Défi
L’équipement CVC de sept bâtiments gouvernementaux du comté de Pinellas était inefficace et arrivait en fin de vie utile. Le comté souhaitait mettre à niveau les systèmes afin d’améliorer l’efficacité énergétique et de réduire les coûts d’exploitation , sans compromettre le service aux occupants de son bâtiment. Avec une grande partie de l’équipement obsolète situé dans les sous-sols des bâtiments, le comté savait que son remplacement serait un défi.
Solution
Trane a répondu à l’appel d’offres du comté avec une solution créative pour maintenir le confort des 700 000 pieds carrés d’espace de bureaux gouvernementaux, en utilisant une conception centrale de refroidissement du centre-ville plutôt que d’exploiter sept systèmes de bâtiment individuels. La centrale énergétique (CEP) comprendrait une tuyauterie en acier pré-isolée, trois refroidisseurs centrifuges Trane®, un stockage thermique à l’aide de vingt et un réservoirs de stockage d’énergie CALMAC® IceBank®, des tours de refroidissement massives et un système d’automatisation du bâtiment Trane® Tracer™ SC.
Le CEP permettrait une expansion future et donnerait au comté la possibilité de vendre de l’eau glacée aux entités voisines en tant que service continu ou connexion d’urgence de secours. Le CEP a offert au comté une multitude d’avantages, notamment des économies d’échelle opérationnelles, des économies d’énergie, une empreinte carbone réduite, des coûts d’entretien réduits et l’élimination des dépenses liées au remplacement de l’équipement situé dans les sous-sols des bâtiments. Après une évaluation minutieuse, le comté a pris la décision d’aller de l’avant avec le CEP et , sur la base des économies d’énergie prévues, a pu obtenir une subvention du ministère américain de l’Énergie pour aider à financer le projet.
Construire l’infrastructure
Pour relier les bâtiments gouvernementaux à l’usine centrale, un réseau de tuyauterie, composé de 6 700 pieds de tuyaux en acier pré-isolés de grand diamètre, a été enterré sous les rues de Clearwater. La tuyauterie fournit de l’eau glacée pour fournir une climatisation à faible coût aux bâtiments. Une espérance de vie de cinquante ans sur les tuyaux élimine tout besoin à court terme de démolir les rues de la ville pour les remplacer.
Améliorer l’efficacité, réduire les coûts énergétiques
L’eau refroidie par deux refroidisseurs centrifuges Trane® CenTraVac™ de 650 tonnes est pompée à travers des tuyaux souterrains vers des unités de climatisation dans les bâtiments du centre-ville. Les refroidisseurs à plusieurs étages offrent des niveaux d’efficacité à pleine charge supérieurs de 15 % en moyenne à ceux des refroidisseurs concurrents et, avec le moins de pièces mobiles de l’industrie, offrent un fonctionnement fiable. Les refroidisseurs CenTraVac™ répondent également aux normes environnementales de la ville grâce à l’utilisation de réfrigérants à basse pression et à un taux de fuite proche de zéro. Le fonctionnement silencieux et sans vibrations des refroidisseurs permet de maintenir les niveaux sonores en dessous de ceux prescrits par l’ordonnance de la ville.
Un refroidisseur Trane® CenTraVac™ de 470 tonnes produit de la glace pour vingt et un réservoirs de stockage d’énergie CALMAC® IceBank®. La glace est produite la nuit lorsque les tarifs d’électricité sont plus bas, et est ensuite utilisée pendant la journée pour refroidir l’eau pompée vers les bâtiments du centre-ville. Le système permet aux refroidisseurs et aux tours de refroidissement de rester inactifs pendant les heures de pointe diurnes, plus coûteuses, ce qui contribue à réduire les coûts énergétiques.
Optimisation du fonctionnement du système
Le CEP utilise un système d’automatisation des bâtiments (BAS) Trane® Tracer™ SC pour permettre aux opérateurs d’accéder aux systèmes de l’usine à partir de n’importe quel appareil connecté à Internet, tel qu’un smartphone ou une tablette, éliminant ainsi la nécessité d’avoir du personnel sur site dans l’usine. Les directeurs d’usine utilisent le BAS pour établir la planification, surveiller les conditions de fonctionnement et le tonnage, gérer la consommation d’énergie, répondre aux alarmes et analyser les données. L’application Tracer Chiller Plant Control permet le séquençage des refroidisseurs et la coordination des pompes et des tours de refroidissement pour une efficacité globale de l’usine.
Résultats
La nouvelle centrale énergétique du comté de Pinellas achemine l’eau pour fournir une climatisation à faible coût à cinq bâtiments du comté et à des tours d’habitation à proximité. L’usine devrait permettre au comté d’économiser environ 1 million de dollars en coûts d’exploitation, principalement en raison de la réduction de la consommation d’énergie. Avec une consommation annuelle de kilowatts en baisse de 30 à 40 %, le comté réduira son empreinte carbone d’environ 25 % et sera admissible à des remises de Duke Energy. Le comté n’aura pas besoin de remplacer les composants du système d’eau glacée pendant la durée de vie de 30 ans de l’usine, ce qui équivaut à environ 4 millions de dollars d’économies de coûts. Le comté vise également à générer des revenus de l’usine, les entreprises voisines exprimant leur intérêt à acheter de l’eau glacée pour leurs systèmes de climatisation. Les possibilités de générer des revenus sont estimées à environ 250 000 $ par an.