en format pdf

CCT

N

Genève

Lausanne

Auteur J. Schmid ©

CCeennttrraallee ddee CChhaauuffffee ppaarr TThheerrmmooppoommppeess

É C O L E P O L Y T E C H N I Q U E

F É D É R A L E D E L A U S A N N E

DOMAINE IMMOBILIER & INFRASTRUCTURES

EPFL – PL – DII - E Téléphone: +4121 693 52 22 BS 127 (bâtiment BS) Téléfax: +4121 693 52 00

Site web: www.epfl.ch/dii/ Station 4 CH - 1015 Lausanne

21.04.2005/CCT/J.SCHMID

Document: G:\Gr_Energie_CCT\ © Présentation CCT01-05-0

Préambule Un effort tout particulier a été voué à l'économie d'énergie pour les bâtiments de la Confédération. Des directives précises ont été émises pour les constructions nouvelles et l'amélioration des bâtiments anciens, dont plusieurs ont été assainis depuis. Il était initialement prévu de raccorder le site des Hautes Ecoles Lausannoises, Université et EPFL, à la centrale chaleur-force intercommunale de Malley, dont les spécifications techniques ont été appliquées au réseau urbain de l'EPFL, mis en place au début des années 1970. Des oppositions massives et les résistances politiques des communes voisines ont eu pour effet de retarder ce projet, qui est aujourd'hui abandonné. Dans ces conditions, l'EPFL s'est vue dans l'obligation de trouver une solution de remplacement à la chaufferie provisoire, de conception traditionnelle, mise en place en 1974/75. Dès 1979, le maître de l'ouvrage a décidé d'entamer les études préliminaires pour une centrale de chauffe propre à l'Ecole ou commune à l'Université et à l'EPFL. Sur le plan de la diversification énergétique, le Conseil Fédéral a émis une ordonnance pour la promotion et l'utilisation de nouvelles méthodes de production d'énergie pour les bâtiments de la Confédération. Compte tenu de l'existence de la Station de Pompage d'eau du lac, propriété commune de l'Etat de Vaud et de la Confédération, mise en service en 1978 pour des besoins de refroidissement, le choix technique s'est porté sur une centrale par thermopompes, l'eau du lac fournissant en hiver et en mi-saison la source froide des pompes à chaleur, en complémentarité des besoins en froid qui atteignent leur maximum en été. Implantation La Centrale de Chauffe par Thermopompes de l'EPFL est située au nord-est du site bâti de l'Ecole. Elle est distante d'environ un kilomètre du lac Léman (source froide) et de moins de cinquante mètres d'un petit ruisseau appelé la Sorge qui est utilisé en tant que "conduite" naturelle pour le rejet des eaux au lac. Les thermopompes ou pompes à chaleur utilisent l'eau du lac, en tant que source froide. Pompée à 900 m du rivage, à une profondeur de 68 m, cette eau a, comme caractéristique principale, une température constante d'environ 6° à 7° toute l'année. Refoulée à une pression de 3.5 à 4.0 bars à la Station de Pompage, elle transite jusqu'à la centrale par une conduite de 750 mm. de diamètre utilisant le réseau des galeries techniques de l'Université et de l'EPFL. (Figure 5, page 8) Après avoir traversé l'évaporateur des thermopompes, elle est rejetée à la Sorge sans altération ni modification chimique, à une température de l'ordre de 2 à 3°. La centrale est en mesure de fournir: - L'énergie thermique nécessaire aux besoins en chauffage de l'EPFL, distribuée par deux réseaux: l'un à

moyenne température, destiné aux bâtiments de la première étape; l'autre à basse température, destiné aux bâtiments de la deuxième étape de construction de l'EPFL à Ecublens.

- L'eau de refroidissement (climatisation, refroidissement d'appareils scientifiques, etc.) pour les besoins de

l'Université et de l'Ecole Polytechnique.

21.04.2005/CCT/J.SCHMID 1 Document: G:\Gr_Energie_CCT\ © Présentation CCT01-05-0

La Centrale de Chauffe par Thermopompes: un élément essentiel d'une stratégie globale en matière de gestion énergétique Depuis le début des années septante, l'EPFL se préoccupe sans relâche de favoriser l'utilisation parcimonieuse de l'énergie. Dans le domaine de la recherche, le projet d'Ecole "Energie" a réuni de 1976 à 1981 les chercheurs concernés par cette discipline et permis de concevoir des systèmes complexes de gestion énergétique présentant des potentialités intéressantes. Depuis 1982, les propositions de ce projet d'Ecole font l'objet de développements et d'approfondissements dans plusieurs de nos laboratoires. En matière d'enseignement, un cours post-grade en énergie est suivi chaque année par une soixantaine d'ingénieurs et d'architectes; il complète les nombreux cours du 2éme cycle offerts aux étudiants de plusieurs sections concernées par la question sous tous ses aspects. Confrontés à la nécessité de remplacer nos installations provisoires insuffisantes, nous nous sommes basés, en 1980, sur les rapports du projet d'Ecole "Energie" pour élaborer le concept inédit d'une centrale chaleur-force utilisant les turbines à gaz. La CCT est une illustration concrète d'un transfert d'une recherche théorique à un produit opérationnel de haute technologie. En 1985, nous consommions, durant les périodes les plus froides, plus de 100'000 litres de mazout léger par semaine. Actuellement, une consommation de mazout d'env. 600'000 litres suffit à couvrir les besoins de toute une année, malgré l'augmentation considérable des surfaces exploitées sur le site. L'intérêt de cette économie en matière de pollution de l'air est évident. Pour obtenir un résultat aussi spectaculaire, il ne suffit toutefois pas de construire et d'exploiter une centrale telle que celle présentée ici. Une stratégie globale et minutieuse en matière de gestion énergétique est indispensable. Elle se compose des éléments suivants: - Une isolation optimale de l'enveloppe des bâtiments - Une récupération systématique des rejets thermiques de toute nature - Une utilisation restrictive de la climatisation des locaux - Une orientation judicieuse des bâtiments pour exploiter le rayonnement solaire "passif" - L'acceptation, par les utilisateurs, de conditions climatiques intérieures moins confortables que celles

prescrites dans les normes habituelles.

Pour exploiter un tel système et tirer parti de toutes les potentialités, un team de collaborateurs compétents, motivés et dynamiques est aussi nécessaire. Grâce à un système sophistiqué de surveillance en temps réel et des moyens d'interventions rapides, le Service Constructions et Exploitation est en mesure de conduire toutes ces installations de façon optimale. Signalons encore que les principaux organes de la Centrale de Chauffe ont été équipés de systèmes de mesures très complets, allant bien au-delà de ce qui serait nécessaire pour l'exploitation courante. Ainsi les étudiants, doctorants et chercheurs de l'EPFL ont la possibilité d'étudier le comportement des différents composants en grandeur réelle. Ils peuvent développer et tester des consignes nouvelles de fonctionnement et contribuer ainsi à améliorer encore le rendement et la sécurité de centrales futures. Il est à noter qu'en automne 2001, les turbines ont été dotées d'un système d'injection d'eau, totalement déminéralisée, dans le but d'abaisser les émissions de NOx selon les directives fédérales sur les gaz de combustion.


Fonctionnalités et principe Equipement de la centrale de chauffe Machines - Deux thermopompes d’une puissance thermique de 4.5 MW. (Figure 15, page 13) - Deux turbines à gaz d’une puissance de 3.0 MW électrique et de 5.0 MW thermique aux chaudières de

récupération. (Figures 11 et 12, page 11) Réseaux hydrauliques - Un réseau moyenne température (MT) alimentant les bâtiments de la 1ère étape et délivrant une température

de départ glissante allant de 28°C par 16°C ext. à 65°C par -10°C ext. - Un réseau basse température (BT) alimentant les bâtiments de la 2ème étape et délivrant une température de

départ glissante allant de 26°C par 16°C ext. à 50°C par -10°C ext. - Un réseau de circulation interne entre les thermopompes et l’accumulateur de chaleur basse température

(ABT) - Un réseau de circulation interne entre les récupérateurs de chaleur et les accumulateurs de chaleur haute

température (AHT1 et AHT2) (Schéma de principe et courbes, figures 13 et 14, page 12)

Période de fonctionnement La saison de chauffage commence au début du mois de septembre et se termine en général au mois de mai, en fonction des conditions météorologiques. Durant cette période, les installations fonctionnent en mode automatique et sont soumises aux conditions climatiques. Si la température extérieure est supérieure à 16°C, l’ordinateur de gestion commande une interruption de la production thermique et arrête les pompes de distribution de l’énergie. Si la température extérieure descend au-dessous de 16°C, la production d’énergie reprend après une temporisation de deux heures. Le niveau de l’énergie produite et sa distribution sont régulés en fonction des courbes citées plus haut. (Schéma de principe des thermopompes, figure 4, page 7) Conditions de fonctionnement Septembre à mai Seules les thermopompes fonctionnent par intermittence, chaque machine tournant toujours à 100% de sa capacité de production (meilleur rendement) et s’arrêtent quand le niveau de l’énergie dans l'accumulateur basse température atteint une valeur ne permettant plus le stockage. L’énergie produite, ainsi stockée, est ensuite distribuée dans les deux réseaux MT, BT, jusqu'à ce que l’accumulateur soit vide, ce qui conditionne l’ordre d’enclenchement d’une ou de deux thermopompes. En cas de besoin, les deux thermopompes peuvent travailler ensemble, soit en parallèle, soit en série. Une turbine peut également entrer en fonction, si les besoins énergétiques des réseaux ne sont pas couverts par les thermopompes.


Possibilités de fonctionnement La marche des machines peut être soumise à deux lignes de commandes distinctes, à savoir: 1. Priorité aux thermopompes Les thermopompes sont appelées en priorité, les turbines viennent en appoint si les conditions climatiques demandent un niveau d’énergie ne pouvant être fourni par les thermopompes ou en cas d’indisponibilité de l’une ou l’autre des machines. (Synoptique de commande des thermopompes, figure 7, page 9) 2. Priorité aux turbines Une turbine est appelée en priorité par un programme horaire qui génère la demande à une heure fixe et ce, jusqu'à ce que l’ordre d’arrêt parvienne à la machine. Les thermopompes viennent en appoint si les conditions climatiques demandent un niveau d’énergie ne pouvant être fourni par la turbine. La commutation d'une priorité à l'autre se fait en mettant le programme horaire actif ou inactif. (Synoptique de commande des turbines, figure 8, page 9) Programme horaire inactif : Priorité aux thermopompes Programme horaire actif : Priorité aux turbines L’automatisme ne libère la deuxième turbine qu’en cas de très forte demande thermique ou si les thermopompes sont indisponibles. Marche secourue, production électrique Une des deux turbines est également commandée par l’absence de tension (20kV) à l’entrée de la centrale et fonctionne comme groupe de secours, prenant en charge l’alimentation de toute la Centrale de Chauffe et de la Station de Pompage. Cette fonction a la priorité sur les autres automatismes. Contraintes impératives - La température de retour des réseaux, à l’entrée des thermopompes, ne doit jamais être supérieure à 45°C,

sous peine d’une baisse de puissance disponible aux thermopompes, voire d’un arrêt des machines. - Le nombre de démarrages journaliers des turbines doit être limité autant que possible afin d'éviter une usure

prématurée des machines. - Dès que la température extérieure dépasse 18°C, la production électrique ne peut plus être assurée. - Les tests mensuels de sécurité des groupes turbines-récupérateurs perturbent pendant deux jours la marche

régulière de la centrale (obligation de l’ASIT).


Refroidissement et climatisation La centrale assure également la distribution de l'eau du lac pour les besoins de refroidissement des processus de laboratoires (lasers, optiques, etc.) et de climatisation du site de l'EPFL et de l'UNIL.

Tracé de la conduite sous lacustre, coordonnées GPS

X

X

X

373.3Y = 534'091X = 152'234

Y = 533'987X = 151'315

Crépine

Fin de souille

Y = 534'008X = 151'588

152'000

534'

000

Les Pierrettes

Con

duite

de

pom

page

, lon

gueu

r = 9

25m

., az

imut

= 1

86.5

°

235m

.

Profondeur : - 22.50 m.

Profondeur : - 68.60m.

!N

S

EO

Figure 1 L'eau du lac est pompée à une profondeur de 68.80 m. à une température d'env. 6°C toute l'année par la SPP, Station de Pompage des Pierrettes, (figure 2, page 6) et amenée à la centrale au travers des galeries techniques de l'UNIL jusqu'à la CCT. Elle est ensuite surpressée par des pompes boosters à vitesse variable qui garantissent une pression constante de 5 bars. Dès la station de surpression, l'eau de refroidissement est appelée "eau industrielle". (figure 3, page 6) Après utilisation de l'énergie, cette eau est rejetée sans aucun traitement dans la Sorge (rivière courant au Nord de la centrale), à une température d'env. 12 à 14°C, et retourne au lac.


Figure 2 Station de pompage des Pierrettes amenant l'eau du lac

Station de surpression, pompes boosters distribuant l'eau industrielle

Figure 3


Principe de la thermopompe

4

Arrivée SPPEAU DU LAC

5 à 7 °C

NH3 gazeuxBasse pression Compresseur

0 à 2°C

Retour des bâtiments

Départ aux bâtiments

25 à 35 °C

NH3 liquideBasse pression

EAU DE CHAUFFAGE

NH3 gazeuxhaute pression

70 à 90 °C

35 à 50 °C

2 à 4 °C

2

1

Condenseur

Rejet Sorge

NH3 liquideHaute pression

35 à 51 °C

Evaporateur

Phase liquide NH3Phase gazeuse NH3

Sens du cyclede l'ammoniac

Vannede

détente

3

Figure 4

Cycle de fonctionnement

1 - Le compresseur, entraîné par le moteur électrique, augmente la pression et la température du fluide frigorigène (ammoniac NH3).

2 - Dans le condenseur (échangeur de chaleur), le fluide frigorigène se condense au contact

de la tuyauterie contenant l'eau de retour des bâtiments plus froide que lui et cède son énergie chaleur à l'eau de chauffage.

3 - La vanne de détente abaisse la pression et provoque une forte baisse de la température du

fluide frigorigène. 4 - Dans l'évaporateur (échangeur de chaleur), le fluide frigorigène s'évapore au contact de la

tuyauterie contenant l'eau du lac en provenance de la station de pompage plus chaude que lui en utilisant l'énergie chaleur de cette eau et provoque un abaissement de sa température.


0 50 100 250

Centrale de chauffe

Stationde pompage

Sorge

Conduite d'alimentation

Prise d'eaudu lac

Rejet d'eauau lac

Centrale de Chauffe

Plan d'ensemble des Hautes Ecoles Figure 5

Le Le lac lac LLéémanman Un capteur et un accumulateurUn capteur et un accumulateurd’énergie solaired’énergie solaire

Le lac Léman (581 km2) agit comme un énorme capteurnaturel d’énergie solaire. Il absorbe un flux annuel d’énergie équivalent à :

150 millions de tonnes d’huile de chauffage ( fuel )

Mouvement du flux thermique

Eau froide

Coucheschaudes

En hiver, la surface du lac renvoie plus d’énergie qu’elle n’en reçoit du soleil. L’eau froide descend jusqu’à des couches plus profondes tandis que l’eau chaude monte.

Energie reçue

Energie renvoyée

En été, l’énergie captée par le lac est supérieure à celle renvoyée àl’environnement.La couche supérieure de l’eau (20 à 30m.) se réchauffe à une temp. d’env. 20°C. Au dessous de 30m, les effets solaires sont faibles.

Le Le lac lac LLéémanman Un capteur et un accumulateurUn capteur et un accumulateurd’énergie solaired’énergie solaire

Le lac Léman (581 km2) agit comme un énorme capteurnaturel d’énergie solaire. Il absorbe un flux annuel d’énergie équivalent à :

de 150 millions de tonnes d’huilechauffage ( fuel )

Mouvement du flux thermique

Eau froide

Coucheschaudes

En hiver, la surface du lac renvoie plus d’énergie qu’elle n’en reçoit du soleil. L’eau froide descend jusqu’à des couches plus profondes tandis que l’eau chaude monte.

Energie reçue

Energie renvoyée

En été, l’énergie captée par le lac est supérieure à celle renvoyée àl’environnement.La couche supérieure de l’eau (20 à 30m.) se réchauffe à une temp. d’env. 20°C. Au dessous de 30m, les effets solaires sont faibles.

150 millions de tonnes d'huile de chauffage (fuel).

Figure 6


Cde MANUEL

ENCL. LIBERE

DECL. AUTO.

STOP MANUELTP1

&TP2

DECHARGE

NON CHARGE

BESOIN 1 TP

ABT 0.00 l/s

BESOIN 2 TP

Température consigne TP

SEQUENCE TP

EXPANSION

AIR COMPRIME

ALARMES

DISPONIBLE

THERM. PRETE

TP1 ALARME

OMRON NORMAL

Cde TP1DECLECHE

TP1

Temp.ext. 25.2 °C

120.0 Min.

TP1 DECL. TP2 DECL.

STOP MANUELTP1ou

TP2

ALIM. F209

t. EAU AMONT

AUXILIAIRES DECL.

COMPRESSEURDECLENCHE

DISPONIBLE

THERM. PRETE

TP2 ALARME

OMRON NORMAL

Cde TP2DECLECHE

TP2

AUXILIAIRES DECL.


PARALLELECOP 0.0

Température sortie TP27.5 °C27.5 °C

4.3 °C

! t EAU TP

DEMANDEPARALLELE

REGULATION MT

REGULATION BT

EAU CHAUFFAGE

EAU DU LAC (SPP)

Cde MANUEL

ENCL. LIBERE

DECL. AUTO.

STOP MANUELTP1

&TP2

DECHARGE

NON CHARGE

BESOIN 1 TP

ABT 0.00 l/s

BESOIN 2 TP

Température consigne TP

SEQUENCE TP

EXPANSION

AIR COMPRIME

ALARMES

DISPONIBLE

THERM. PRETE

TP1 ALARME

OMRON NORMAL

Cde TP1DECLECHE

TP1

Temp.ext. 25.2 °C

120.0 Min.

TP1 DECL. TP2 DECL.

STOP MANUELTP1ou

TP2

ALIM. F209

t. EAU AMONT

AUXILIAIRES DECL.


DISPONIBLE

THERM. PRETE

TP2 ALARME

OMRON NORMAL

Cde TP2DECLECHE

TP2

AUXILIAIRES DECL.


PARALLELECOP 0.0

Température sortie TP27.5 °C27.5 °C

4.3 °C

! t EAU TP

DEMANDEPARALLELE

REGULATION MT

REGULATION BT

EAU CHAUFFAGE

EAU DU LAC (SPP)

Figure 7

Synoptique de commande des thermopompes

Figure 8

Cde MANUEL

ENCL. LIBERE

DECL. AUTO.

STOP MANUEL

STOP MANUEL CONSIGNE MT

TG's

TP1&

TP2

DECHARGE

ABT 0.00 l/s

DECHARGE

NON CHARGE

Production thermique

BESOIN 1 TG

AHT 0.00 l/s

BESOIN 2 TG

Production et priorités

APPOINT par TP's Programme et optimisation

INACTIF SECOURS

ALARME SGD

BOOSTER 1

DEBIT EG1

TEMP.AVAL EG1

ALARME SGD

BOOSTER 2

DEBIT EG2

TEMP.AVAL EG2


TG1 0.00 MW TG2 0.00 MW

VM 1 251.2 M3 VM 1 550.4 M3

TG1 & TG2

EXPANSION

AIR COMPRIME

ALARMES

ORDRE

Cde TG1 MAN.

Cde TG2 MAN.

Cde TG1 / EOS

Cde TG2 / EOS

TG1 TG2

TG1 PRETE

DISPONIBLE

STOP MAN. TG1

ALARME TG1

Cde TG1

0.0 %By - pass

F O

TG1 CHAUFF.

TG1 PROD.

Prod. 0.00 MW

TG2 PRETE

DISPONIBLE

STOP MAN. TG2

ALARME TG2

Cde TG2

0.0 %By - pass

F O

TG2 CHAUFF.

TG2 PROD.

Prod. 0.00 MW

TG1 TG2 Ext. 25.2 °C

NON

Dem. local possible

NONTG1 TG2

Compt. EOS HORS

Cde MANUEL

ENCL. LIBERE

DECL. AUTO.

STOP MANUEL


TG's

TP1&

TP2

DECHARGE

ABT 0.00 l/s

DECHARGE

NON CHARGE


BESOIN 1 TG

AHT 0.00 l/s

BESOIN 2 TG



INACTIF SECOURS

ALARME SGD

BOOSTER 1

DEBIT EG1

TEMP.AVAL EG1

ALARME SGD

BOOSTER 2

DEBIT EG2

TEMP.AVAL EG2


TG1 0.00 MW TG2 0.00 MW

VM 1 251.2 M3 VM 1 550.4 M3

TG1 & TG2

EXPANSION

AIR COMPRIME

ALARMES

ORDRE

Cde TG1 MAN.

Cde TG2 MAN.

Cde TG1 / EOS

Cde TG2 / EOS

TG1 TG2

TG1 PRETE

DISPONIBLE

STOP MAN. TG1

ALARME TG1

Cde TG1

0.0 %By - pass

F O

TG1 CHAUFF.

TG1 PROD.

Prod. 0.00 MW

TG2 PRETE

DISPONIBLE

STOP MAN. TG2

ALARME TG2

Cde TG2

0.0 %By - pass

F O

TG2 CHAUFF.

TG2 PROD.

Cde MANUEL

ENCL. LIBERE

DECL. AUTO.

STOP MANUEL


TG's

TP1&

TP2

DECHARGE

ABT 0.00 l/s

DECHARGE

NON CHARGE


BESOIN 1 TG

AHT 0.00 l/s

BESOIN 2 TG



INACTIF SECOURS

ALARME SGD

BOOSTER 1

DEBIT EG1

TEMP.AVAL EG1

ALARME SGD

BOOSTER 2

DEBIT EG2

TEMP.AVAL EG2


TG1 0.00 MW TG2 0.00 MW

VM 1 251.2 M3 VM 1 550.4 M3

TG1 & TG2

EXPANSION

AIR COMPRIME

ALARMES

ORDRE

Cde TG1 MAN.

Cde TG2 MAN.

Cde TG1 / EOS

Cde TG2 / EOS

TG1 TG2

TG1 PRETE

DISPONIBLE

STOP MAN. TG1

ALARME TG1

Cde TG1

0.0 %By - pass

F O

TG1 CHAUFF.

TG1 PROD.

Prod. 0.00 MW

TG2 PRETE

DISPONIBLE

STOP MAN. TG2

ALARME TG2

Cde TG2

0.0 %By - pass

F O

TG2 CHAUFF.

TG2 PROD.

Prod. 0.00 MW

TG1 TG2 Ext. 25.2 °C

NON

Dem. local possible

NONTG1 TG2

Compt. EOS HORS

Synoptique de commande des turbines


Figure 9

Synoptique de commandes des pompes eau du lac et boosters

PL1 PL2 PL3 PL4

RASPL1

PL2

PL3

PL4

Cde SPP

A

A

A

A

RAS

RAS

RAS

ENCL

LAC LEMAN

PB1 PB2 PB3 PB4

70.0 kW

REJET SORGE

TP1 TP2

PLPB 1

2

Seq. automatisme

TG1 TG2

RASPB1

PB2

PB3

PB4

Cde PB

A

A

A

A

RAS

RAS

RAS

ENCL

EPFL1 85.6 l/s

EPFL2 42.2 l/s

UNIL 91.3 l/s

TOTAL 219.1 l/s

219.1 l/s 0.0 l/s 0.0 l/s 0.0 l/s

2.3 bar6.2 °C

0.0 l/s

17.3 °C

EAU INDUSTRIELLE 5.00 bar

TEMP. EXTERIEURE 24.2 °C

SM SM SM SMSami

REGULATION

0.0 l/s

STATION DE POMPAGE

PL1 PL2 PL3 PL4

RASPL1

PL2

PL3

PL4

Cde SPP

A

A

A

A

RAS

RAS

RAS

ENCL

LAC LEMAN

PB1 PB2 PB3 PB4

70.0 kW

REJET SORGE

TP1 TP2

PLPB 1

2

Seq. automatisme

TG1 TG2

RASPB1

PB2

PB3

PB4

Cde PB

A

A

A

A

RAS

RAS

RAS

ENCL

EPFL1 85.6 l/s

EPFL2

PB1 PB2 PB3 PB4

70.0 kW

REJET SORGE

TP1 TP2

PLPB 1

2

Seq. automatisme

TG1 TG2

RASPB1

PB2

PB3

PB4

Cde PB

A

A

A

A

RAS

RAS

RAS

ENCL

EPFL1 85.6 l/s

EPFL2 42.2 l/s

UNIL 91.3 l/s

TOTAL 219.1 l/s

219.1 l/s 0.0 l/s 0.0 l/s 0.0 l/s

2.3 bar6.2 °C

0.0 l/s

17.3 °C

EAU INDUSTRIELLE 5.00 bar

TEMP. EXTERIEURE 24.2 °C

SM SM SM SMSami

REGULATION

0.0 l/s

STATION DE POMPAGE

Pompage et transvasement d'huile

IMPOSSIBLEREMPLISSAGE PARCAMION

CITERNE VM1 CITERNE VM2

SURVEILLANCECITERNES

VACUUM

TRANSVASEMENT

PDH

PTEPBH1 PBH2

ALIMENTATIONTG1 & TG2

278.5 m3 556.8 m3

bar°Ckg/sT/j

bar°Ckg/sT/j

Fosse dépotage





CITERNE VM1 CITERNE VM2

SURVEILLANCECITERNES

VACUUM

TRANSVASEMENT

PDH

PTEPBH1 PBH2

ALIMENTATIONTG1 & TG2

278.5 m3 556.8 m3

bar°Ckg/sT/j

bar°Ckg/sT/j

Fosse dépotage

Synoptique de pompage et de transvasement mazout

Figure 10


Figure 11

Figure 12

Turbine SOLARTurbine SOLAR CentaurCentaur -- HH

Chambre de combustion

Compresseur

Prise d’air

Réducteur

Injecteurs

Echappement

Turbine SOLARTurbine SOLAR CentaurCentaur -- HH

Chambre de combustion

Compresseur

Prise d’air

Réducteur

Injecteurs

Echappement

Figure 11


Départ réseauBasse temp.

Départ réseauMoyenne temp.

Accumulateurhaute temp.

AHT 1ThermopompeTP 1

Accumulateurhaute temp.

AHT 2

Retour réseau moyenne temp.

Accumulateurbasse temp.

ABT

Retour réseau basse temp.

RécupérateurEG 1

RécupérateurEG 2

ThermopompeTP 2

Pompes de circulationinternes

Pompescirculation

récupérateur

Pompescirculation

récupérateur

Courbes de travail départ et retour réseaux

Arrêt CCT

Production par thermopompes + turbines

70

60

20

10

0

30

40

50

15

5

25

35

45

55

65

-10 -5 0 5 10 15 16Départ MT Départ BT Retour MT Retour BT

Production par thermopompes seules

°C température extérieure

°C te

mpé

ratu

re d

e dé

part

rése

aux

°C productionmaximun possible

thermopompes

Courbes de travail des réseaux de distribution Figure 13

Schéma de principe Centrale de chauffeSchéma de principe de la Centrale de Chauffe


Figure 14

Figure 15 Thermopompes Photo : A. Herzog

Figure 16 Pompes circulation réseaux


Comparatif des émissions de gaz de combustion CO2 Centrale au mazout - CCT Ci-dessous, deux graphiques tirés des chiffres et relevés d’exploitation de la centrale et mis en exergue avec l’équivalent de production d’énergie d’une centrale conventionnelle au mazout.

L’avantage écologique d’un système de production tel que le CCT est clairement mis en valeur.

Comparatif émission CO2 période 2003 - 2004CCT - Centrale mazout

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

sept oct nov déc janv févr mars avr mai juin juil août

Période

Tonn

es Centrale mazoutCCT

Comparatif émission CO2 par annéeCCT - Centrale mazout

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1985

-198

6

1986

-198

7

1987

-198

8

1988

-198

9

1989

-199

0

1990

-199

1

1991

-199

2

1992

-199

3

1993

-199

4

1994

-199

5

1995

-199

6

1996

-199

7

1997

-199

8

1998

-199

9

1999

-200

0

2000

-200

1

2001

-200

2

2002

-200

3

Années

Tonn

es Centrale mazoutCCT

Ces graphiques ont été calculés par les participants du groupe TT microtechnique dans le cadre du projet SHS Optimisation énergétique composé de : MM. Charlie Darricau, Christophe Pache, Laurent Vesin et Yannick Weibel.


La centrale en chiffres

Généralités

Réseau MT (moyenne température) distribution 1ère étape 65°C / -10°C ext.

Réseau BT (basse température) distribution 2ème étape 50°C / -10°C ext.

Surface chauffée, EPFL et divers 400'000 m2

Volume d'eau de chauffage de la centrale 500 m3

Volume d'eau de chauffage du site 6000 m3

Débit d'eau du lac maximum depuis la station de pompage 1250 l / sec.

Puissance thermique totale installée 19.0 MW

Puissance électrique totale disponible 6.0 MW

Année de mise en service 1985

Thermopompes

Huile de lubrification (Breox B75) 900 litres

Ammoniac (Nh3) 980 kg

Evaporateur (eau du lac) 1'250 tubes

Condenseur (eau de chauffage) 890 tubes

Moteur électrique 6.4 kV 960 kW

COP (coefficient de performance) 4.83

Puissance thermique max. 4.8 MW

Eau du lac 260 l / sec.


Turbines

Puissance électrique 3.0 MW

Puissance thermique récupérée 5.0 MW

Température de la chambre de combustion 650°C

Température des gaz de combustion 490°C

Température de l'eau du récupérateur 120°C

Vitesse de rotation 14'944 t / min.

Consommation de mazout extra léger eco vert 1100 l / heure

Injection d'eau déminéralisée 750 l / heure

Surface de chauffe du récupérateur 1050 m2

Nombre de tubes de l'échangeur de chaleur 809

Figure 17 La centrale vue des citernes à mazout


en format pdf

Documents