Un campus fait des économies de chauffage

Les circulateurs  MAGNA3 fonctionnent avec 25% de hauteur manométrique en moins par rapport aux anciennes modèlesPHOTO: Dave Schlumberger, technicien de maintenance CVC à l'université Saint John, indique que les nouveaux circulateurs Grundfos MAGNA3 font tourner l'installation au débit nominal initial avec moins de puissance, moins d'énergie, et moins de dépenses.
Etude de cas MAGNA3

Les habitants du Minnesota sont réputés être habitués à la neige et au froid chaque hiver, mais pour cet état américain, l'hiver 2013-2014 a été particulièrement mémorable. Les records de froid ont mis les installations de chauffage du Minnesota à rude épreuve. Alors que de nombreux bâtiments collectifs et tertiaires ont consommé plus d'énergie pour maintenir les résidents au chaud par ces températures glaciales. Une école privée a fait des économies.

L'université Saint John, une école des bénédictins pour garçons de la ville de Collegeville s'est lancée dans la rénovation de son installation de chauffage juste au bon moment. David Shlumpberger, le technicien de maintenance CVC du campus, supervisait le projet :

« Nous avons été contactés par notre revendeur local, Ferguson Enterprises, qui nous conseillait de remplacer les circulateurs du Peter Engel Science Center par des circulateurs intelligents Grundfos MAGNA3 », raconte-t-il. « Je n'avais pas remarqué que les circulateurs en place étaient en fin de vie. Et nous nous sommes dit : « Pourquoi ne pas trouver une solution plus performante ? »

Le rendement énergétique est important sur tous les campus, mais le respect de l'environnement est une valeur fondamentale à Saint John, qui a mis en place un service dédié qui gère plus de 1 000 hectares de zones humides, de lac, de prairie et de forêt. « La technologie intelligente du MAGNA3 est particulièrement bien choisie pour une école qui apprend à ses étudiants le respect de la terre », explique Schlumpberger.

Schlumpberger et son équipe ont opté pour les circulateurs MAGNA3 en grande partie pour leur électronique sophistiquée et leur rendement énergétique prouvé. Bien que le MAGNA3 soit plus cher à l'achat que des circulateurs plus conventionnels, ses excellentes performances ont permis de rentabiliser cet investissement très rapidement à Saint John.

Une solution logique
Le MAGNA3 est un circulateur optimisé sur le plan énergétique, à vitesse variable, à rotor noyé, comprenant un moteur à aimant permanent qui réduit la consommation d'énergie jusqu'à 85 %, le taux de rendement énergétique le plus élevé parmi les circulateurs de la même gamme.

« Ces circulateurs s'adaptent à la situation existante et peuvent être réglées en fonction », déclare Brian Soderholm, commercial Grundfos à Ramsey, dans le Minnesota, qui a travaillé sur le projet de Saint John.

PHOTO : les nouveaux circulateurs MAGNA3 ont permis de réduire la consommation d'énergie de 58 à 84% dans les quatre ailes du bâtiment de l'université Saint John.

« Grundfos est le seul fabricant proposant un circulateur intégrant un algorithme logique capable de mémoriser les différents schémas de consommation d'énergie de chaque application. C'était un énorme progrès par rapport aux anciens circulateurs du bâtiment des sciences", ajoure Soderholm.

Le remplacement des quatre anciens circulateurs par des MAGNA3  a amélioré le rendement et augmenté le confort du bâtiment. La fonction caractéristique de ce circulateur est la fonction AUTOADAPT qui adapte en permanence la consommation d'énergie, la hauteur manométrique de refoulement et le débit pour répondre aux variations des besoins de l'installation.

Installation du MAGNA3
 Avec ses quatre ailes, le Peter Engel Science Center est chauffé de l'automne jusqu'au printemps. C'est un bâtiment en béton des années 1960, typique de cette époque et du style architectural dominant sur ce campus rural.

« Nous pensions que les anciens circulateurs étaient surdimensionnés, mais nous n'en avions pas la preuve jusqu'à ce que nous les remplacions », annonce Schlumpberger.

Le bâtiment contient deux circulateurs principaux, qui pompent l'eau chaude fournie par un convertisseur vapeur/eau chaude. La vapeur provient d'une centrale. Il y a quatre pompes pour les boucles secondaires, une par aile du bâtiment, pour alimenter le chauffage par le sol, régulé par des vannes pneumatiques 3 voies.

Au départ, Schlumpberger et son équipe pensaient que les anciens circulateurs faisaient partie d'un système à débit variable. « Mais après avoir installé et mis en route les circulateurs, on s'est rendu compte que le système n'était pas variable. Le débit était fixe », dit-il.

Comme le bâtiment n'était pas sectorisé et qu'aucun variateur de fréquence n'était installé, le système fonctionnait à pleine puissance pendant toute la période de chauffage. L'équipe a mené un audit des pompes existantes et s'est rendu compte que l'ancien système était surdimensionné.

« C'était du gaspillage d'énergie et les contraintes étaient trop fortes sur la tuyauterie », analyse Soderholm. « On en a eu la preuve en voyant certains des tuyaux démontés par l'équipe de Dave. Ils étaient complètement rainurés à cause du débit trop élevé. » (voir la photo)

PHOTO : A Saint John, les tuyaux de cuivre étaient profondément rainurés. Les anciens circulateurs surdimensionnés sont à l'origine des dégâts.

La technologie intelligente des quatre nouveaux circulateurs MAGNA3 réduit les dépenses d'énergie. Le circulateur possède un compteur d'énergie intégré et une fonction de limitation du débit. Même à faible charge, ces circulateurs économisent de l'énergie par rapport aux circulateurs traditionnels. Il s'agit également d'une solution tout en-un pour les propriétaires, ils n'ont pas besoin d'ajouter un débitmètre, un manomètre, un thermomètre, une vanne de régulation, un circulateur à vitesse constante ni un compteur BTU.

Avec ce circulateur Grundfos, il est beaucoup plus facile de déterminer le point de consigne, indique Soderholm.

« Grâce aux circulateurs MAGNA3, nous avons pu obtenir les débits nécessaires avec beaucoup moins de hauteur manométrique (beaucoup moins de pression) », précise Soderholm. « Avec le temps, je pense qu'il sera possible de réduire encore leur consommation. Même si ce n'était pas un système à débit variable, les chiffres de rentabilité restent très impressionnants. »

Un retour sur investissement encourageant
En examinant le bénéfice lié au choix des quatre circulateurs MAGNA3 au lieu d'une autre marque, trois d'entre eux seront amortis en trois ans et l’amortissement du quatrième prendra juste quelques mois de plus. « Nous avons dimensionné les circulateurs par rapport aux anciens sans connaître les besoins réels, » déclare Soderholm, en expliquant que leur seule source de renseignement était les plaques des anciennes circulateurs, car leur analyse a eu lieu pendant l'été.

« Même si les circulateurs Grundfos sont supérieurs aux besoins pour ce bâtiment, ce n'est pas grave parce que nous pouvons limiter leur puissance, avec des résultats très impressionnants à la clé », ajoute-t-il. (voir le tableau)

Cela se traduit par des économies estimées à 612 € par an.

TABLEAU : les nouvelaux circulateurs MAGNA3 ont permis jusqu'à 84% d'économie et un amortissement sur trois ans à l'université Saint John. D'après David Schlumpberger, responsable de la maintenance CVC, Ils ont également amélioré le confort à l'intérieur des bâtiments. (Remarque : 1 gallon US = 3,8 l, et 1 pied = 0,3 m)

« En bref, le circulateur MAGNA3 est sophistiqué et peut faire tout ce que faisaient les anciens modèles, mais mieux, parce qu'il est intelligent », résume Schlumpberger. « Il peut décider tout seul de ralentir ou d'accélérer en fonction de la demande réelle. Autre avantage, nous pouvons extraire les données des circulateurs et en savoir plus sur les besoins du bâtiment. »

Schlumpberger ajoute : « Nous venons de connaître l'hiver le plus froid depuis 30 ans et nous avons chauffé le bâtiment avec seulement le quart de la hauteur manométrique dont les anciens circulateurs avaient besoin. En d'autres termes, on peut faire fonctionner l'installation au débit prévu à l'origine avec moins de puissance, moins d'énergie et moins de dépenses. »

Texte : Julie Reynolds
Photos : Craig Lassig


« On peut faire fonctionner l'installation au débit prévu à l'origine avec moins de puissance, moins d'énergie et moins de dépenses. »

David Schlumpberger, responsable de la maintenance CVC à l'université Saint John





    Facebook Twitter LinkedIn Technorati