Les réseaux de chauffage et de refroidissement urbain
Les réseaux de chauffage et de refroidissement urbains sont des systèmes centralisés qui assurent le chauffage et le refroidissement des bâtiments à travers un réseau de canalisations souterraines. Ces systèmes sont conçus pour utiliser et récupérer l’énergie thermique provenant non seulement de centrales thermiques dédiées, mais également d'installations industrielles où l’énergie excédentaire serait autrement dispersée. Ainsi, ces systèmes de chauffage urbain améliorent l'efficacité énergétique, réduisent les émissions de gaz à effet de serre et constituent une alternative durable aux systèmes traditionnels de chauffage et de refroidissement autonomes.
Chauffage urbain
Le chauffage urbain (district heating) est la distribution de la chaleur produite par une centrale de chauffage à un réseau de bâtiments résidentiels, commerciaux ou industriels. La chaleur est générée par différents processus, notamment la combustion de combustibles fossiles, de biomasse, de déchets municipaux ou l'utilisation de l'énergie géothermique, mais aussi la récupération d'énergie à partir de processus industriels. Une fois produite, la chaleur est transférée à un fluide caloporteur, généralement de l'eau chaude ou de la vapeur, qui est pompé à travers un réseau de tuyaux isolés vers les bâtiments connectés. On trouve donc des échangeurs à la fois dans la centrale thermique et, par capillarité, dans chaque bâtiment.
À l'intérieur des bâtiments, le fluide caloporteur cède sa chaleur à travers les échangeurs pour chauffer l'eau à usage domestique et alimenter les différents systèmes de chauffage. Le fluide refroidi est ensuite renvoyé à la centrale pour être à nouveau chauffé, créant un cycle continu.
Dans un souci d'économie d'énergie et d'efficacité, et conformément aux nouvelles réglementations, l'échangeur de chaleur à plaques trouve de plus en plus de place grâce à ses rendements thermiques considérables dans un encombrement réduit.
Refroidissement urbain
Le refroidissement urbain (district cooling) fonctionne de la même manière que le chauffage urbain, mais le processus est inversé pour fournir un refroidissement aux bâtiments.
L'eau réfrigérée est produite dans une centrale de refroidissement à l'aide de machines frigorifiques souvent combinées avec des sources naturelles telles que la géothermie, l'eau de mer/lac/rivière. Cette eau réfrigérée est ensuite distribuée par un réseau de canalisations aux bâtiments connectés.
Dans les bâtiments, l'eau réfrigérée passe par des échangeurs de chaleur, qui absorbent la chaleur interne et refroidissent les pièces. L'eau chauffée est ensuite renvoyée à la centrale pour être à nouveau refroidie, assurant un cycle constant de refroidissement.
Avantages des réseaux de chauffage et de refroidissement urbains
- Efficacité énergétique : en utilisant une production centralisée d'énergie thermique, ces réseaux peuvent exploiter les technologies de gestion modernes et les sources d'énergie renouvelables plus efficacement que les systèmes autonomes.
- Réduction des émissions : Ces systèmes contribuent de manière significative à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et d'autres polluants atmosphériques en exploitant des combustibles moins polluants et en récupérant la chaleur des processus industriels et des déchets.
- Flexibilité et fiabilité : Les réseaux centralisés peuvent être facilement modifiés en cas d'agrandissements, de nouvelles technologies ou de sources d'énergie renouvelables. De plus, la maintenance et la gestion centralisée des centrales thermiques garantissent une plus grande fiabilité et continuité du service par rapport aux systèmes autonomes.
- Réduction des coûts : Les coûts d'investissement pour les utilisateurs finaux sont réduits car il n'est pas nécessaire d'installer et d'entretenir des chaudières, des pompes à chaleur ou des systèmes de refroidissement individuels.
L'échangeur de chaleur à plaques dans le chauffage et le refroidissement urbains
L'échangeur de chaleur est un composant crucial des réseaux de chauffage et de refroidissement urbains, essentiel pour le transfert efficace de l'énergie thermique entre deux fluides sans qu'ils ne se mélangent, empêchant ainsi la contamination et garantissant la sécurité sanitaire.
Les échangeurs de chaleur à plaques sont particulièrement efficaces dans ce contexte en raison de leur haute efficacité et de leur compacité, permettant un transfert de chaleur instantané et avec des pertes d'énergie minimes.
Cela se traduit par une réduction des émissions de gaz à effet de serre et un impact environnemental plus faible, soutenant les objectifs de durabilité et de lutte contre le changement climatique.
L’expérience de Cipriani PHE dans le chauffage et le refroidissement urbains
- Conception: l'étude et la réalisation de produits spécifiques aux besoins opérationnels et dimensionnels du client
- Qualité et fiabilité: matériaux certifiés pour un produit durable et adapté à un usage sanitaire
- Entretien: le service après-vente d'un réseau de chauffage/refroidissement urbain implique un entretien périodique et prédictif des échangeurs de chaleur à plaques. Cipriani PHE répond à ce besoin grâce à des outils numériques dédiés (MyPHE, PHExpress), à une équipe d'experts dédiée et au partenariat avec des entreprises spécialisées dans le service de ces réseaux.
La maintenance des échangeurs de chaleur dans les réseaux de chauffage et de refroidissement urbains est cruciale pour assurer l'efficacité et la fiabilité du système. Un entretien régulier empêche l'accumulation de dépôts et d'incrustations, ce qui peut réduire l’efficacité thermique et augmenter la consommation d'énergie. De plus, un contrôle périodique garantit qu'il n'y a pas de fuites ou de dysfonctionnements, en évitant les réparations coûteuses et les interruptions de service. Maintenir les échangeurs de chaleur dans des conditions optimales contribue à une gestion énergétique durable et à un fonctionnement continu et sûr des réseaux de chauffage et de refroidissement urbains.