Un aperçu de la conservation de l'énergie dans les bâtiments

Conseils et techniques pour la conservation de l'énergie dans les bâtiments

Les coûts élevés de l'énergie affectent négativement tous les secteurs de l'économie et un effort déterminé pour réduire la consommation et les coûts énergétiques est, par conséquent, nous avons besoin de conservation de l'énergie et d'un système économe en énergie dans nos foyers ainsi que dans les secteurs industriels et commerciaux. L'énergie est l'un des principaux intrants de l'industrie et constitue le pilier du développement économique du pays.

Pour un pays en développement, le secteur de l'énergie revêt une importance critique compte tenu des besoins énergétiques toujours croissants nécessitant d'énormes investissements en capital. L'objectif principal de l'audit énergétique est de déterminer les moyens de réduire la consommation d'énergie afin de réduire les coûts d'exploitation.

L'énergie peut également être conservée si elle est correctement gérée. Utiliser la même énergie pour une utilisation maximale est la clé d'un système efficace.

Remarque : Le coût pris pour le calcul est juste à titre d'exemple et peut varier d'un pays à l'autre.

Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des manières pratiques et les plus pratiquées de parler de l'énergie dans les bâtiments :

• Vous pouvez également lire :Calcul de la conception de l'éclairage dans un bâtiment - Étape par étape

Remplacement des luminaires haute puissance par des éclairages faibles (éclairage LED) dans le bâtiment

Considérez un ancien bâtiment avec les lumières traditionnelles suivantes, puis les économies si nous remplaçons les anciennes lumières par des lumières LED respectives seront

(Toutes les données varient d'un pays à l'autre et d'un fabricant à l'autre et elles sont fournies à titre de référence uniquement, les prix sont en USD ($) qui sont pris pour les calculs de récupération période uniquement)

300 Les ampoules fluocompactes de 36 watts sont remplacées par des 18 W DEL

Économie =(nombre de lumières) x (note de la lumière existante - note de la lumière remplacée)

Économie=300×36-300×18 =5400W

• 250 lampes à tube de  40 W avec 20W Lumières LED

Économie =250×40-250×20 =5000W

• 20 lampes aux halogénures métalliques de 150 W avec 45W LED blanc chaud

Économie =20 × 150-20 × 45 =2100W

• 5 lampes à vapeur de sodium haute pression de 250 W avec 90W LED blanc chaud

Économie =5×250-5×90 =800W

Économie totale après remplacement =(5400+5000+2100+800) Watt =13.32KW

Supposons que le bureau travaille 10 heures par jour, 300 jours par an et le coût de l'énergie est de 0,1 $/unité.

Économiser en $ =13.32x10x300x0.1= 3996 $/an (Ce sera plus pour les bureaux travaillant 24 x 7)

Investissement :– (i)

Lumières LED - le coût de LED/watt est de 1 $ =(300×18+250×20+20×45+5×90) x1 $/watt =$ 11750/-

Période de récupération =(Investissement total) / (Économie par an) =11750/3996 =2 ans 11 mois .

Caractéristiques de performance lumineuse des luminaires couramment utilisés

Généralement, l'éclairage LED donne 80-105 lumens/watt.

• Gardez les murs intérieurs du bâtiment propres et peints avec des couleurs claires pour refléter la lumière.
• Utilisez des cloisons basses pour "partager" la lumière dans les bureaux. Au lieu d'utiliser deux lampes à tube T5 de 20 watts, une lampe à tube de 40 watts peut être utilisée en partage dans les toilettes. Suggérez un éclairage direct plutôt qu'un éclairage général de la pièce.

Vous pouvez également lire :Éclairage écoénergétique et techniques à mettre en œuvre dans la maison.

Capteurs de présence :

Le capteur de présence peut être utilisé pour la conservation et l'économie d'énergie. Il peut détecter l'occupation de la pièce et éteindre les lumières lorsqu'il n'y a pas d'occupation. Il est placé sur le tableau. Lorsqu'il n'y aura pas d'occupation dans la pièce, cela coupera l'alimentation des lumières et des ventilateurs du tableau même si l'interrupteur est allumé.

Même cela réduirait les risques de chauffage et d'incendie dans tous les appareils si quelqu'un oublie de l'éteindre. Nous pouvons sélectionner les appareils que nous voulons éteindre automatiquement lorsque nous ne sommes pas dans la pièce comme AC, FANS, LIGHTS, etc. par un seul capteur d'occupation pour réduire le coût d'utilisation d'un capteur individuel pour chaque appareil. D'autres appareils comme le réfrigérateur, etc. peuvent être allumés et éteints manuellement.

Il peut économiser jusqu'à 10 % de la consommation d'énergie pour l'éclairage, ce qui est une pratique exemplaire pour réaliser la conservation de l'énergie dans le secteur domestique et commercial.

Pour 60 capteurs de présence à utiliser (charge d'éclairage de 10 KW)

Économiser =20 % de 10KWx10x300x0,1 =600 $/-

Investissement (le coût d'un capteur est de 16 $) =60×16 =960 $/-

Période de remboursement =960/600=1 an 7 mois.

Le commutateur pour le courant alternatif sera différent des lumières, nous devons donc utiliser 60 autres capteurs pour le courant alternatif (1,5 TR chacun). Ils permettront également d'économiser 10 % de consommation d'énergie, mais le coût sera plus élevé en raison du courant nominal élevé.

Économie =60×1.5TR =90×1.2 =108 KW

20 % de 108 kW =21,6 kW

Économiser en $ =21.6x10x300x0.1 =6480$/-

Investissement en $ =60×40 =$ 2400/-

Délai de récupération =2400/6480=4,5 mois.

Réglez la vitesse du ventilateur sur "élevée" sauf par temps très humide. Lorsqu'il fait humide, une faible vitesse de ventilation évacuera davantage l'humidité de l'air. Éloignez les appareils de votre thermostat de climatisation. La chaleur des appareils fait fonctionner le climatiseur plus longtemps. Ouvrez les fenêtres au lieu d'utiliser des climatiseurs ou des ventilateurs les jours et les soirées frais. Habillez-vous convenablement pour les conditions extérieures.

Autres domaines d'intérêt – Utilisation de capteurs de présence Cellules photoélectriques / Minuteries pour l'éclairage composé

Des minuteries automatiques peuvent être installées pour les lumières composées. Avec les progrès technologiques, les interrupteurs crépusculaires peuvent être utilisés pour commuter l'éclairage en fonction de la disponibilité de la lumière du jour. Cependant, il faut veiller à ce que le capteur soit installé dans un endroit exempt d'ombres, de faisceaux lumineux de véhicules et d'interférences d'oiseaux. Les gradateurs peuvent également être utilisés en association avec la photo-contrôle.

Des capteurs de présence infrarouges et à ultrasons peuvent être utilisés pour contrôler l'éclairage dans les cabines. On peut noter que les capteurs de présence plus sophistiqués combinent à la fois la détection infrarouge et ultrasonique ; ces capteurs intègrent un microprocesseur dans chaque unité qui surveille en permanence les capteurs, ajustant les niveaux de sensibilité pour optimiser les performances.

Vous pouvez également lire :Qu'est-ce qu'un réseau intelligent exactement ? Applications de réseau intelligent

Zones générales

• Lorsque l'éclairage de jour est disponible, fournissez des commandes d'éclairage de jour.
• Utilisez la gradation continue pour les espaces où les mouvements sont mineurs, comme la lecture, l'écriture et les conférences. Utilisez la gradation par paliers (commutation marche/arrêt) pour les espaces avec une activité de mouvement importante, comme la marche et le stockage des étagères.
• Montez toujours les capteurs de présence à ultrasons à au moins 6 à 8 pieds des conduits de CVC sur des surfaces exemptes de vibrations et placez-les de manière à ce qu'il n'y ait aucune détection par la porte ou l'ouverture de l'espace.
• Dans les espaces où les occupants sont nombreux, tels que les bureaux privés et les salles de conférence, incluez toujours des interrupteurs pour le contrôle manuel de l'éclairage.

Salle de conférence :

• Utilisez des capteurs de présence à double technologie dans les grandes salles de conférence pour une détection optimale des mouvements des petites mains et des mouvements corporels plus importants.
• Les capteurs de présence infrarouges passifs montés au plafond ou en angle sont utilisés pour les petites et moyennes salles de conférence.
• Toujours inclure des interrupteurs permettant de contrôler manuellement l'éclairage.
• Commande d'éclairage extérieur
• Utilisez un panneau de commande d'éclairage avec horloge et cellule photoélectrique pour contrôler l'éclairage extérieur pour qu'il s'allume au crépuscule et s'éteigne à l'aube et éteignez l'éclairage non lié à la sécurité plus tôt dans la soirée pour économiser et économiser de l'énergie.

Entraînement à fréquence variable à tension variable

VVVF (Variable Voltage Variable Frequency Drives) pour le système d'exploitation de porte est une unité très efficace qui est maintenant utilisée par les fabricants d'ascenseurs pour le moteur d'exploitation de porte dans tous les ascenseurs. Il y aura environ 20 % d'économie de consommation d'électricité pendant le fonctionnement du moteur de la porte au moment de l'ouverture et de la fermeture des portes de l'ascenseur.

Capacité du moteur de porte - 11KW x10 ascenseurs =110 KW

Économie =0,20 x 110 x 300 x 10 x 0,1 =6 600 $/-

Coût par remontée =$ 1400/-

Investissement =1400×10 =14000$

Délai de récupération =14000/6600 =2 ans 2 mois.

Système solaire pour éclairage extérieur

Si les luminaires extérieurs ont une consommation de 5 kW , utilisez un système solaire pour les lumières extérieures dont la puissance nominale doit être de 11 kW . Parce qu'il ne peut supporter que 45 % charge de sa cote.

Économie =5kwx11x365x0.1 =1980 $/- par an

Le coût du système solaire sera de $ 11880 (environ)

Délai de récupération =6 ans.

La durée de vie typique du panneau solaire est de 15 à 20 ans ils doivent donc être entretenus correctement pour un retour sur investissement (retour sur investissement) maximal. La poussière et l'humidité doivent être nettoyées à intervalles réguliers car elles diminuent l'efficacité de la conversion.

Climatisation centrale

Au lieu d'utiliser différents climatiseurs dans toutes les pièces, un seul climatiseur central peut être installé dans le bâtiment. La consommation d'énergie de la climatisation centrale (0,66 KW par tonne) correspond à près de la moitié de celle de la fenêtre ou de la climatisation fractionnée (1,2 KW par tonne).

Coût d'installation de fenêtre ou split AC=670 $ par tonne.

Coût d'installation de la climatisation centrale=1 350 $ par tonne mais le prix diminue avec l'augmentation de la capacité.

Économiser =(1,2-0,66) x (1,5TR x 60) x10x300x0,1 =$ 14580/-

Investissement =(670×1.5×60) =$ 60300/- ($ 670/tonne pour une capacité de 90 tonnes )

Période de remboursement =60300/14580 = 4 ans 1 mois

• Fermez toutes les fenêtres et les portes pendant les saisons de chauffage et de climatisation.

• Vous pouvez également lire :Comment intégrer un système d'énergie renouvelable à un système de réseau

Chauffage au sol

Les appareils de chauffage traditionnels consomment beaucoup d'électricité car ils produisent de la chaleur à partir de I ² Perte de R alors que le système de chauffage central n'est pas très efficace et a un coût d'installation et d'entretien élevé. Le chauffage au sol est une solution moderne à ce problème.

Au lieu de chauffer la pièce à partir du sol via un conduit de chauffage central, il chauffe le sol à l'aide de serpentins posés sous le sol. Étant donné que l'air chaud a tendance à se déplacer vers le sol, il y aura une meilleure répartition de la chaleur dans la pièce par rapport au chauffage central dans lequel seulement 20 % d'air chaud atteint le sol, ce qui signifie une économie considérable en électricité et en maintenance.

• Vous pouvez également lire :Qu'est-ce que l'Internet des objets (IOT) et ses applications

Infiltration et pertes par chauffage

L'infiltration entraîne une perte de chaleur pendant la saison de chauffage ou un gain de chaleur pendant la saison de refroidissement, ce qui entraîne une gêne pour les occupants du bâtiment. De plus, c'est un contributeur majeur aux coûts de chauffage et de refroidissement inutiles. Pour éviter cela, fermez toutes les fenêtres et les portes pendant les saisons de chauffage et de climatisation.

Éteignez les radiateurs et les registres de chauffage dans les couloirs, les vestibules, les cages d'escalier et les halls. Utilisez des thermostats avec des capacités de réduction automatique de nuit. Assurez-vous que les thermostats de votre bâtiment sont inviolables. Gardez votre équipement de chauffage bien réglé. Un système de chauffage inefficace gaspille 30 à 50 % de l'énergie qu'il utilise, ce qui n'est pas adapté à un système d'économie d'énergie.

Recommandation spéciale pour la conservation de l'énergie dans les bâtiments

• Dans le cas où des courroies trapézoïdales sont utilisées sur les ventilateurs de ventilation, il est suggéré d'utiliser des courroies crantées au lieu de courroies trapézoïdales. Cela économisera 3 % d'énergie dans la consommation d'énergie et représente moins de dérapage.
• En augmentant les paramètres de température ambiante pour le CA de 1 °C, cela économisera 3 % de consommation d'énergie du CA. Ainsi, si la température ambiante est réglée sur 21 °C au lieu de 20 °C, cela n'aura pas beaucoup d'effet sur la température ambiante, mais une bonne quantité d'énergie est économisée. Également avec l'augmentation de la différence de température entre la pièce et l'environnement, le travail effectué par l'augmentation du courant alternatif. Les portes et les fenêtres doivent donc être correctement fermées.
• Gardez les filtres propres des climatiseurs séparés et de fenêtre, sinon en consommant la même énergie, le courant alternatif condensera lentement la pièce. Il faudra donc plus de temps pour maintenir la température ambiante et plus d'énergie sera gaspillée. Pensez à acheter un réfrigérateur/congélateur qui doit être dégivré manuellement. Ceux-ci sont plus économes en énergie; cependant, ne laissez pas le givre s'accumuler sur 1/4″.
• Régler la température de la climatisation sur 16 °C ne lui permet pas de refroidir rapidement la pièce , c'est juste une référence pour que le thermostat AC arrête de refroidir lorsque la température réglée est atteinte. En laissant le réglage à 16 °C, le climatiseur continue de refroidir la pièce même lorsqu'il n'est pas nécessaire et consomme donc plus d'énergie.
• Utilisez des lames FRP dans la tour de refroidissement à la place des lames en aluminium. Ils ont une consommation d'énergie moindre dans la même sortie. Ils ont moins d'inertie et une bonne résistance.
• Installez le capteur de niveau d'eau dans le réservoir d'eau afin que lorsqu'il est plein, le moteur s'arrête automatiquement car une fois le réservoir plein, l'eau n'entre pas dans le réservoir mais le moteur continue de fonctionner, ce qui permet d'économiser de l'énergie. Un capteur doit être installé dans la pompe afin que, lorsque l'eau n'arrive pas, elle ne pompe pas inutilement.

• Vous pouvez également lire :Systèmes SCADA pour la distribution électrique

Gestion de l'énergie

Pour répondre aux besoins quotidiens en matière de consommation d'énergie, un système de gestion de la conservation de l'énergie en ligne peut être installé pour une surveillance étroite. Cela offre une meilleure vue de la distribution d'énergie dans les différentes parties du bâtiment.

Nous pouvons surveiller la quantité d'énergie consommée par différentes pièces et auxiliaires. Ainsi, si une lumière ou un auxiliaire est allumé inutilement pendant la nuit, il peut être trouvé et éteint. Planifier, gérer et mettre en œuvre des programmes de conservation de l'énergie conformément à la Loi sur la conservation de l'énergie. Pour aider à la mise en œuvre de l'ECBE (Energy Conservation Building Code), diverses mesures de facilitation sont entreprises/prévues par le BEE (Bureau de l'efficacité énergétique).

Il s'agit notamment du programme de récompenses pour la conservation de l'énergie, des activités de sensibilisation et de formation, le renforcement des capacités des agences d'exécution étatiques et municipales, des manuels de conception, des logiciels et une formation et un soutien technique pour les architectes, Programmes d'ingénieurs et d'officiels du code et de sensibilisation pour les propriétaires, les concepteurs et les utilisateurs de bâtiments.

Efficacité énergétique dans le bâtiment

• IEEE 519—1992 traite les harmoniques paires en les limitant à 25 % des limites pour les ordres impairs dans la même plage. Même les harmoniques entraînent une onde de courant asymétrique qui peut contenir une composante continue qui saturera les noyaux magnétiques.
• Les limites autorisées pour les différents paramètres sont Courant neutre :8 à 10 % du courant RMS et Tension neutre :2 V
• Conformément aux normes IEEE 519 , les limites d'harmoniques recommandées sont :

Harmoniques de courant :8 % THD, Harmoniques de tension :5 % THD

Déséquilibre :

Déséquilibre de courant :5 %, Déséquilibre de tension :4 %

• Le facteur de puissance doit être maintenu proche de l'unité via des bancs de condensateurs afin que les pertes de courant dans les câbles et les panneaux soient réduites et qu'il n'y ait aucune pénalité de la part du tableau électrique.

Vous pouvez également lire :Automatisation industrielle et types d'automatisation industrielle

Remarque :en pratique, il n'existe pas de système idéal dans aucune branche de la physique, on peut seulement essayer de minimiser les pertes dans la limite de tolérance, mais elles ne peuvent pas être réduites à zéro pour obtenir 100 % d'conservation d'énergie et système économe en énergie à la maison. Néanmoins, nous devons continuellement essayer d'améliorer le système existant pour débloquer et comprendre le potentiel maximal de la science.