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Sep 17, 2023

Les entrepreneurs en CVC mettent en œuvre le confort et l'efficacité dans les écoles

CORNELL COLLEGE : Une vue aérienne du magnifique campus du Cornell College à

COLLÈGE CORNEL :Une vue aérienne du magnifique campus du Cornell College à Mount Vernon, Iowa.

MISE À NIVEAU DU SYSTÈME:Ces cinq chaudières à gaz à condensation à haut rendement Weil-McLain Ultra 550 MBH ont été installées à Olin Hall, une résidence populaire du Cornell College.

VENTILATION VARIABLE :Ce graphique illustre comment le système Aircuity de l'Université de Cambridge permet à la ventilation de varier en fonction des conditions de chaque laboratoire.

CENTRE FITNESS:À l'intérieur du centre de remise en forme et de bien-être UHealth de la Miller School of Medicine de l'Université de Miami.

ÉLIMINATION DES CONTAMINANTS :Le centre de remise en forme UHealth a obtenu une meilleure QAI avec moins d'air extérieur grâce à la technologie HLR d'enVerid.

EN CONTRÔLE:Rick Freed, responsable de l'énergie et éducateur du district scolaire de Conejo Valley, contrôle les thermostats SchoolStat de Venstar à l'aide de l'application mobile Skyport.

Voici un aperçu de quatre projets qui mettent en lumière les technologies que les entrepreneurs en CVC peuvent mettre en œuvre pour aider à résoudre les problèmes de confort et d'efficacité des administrateurs scolaires ou des conseils d'administration des universités.

Cornell College à Mount Vernon, Iowa, a été fondé en 1853. Le campus a une longue et riche histoire avec certains des bâtiments d'origine datant des années 1860. En fait, l'ensemble du campus est inscrit au registre national des lieux historiques.

La vieillesse est bonne pour l'esthétique, mais le système de chauffage à la vapeur vieillissant du campus a posé de nombreux problèmes et défis pour le département des services aux installations. Installé à la fin des années 1800, le système de chauffage à la vapeur d'origine consistait en une centrale qui alimentait tous les bâtiments de l'université. Utilisant à l'origine du charbon, la chaufferie de l'école a été convertie au gaz dans les années 1960 lorsque trois chaudières à vapeur à gaz de 350 ch ont été installées pour fournir de la chaleur à l'ensemble du campus.

En raison de l'âge de l'équipement, les réparations majeures de l'ancienne infrastructure à vapeur devenaient monnaie courante. Joel Miller, directeur des services des installations du Cornell College, avait deux options : soit remplacer la plupart des conduites de vapeur, soit envisager une autre solution de chauffage. La décision a été prise de s'éloigner du système centralisé et d'installer des chaudières autonomes à haut rendement dans les bâtiments individuels du campus.

Pour mener à bien le projet, Cornell s'est tourné vers Pipe Pro Inc., une entreprise basée à Cedar Rapids, Iowa, offrant des services de plomberie, de chauffage et de climatisation commerciaux et industriels. Travis Godbey, responsable de service chez Pipe Pro, a supervisé les mises à niveau de la chaudière à l'école.

L'un des premiers projets de rénovation a eu lieu dans une résidence populaire - Olin Hall. L'équipe a installé cinq chaudières à gaz à condensation à haut rendement Weil-McLain Ultra® 550 MBH dans le bâtiment. L'Ultra dispose d'une communication chaudière à chaudière, Modbus® et BACnet® pour la liaison avec les systèmes d'automatisation des bâtiments (BAS) ; assistant de configuration rapide ; 10 systèmes de chauffage typiques prédéfinis ; et une interface de contrôle mise à jour pour une navigation plus simple, un aperçu de l'état de la chaudière, des diagnostics et du dépannage. Trois unités ont été configurées comme chaudières de chauffage principales tandis que les deux autres ont été configurées pour l'eau sanitaire.

Le bâtiment du centre des sciences a également été sélectionné pour une mise à niveau de la chaudière. Deux chaudières Weil-McLain série SlimFit 750 ont été installées au gaz naturel et installées dans la salle mécanique étanche du bâtiment. Selon Weil-McLain, le boîtier étroit des chaudières améliore la maniabilité dans les espaces confinés et les zones à poids limité.

"La chaudière SlimFit correspondait parfaitement à l'espace", a déclaré Godbey.

Au total, Pipe Pro a réalisé huit conversions sur le campus, toutes avec des chaudières Weil-McLain. Les nouvelles chaudières sont configurées pour contrôler des bâtiments individuels, mais sont également connectées via un système Web à l'échelle du campus pour la surveillance et le contrôle.

"Je peux facilement suivre chaque unité sur le campus", a déclaré Miller. "Le système de contrôle affiche les paramètres de la chaudière de chaque bâtiment sur n'importe quel ordinateur, bloc-notes ou téléphone, et notre équipe peut effectuer les ajustements nécessaires en temps réel.

"En outre, les chaudières sont très conviviales, a-t-il poursuivi. "Elles ne nécessitent pas les opérateurs de chaudière hautement qualifiés nécessaires à la centrale à vapeur. Nous pouvons même effectuer nous-mêmes l'entretien annuel des unités."

Comme prévu, les changements ont conduit à des économies d'énergie ; le campus a connu une réduction de 15 % de la consommation de gaz après huit conversions.

Mais, plus important encore, Miller a déclaré que les étudiants et les enseignants étaient extrêmement satisfaits du climat des salles de classe et des résidences.

"Mon téléphone ne sonne plus autant depuis les changements", a-t-il déclaré.

Face aux coûts croissants de l'énergie, le centre de recherche Hutchison/MRC de l'Université de Cambridge à Cambridge, en Angleterre, a été confronté à la perspective troublante de réduire la recherche vitale sur le cancer pour payer les factures de services publics.

Site de premier plan pour la recherche fondamentale et translationnelle sur le cancer, le centre de recherche Hutchison / MRC a été construit en 2001. Il abrite environ 160 chercheurs et membres du personnel de soutien de l'unité de cancérologie du MRC et du département d'oncologie de l'Université dans 11 espaces de laboratoire répartis sur trois étages. Le centre dispose d'environ 12 000 pieds carrés d'espace de laboratoire, d'un étage pour les services de soutien et d'un étage de salle des machines.

Brian Richardson, directeur du centre de recherche du CRM, savait que le centre présentait des défis inhérents. Une climatisation complète était nécessaire en tout temps pour assurer le bon fonctionnement des laboratoires. Cela signifiait que les systèmes de ventilation devaient fonctionner au même rythme jour et nuit, qu'ils soient occupés ou non. Le bâtiment fonctionnait également à des taux de renouvellement d'air supérieurs à la normale en raison, en partie, de défauts dans la conception originale du bâtiment.

Chris Mulholland, directeur des opérations pour Critical Airflow Europe, le fournisseur du système de contrôle du débit d'air du centre, a déclaré à Richardson qu'il pourrait avoir une solution de modernisation qui pourrait permettre des économies d'énergie allant jusqu'à 50 %. La nouvelle solution modifierait le contrôle traditionnel du volume d'air variable (VAV) du centre dans les espaces de laboratoire avec le système Aircuity basé sur la demande, qui permet à la ventilation de varier en fonction des conditions de chaque laboratoire. Bien qu'en place dans de nombreux laboratoires universitaires aux États-Unis, le système Aircuity proposé pour le centre de recherche Hutchison/MRC serait le premier au Royaume-Uni.

Selon Aircuity, la plate-forme d'efficacité côté piste de l'entreprise optimise les taux de renouvellement d'air sur la base de données environnementales intérieures complètes. Des échantillons d'air sont prélevés en continu dans des espaces individuels au niveau du gestionnaire d'air et acheminés vers une suite de capteurs pour analyse. Les données échantillonnées sont transmises à une plate-forme Web pour l'archivage et la création de rapports. Un signal est ensuite envoyé au système de gestion du bâtiment (BMS) de l'installation pour ajuster les niveaux de ventilation en fonction des conditions actuelles, ce qui permet des économies d'énergie tout en améliorant la QAI.

Le débit d'air critique a proposé de réduire les changements d'air par heure (ACH) du taux actuel de 24 ACH pour les périodes occupées et inoccupées à un taux de renouvellement d'air minimum de quatre ACH pendant la journée et de deux ACH la nuit.

Au cours de la première année, le système a réduit les coûts totaux de gaz d'environ 41 % et la facture d'électricité totale de 9 % pour une économie combinée de 67 000 euros (environ 85 000 $). Au cours de la deuxième année, les coûts totaux du gaz ont diminué de 54 %. L'amortissement du système a été inférieur à deux ans. De plus, le système a réduit les émissions de carbone de 422 tonnes métriques (tonnes) par an.

"Nous avons atteint nos principaux objectifs d'amélioration de l'environnement de laboratoire pour nos occupants, de réduction de l'impact environnemental du centre de recherche et, surtout, de réduction de nos dépenses en services publics", a déclaré Richardson. "Sans cette installation, nous aurions été dans la situation peu enviable et inévitable de devoir réduire les budgets de recherche directs pour payer notre facture de gaz. Mais avec des avantages financiers aussi impressionnants, le budget scientifique est protégé avec un impact directement positif sur la recherche contre le cancer."

Une mauvaise QAI a été associée à des symptômes tels que des maux de tête, des étourdissements, de la fatigue et des difficultés de concentration. Alors, comment les écoles et les universités peuvent-elles garantir un environnement d'apprentissage et de travail sain pour leurs étudiants, leurs professeurs et leur personnel sans encourir de coûts supplémentaires pour ce faire ?

Une option est la technologie HVAC Load Reduction® (HLR®) d'enVerid Systems Inc., qui est conçue pour capturer et éliminer les contaminants de l'air intérieur, tels que le CO2, les aldéhydes, les composés organiques volatils (COV) et les particules. En plus d'améliorer la QAI, en nettoyant et en recyclant l'air intérieur, la technologie HLR permet aux universités de réduire l'apport d'air extérieur dans leurs bâtiments, diminuant ainsi la charge sur leurs systèmes CVC. Cela peut entraîner une réduction significative de la consommation d'énergie et des économies de coûts.

L'Université de Miami a récemment décidé de mettre en œuvre la technologie HLR d'enVerid dans son centre de remise en forme et de bien-être UHealth à la Miller School of Medicine. L'usine physique de l'école de médecine couvre environ 5,1 millions de pieds carrés. Il est desservi par une usine centralisée d'eau glacée conçue pour 20 000 tonnes avec 12 000 tonnes installées au moment de la mise en œuvre. Le centre de bien-être occupe 60 000 pieds carrés sur les deux derniers étages de l'école.

"Ici à Miami, l'air extérieur représente un coût énergétique énorme", a déclaré Carl Thomason, responsable de l'énergie, Université de Miami Miller School of Medicine et UHealth Hospital and Clinics. « Les humidités sont généralement supérieures à 80 %, les températures sont d'environ 90 degrés et chaque 100 cfm d'air extérieur que nous apportons équivaut à environ 1 tonne de refroidissement sur notre système de refroidissement. Pendant l'été, nous sommes constamment à la charge la plus élevée que l'usine peut supporter.

En plus de la chaleur et de l'humidité, l'école de médecine est soumise à des polluants provenant de son emplacement à proximité d'une autoroute et sous la trajectoire de vol de l'aérodrome de Miami Intl. Aéroport.

Pour nettoyer l'air des contaminants et réduire la quantité de ventilation d'air extérieur requise, des modules enVerid HLR ont été installés à chaque étage du centre de bien-être.

"Avec le système enVerid, nous avons obtenu une meilleure qualité de l'air intérieur avec moins d'air extérieur", a déclaré Thomason. "Nos niveaux de CO2 d'origine étaient généralement d'environ 900 parties par million et, maintenant, avec le système enVerid, les niveaux de CO2 sont d'environ 700 parties par million. Les COV sont également en baisse dans tous les domaines."

La technologie HLR a également aidé l'école à atteindre une réduction moyenne de 36 % de la consommation totale d'énergie CVC et une réduction de 41 % de la capacité maximale de CVC.

Ronald A. Bogue, vice-président adjoint des installations, Université de Miami Miller School of Medicine and Health System, a noté que la technologie HLR d'enVerid ajoute du tonnage à la boucle de refroidissement existante par son efficacité. Cela pourrait éviter à l'université d'avoir à investir massivement dans un autre refroidisseur ou une autre tour de refroidissement.

"Si vous exploitez une opération dont la capacité de l'usine est au maximum, cela vous donne la possibilité d'augmenter la capacité du système sans subir de modifications majeures de l'infrastructure", a déclaré Bogue.

« Nous sommes ravis de fournir notre technologie innovante pour soutenir la santé et la productivité continues des individus sur les campus scolaires du monde entier », a déclaré le Dr Udi Meirav, PDG, enVerid Systems Inc.

Située dans le sud de la Californie, juste au nord de Los Angeles, la vallée de Conejo a des températures allant de moins de zéro en hiver à bien au-dessus de 100 ° F en été. Le district scolaire unifié de Conejo Valley est le district scolaire de la maternelle à la 12e année desservant Thousand Oaks, Newbury Park et Westlake Village. Le district compte des centaines de thermostats sur 30 sites, qui comprennent des campus scolaires, des bureaux et des entrepôts.

Rick Freed, responsable de l'énergie et éducateur du district scolaire, souhaitait pouvoir surveiller, contrôler et effectuer des changements globaux à distance sur les thermostats du district dans le but ultime de réduire la consommation d'énergie et les coûts. À cette fin, Freed a fait appel à Venstar, un fabricant de thermostats et de systèmes de gestion de l'énergie.

Les thermostats SchoolStat de Venstar sont conçus pour aider les écoles à réduire les coûts énergétiques tout en maintenant le confort intérieur pour les étudiants et la facilité d'utilisation pour les professeurs. Et, avec les services cloud Skyport de Venstar, des modifications globales peuvent être apportées à tous les thermostats en même temps.

Selon Venstar, le SchoolStat est compatible avec pratiquement tous les types d'équipements CVC. Les caractéristiques comprennent un bouton de démarrage, une dérogation programmable, une sécurité de limitation du point de consigne et une programmabilité séparée pour les jours de la semaine et le week-end. Lorsqu'ils sont combinés avec les services gratuits Skyport Cloud et l'application mobile Skyport de Venstar, les gestionnaires d'énergie peuvent utiliser le Web ou leurs appareils mobiles pour accéder et contrôler instantanément plusieurs thermostats Wi-Fi depuis n'importe quel endroit disposant d'un accès Internet.

Freed a déclaré qu'il appréciait la possibilité de mettre à distance les SchoolStats compatibles Wi-Fi en mode inoccupé pendant les vacances d'été et d'hiver et de revenir en mode occupé pour l'année scolaire. Il attribue également aux thermostats SchoolStat une économie d'énergie considérable grâce à leur simple bouton de démarrage. Cela oblige les enseignants à activer le chauffage ou la climatisation en appuyant sur un bouton et entraîne une réduction considérable de la consommation d'énergie par rapport aux thermostats précédents, qui étaient réglés pour faire fonctionner automatiquement l'équipement CVC pendant toutes les heures de classe.

Les thermostats des salles de classe sont préprogrammés avec des limites de consigne, donnant aux enseignants une certaine flexibilité de température dans des limites raisonnables - dans le cas du district scolaire de Conejo, +/- 4 ° F. S'il y a des plaintes concernant des salles de classe trop chaudes ou trop froides, Freed peut utiliser le Skyport de Venstar pour vérifier la température réelle de la pièce, ce qui lui permet de réagir rapidement à tout problème potentiel.

Freed a rapporté que le district scolaire avait économisé 40% sur ses coûts énergétiques en un an, dont une partie importante qu'il attribue aux thermostats SchoolStat. Il a déclaré que les économies devraient augmenter de façon exponentielle à mesure que le district continue d'étendre l'utilisation de ses SchoolStats compatibles Wi-Fi ainsi que d'autres efforts d'économie d'énergie.

"Les thermostats SchoolStat de Venstar ont grandement contribué à réduire la consommation d'énergie de notre district scolaire et ont permis à nos enseignants d'avoir des salles de classe confortables plus facilement que jamais et à notre équipe de maintenance de réduire le temps nécessaire à la gestion des thermostats", a déclaré Freed.

Le Département américain de l'énergie (DOE) a lancé le Better Buildings Zero Energy Schools Accelerator. Six districts scolaires, deux États et plusieurs organisations nationales travaillent en collaboration pour développer une conception à énergie zéro et rentable dans le secteur de l'éducation et dans les communautés locales à travers le pays.

"Grâce à l'accélérateur Better Buildings Zero Energy Schools, les partenaires s'engagent à réaliser de réelles économies", a déclaré Kathleen Hogan, secrétaire adjointe adjointe du DOE pour l'efficacité énergétique. "En utilisant les technologies les plus éconergétiques et en engageant les élèves et la communauté locale, les districts scolaires peuvent montrer la voie en économisant l'argent des contribuables et en créant des établissements d'enseignement plus résilients et de premier ordre."

Selon le DOE, les écoles à énergie zéro ont le potentiel d'économiser 65 à 80 % de leur consommation d'énergie en fonction de la zone climatique, et l'objectif de l'accélérateur des écoles à énergie zéro est de rendre rapidement les écoles à énergie zéro de la maternelle à la 12e année plus courantes.

Date de parution : 25/12/2017

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Ron Rajecki est le spécialiste du contenu marketing pour Aquatherm North America.