La société Affiliated Engineers utilise le logiciel de simulation FloVENT pour optimiser le système de refroidissement par poutres climatiques et réduire de 20% la consommation d’énergie d’un bâtiment de l’UNC


May 2008

Un système de refroidissement par poutres climatiques actives a joué un rôle clé en permettant de réduire de 20% la consommation d'énergie liée à la climatisation et à la ventilation du nouveau Bâtiment de science génomique de l'Université de Caroline du Nord (UNC) situé à Chapel Hill. Ce système a été mis au point par la société AEI (Affiliated Engineers, Inc.) en collaboration avec l'architecte du projet Skidmore, Owings et Merrill LLP (SOM). Les ingénieurs de la société AEI ont utilisé le logiciel de calcul de dynamique des fluides (CFD) FloVENT de Flomerics pour optimiser le système de climatisation et maximiser les économies d'énergie.

Le bâtiment de science génomique (Genomic Science Building) est un laboratoire de recherche d'un coût de 125 millions de dollars et qui offre environ 19500 m² de salles de cours, laboratoires et bureaux, dont neuf laboratoires de travaux pratiques, quatre laboratoires de bio-informatique, une salle de conférence de 250 places, une seconde salle de conférence de 450 places, une salle de cours de 80 places et quatre salles de réunion de 30 places. Les travaux de construction devraient commencer en février 2009 et se terminer en février 2011.

"AEI a cherché à améliorer l'efficacité énergétique du bâtiment," a déclaré M. Talbert, "et les poutres climatiques peuvent s'avérer une solution très intéressante dans les laboratoires où les charges thermiques liées aux équipements sont importantes." Pour évaluer la viabilité de cette approche, AEI a dû d'abord déterminer le type et la taille du système à poutres climatiques nécessaire pour climatiser le laboratoire et ensuite estimer la quantité d'énergie que consommerait ce système.

AEI a utilisé le logiciel de CFD FloVENT pour simuler le fonctionnement du système de chauffage et de climatisation. "Nous avons choisi le logiciel FloVENT, car il permet de modéliser des systèmes de climatisation et de chauffage complexes et fournit les résultats en terme de flux d'air et de température, nécessaires pour déterminer l'efficacité du système conçu" a déclaré M. Talbert. "Flomerics propose également une assistance technique par le biais d'ingénieurs qui non seulement maîtrisent le logiciel, mais ont aussi une grande expérience de la conception des systèmes de chauffage et de climatisation".

" Au lieu de modéliser tout le laboratoire, nous avons choisi un module de laboratoire représentatif afin de réduire le délai de mise en données et le temps de calcul. Nous avons modélisé un système de refroidissement à poutre active, à deux flux d'air : un flux d'air forcé dans les buses des poutres et un flux d'air induit par la température inférieure et la pression négative à l'intérieur de la poutre. L'objectif était de concevoir un système à poutres climatiques actives qui permettrait de satisfaire les exigences en termes de température par rapport au volume, tout en réduisant la consommation globale d'énergie. Plusieurs scénarii de poutres actives ont été analysés et nous sommes parvenus à une solution qui répondait à cet objectif. "

"AEI a ensuite utilisé les capacités des poutres climatiques et les conditions requises en terme de ventilation pour entrer les données permettant de faire une simulation de la consommation annuelle d'énergie pour toute la surface du laboratoire. En plus de la description du système de ventilation et des poutres climatiques, la simulation énergétique comprend les programmes d'exploitation annuels, les charges internes et les données météorologiques. L'analyse énergétique a indiqué que la consommation d'énergie des systèmes de conditionnement du laboratoire serait inférieure d'environ 20% à une valeur de base obtenue pour les systèmes classiques, basée sur les données de la norme 90.1 de 2004 de l'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers). "

NOTE: Une version haute résolution de cette image peut être téléchargée à partir de: www.flomerics.com/news/gallery/

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Vanessa Saudemont
Thermal Engineer
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