L’usine de CO2 intelligemment conçue offre une efficacité énergétique et une redondance de système améliorées pour garantir une glace de qualité supérieure tout au long de la saison.
Vue d’ensemble
Desservant la région de Campbell River (Colombie-Britannique) et ses environs depuis 1971, le complexe récréatif Strathcona Gardens comprend deux surfaces de patinage de dimensions LNH de 26 m x 61 m (85 pi x 200 pi), plus une surface de patinage récréatif séparée de 372 m2 (4 000 pi2). En 2018, son système de réfrigération vieillissant approchait de sa fin de vie utile et il était temps de le moderniser.
À ce titre, l’utilisateur final a demandé un financement pour le projet d’amélioration de l’efficacité énergétique par l’entremise du Fonds de la taxe sur l’essence fédéral pour moderniser l’installation et son système de réfrigération. Un facteur déterminant pour l’obtention de cette subvention était la capacité à démontrer les gains d’efficacité considérables du nouveau système par rapport au système existant.
Réfrigération CIMCO (CIMCO) a soutenu le client dans ce processus et la subvention a été obtenue suivant la soumission de la présentation d’un nouveau système au CO2 qui améliorerait considérablement l’utilisation de l’énergie de l’installation. Les discussions avec CIMCO ont commencé en 2018 et la construction a commencé en avril 2019. Le projet a été parachevé en septembre 2019.
La solution (intelligente)
CIMCO a fourni et installé deux nouvelles centrales à glace au CO2 pour assurer la capacité de refroidissement des deux arénas de Strathcona Gardens, ainsi que celle de la patinoire récréative. Chaque installation a une capacité de réfrigération nominale de 105 TR (369 kW), pour une capacité totale d’environ 210 TR (738 kW).
Les anciens systèmes à l’ammoniac avaient une capacité de 150 TR (528 kW) et de 100 TR (352 kW), mais chaque installation n’alimentait qu’une seule patinoire. « En combinant les deux patinoires, nous avons pu réduire la capacité totale installée, tout en étant en mesure de fournir plus de refroidissement à l’un des deux arénas à n’importe quel moment », explique Rob Martin, ingénieur en réfrigération chez Réfrigération CIMCO, le maître d’œuvre du projet.
Une partie de la modernisation comprenait une rénovation énergétique des chaudières et du système d’eau chaude sanitaire afin de tirer parti du potentiel de récupération de chaleur du système au CO2. Un système sophistiqué de récupération de chaleur a été installé avec des réservoirs de stockage thermique de l’eau chaude sanitaire et une intégration dans la boucle d’eau de chauffage existante de l’installation pour stocker l’énergie thermique supplémentaire de l’usine.
« Nous sommes en mesure d’examiner des options pour adopter une approche holistique et le CO2 est un élément qui nous permettra de le faire en captant autant d’énergie que possible des deux usines à glace et en l’utilisant dans d’autres secteurs de l’installation », a déclaré Gavin Hamblin, directeur des arénas et de l’exploitation des installations, lors d’une récente interview avec CBC News.
Le système de réfrigération vieillissant était logé dans deux pièces distinctes et contiguës de l’usine. Les nouveaux systèmes au CO2 ont été configurés un peu différemment, en profitant de l’espace pour améliorer la fiabilité du système. Dans la nouvelle configuration, les deux supports de CO2 ont été placés côte à côte dans une seule pièce, laissant ainsi la deuxième pièce à l’ensemble des pompes.
Le nouveau système est configuré comme une boucle primaire et secondaire, ce qui offre une grande flexibilité à la façon dont l’usine fonctionne. Grâce à un travail de conception astucieux et à une mise au point de la programmation, les deux patinoires peuvent être alimentées par un seul groupe ou une seule patinoire peut être refroidie par les deux groupes. Cette double configuration signifie que la patinoire peut continuer à fonctionner même en cas de panne ou d’entretien de l’un des systèmes au CO2. Elle permet également d’appliquer une charge de refroidissement maximale à une patinoire afin d’obtenir une installation et un retrait rapides de la glace.
Un système de réfrigération à la fois est chargé avec plusieurs étages de compression, en fonction de la demande. Le second système ne démarre qu’en cas d’augmentation de la charge. Cela permet à l’utilisateur final de réaliser des économies d’énergie supplémentaires, car il peut souvent faire fonctionner l’installation en n’utilisant qu’une partie du système.
« Je suis vraiment satisfait de la conception de ce système de boucle primaire-secondaire, a déclaré Martin. Pour moi, c’est le haut de gamme en matière d’usines à glace. Il offre la tranquillité d’esprit à l’utilisateur final, car celui-ci est assuré que le système n’aura pas beaucoup de temps d’arrêt et qu’il sera flexible. Pour une patinoire double comme celle-ci, la possibilité de passer d’un système à l’autre sans difficulté est une excellente caractéristique. »
Des échangeurs de chaleur en titane sont nécessaires pour faire face à la nature corrosive de la saumure, mais ils ne sont pas offerts pour les systèmes au CO2. L’équipe a donc choisi de remplacer la saumure corrosive par de l’éthylène glycol, une substance moins réactive.
L’un des défis de ce projet consistait à remplacer la saumure de chlorure de calcium par du glycol. Pour le relever, l’équipe de CIMCO a mis au point une configuration de pompe spécifique pour évacuer la saumure afin de s’assurer qu’il n’y a aucun problème avec le nouveau réfrigérant secondaire. Grâce à l’excellente configuration des pompes, il a été possible d’évacuer la saumure du sol en faisant fonctionner uniquement les pompes, et non l’ensemble du système. Cette économie a permis à la municipalité de réutiliser sa surface existante.
Le CO2 répond à toutes les attentes
Le plus grand avantage pour le client était l’amélioration de l’efficacité énergétique. Cela a permis d’obtenir une subvention et de réaliser des économies supplémentaires sur la facture d’énergie pendant le cycle de vie de l’usine de réfrigération. D’autres économies sont réalisées grâce à la fonction de récupération de chaleur du système au CO2 qui permet de réduire la facture de chauffage. Des économies d’électricité et d’eau sont également prévues grâce au remplacement de l’évaporateur de l’ancien système par un refroidisseur adiabatique au gaz.
Le rendement et le temps de fonctionnement sont également très importants pour la tranquillité d’esprit du client et ses résultats. « Cette modernisation grâce au CO2 garantit une glace de qualité et un très faible risque de temps d’arrêt, car la redondance est intégrée dans la configuration de la double installation, affirme Martin. Un autre avantage est que le système est facile à entretenir grâce à des vannes d’isolement stratégiquement placées, des pièces de rechange universelles et un plan de service personnalisé pour que tout fonctionne bien. »
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