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REGULATION La VEV : économiser l’énergie en agissant sur la vitesse du moteur

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REGULATION La VEV : économiser l’énergie en agissant sur la vitesse du moteur

Lors d’une conférence organisée à Paris par le Comité scientifique et technique des industries climatiques (Costic), les principaux industriels qui utilisent la variation électronique de vitesse (VEV) sur leurs appareils ont expliqué les conditions d’emploi et apporté de nombreux exemples quant à sa rentabilité.

La fréquence variable (ou vitesse variable) sert à réguler la puissance des moteurs électriques des ventilateurs, des pompes, des compresseurs. Dans une installation traditionnelle, l’ajustement du débit d’air, d’eau glacée, de chauffage, est obtenu en plaçant des obstacles physiques sur le réseau : des vannes sur l’eau, des registres sur l’air. Cela modifie la perte de charge et contribue au respect du maintien de la valeur de consigne de la grandeur retenue par la régulation. C’est quasiment sans influence sur la consommation d’énergie électrique des moteurs des pompes ou des ventilateurs, qui continuent de tourner à leur vitesse nominale.

Lorsque le moteur électrique est piloté par VEV, la modification du débit est obtenue directement par la variation de sa fréquence d’alimentation. Lorsqu’elle baisse, le débit diminue et la puissance absorbée par le moteur chute. Ce qui entraîne une réduction de sa consommation électrique. Les obstacles physiques installés sur le réseau sont toujours présents, mais assurent seulement l’équilibrage du réseau et ne sont plus motorisés. La VEV est encore peu considérée par les bureaux d’études, les entreprises et les maîtres d’ouvrage. Pour les fabricants (Grundfos, Salmson, Télémécanique, etc.) sa rentabilité ne fait aucun doute. Plus l’installation est importante, plus l’amortissement de la VEV est court, grâce à l’importance des économies d’électricité qu’elle engendre.

Sur une grosse installation de circulation à débit variable – la climatisation d’un hôtel en rénovation à Lisbonne – ­Grundfos a comparé vitesse fixe et VEV sur une durée de vie des pompes de vingt ans. Dans cet hôtel, la surface à climatiser est de 23 000 m2, la saison de climatisation (chaud et froid) dure 7 000 heures par an. La puissance frigorifique totale installée de 1 200 kW alimente 450 ­ventilo-convecteurs et 35 centrales de traitement d’air.

Plusieurs solutions évaluées

L’intérêt de la VEV dans cette installation provient du débit qui fluctue beaucoup au long de la saison, en raison de la variation de la charge à absorber en froid ou de la puissance à fournir en chauffage. Les ouvrages sont déterminés en fonction des conditions de base, mais la réalité de l’exploitation, c’est un fonctionnement à charge partielle. Le débit nominal de 204 m3/h n’est atteint que pendant 6 % de la saison ; durant 15 % du temps, il est de 153 m3/h ; il plafonne à 102 m3/h pendant 35 % du temps et durant pratiquement la moitié de la saison (44 % du temps), il est de 51 m3/h seulement. Plusieurs solutions ont été évaluées en termes de consommations d’énergie et de frais de fonctionnement, dont une seule pompe à débit constant et vitesse constante (I), 1 pompe à débit et vitesse variables (II) et 2 pompes équipées d’un variateur chacune (III). La solution I consomme 124 600 kWh d’électricité par an. La solution II descend à 47 152 kWh (38 % de I) et la III à 38 731 kWh (31 % de I). Si la solution III coûte initialement 3 050 e de plus que la solution I, son coût de total actualisé (LCC) comparé représente sur 20 ans une économie globale de 168 588 e. Exprimée autrement, cette économie actualisée paierait plus de 55 fois le surcoût d’investissement initial. Le temps de retour de III par rapport à I est inférieur à un an.

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