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Production de chaleur - Système de chauffage solaire de l'air - Porc - bâtiment / Canada
Mandat de l'étude de cas
Vous êtes mandaté par une entreprise agricole pour réaliser une étude de faisabilité pour un projet potentiel de chauffage solaire de l'air. Votre client possède et exploite plusieurs installations porcines et prévoit construire deux nouvelles porcheries pour la première phase de l'engraissement, communément appelé pouponnières.
Les pouponnières ont un besoin d'air neuf en continu de façon à respecter les standards de l'industrie quant à la qualité de l'air intérieur. Une mauvaise ventilation peut causer, par l'excès d'humidité et d'ammoniac, de graves problèmes de santé aux animaux et de sérieuses pertes de production pour le propriétaire.
On envisage l'utilisation d'un système de chauffage solaire de l'air à absorbeur perforé afin de réduire les coûts en chauffage. Ce type d'installation connaît une popularité grandissante parmi les entreprises agricoles.
L'entreprise vous demande de vérifier si le surcoût d'un système de chauffage solaire de l'air par rapport à un système de ventilation conventionnel aura bien un temps de retour sur l'investissement inférieur à 8 ans.
Données techniques
Les pouponnières doivent être construites à l'est de Montréal, Québec, Canada. Chacun des deux bâtiments a une façade sud de 952 pi2. Le besoin de ventilation minimum pour chaque bâtiment est de 6 300 pi2 par minute. Tout débit supérieur est avantageux pour les bâtiments, en autant que les ventilateurs puissent accepter la charge supplémentaire. Le chauffage sera assuré par des brûleurs de gaz propane à haute efficacité dont le rendement saisonnier est d'environ 85 %. La superficie de chacun des bâtiments est de 5 568 pi2. La température cible intérieure est de 72 °F, mais elle peut varier entre 67 et 77 °F. Les valeurs R d'isolation sont de 12 pi²-ºF/(Btu/h) pour les murs et 20 pi²-ºF/(Btu/h) pour les plafonds. On demande d'utiliser les neuf mois les plus froids pour les fins de calculs. Pour ce qui est de l'emplacement des bâtiments, on vous informe qu'il vous faudra utiliser 20 degrés par rapport à l'azimut pour l'orientation du mur sur lequel on installera des capteurs solaires. La couleur noire est proposée pour les capteurs solaires.
Données financières
Les coûts d'opération et d'entretien des capteurs solaires sont nuls. Le coût du propane est d'environ 0,45 $/L. Le taux d'inflation ainsi que le taux d'indexation des combustibles pour ce projet est de l'ordre de 2,5 %. L'entreprise envisage de financer elle-même le projet. Bien que ce genre de technologie soit admissible à certaines subventions, on vous demande de faire vos calculs sans tenir compte d'aucune subvention.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
Résultats
En 2004, la Ferme MEMO a mandaté SOLAG Inc. Pour la réalisation d'une étude de faisabilité relative à l'installation de 1 900 pi2 de capteurs solaires SolAgra sur deux de ses bâtiments situés à Durham Sud, Québec, Canada.
Pour une installation porcine, la pouponnière est tout particulièrement indiquée pour le chauffage solaire de l'air, car les jeunes porcelets, pesant entre 5 et 20 kg, sont rassemblés dans un même bâtiment qui exige une bonne qualité d'air et une température élevée pour le confort et la bonne croissance des animaux.
L'avantage des capteurs solaires dans les pouponnières porcines est qu'il est possible de profiter d'une chaleur gratuite qui économise des coûts de chauffage, mais surtout qui augmente le taux de ventilation du bâtiment, améliorant ainsi considérablement la qualité de l'air intérieur. Des taux de ventilation plus élevés diminuent le niveau d'humidité relative à l'intérieur du bâtiment, par conséquent, le taux de mortalité des porcelets est plus bas, le gain de poids journalier est plus élevé, la fréquence des maladies est réduite et l'exploitation devient plus compétitive d'un point de vue économique.
Description du système
On a choisi des capteurs solaires de couleur noire, afin d'obtenir une efficacité maximale. Le système ne fait aucun stockage thermique. L'air de ventilation provient du mur solaire la majorité du temps, même la nuit, pour profiter de l'effet d'isolation et même durant l'été lorsque les porcelets sont petits.
L'air préchauffé par le mur solaire est acheminé par un conduit dans l'entre toit et est distribué dans quatre chambres munies de plafonds perforés qui permettent une distribution égale de l'air sur toute la surface du plafond.
Le corridor est muni de volets qui laissent entrer l'air de l'entre toit et coupe l'arrivée d'air du mur solaire lorsque la température dépasse le point de consigne.
Leçons à tirer
Collecteurs solaires sur un bâtiment agricole, Québec, Canada
Références
Mandat de l'étude de cas
Vous êtes mandaté par une entreprise agricole pour réaliser une étude de faisabilité pour un projet potentiel de chauffage solaire de l'air. Votre client possède et exploite plusieurs installations porcines et prévoit construire deux nouvelles porcheries pour la première phase de l'engraissement, communément appelé pouponnières.
Les pouponnières ont un besoin d'air neuf en continu de façon à respecter les standards de l'industrie quant à la qualité de l'air intérieur. Une mauvaise ventilation peut causer, par l'excès d'humidité et d'ammoniac, de graves problèmes de santé aux animaux et de sérieuses pertes de production pour le propriétaire.
On envisage l'utilisation d'un système de chauffage solaire de l'air à absorbeur perforé afin de réduire les coûts en chauffage. Ce type d'installation connaît une popularité grandissante parmi les entreprises agricoles.
L'entreprise vous demande de vérifier si le surcoût d'un système de chauffage solaire de l'air par rapport à un système de ventilation conventionnel aura bien un temps de retour sur l'investissement inférieur à 8 ans.
Données techniques
Les pouponnières doivent être construites à l'est de Montréal, Québec, Canada. Chacun des deux bâtiments a une façade sud de 952 pi2. Le besoin de ventilation minimum pour chaque bâtiment est de 6 300 pi2 par minute. Tout débit supérieur est avantageux pour les bâtiments, en autant que les ventilateurs puissent accepter la charge supplémentaire. Le chauffage sera assuré par des brûleurs de gaz propane à haute efficacité dont le rendement saisonnier est d'environ 85 %. La superficie de chacun des bâtiments est de 5 568 pi2. La température cible intérieure est de 72 °F, mais elle peut varier entre 67 et 77 °F. Les valeurs R d'isolation sont de 12 pi²-ºF/(Btu/h) pour les murs et 20 pi²-ºF/(Btu/h) pour les plafonds. On demande d'utiliser les neuf mois les plus froids pour les fins de calculs. Pour ce qui est de l'emplacement des bâtiments, on vous informe qu'il vous faudra utiliser 20 degrés par rapport à l'azimut pour l'orientation du mur sur lequel on installera des capteurs solaires. La couleur noire est proposée pour les capteurs solaires.
Données financières
Les coûts d'opération et d'entretien des capteurs solaires sont nuls. Le coût du propane est d'environ 0,45 $/L. Le taux d'inflation ainsi que le taux d'indexation des combustibles pour ce projet est de l'ordre de 2,5 %. L'entreprise envisage de financer elle-même le projet. Bien que ce genre de technologie soit admissible à certaines subventions, on vous demande de faire vos calculs sans tenir compte d'aucune subvention.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
- Étant donné que les bâtiments auraient été construits de toute façon, certains équipements sont nécessaires, tels que ventilateurs, contrôles, conduit et volets, peu importe le système de ventilation choisi.
- La pouponnière a des besoins en chauffage durant l'été, mais pas en tout temps. De plus, la pouponnière est régulièrement vidée et nettoyée entre chaque lot de porcelets; le chauffage n'est pas requis durant ces périodes. C'est pourquoi le chauffage de l'air est nécessaire seulement durant les 9 mois les plus froids de l'année.
- Les coûts associés aux deux bâtiments sont calculés dans une seule simulation, car certains coûts sont doublés, tels que les coûts de matériel, alors que certains autres coûts ne sont pas doublés, tels que la conception du système et l'étude de faisabilité.
Résultats
En 2004, la Ferme MEMO a mandaté SOLAG Inc. Pour la réalisation d'une étude de faisabilité relative à l'installation de 1 900 pi2 de capteurs solaires SolAgra sur deux de ses bâtiments situés à Durham Sud, Québec, Canada.
Pour une installation porcine, la pouponnière est tout particulièrement indiquée pour le chauffage solaire de l'air, car les jeunes porcelets, pesant entre 5 et 20 kg, sont rassemblés dans un même bâtiment qui exige une bonne qualité d'air et une température élevée pour le confort et la bonne croissance des animaux.
L'avantage des capteurs solaires dans les pouponnières porcines est qu'il est possible de profiter d'une chaleur gratuite qui économise des coûts de chauffage, mais surtout qui augmente le taux de ventilation du bâtiment, améliorant ainsi considérablement la qualité de l'air intérieur. Des taux de ventilation plus élevés diminuent le niveau d'humidité relative à l'intérieur du bâtiment, par conséquent, le taux de mortalité des porcelets est plus bas, le gain de poids journalier est plus élevé, la fréquence des maladies est réduite et l'exploitation devient plus compétitive d'un point de vue économique.
Description du système
On a choisi des capteurs solaires de couleur noire, afin d'obtenir une efficacité maximale. Le système ne fait aucun stockage thermique. L'air de ventilation provient du mur solaire la majorité du temps, même la nuit, pour profiter de l'effet d'isolation et même durant l'été lorsque les porcelets sont petits.
L'air préchauffé par le mur solaire est acheminé par un conduit dans l'entre toit et est distribué dans quatre chambres munies de plafonds perforés qui permettent une distribution égale de l'air sur toute la surface du plafond.
Le corridor est muni de volets qui laissent entrer l'air de l'entre toit et coupe l'arrivée d'air du mur solaire lorsque la température dépasse le point de consigne.
Leçons à tirer
- La qualité de l'air intérieur du bâtiment résultant de l'ajout du mur solaire réduit le temps pour rendre à terme les animaux et diminue donc les coûts de production.
- Une meilleure qualité d'air en production animal réduit les maladies et les coûts vétérinaires.
- Un système de chauffage solaire de l'air réduit les émissions de gaz à effet de serre en réduisant l'utilisation de combustibles fossiles, ce qui a donc un impact bénéfique sur l'environnement.
Collecteurs solaires sur un bâtiment agricole, Québec, Canada
Références
- Savaria, Réal, « Communications personnelles », SOLAG Inc., 2007.
