I. Définition du refroidissement urbain

Définition du refroidissement de quartier : Il s’agit d’un système dans lequel un ou plusieurs groupes frigorifiques produisent de l’eau glacée destinée à la climatisation, et un réseau de canalisations reliant la centrale frigorifique aux bâtiments individuels achemine cette eau glacée à l’ensemble du quartier. L’eau glacée est ensuite distribuée aux bâtiments au moyen d’échangeurs de chaleur à plaques. La production d’eau glacée peut recourir à des groupes frigorifiques entraînés par électricité ou par vapeur, ou à des machines frigorifiques à absorption alimentées par la chaleur de rebut issue de turbines à gaz ou de chaudières à gaz. L’approche de planification et de conception sera déterminée par des facteurs spécifiques, tels que les typologies et les fonctions des bâtiments du quartier, ainsi que leurs charges de refroidissement. Afin d’assurer une efficacité et une fiabilité maximales, toutes les centrales de refroidissement de quartier sont interconnectées.

Les systèmes de climatisation des complexes immobiliers commerciaux présentent les caractéristiques suivantes :

1. Un facteur d’utilisation diurne élevé, coïncidant avec les périodes de pointe de la demande en électricité ;

2. En raison de la diversité du complexe immobilier — comprenant des immeubles de bureaux, des théâtres et des centres commerciaux — ainsi que des horaires de pointe non synchronisés entre ces équipements, le facteur de charge global est faible ; en général, le coefficient d’utilisation simultanée peut varier de 0,5 à 0,7.

3. La charge de climatisation est importante. La diversité des ensembles de bâtiments commerciaux et leurs profils spécifiques de charge de climatisation les rendent particulièrement adaptés aux systèmes de refroidissement urbain qui utilisent le stockage de glace comme source principale de froid. Les économies d’échelle permettent de réduire l’investissement initial en capital par rapport à la construction, par chaque propriétaire, d’une centrale de refroidissement dédiée, tout en diminuant la puissance installée totale des équipements et en minimisant la surface au sol nécessaire pour les salles de groupes frigorifiques individuels ainsi que pour les installations connexes, telles que les postes de transformation et de distribution électrique. Cela libère, par conséquent, une surface locative supplémentaire pour les propriétaires. En outre, la réalisation centralisée de la centrale de production d’eau glacée, le choix de groupes frigorifiques de grande taille et à haut rendement, l’intégration de la technologie de stockage de glace, l’exploitation des tarifs électriques différenciés entre heures de pointe et heures creuses afin de réduire les coûts d’exploitation, ainsi que le déploiement d’algorithmes de contrôle auto‑apprenants et économes en énergie pour assurer un fonctionnement entièrement automatisé — toutes ces mesures confèrent aux systèmes de refroidissement urbain fondés sur le stockage de glace un niveau de compétitivité très élevé.

II. Exigences relatives aux échangeurs de chaleur à plaques dans les stations d’échange thermique des utilisateurs du refroidissement urbain

Les températures d’alimentation et de retour de l’eau primaire sont de 1,1 °C et 12,2 °C, tandis que celles de l’eau secondaire sont de 2,2 °C et 13,3 °C. L’écart de température d’approche (ou différence de température terminale) est d’environ 1 °C, et le nombre d’unités de transfert de chaleur (NTU) s’élève à environ 10. À l’heure actuelle, seuls les échangeurs de chaleur à plaques ondulées à densité élevée et faible profondeur (BRH) peuvent répondre à ces exigences, car les conditions de procédé conduisent à un NTU de 10,1.

Un tel système atteint une efficacité maximale et garantit la fiabilité d’une fourniture continue d’eau glacée à 1,1 °C, 24 heures sur 24, 360 jours par an. Les zones commerciales situées dans l’espace souterrain sont raccordées à des stations d’échange thermique et à un réseau de canalisations en boucle desservant les bâtiments en surface. L’eau glacée de retour à 13,3 °C (eau secondaire) subit un échange thermique avec l’eau primaire à 1,1 °C/12,2 °C au moyen d’échangeurs de chaleur à plaques, ce qui aboutit à une température de sortie de 2,2 °C pour le circuit secondaire. Cette technologie de refroidissement à basse température, stable et fiable, à l’échelle du quartier, présente des avantages notables, notamment la protection de l’environnement dans la zone desservie, des économies d’énergie, une réduction des investissements initiaux, des coûts d’exploitation plus faibles ainsi qu’une gestion équilibrée de la charge du réseau.