en fr Optimizing building-HVAC system in order to minimize energy consumption due to air-conditioning Optimisation bâtiment-système pour minimiser les consommations dues à la climatisation Reportar como inadecuado




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Abstract : The global energy yearly consumption of commercial buildings in France varies between 300 and 380 kWh-m². This consumption refers to total energy consumption: lighting, heating, cooling, office automation, plug consumptions, hot water and auxiliaries. This work has defined a method to determine the best available technical solutions that lead to important energy savings in air-conditioned commercial buildings. Consumptions were reduced by a factor of 4 to 5 times. A typology of representative buildings was developed according to each sector. HVAC system types were matched to appropriate building types. Simplified models were used for HVAC systems and building management components. To solve the problem of carrying a large number of simulations due to the consideration of a lot of variables, fractional experimental designs were used. A new methodology was developed in the building sector in order to reduce the time of simulations. A parametric model expressing the different sectors of annual consumptions was developed. This model can be used without going back to simulations in order to estimate different types of energy consumptions. It can be used for a technical-economical optimization. The effect of insulation on cooling and heating consumptions was studied. Two principal sectors were considered: office buildings and hospitals. The first one is presented in details while the second is studied briefly. This work has permitted to establish a complete methodology for reducing energy consumption and to study the effect of each variable on the yearly total consumption.

Résumé : La consommation annuelle totale moyenne en France dans le secteur tertiaire varie entre 300 et 380 kWh-m². Cette consommation se rapporte à l-ensemble des usages énergétiques du bâtiment: chauffage, climatisation, ventilation, éclairage, bureautique, auxiliaires et ECS. Ce travail a donné une méthode pour déterminer les meilleures combinaisons de solutions techniques existantes ou émergentes permettant de réduire les consommations énergétiques dans les bâtiments climatisés du secteur tertiaire. La réduction obtenue est d-un facteur 4 à 5. Une typologie représentative a été mise en place pour chaque secteur et les scénarios nécessaires pour effectuer les simulations définis. Une matrice de sélection du type de système par type de bâtiment a été fixée. Un niveau simplifié de modélisation des systèmes compatible avec les outils de prévision d-énergie a été employé. Vu le très grand nombre de variables à étudier, le nombre de simulations à effectuer et le traitement des résultats nécessite un temps énorme. Ce problème a été résolu par l-emploi de plans d-expériences fractionnaires. Cette méthode est nouvelle dans le domaine du bâtiment et répond à la question fréquente de réduction du nombre de simulation. Un modèle paramétrique de consommation a ainsi été élaboré. Il permet d-évaluer l-effet de chaque paramètre étudié sur les différentes postes consommateurs et la consommation annuelle totale. Ce modèle pourra servir à déduire la rentabilité des solutions et contribuer à une optimisation économique. La thèse traite la question d-un effet contradictoire possible de l-isolation sur la minimisation des consommations de refroidissement et de chauffage. Deux secteurs principaux du tertiaire sont étudiés: bâtiments de bureaux et bâtiments de santé. Le premier secteur est présenté dans l-intégralité de ses aspects tandis que le deuxième est traité brièvement. Le travail a permis d-élaborer une méthodologie complète pour minimiser les consommations énergétiques annuelles et pour étudier l-effet de chaque paramètre sur cette consommation.

Mots-clés : Climatisation Secteur tertiaire Consommation énergétique Plan d-expériences Modèle paramétrique tables de Taguchi Modélisation simplifiée





Autor: Sila Filfli

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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