Le DLWC de Toronto, le plus grand système de district cooling par eau de lac profond au monde

Le Deep Lake Water Cooling System de Toronto (DLWC)

Lorsque la ville de Toronto a besoin de rester au frais même pendant les journées les plus chaudes de l'été, c'est vers le potentiel de refroidissement des eaux de son lac qu'elle se tourne.

Le système de District Cooling à partir de DLWC consiste à pomper et transporter l'eau froide des profondeurs du lac Ontario. Ce type de projet de district cooling est une source de refroidissement propre, renouvelable et fiable afin de climatiser les habitations et les bâtiments commerciaux et entreprises du centre-ville de Toronto. Il utilise les ressources naturelles pour fournir de l'énergie renouvelable à la plus grande ville du Canada tout en garantissant une efficacité thermique optimale.  

Enwave Energy Corporation est une entreprise de services publics canadienne qui gère l'un des plus grands systèmes de district heating / cooling d'Amérique du Nord, entre les villes de Windsor, London, Markham et Toronto en Ontario, et de Charlottetown dans l'Île-du-Prince-Édouard.

Enwave Energy Corporation est spécialisée dans les projets de disctrict energy durables, tels que les projets de chauffage urbain, de refroidissement urbain, d'eau chaude, de cogénération et de systèmes géothermiques.

La demande faite à Enwave était de proposer une solution de district cooling durable. Afin d'utiliser l'eau du lac Ontario comme refroidissant naturel, Enwave a remplacé les climatiseurs utilisés sur les sites des clients, qui consommaient une quantité énorme d'électricité.

Lorsque nous avons envisagé de remplacer les échangeurs de chaleur d'origine, les solutions d'Alfa Laval ont permis de réaliser d'importantes économies d'énergie et d'espace, ce qui a contribué à justifier le projet, déclare Cameron Leitch, directeur Solutions & Innovations chez Enwave

Les spécificités du projet de DLWC de Toronto

Le projet de DLWC nécessitait la construction d'un système capable à la fois de maintenir la température de plus de 180 bâtiments sur une étendue de 3 716 000 m² tout en étant assurant le service de distribution d'eau potable de robinet pour les habitants.

Les bâtiments à climatiser sont de grandes salles de sport, des espaces événementiels, des tours de bureaux, des hôpitaux et universités, des hôtels ou des banques, ainsi que des bâtiments gouvernementaux, des data centers et des immeubles résidentiels.

Cette grande variété d'usage implique une grande variété de besoins spécifiques en climatisation liée à leur utilisation.

Principe du DLWC de Toronto

Afin de tirer parti de l'emplacement stratégique au bord du lac Ontario, le système de DLWC prélève l'eau à environ 5 kilomètres du rivage. Elle y est d'une température de 4 °C et ce tout au long de l'année.

L'eau est pompée à travers 3 tuyaux massifs vers une usine de filtration et de traitement d'eau potable située sur l'île de Toronto.

Schema explicatif du fonctionnement du système de disstrict cooling par DLWC de Toronto

L'eau est alors transférée à la station de pompage de John Street, dans le centre-ville de Toronto (2).

Elle est utilisée par le système de refroidissement en circuit fermé (3) , puis elle est injectée dans le réseau municipal d'eau potable (4). De là, l'eau réfrigérée circule dans les bâtiments de Toronto, qu'elle climatise. L'eau retourne ensuite à la station de John Street, où elle sera à nouveau refroidie, poursuivant ainsi le cycle.

Une capacité augmentée de 40%

En 2019, Enwave et la ville de Toronto choisissent d'augmenter la capacité du système de district cooling. C'est à ce moment qu'Enwave fait appel à Alfa Laval pour agrandir et moderniser la technologie des échangeurs de chaleur du système. 

Enwave travaille depuis longtemps avec Alfa Laval. Nous savions qu'Alfa Laval avait l'expertise nécessaire pour mener à bien un projet de cette envergure, ainsi que les prestations de service pour garantissant que le système continue de fonctionner de manière optimale, déclare Shane Ravindranath, directeur Projets complexes

21 échangeurs de chaleur à plaques Alfa Laval remplacent les 18 paires initialement installés. Cette modernisation a permis de réduire le nombre d'échangeurs de chaleur à plaques nécessaires pour maintenir la même capacité et réduire l'empreinte globale. 

Le nouveau système DLWC ultramoderne est complété par des installations de refroidissement et des équipements de stockage thermique pour évacuer la chaleur des bâtiments. Le système en boucle fermée relie les bâtiments du centre-ville de Toronto grâce à un réseau de canalisations et à une sous-station de refroidissement sur chaque site client. L'échangeur de chaleur sur chaque site client évacue la chaleur du bâtiment et la renvoie vers le système DLWC.

Les avantages chiffrés

Le système DLWC d'Enwave offre une énergie propre, à faible teneur en carbone et renouvelable à grande échelle. Les clients économisent non seulement de l'électricité, mais constatent également une réduction significative de leur consommation d'eau grâce à la suppression des tours de refroidissement. Pour les clients connectés au réseau de froid urbain, cela signifie une réduction supplémentaire des coûts d'exploitation et de maintenance, sans avoir à rénover leur espace avec des équipements supplémentaires.

Le système DLWC permet d'économiser plus de 90 000 mégawattheures d'électricité par an, soit 80 % de moins que les solutions de refroidissement conventionnelles. Cela représente suffisamment d'électricité pour alimenter une ville de 25 000 habitants.

C'est l'équivalent de 40 000 tonnes métriques de CO₂ économisées chaque année.

En éliminant les tours de refroidissement, le système DLWC permet d'économiser 832 millions de litres d'eau / an, l'équivalent de 350 piscines olympiques.

Un autre avantage est que l'espace sur les toits des bâtiments de la ville est considérablement réduit lorsque les refroidisseurs et les tours de refroidissement installés sur les toits sont remplacés par des sous-stations de refroidissement urbain dans les sous-sols.

À ce jour, le DLWC d'Enwave est le plus grand système de ce type au monde. Il continue de se développer et dessert aujourd'hui plus de 180 bâtiments dans le centre-ville de Toronto. 

TransformTO, le programme de neutralité carbone de Toronto à l'horizon 2040

En 2024, 6 échangeurs de chaleur supplémentaires ont été installés afin d'augmenter la capacité du système. La technologie certifiée AHRI aide Enwave à atteindre ses objectifs en matière de consommation d'énergie et d'atténuation du changement climatique, et contribuera à la réalisation de l'objectif de la ville de réduire ses émissions à zéro d'ici 2040.

La vision d'Enwave est d'être le partenaire de choix dans la transition énergétique vers le zéro carbone. Avec des partenaires de choix comme Alfa Laval, nous continuerons à faciliter l'accès commercial à des solutions énergétiques durables à grande échelle, indique Carson Gemmill, vice-président Solutions et innovations.

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