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- 03/10/2012 : www.electricien-emploi.com
- 18/07/2012 : Climatisation sur eau de mer
- 02/08/2011 : Installation de climatisation. Diminuez la puissance
- 14/07/2011 : Climatisation d'une maison BBC
- 04/01/2011 : Climatisation et coût global (Global Cost)
- 04/01/2011 : Puits provençal
- 25/10/2010 : Produits recommandés
- 25/10/2010 : Climatisation bureaux BBC et dalle active
- 01/10/2010 : Climatisation bureaux BBC et free-chilling
- 22/09/2010 : Mentions légales
Espace emploi des électriciens
La climatisation sur eau de mer part du concept géothermique appliqué à l'eau de mer. On utilise l'énergie gratuite de l'eau de mer pour évacuer les calories des condenseurs des machines et groupes frigorifiques.
Bien entendu, la qualité au sens large de l'eau de mer est à prendre en compte. Par exemple, il sera nécessaire de disconnecter de l'utilisation finale l'installation eau de mer via un échangeur thermique intermédiaire en titane, afin de ne pas véhiculer directement l'eau de mer dans les condenseurs des machines thermodynamiques.
La climatisation eau de mer est donc à positionner en tant que concept au même niveau que la géothermie eau de mer fonctionnant avec des pompes à chaleur. Le principe est de récupérer les calories et frigories gratuites d'eau de mer.
Côté climatisation ou côté chauffage, le principe d'installation sera identique aux installations réversibles de géothermie sur eau de nappe avec des pompes à chaleur eau-eau. Rappelons-le, les spécificités techniques et environnementales seront effectivement très différentes.
. Régimes de températures eau de mer avec un delta T faible de l'ordre de 6°C maxi afin de ne pas réchauffer l'eau de mer, . Échangeurs intermédiaires en titane, . Filtration poussé en en zone portuaire ou chargée en matières, . Débits variables sur réseaux hydrauliques, . Sur-dimensionnement des réseaux eau de mer, . Décantation eau de mer et captures des matières fines et lourdes en suspension ou au sol,
Nous vous recommandons les chroniques détaillées du portail de la performance énergétique XPair qui détaillent le concept de pompes à chaleur sur eau de mer.
C'est le directeur-fondateur Philippe NUNES DE CUNHA qui exprime son expérience acquise sur cette technique peu conne, très utilisée en Principauté de Monaco par exemple et qui s'appuie sur une énergie renouvelable, gratuite et inépuisable : l'eau de mer !
Lectures conseillées
Installation de climatisation BBC. Diminuez la puissance ! La puissance de la climatisation va de diminuer de plus en plus. Les bâtiments BBC sont de plus en plus isolés thermiquement, de mieux en mieux conçus avec des protections solaires et de l'inertie interne. Il n'est donc pas question de prévoir des groupes frigorifiques ou climatiseurs importants et encombrants pour un coût d'exploitation annuel qui serait proportionnel et couteux.
Par ailleurs, la puissance maximum est-elle réellement un repère immuable de conception ? La réponse est non. Il a été longtemps d'usage de calculer le bilan de charges frigorifiques, de rajouter 10% de surpuissance par sécurité sur les calculs, ensuite de sélectionner le groupe ou les climatiseurs dans la gamme supérieure, etc, etc, bref la course à l'augmentation de puissance qui rendait heureux ,…, le fabricant et vendeur de climatisation…. Ainsi nous pouvions nous retrouver avec une surpuissance de l'ordre de 25% !
Or, résonnons à l'inverse, nous savons que la pointe de chaleur en termes de besoins sur un n'aura lieu que 5 à 10 jours par an. Pour un personnel en partie en vacances. Si la construction est de plus dotée d'une forte inertie, ne peut-on pas en profiter et optimiser cette puissance et par conséquent toute l'installation de climatisation ? Bien entendu, oui ! C'est un choix de concepteur et d'utilisateur. C'est aussi un choix de maître d'ouvrage qui paiera moins cher son installation !
Ainsi la puissance maxi « P » au lieu d'être augmentée à « P + 25% », il est possible de faire un autre choix de conception avec une puissance d'optimisation de « P – 10% ». Après tout, cela reviendra à obtenir un glissement de la température extérieur de 26°C au lieu.
Résultat :
1. 30% d'économies sur la puissance, sur le dimensionnement du groupe climatiseur, des réseaux de tubes, des pompes, …
2. Un matériel de climatisation moins encombrants, ce qui ravira l'architecte et lepromoteur !
3. Un cout global moins cher avec une exploitation et un entretien plus économique ! Installation de climatisation. Diminuez la puissance ! Les nouvelles orientations basse consommations nous y amènent
Allez plus loin ….
Climatisation optimisée pour concepteurs – Chronique XPAIR – Philippe NUNES
Climatisation sur eau de mer - Chronique XPAIR - Philippe NUNES
Les savoir-faire en climatisation - Dossiers et guides par application
La maison basse consommation est par définition très bien isolée, étanche aux infiltrations et protégée des excès d'ensoleillement direct (ombre, végétation, stores extérieurs). De ce fait les besoins de rafraichissement proviennent essentiellement des gains internes : occupation, éclairage, dégagements des usages électriques (PC, boxes et modem, TV, …) et chaleur cuisine. En parallèle, les besoin de chauffage également sont réduits. Une maison BBC pouvant nécessiter que 2 ou 3 kW de chauffage pour 120 m2 de surface !!.
La pompe à chaleur est « le » générateur de référence quand on choisit l'énergie électrique comme source d'énergie. Le cycle thermodynamique de la PAC permet par inversion de cycle de produire du frais, du rafraichissement, ou de la climatisation. Signalons que les maisons BBC très protégées, nécessiteront des actions conception + équipements, notamment dans les régions les plus ensoleillées (zones H3).
- La bio-conception tirant partie des ombres et des vents dominants apportera sa contribution naturelle et sans cout au besoin de rafraichissement
- L'isolation thermique par extérieure sera la solution la plus efficace à la fois pour réer une enveloppe isolante et octroyer le plus d'inertie thermique du fait que le structure lourde est intérieure.
- Les solutions de puits canadiens (puits provençaux), permettront d'apporter gratuitement des frigories gratuites puisées dans le sol pour l'air introduit dans la maison (Voir le guide du puits canadien)
- Enfin en termes d'équipements, la pompe à chaleur réversible apportera le confort d'été soit en technologie dite vecteur air avec la pompe à chaleur Air/Air, soit avec la technologie vecteur eau avec la PAC Air/Eau ou la PAC Eau/Eau
Exemples de solutions de climatisation pour habitat basse consommation :
. Systèmes climatisation BBC tout air d'AIRZONE
La climatisation généralement met en œuvre des appareils tournants tels que ventilo-convecteurs et centrale de traitement d'air ; Encore que depuis quelques années, viennent sur le marché des systèmes différents tels que les poutres froides (mouvement inductifs) ou la dalle active (système radiatif).
Le bâtiment à climatiser ayant vu des charges frigorifiques réduites de plus en plus et par conséquent les puissances mises en jeu ainsi que les conséquences sur le dimensionnement des ventilateurs, des sections de gaines, de tubes, … Les systèmes à induction comme la poutre froide ou poutre climatique et les systèmes comme le VARILAIR de Spirec, gagnent ainsi du terrain car, outre leur efficacité énergétique, ils « passent » de plus eu plus au niveau des encombrements avec des sections de gaines plus réduites. Leur réelle efficacité prend forme surtout dans un contexte de climatisation « douce » et de faible cout global. Ces systèmes inductifs ne nécessitent que ou pas d'entretien de nettoyage, ni de coût de maintenance de filtres. Ceci étant à comparer à des systèmes plus traditionnels comme le ventilo-convecteur, même dotés de moteur à très basse consommation, ils nécessitent tout de même une intervention humaine stable et constante générant des prestations de services couteuse de maintenance. Devant un bilan énergétique qui se réduit eu égard à la réponse réglementaire (bâtiment BBC) les systèmes inductifs sont en passent d'équiper non nombres de projets BBC à climatiser. Ils deviennent ainsi plus opportun et économiquement intéressants à partir du moment où la part énergétique est plus faible devant les dépenses de fonctionnement. Enfin la notion de coût global ou global cost connu depuis plus de 20 ans dans les pays anglo-saxons se révèle comme étant la seule qui permet de comparer la rentabilité des différents concepts HVAC.
Par ailleurs et pour pousser le raisonnement, les systèmes radiatifs sans mouvements d'air comme la climatisation avec dalle active sont encore plus performants sur le plan du Global Cost, car les interventions de maintenance et d'entretien sont encore plus réduites. Ils s'adaptent certes à des besoins de climatisation réduits mais cependant adapté à un bâtiment BBC très bien isolé et protégé du rayonnement direct extérieur.
En fait, la c'est « la basse consommation » qui fait émerger les autres postes de dépenses, et qui révèlera enfin la notion de Coût Global. Belle avancée pour ces 10 prochaines années !
Allez plu loin :
. Comparatif coût d'exploitation Varilair, ventilo-convecteur et poutre froide
C'est un puits canadien qui fonctionne en été. Rappelons que le puits canadien récupère par froid intense la chaleur résiduelle du sol, autant le puits provençal travaille à l'identique en été et récupère la fraîcheur du sol.
En été, l'air traversant les tubes enterrés à environ 1 mètre de profondeur récupère la fraîcheur du sol et l'introduit dans la construction, Même par +30°C extérieur, l'air peut être ainsi introduit entre 15 et 20°C ! Ce type de rafraîchissement naturel est valable pour les applications où la performance énergétique est l'objectif premier. Attention néanmoins à considérer le caractère très doux de cette climatisation qui n'est est pas une du fait que seul l'air neuf est rafraichit. Pour fixer les idées, si le taux de renouvellement d'air neuf dans une maison est voisin de 1 Volume/heure, il faudrait sans doute 5 Volumes/heure de brassage pour assurer un confort maîtrisé de rafraichissement ou de climatisation. En revanche dans une salle avec 200 personnes et avec 30 m3/h d'air neuf par personne, soit 6000 m3/h seraient encore insufisant pour assurer un réel rafraichissement contrôlé et maîtrisé. Le puits canadiens ne rafraichi que l'air neuf !!
Ce type de rafraîchissement nécessite peu d'énergie si ce n'est un ventilateur pour faire transiter l'air dans les conduits enterrés. Le rendement ou EER atteint ainsi des valeurs de 10 à 20 contre 2 et 4 pour une climatisation standard. Le coût énergétique est ainsi très faible comme le coût de maintenance car une seule pièce est tournante et à priori sans entretien, le ventilateur.
Cette "climatisation douce" convient à des projets à très haute performance dotés d'une très bonne isolation thermique, d'une lourde inertie et d'une bonne protection contre l'ensoleillement, ainsi qu'avec de faibles charges intérieures : éclairage basse consommation, appareils ménagers de classe A ou A+. Avec la réserve suivante : si la climatisation doit réellement être contrôlée et assurer le confort de manière contractuelle, alors le puits canadiens n'apportera qu'une part, celle du traitement d'air neuf. Il faudra compléter ensuite par des systèmes soit rayonnants tels plancher rafraichissant ou systèmes dynamiques tels CTA ou ventilo-convecteurs, voire systèmes à induction type Varilair de SPIREC.
En général et ponctuellement, une telle "climatisation" peut être complétée par une installation de climatisation classique dans le cas par exemple de fortes charges intérieures : centre commercial, salle à forte occupation,… Dans ce cas l'installation de puits provençal traitera de préférence les apports d'air neuf qui sont proportionnel au taux d'occupation.
Pour en savoir plus
> Consultez le dossier de savoir-faire puits canadiens
> Consultez le site Climatisation Conseils - Le puits canadien n'est pas une climatisation !
Le bureau BBC ne risque plus d'être construit comme une serre captant les charges solaires externes pour compenser avec une forte puissance de climatisation intérieure. Le bureau basse consommation qui répondra de surcroit à la RT 2012 sera la plupart du temps bien isolé de l'extérieur et très protégé de l'ensoleillement direct par des masques, ombres et vitrages à très fort facteur solaire. Restera les apports internes : occupants, bureautique et éclairage. Si ces deux premier ne peuvent être totalement réduits, l'éclairage sera optimisé par des luminaires basse consommation et une récupération importante de l'éclairage naturel. Ainsi les apports seront minimes et par voie de conséquence la puissance de la climatisation. Si de plus l'inertie peut être valorisée, alors on arrive au principe de la dalle active ; concept venant d'Allemagne où plus d'un million de m2 sont déjà équipés.
La dalle active est un plancher de structure rendue active sur le plan du confort thermique du fait de sa capacité à transmettre un rafraichissement ou un chauffage également. Ceci étant rendu possible du fait de serpentins judicieusement disposés dans la dalle au moment de la mise en œuvre par le gros œuvre et du coulage du béton. Le béton possède une inertie importante qui s'avère très utile, et la puissance frigorifique atteint des niveaux de l'ordre de 60 Watt/m2.
Des systèmes de rafraichissement sans groupe frigorifique (ou uniquement en appoint) sont ainsi possibles avec des régimes d'eau glacée autour de 17°C, soit l'utilisation de refroidissements de type freechilling comme la tour aéroréfrigérante ou TAR, le dry-cooler, l'échange thermique sur eau de mer, l'échange thermique sur eau de nappe phréatique,… La dalle active intègre des tubes en serpentins en PE disposés dans l'épaisseur d'une dalle épaisse de 25 cm de telle sorte qu'ils puissent plus émettre vers le bas pour la climatisation douce, ou vers le haut pour les besoins ponctuels de chauffage, voire dans les deux sens. La conception et la mise en œuvre sont concomitantes avec les travaux de structure gros œuvre. La dalle active permet un rafraichissement doux et économique du fait de l'inertie naturelle captée de préférence la nuit. Son application est ciblée au bâtiment de bureau basse consommation, respectant la RT 2012.
Les bâtiments basse consommation notamment pour les applications de bureaux nécessiteront des besoins de confort d'été, de rafraichissement voire de climatisation. Le bâtiment BBC devra par voie réglementaire à partir de juillet 2011 respecter un maximum de consommation d'énergie primaire annuelle. Le mode de climatisation doit donc être le plus doux et économique possible et le plus ciblé pour les zones sensibles telles salles informatique où salles à forte concentration ou charges internes.
Le bâtiment de bureaux BBC sera généralement bien protégé dans une enveloppe isolante, la plupart du temps par une isolation extérieure. L'ensoleillement direct sera limité et stoppé par des écrans et stores extérieurs. De ce fait seules les charges internes, elles-mêmes réduites donneront le niveau du bilan frigorifique. Pour peu que la structure soit équipée de dalles actives (plancher rafraichissant intégré dès la construction), alors l'inertie thermique accumulée gratuitement du fait de l'écart diurne, la nuit apportera les frigories nécessaires pour un rafraichissement de confort.
Lorsque la température extérieure, notamment le nuit, descend sous 10°C, de l'eau fraiche autour de 12 à 17°C peut être produite par simple échange sec (drycooler) voire humide avec une tour de refroidissement (TAR). Dans la majorité des cas l'utilisation d'un groupe frigorifique peut ne pas être nécessaire. Même si celui, optimisé et réduit en puissance et taille puisse être prévu en cas de secours ou de puissance ponctuelle, l'eau peut être directement refroidie par l'air extérieur et le groupe froid mis à l'arrêt. C'est ce que l'on appelle le free chilling.
L'avantage et la rentabilité repose sur des bureaux avec forte inertie, avec des besoins de refroidissement en hiver et intersaisons. En été même si l'installation frigorifique peut s'avérer nécessaire pour des charges internes élevées (salle de réunion, ou informatique), le fonctionnement du dit groupe froid devrait être maintenu avec un régime d'eau autour de 15°C afin d'obtenir un COP global élevé, plus proche de 5 ou 6 que des 3 habituels.
Bien entendu, les unités terminales doivent être dimensionnées en conséquence ; plafonds rafraichissants, poutres froides, ou mieux « dalles actives ». Ce sont des dalles de structure équipées dès le montage gros-œuvre de serpentins internes disposé pour accumuler la fraicheur et la restituer par le dessus, le dessous, voire les deux sens.
Avec un l'air à 15°C et 70% humidité relative, une eau à 12°peut être produite avec une tour de refroidissement Pour éviter tout problème de gel, un aéroréfrigérant sec pourra également être retenu. Une accumulation de la fraicheur nocturne permettra de disposer d'une structure, si ce n'est dans les murs, cela sera dans les planchers qui seront frais et absorbants du fait de leur capacité d'inertie. C'est le système de la dalle active
Les différents systèmes de free-chilling s'installent soit en parallèle sur le retour d'eau glacée avant l'entrée du fluide dans l'évaporateur du groupe d'eau glacée, soit également en série avec des régimes d'eau de retour plus chaud de l'ordre de 17°C qui passent préférentiellement par la TAR avant de subir un refroidissement par groupe froid. Certains groupes frigo sont équipés d'une batterie supplémentaire pour le refroidissement en mode free chilling.
Editeur : XPAIR
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