Economies hors normes avec une double-flux thermodynamique. Un COP de 17, est-ce possible ?

Par nos consultants et experts techniques.

8 Décembre 2022

Par Hervé Carloz, Directeur Nilan France

Le décret tertiaire, c’est un objectif final de 60% d’économies d’énergie pour toute surface tertiaire > à 1000 m² ! Comment y répondre en maintenant un niveau de confort et une sécurité sanitaire élevés ?

Deux problématiques que la ventilation double-flux thermodynamique se propose de relever.
Avec une technologie « échangeur passif + échangeur thermodynamique », c’est une efficacité énergétique avec un COP jusqu’à 17 qui peut être atteint !

Ce niveau de COP très élevé est obtenu grâce à la combinatoire de 2 niveaux d’échangeurs apportant chacun dans la chaîne de récupération leur meilleurs capacités.

DF thermodynamique

Economies avec une ventilation double-flux thermodynamique, un COP jusqu’à 17, c’est possible

1. Les enjeux pour les bâtiments tertiaires

Ces bâtiments sont impactés à plusieurs titres :

Ils sont consommateurs de débits hygiéniques et de renouvellement d’air importants et nécessitent des solutions les plus efficaces possibles sur le plan énergétique tant en chauffage qu’en rafraîchissement.

Le renouvellement d’air est souvent le premier poste de pertes énergétiques, devant paroirs opaques et vitrages.

Dans le neuf, la RE2020 impose des performances encore plus accrues que la RT2012 sur le bâtit, les pertes thermiques de renouvelle d’’air deviennent un enjeu prépondérant, au-delà des exigences de confort et santé par une bonne QAI.

En rénovation, ces bâtiments sont soumis désormais au Décret tertiaire qui leur impose une obligation de résultats plutôt sévères : réduction des consommations des bâtiments à usage tertiaire > 1000 m² : -40% en 2030, -50% en 2040, -60% en 2050 …

Ainsi en ventilation thermodynamique, ventilation, chauffage et rafraîchissement sont en partie assumé via le renouvellement d’air, et parfois intégralement pour des bâtiments à fortes charges internes type écoles.

2. La ventilation double-flux thermodynamique : comment ça marche ?

C’est un mode de ventilation double-flux adapté intégrant une pompe à chaleur de récupération (sans groupe extérieur). Il est adapté à tous les bâtiments et en particulier les bâtiments tertiaires.

Dans une centrale de ventilation double flux conventionnelle à un seul niveau d’échange, c’est un échangeur rotatif (roue) ou à plaques (contre-flux croisé) qui fait l’essentiel du travail de récupération d’énergie sur air vicié, pour réchauffer ensuite l’air neuf introduit. Ce sont des matériels déjà performant qui permettent en chaud 80 à 90 % d’échange thermique, et souvent un peu moins en mode froid.

Les centrales thermodynamiques ont quant à elle deux niveaux d’échanges, un échangeur passif comme pour une centrale conventionnelle, mais nous continuons à poursuivre l’extraction de l’énergie résiduelle encore présent dans l’air vicié. Et ce dans des proportions importantes grâce au capacité thermodynamique. Ce deuxième étage est actif : circuit thermodynamique avec évaporateur dans l’air vicie et condenseur dans l’air neuf et petit compresseur

Bien sûr le fonctionnement de l’échangeur thermodynamique est consommateur d’énergie électrique, mais quand ont fait le bilan de l’énergie restitué par la centrale sous forme de d’énergie thermique dans l’air neuf, versus la consommation électrique absorbée, nous obtenons des COP de 8 à 17 suivant les conditions d’exploitation.

CTA DF thermodynamique

Exemples de fonctionnements sur un des modèles de CTA double-flux thermodynamiques (VPR560)

3. Solution double-flux thermodynamique : haut niveau de rendement énergétique (COP jusqu’à 17)

La ventilation double flux thermodynamique et les type VPM ou VPR de Nilan 100% air neuf se présentent comme une réponse des plus qualitatives sur le plan énergétique, en neuf comme en rénovation avec une mention spéciale pour répondre particulièrement au Décret Tertiaire.

Elles permettent de rassembler ventilation, récupération d’énergie en mode thermodynamique PAC et rafraîchissement en un seul et même système, sans générateur extérieur et de plus, avec un haut niveau de sécurité sanitaire assurée 100 % air neuf.

Aujourd'hui les solutions VPM ou VPR Nilan équipent des écoles, crèches où l'exigence QAI est importante.

Dans des bâtiments performants proche du standard passif, la solution VPM ou VPR peut être le seul équipement thermique. Les locaux sont chauffés par la récupération intégrale des apport internes (occupants, process, vitrages, … ).

3 types de centrales thermodynamiques de traitement d’air

Toute la gamme est plug&play et communicante GTC (ModBus-BacNet) + accès distant internet, et propose des capités actives chaudes et froides. La sélection de modelés se fait en fonction de la recherche de performance été ou hiver et critères de QAI.

VPR : Échangeur rotatif + thermodynamique de 800 à 12 000 m³/h
VPM : Échangeur caloduc CO² + thermodynamique de 800 à 35 000 m³
VPM Clean Room : Échangeur caloduc CO² + thermodynamique de 800 à 22 000 m³, et respect des normes salles propre et hospitaliers EN1886 Classe L1 (0,008 l/s/m² pour 0,22 l/s/m² selon la norme)

CTA clean room

Gammes de CTA thermodynamiques de traitement d’air « clean-room »

Gammes monobloc échangeur caloduc + échangeur thermodynamique : VPM 120 à VPM 560
Gammes monobloc échangeur rotatif + échangeur thermodynamique : VPR 120 à VPR 560
Gamme modulaire jusqu’à 35 000m³/h : VPM 600 à 3200.
VPM Clean Room : milieu médical et salles propres

Régulation intégrée - Pilotage et surveillance en ligne

Support des protocoles MODBUS et BACNet, nos tables d’échanges tres ouvertes permettent un pilotage et surveillance distant que ce soit lecture ou écriture.

Tous nos centrales sont livrées avec leur propre système de supervision (TCP IP) et pilotage via internet, permettant la prise de contrôle à distance et historisation des données de fonctionnement dans un data center (sur abonnement).

Pilotage régulation

cta nilan

C’est une solution de traitement d’air « tout-en-un » qui assure la ventilation et le confort toutes saisons, chauffage et rafraîchissement.

Temps de mise en œuvre très réduit, raccordement électrique et aéraulique et c’est tout.

A noter la facilité d’installation car pour le circuit réfrigérant PAC, aucun installateur frigoriste n’est requis car circuit de réfrigérant hermétique.

4. Quelles applications bénéficient d’un COP si élevé ?

Ce sont des applications les plus performantes sur le plan énergétique et sanitaire comme les écoles, crèches, bureaux, établissements collectifs et recevant du public, établissements hospitalier, salles propres, laboratoires, industries, …

Hôpital psychiatrique en Alsace: VPM48

VPM480