Le rooftop adiabatique, des performances mesurées

Par Olivier BROGGI - Responsable Efficacité Energétique Tertiaire – Cegibat

Une installation composée de plusieurs rooftops adiabatiques a été instrumentée pendant une année.
Les faibles consommations d’électricité et d’eau annoncées par le fabricant ont bien été observées.
Retour sur cette solution performante de rafraîchissement des bâtiments de grand volume.

Contexte

concession BMW  de Chenôve

Afin que les visiteurs prennent le temps d’admirer des motos de rêve et de faire leur choix dans une ambiance confortable, la concession BMW de Chenôve, près de Dijon, a été équipée de rooftops adiabatiques.

Cette solution packagée associe la puissance et la flexibilité d’un rooftop gaz naturel pour le chauffage à l’efficacité du rafraîchissement adiabatique.

« Parmi les options proposées par le bureau d’études, j’ai choisi cette solution innovante, qui présentait plusieurs atouts. Elle permet d’assurer, hiver comme été, une ambiance confortable, indispensable à une concession de produits haut de gamme, à un moindre coût par rapport aux autres solutions envisagées. De plus, les coûts d’exploitation (facture énergétique, entretien et maintenance) étaient également plus intéressants. À l’usage, nous apprécions également l’absence de bruit et de poussières », explique Régis Harduin, Directeur de la concession.

Les 300 m² du hall moto, d’une hauteur sous plafond de 4 m, ont donc été équipés de deux rooftops adiabatiques d’une puissance de 50 kW chaud chacun (modèle REV 50 d’Australair), placés sur la toiture-terrasse.

Principe de fonctionnement du rooftop adiabatique et intérêt

En hiver, le chauffage de l’air (90 % d’air recyclé et 10 % d’air neuf) est assuré par une rampe gaz (rendement d’environ 92 % sur PCI).

En été, l’air chaud extérieur traverse un média en permanence humidifié ; l’air entrant dans le rooftop est alors refroidi par le phénomène d’évaporation. L’air rafraîchi et humidifié est soufflé dans l’espace d’exposition. Il met le bâtiment en légère surpression, évacuant ainsi l’air chaud vers l’extérieur.

Le rafraîchissement est réalisé avec 100 % d’air neuf. Ceci permet une consommation d’électricité particulièrement faible car limitée au ventilateur d’air.

Cette technique permet de rafraîchir un grand volume à un coût maîtrisé.

Fonctionnement en mode rafraîchissement

Fonctionnement en mode rafraîchissement

  • Humidification permanente du média
    - Recyclage de l'eau (bac de récupération et pompe)
  • Aspiration d'air neuf
  • Extraction de l'air humide du local (naturelle ou avec extracteur)
    - Humidité toujours >70% dans le local
  • Vidange du bac à chaque arrêt et toutes les 4 heures maximum

Aspiré par un ventilateur, l'air chaud passe au travers d'un média constamment humidifié. En s'évaporant, l'eau absorbe la chaleur, refroidissant ainsi l'air qui peut alors être soufflé dans le local à rafraîchir. Ce nouveau système de chauffage réversible a été breveté par Australair.

Vidéo de présentation de fonctionnement d’un roof-top adiabatique

Vidéo de présentation de fonctionnement d’un roof-top adiabatique

Instrumentation

Désireux d’en savoir plus sur cette technologie permettant de rafraîchir un bâtiment de grand volume, GrDF et l’Ademe ont décidé de mener une campagne de mesures sur ce site au cours de l’année 2014.

Cette instrumentation a montré et validé les bonnes performances de cette technologie, à savoir :


3.1 - Résultats en mode chauffage

Le rendement saisonnier de l’installation en chauffage a été de 87%. Les rooftops ont fonctionné à charge très partielle tout le temps, du fait d’un surdimensionnement de l’installation en mode chauffage. Cette installation a été dimensionnée sur les besoins de froid.

Ces charges partielles ont légèrement nuit à la performance en chauffage. Cependant, comme l’illustre le tableau ci-dessous, le confort était au rendez-vous vu que la consigne de chauffage a été respectée 98% du temps.

Rooftop 1

Rooftop 2

Rooftop 1+2

Nb heures total

3 360

Nb heures avec des données

3 352

Consommation d’électricité (kWh EF)

231

211

442

Consommation de gaz (kWh PCI)

9 963

3 178

13 141

Energie consommée (EP) auxiliaires inclus

10 558

3 722

14 281

Energie utiles (kWh)

8 960

2 473

11 433

Pmoy PCI appelée (kW)

3,0

0,9

3,9

Rendement du brûleur (PCI)

90%

78%

87%

Rendement de chauffage, auxiliaires inclus

85%

66%

80%

Taux de charge

5%

2%

4%

Taux d’atteinte de la consigne

98%

Rendement journalier de chauffage sur PCI

3.2 Résultats en mode rafraichissement

En mode rafraîchissement, le rooftop adiabatique a montré des résultats tout à fait satisfaisants.

Rooftop 1

Rooftop 2

Rooftop 1+2

Nb heures total

2 928

Nb heures avec des données

2 927

Nb heures en mode confort

1 039

Consommation d’eau (litres)

8 689

6 543

15 232

Consommation d’électricité (kWh EF)

163

156

319

Consommation d’électricité (kWh EP)

420

404

823

Energie utile (kWh)

5 248

4 241

9 490

EER en EF

32

27

30

EER en EP

13

11

12

Ne consommant de l’électricité que pour l’alimentation des ventilateurs, le système de rafraîchissement de Chenôve a atteint un EER moyen de 30.

le système de rafraîchissement de Chenôve a atteint un EER moyen de 30

Le confort était au rendez- vous.

Nombre d'heures avec Tamb>seuil

Bien que cette technologie ne soit pas censée toujours garantir une température de consigne, la température intérieure du hall n’a dépassé les 26°C que 169 h sur la saison estivale. A cette période, la température extérieure affichait plus de 36°C donc un écart de 10°C a toujours été maintenu entre l’intérieur et l’extérieur. C’est cet écart de température qui assurait le confort des visiteurs.

Enfin, ce dernier graphique montre que la puissance de rafraîchissement augmente avec la température extérieure.
La puissance de rafraîchissement moyenne horaire a varié entre 0 et 30 kW.

la puissance de rafraichissement augmente avec la température extérieure

Quid de la consommation d’eau ?

La consommation d’eau des rooftops a été de 105 litres/jour en moyenne.

Cette consommation est également conforme aux données du fabricant : entre 80 et 120 litres/jour.

Elle a varié sur la saison de rafraîchissement de 0 à 330 litres par jour.

De plus, l’instrumentation a fait la preuve que 90% de l’eau consommée est utilisée pour rafraîchir le bâtiment. Seulement 10% de l’eau est perdue par le système de vidange automatique du rooftop.

Conclusion de cette instrumentation

Les résultats de l’instrumentation de Chenôve permettent de bien caractériser cette solution mais aussi de valider les performances et consommations annoncées par le fabricant.

Cette instrumentation met également en évidence que cette technologie permet de rafraîchir un bâtiment de grand volume, sans fluide frigorigène, sans une forte consommation électrique (EER de 30) et sans gaspiller d’eau non plus.

C’est donc une réelle alternative aux solutions conventionnelles que nous rencontrons tous les jours.

Pour en savoir plus :

Fiche solution sur le site de Cegibat

Fiche réalisation sur le site de Cegibat

Par Olivier BROGGI
Responsable Efficacité Energétique Tertiaire – Cegibat

SOURCES ET LIENS

Logo Cegibat



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