La ventilation double-flux thermodynamique, des économies considérables dans le tertiaire

Par Hervé Carloz, Directeur Nilan France

Le Décret Tertiaire ou dispositif Eco-énergie tertiaire est une obligation de résultat. En rénovation, il s’agit de faire des économies d’énergie d’au moins 40% en 2030, 50% en 2040 et 60% en 2050 par rapport à 2010 ! Pour toute surface tertiaire > à 1 000 m² !

Et c'est bien dans le secteur tertiaire que sont engagés les débits de ventilation conséquents et que la gestion des économies d’énergie est la plus efficace et « rentable » !

De même, en construction neuve, la réglementation environnementale RE2020 contraint à des solutions de sobriété, d’efficacité et de décarbonation.

De plus, la notion de confort d’été est à intégrer sur le plan réglementaire (RE2020) et tout simplement pour le confort physiologique et sanitaire des usagers.

Cette problématique étant posée, la question qui vient est : « Comment répondre en ventilation, notamment dans le secteur tertiaire, aux réglementations, à une gestion optimale des économies d’énergie, en maintenant un niveau de confort et une sécurité sanitaire élevés ?  »

Economies et confort sanitaire : problématiques que la ventilation double-flux thermodynamique se propose de relever

Avec une technologie « échangeur passif + échangeur thermodynamique », la solution double-flux thermodynamique va utiliser toute forme de récupération d’énergie, via un échangeur et la capacité d’une pompe à chaleur qui va relever de surcroit et produire au global une efficacité énergétique avec un COP jusqu’à 20 !

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.

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 et ERP.

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 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.

• La récupération de la chaleur s’effectue via une pompe à chaleur intégrée agissant sur l'air vicié pour un air neuf préchauffé à minimum 25°C.
• Grâce à la récupération active thermodynamique, elle est capable d’apporter davantage de chaleur au bâtiment que la quantité de chaleur extraite.
• Dotée d’un circuit de refroidissement réversible, centrale la VPM/VPR peut également rafraîchir l’air entrant avec un abaissement de la température de l'air neuf insufflé de 10° à 14°C.

Mode Hiver -12°C / 5000m³/h VPR 560

Mode Hiver -5°C / 5000m³/h VPR 560

Mode Eté 38°C / 5600m³/h VPR 560

Mode Eté 34°C / 5600m^₃/h VPR 560

Trois types de centrales thermodynamiques de traitement d’air

La ventilation double flux thermodynamique et les types VPM ou VPR de Nilan 100% air neuf se présentent comme une réponse des plus qualitatives sur le plan énergétique et sanitaire

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 les ERP mais particulièrement les écoles, crèches où l'exigence QAI est très 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 apports internes (occupants, process, vitrages, …).

1. VPR : Échangeur rotatif + thermodynamique de 800 à 12 000 m³/h
2. VPM : Échangeur caloduc CO² + thermodynamique de 800 à 35 000 m
3. 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)

Régulation intégrée - Pilotage et surveillance en ligne.
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. Toutes les centrales sont livrées avec leur propre système de supervision (TCP IP) et pilotage via internet !

Retours d’expérience qui bénéficient d’un COP aussi élevé !