La ventilation double-flux thermodynamique, sans contamination possible

Par Hervé Carloz, Direction NILAN France

Un bâtiment sobre et sain avant tout

sécurité sanitaire

Confort, économies d’énergie mais surtout sécurité sanitaires

Confort et économies d’énergie, sécurité sanitaire et qualité d’air sont désormais au cœur des projets tertiaires et notamment des ErP.

La qualité sanitaire de l’air que l’on respire est aujourd’hui aussi importante que le confort thermique, base de toutes réglementation depuis longtemps. On ne peut parler d’effet bénéfique de la crise COVID, cependant la prise de conscience de la sécurité sanitaire des usagers est devenue majeure tout autant que la prise de conscience environnementale.

Le renouvellement de l’air est donc devenu un enjeu de santé tout autant que de confort et de performance énergétique des bâtiments accueillant du public. En parallèle, la part énergétique du renouvellement d’air est désormais prépondérante eu égard aux déperditions statiques de mieux en mieux maitrisées.

Le fameux Décret Tertiaire obligeant toute surface tertiaire de 1000 m2 et plus à réaliser +60% d’économies d’énergie à l’horizon 2050 est un catalyseur de poids auquel s’ajoute bien évidemment le bon sens de concevoir un bâtiment sobre et surtout sain !

Ouvrez les fenêtres vous diviserez par 10 la quantité de virus

Ainsi, pour le confort sanitaire des individus, un renouvellement d’air conséquent est nécessaire pour l’évacuation des sources de pollutions intérieures, maintenant bien identifiées (CO², COV, formaldéhydes, …) ainsi que les virus aéroportés comme la grippe et la COVID.

« Ouvrez les fenêtres vous diviserez par 10 la quantité de virus » entendions-nous dernièrement comme consigne sanitaire d’un infectiologue bien connu > lien

aeration

Quand la ventilation tout air neuf devient une sécurité sanitaire contre la COVID

Ainsi la meilleure ventilation devrait d’effectuer avec de l’air neuf extérieur préalablement filtré et corrigé en température sans apport ni recyclage de particules ni virus et avec le moins d’énergie possible

D’où la nécessité de recycler l’énergie de l’air vicié, tout en garantissant la sécurité sanitaire. Et ne pas recycler l’air repris !

La RE2020, un petit pas en avant …

re2020 ventilation

Exemple d’école maternelle équipée de solutions double-flux toutes saisons sans contamination possible

Si la réglementation thermique RT2012 a fait évoluer la récupération d’énergie dans les centrales de traitement d’air notamment double-flux en les équipant de récupérateurs d’énergie, elle n’a pas été loin dans le fait d’isoler les flux d’air entre eux. La nouvelle RE2020, plus environnementale, force à peine le trait mais oblige tout de même à renforcer les contrôles de systèmes der ventilation lors de la réception des travaux. C’est insuffisant, mais la réglementation n’est que la « voiture balai », le minimum dirons-nous.

Libre aux concepteurs et maîtres d’ouvrage de doter leur bâtiment de ventilations double-flux très performantes sur le plan énergétique et environnementale, notamment au niveau de la QAI. L’objectif est bien de faire des économies d’énergie mais pas au détriment de la santé !

Entre plusieurs échangeurs de récupération, préférez le Caloduc !

caloduc

Caloduc -  source Energieplus -

L’échangeur de chaleur type Caloduc  intègre un fluide interne qui fonctionne selon le principe de la condensation et de l’évaporation, en circuit fermé. L’air au travers du Caloduc récupère ou cède son énergie et les flux d’air neuf et air vicié ne sont jamais en contact ni ne se mélangent garantissant ainsi un isolement et une qualité voire une sécurité sanitaire. A contrario, l’échangeur rotatif ou l’échangeur à plaques voit les flux d’air de rencontrer via l’échangeur avec un risque de contamination possible.

La solution de la ventilation double-flux thermodynamique à caloduc

Pour répondre aujourd’hui à des projets et réalisations les plus exigences comme les rénovations à Zéro Energie avec EnergieSprong ou des bâtiments passifs, l’industriel NILAN propose une technologie très innovante et parmi les plus économes du marché en France (Certification PHI (PassivHaus), Titre V RT2012, certification EU : ErP ready).  

Pour traiter du sujet de cette chronique, la solution de centrales double flux à récupération d’énergie permet une double récupération sur air vicié, une récupération passive et active permettant des rendements dépassant les 100%. Avec des COP jusqu’à 12 avec la pompe à chaleur intégrée !

double flux thermodynamique

Modèle de centrale double-flux de ventilation avec double récupération : PAC + Caloduc !

Comment fonctionne une ventilation double-flux thermodynamique ?

La ventilation double-flux thermodynamique est un système de ventilation équipé de deux étages de récupération d’énergie dans l’air vicié.

  • Un échangeur passif garantissant la sécurité sanitaire entre les deux flux. Séparation des flux d’air assuré avec l’échangeur de type Caloduc
  • Un échangeur thermodynamique en complément de l’échangeur statique permettant une récupération intégrale en mode PAC des calories encore présentes dans l’air extrait !

L’échangeur thermodynamique se compose d’une pompe à chaleur sur air vicié qui extrait de l’énergie pour la réinjecter dans l’air neuf et ce, avec une garantie sanitaire absolue d’absence de contamination.

Les unités double-flux sont donc entièrement autonomes et permettent de délivrer et de souffler de l’air plus chaud de ce qu’elles ont repris avec une efficacité thermique hors du commun, des COP allant jusqu’à 12.

En été, le process étant réversible, la centrale double-flux a la capacité de rafraichir l’air et d’abaisser de 10 à 14°C l’air neuf introduit pour contribuer au confort d’été des locaux. Une réponse induite également au confort d’été requis par la réglementation RE2020.

C’est une solution « tout-en-un » de ventilation et de confort toutes saisons sans contamination possible !

Un confort économique et un confort d’été en plus

Mode chauffage
Mode rafraîchissement

chauffage
rafraichissement

Raccordements
1: Air neuf extérieur
2: Air soufflé
3: Air extrait
4: Air rejeté
5: Évacuation des condensats
6: Batterie de chauffe électrique ou à eau
Automatisme
T1: Sonde air extérieur
T2/T7: Capteur d’air soufflé
T9: Thermostat antigel de la batterie de chauffe à eau
T5: Sonde condenseur
T6: Sonde évaporateur
T10: Capteur d’intérieur


La solution est tout en un ! La pompe à chaleur sur air vicié est déjà intégrée dans la centrale et permet de s’affranchir de batteries hydrauliques et générateurs extérieurs.

Le mode pompe à chaleur est par définition économique, de plus avec les régimes de température d’un l’air extrait (COP très élevé).  Cette même pompe à chaleur est dotée d'un circuit frigorifique réversible ce qui permet ainsi à la centrale double-flux de chauffer l'air introduit ou bien de le rafraîchir de par l'inversion de cycle thermodynamique. 

PS : Aucun installateur frigoriste n'est requis lors de l'installation !

Nous pouvons rappeler que si la centrale double-flux est dimensionnée en fonction des besoins de rafraîchissement, alors cette même centrale équipée de la pompe à chaleur fournira suffisamment d'énergie pour éviter une batterie hydraulique additionnelle.

Doté d’un circuit de refroidissement réversible, VPM peut également rafraîchir l’air entrant avec un abaissement de la température de l'air neuf insufflé de 10° à 14°C.

Prévention sanitaire antivirus avec la ventilation double-flux thermodynamique 

C’est une solution respectant la qualité d’air et qui évite la contamination par recyclage même partielle ou les taux de fuites.

Elle fonctionne en 100% air neuf avec réduction des particules de pollution extérieur par filtrage de poussière, peut gérer l’humidité, le CO2.

Applications types de la ventilation double-flux thermodynamique

Tous les locaux nécessitant du renouvellement d’air et d’autant plus pour les projets à hautes performances énergétiques et environnementales où la QAI est un objectif important.

Ecoles, crèches, bureaux, ERP et applications médicales, la gamme VPM de Nilan est une sécurité en termes de performances et de qualité d’air sain. 

Les CTA VPM de Nilan 100% air neuf permettent de rassembler ventilation, récupération d’énergie en mode PAC et rafraichissement en un seul et même système sans générateur extérieur.

Bref rappel technique :

  • Solution tout-en-un de ventilation et de confort toutes saisons, chauffage et rafraichissement,
  • Qualité d’air garantie sans recyclage : solution 100% air neuf avec élimination des particules de poussière, d’humidité et d’odeurs et garantie de non-contamination du flux d'air neuf avec l'air vicié.
  • L’énergie de l’air extrait est récupérée via une mini PAC intégrée dans la centrale et transférée à l’air neuf avec des COP jusqu'à 12 !
  • Importante réduction des coûts d’exploitation par rapport aux systèmes conventionnels : caloduc + PAC intégrée !
  • Possibilité de produire de l’ECS avec un échangeur thermique supplémentaire,
  • Circuit PAC : aucun installateur frigoriste requis car circuit de réfrigérant hermétique.
  • Régulation intégrée et pilotage en ligne.
  • 3 types d'unités et une gamme étendue jusqu'à 35 000 m3/h :
    - VPM 120 à VPM 560 : monobloc thermodynamique.
    - VPM 600 à 3200 : modulaire thermodynamique.
    - VPM Clean Room : milieux médicaux.

VPM

Quelques retours d’expérience …

ventilation hopital

Hôpital dans le 67

Auto-dialyse ventilation

Centre d’auto-dialyse dans le 59

ventilation congrès

Centre de congrès dans le 13

Ventilation école

Ecole élémentaire des Pins

Ventilation milieu médical

Permanence médicale

Complexe sportif ventilation

Rénovation Complexe Sportif Dojo (13)



Par Hervé Carloz, Direction NILAN France

Source et lien

nilan

Commentaires

  • Herve
    0
    21/02/2022

    Bonjour

    Dans un échangeur à plaque bien sur les flux d'air ne se rencontrent pas. néanmoins l’étanchéité des 4 chambres qui sont de part et d'autres de l'échangeur à plaques, est assurée bien souvent par un joint de mousse comprimable. L'échangeur à plaques étant un élément en polystyrène ou aluminium, il est démontable et dispose donc pour sa liaison avec le caisson (souvent en acier) d'une étanchéité que par les joints type mousse souple. C'est une solution qui est certes un premier niveau d'étanchéité, mais ne saurait égaler les solutions à assemblage permanent avec des joints de collages type acryliques ou PU.
    Pour les environnement sensibles en non contamination air neuf par air vicié, les solutions historiques à eau glycolée sont les seules à garantir la non contamination certaines. Mais leur rendement de récupération est faible, souvent de l'ordre de 50%

    Nos propos ici vise à présenter la solution de récupération thermodynamique qui reprends l'avantage d'un fluide caloporteur comme seule méthode d'échange thermique entre les deux flux d'air. Mais ici avec la technologie de récupération thermodynamique permettant des rendements supérieur à 100% (l'air vicié est rejeté plus froid que l'air extérieur). Dans nos unités tertiaires nous association bien souvent la récupération active thermodynamique avec un échangeur passif de premier ordre, et nous utilisons souvent la technologie d'échangeur passif à caloduc C0², qui nous permet aussi de garantir une étanchéité mécanique permanente entre le chambres,

    Nous utilisons les échangeur à plaques dans nos plus petite unités (nous avons toute une gamme résidentiel récupération passive + active thermodynamique), ou les contraintes de débit, perte de charges et étanchéité sont moindres.

    Pour des usages tertiaires, au vu des débits et pertes de charges, ce sont majoritairement des récupérateur passif à roue qui sont utilisés au delà de 1000 m3/h, technologie certes performantes pour la récupération, mais avec ses faiblesses d’absence d’étanchéité entre les flux entrant et sortant. Mêmes les solutions avec "secteur de vidange" de la roue, ne peuvent pas garantir l’absence de contact et mélange d’éventuel virus. Et quand au solutions CTA avec mélange air neuf avec air vicié (recyclage partiel) ce sont des solutions préservant l'énergie mais pas la sécurité sanitaire.

    Nous disposons dans les gammes Nilan de toutes ces technologies de récupération (plaque, roues, caloduc, thermodynamique) de récupération, nous croyons fortement à la pertinence de la gamme VPM (caloduc + thermodynamique), car dans un contexte de préoccupations sanitaires, face aux recommandations d'aération importantes des locaux ErP comme mesure de prévention, cette solution combine les 3 attentes : récupération extrême d’énergie, préchauffage ou refroidissement pour le confort, 100% air neuf filtré et non contaminé par le flux vicié,

    La gamme VPM se décline aussi en version "Clean Room" avec sa technologie identique de double récupération d'énergie : caloduc + thermodynamique, mais en plus avec le respect des normes salles propre et hospitalières. C'est une déclinaison (matériaux internes, taux de fuites garantis...) qui nous permet de travailler y compris dans des environnement bactériologique très sensible comme laboratoires et hôpitaux, et toujours en 100% air neuf, avec des COP voisins de 10.


  • Gérard
    0
    18/02/2022

    Merci de m expliquer comment les flux d air se rencontre dans un échangeur à plaque!!!

    • Gérard
      0
      25/02/2022

      Bonjour

      Effectivement en cas de défaillance des joints entre les assemblages il y a une possibilité de contamination.

      Cordialement

      Gérard CONNAN


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