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- Les solutions climatisation avec l'eau glacée
- Pompe à chaleur, efficacité énergétique en réfrigération, confort d'été, ...
Janvier 2022
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APPROCHE TECHNIQUE
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F.A.Q.
- Le débit d'air soufflé
- L'écart de température entre l'air ambiant et l'air soufflé
- Débit d'air moyen et grand delta t
- Débit d'air élevé et petit delta t
- L'eau est une solution écologique (le fluide de transfert dans le bâtiment est l'eau)
- Souplesse d'utilisation : vannes modulantes au niveau de chaque terminal. Extension du réseau d'eau pouvant se faire sans grande difficulté.
- Simplicité d'installation : l'eau est connue de la plupart des installateurs et les problèmes qui peuvent être liés aux fuites sont plus aisés à prendre en compte qu'avec du fluide frigorigène.
- Si le groupe est régulé sur l'entrée d'eau, le ballon sera placé sur le retour de l'installation et la sonde entre le ballon et le groupe,
- Si le groupe est régulé sur la sortie d'eau, le ballon sera placé sur le départ vers l'installation et la sonde en sortie du ballon.
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ASPECTS REGLEMENTAIRES
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REGLES ET OUTILS DE CONCEPTION ET DE REALISATION
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PRODUITS RECOMMANDES
Pompe à chaleur, efficacité énergétique en réfrigération, confort d'été, ...

Pourquoi y a-t-il toujours des niveaux de températures
tournant autour de 5/10°C ou 6/12°C ? D'autres possibilités existent-elles
?
Dans les systèmes utilisant l'eau comme fluide de refroidissement, on rencontre
des niveaux de température autour de 6/12°C qui sont les plus fréquemment
utilisés dans les systèmes de climatisation de confort.
Dans un local les apports calorifiques sont généralement combattus par insufflation d'air à une température inférieure à
celle du local. Deux variables permettent de répondre au problème :
On peut donc jouer sur ces deux facteurs :
Le choix de l'une ou l'autre de ces solutions conduit à des systèmes
de diffusion différents.
La solution 1 est celle que l'on rencontre le plus souvent, avec un brassage
de l'air du local de 5 à 10 fois /h le volume du local à traiter,
et un delta T avec l'air ambiant de l'ordre de 5 à 10°C. Dans ce
cas la température de l'eau doit être aux alentours de 7/12°C.
La solution 2 utilise la technique de diffusion dite " à déplacement
d'air " et permet de souffler l'air à une température proche
de celle du local (inférieure d'environ 3°C) mais en contrepartie
nécessite des dimensions de gaines et de diffusions importantes. Dans
ce cas la température de l'eau peut être aux alentours de 12/17°C.
Un groupe frigorifique eau / eau produit du chaud au
condenseur ; est-ce toujours une pompe à chaleur ou un groupe réversible
?
Dans sa conception un groupe frigorifique produit du froid à l'évaporateur
et du chaud au condenseur. Dans une machine eau/eau le condenseur est refroidit
par de l'eau qui s'échauffe en refroidissant le fluide frigorigène.
Cette eau chaude peut-être utilisée de différentes manières
:
a) Pas d'utilisation spécifique : dans ce cas il faut refroidir cette eau
par un échangeur de chaleur placé à l'extérieur appelé
" dry cooler " ou aéroréfrigérant à air
; ou par une tour de refroidissement où l'eau du condenseur échange
directement ses calories avec l'air extérieur par pulvérisation
dans un flux d'air ventilé ou par un capteur enterré ou par l'eau de nappe.
b) L'eau chaude peut-être utilisée pour du préchauffage d'eau
chaude sanitaire.
c) Le condenseur peut être divisé en deux parties l'une destinée
au chauffage , l'autre pour l'évacuation des calories à l'extérieur
(si il n'y a pas d'utilisation possible pendant certaines périodes de l'année.
d) Pour un groupe réversible ; la réversibilité implique
une inversion du sens du fluide frigorigène dans les échangeurs.
Pour produire de l'eau chaude en hiver à des fins de chauffage il faut
trouver une source qui peut être celle de capteurs enterrés dans
le cas de pompes à chaleur résidentielles pour plancher chauffant
/ rafraîchissant.
En 3 points, quel est l'avantage de la technologie eau glacée par rapport à la détente directe ?
A t-on de meilleures EER (Efficacité Energétique en Réfrigération) en eau glacée ou en détente directe ?
Sur le plan théorique la détente directe a une EER plus élevée
que l'eau glacée car elle nécessite un échangeur intermédiaire
supplémentaire. Cependant les EER en détente directe sont très
variables d'un constructeur à l'autre, ceci est dû au choix des éléments
constitutifs de l'appareil : rendement du compresseur, dimensionnement des surfaces
d'échanges….etc. Ce choix ayant une incidence directe sur le coût
du produit fini. Il en va de même pour les produits à eau glacée.
Quid de la réglementation entre détente
directe et eau glacée ?
Sur l'eau glacée il n'y a pas de réglementation relative à
l'eau. La réglementation va toucher la fabrication et leur soumission aux
normes en vigueur ( PED pour la pression des circuits frigorifiques ; réglementation
concernant l'utilisation des fluides frigorigènes...)
Les réseaux d'eau glacée n'apportent-ils
pas un risque de plus de légionellose ?
L'eau glacée en tant que telle n'apporte pas de risque de légionellose.
La légionellose peut se développer à des températures
supérieures à 25°C et ne concerne donc pas les réseaux
d'eau glacée. Cependant comme nous l'avons vu précédemment
tout système frigorifique comporte une source chaude, le condenseur, qui
doit évacuer les calories à l'extérieur soit par un aéroréfrigérant
à air (dans ce cas le circuit est fermé et il n'y a pas de risque
de légionellose) soit par une tour de refroidissement ouverte où
l'eau est pulvérisée dans un flux d'air ventilé pour se refroidir.
Dans ce cas la potentialité de légionellose existe et doit être
traitée selon les règles prévues (voir chapitre légionellose).
Un groupe d'eau glacée eau /air ou eau / eau
doit-il être traité contre la légionellose au niveau de son
condenseur ?
Non, le traitement doit être effectué au niveau de la tour de refroidissement,
si l'on opte pour ce type de refroidissement. D'autres systèmes existent
comme le refroidissement par eau de nappe, par drycooler...
Pour un groupe frigorifique eau / eau, sur quoi porte
l'incidence du régime de températures condenseur (côté
refroidissement tour) et côté évaporateur (régime utilisation
intérieure) ?
Le régime de fonctionnement de la machine a une incidence directe sur la
puissance frigorifique ainsi que sur sa puissance absorbée.
Les installations de débit variable sont désormais
fréquentes. Quelles sont les précautions à prendre côté
condenseur et évaporateur ?
Si les débits sont trop faibles, les régimes de sécurité
en Basse Pression côté évaporateur, ou Haute Pression côté
condenseur, risquent d'être atteints. Un débit minimum doit être
donc mis en oeuvre. Des pompes primaires à débit constant est la
solution idéale, cependant, les groupes avec des régulations intégrées
permettent une prise en compte de débits variables côté condenseur
ou évaporateur. Cette régulation intégrée doit être
montée d'usine.
Dans le schéma hydraulique, vaut-il mieux raccorder
le ballon tampon à l'entrée du groupe (sur le retour EG) ou à
la sortie eau glacée ?
Le ballon tampon doit être placé juste en amont de la sonde de régulation du groupe :
Pour les émetteurs intérieurs tels que
ventilo-convecteurs, faut-il raccorder les condensats sur le réseau d'eaux
usées ou d'eaux pluviales ?
Les condensats doivent être raccordés sur le réseau d'eaux
usées, et ce via un siphon. Le risque d'odeurs est réel si le siphon vient à sécher ou à se vider en hiver et mettre en communication les odeurs
du réseau d'eaux usées. Il n'est donc pas rare de voir raccorder les condensats de climatisation sur des colonnes et chutes d'eaux pluviales. Attention, si celles-ci sont raccordées unitairement en aval, alors le problème d'odeurs sera encore présent et le siphon indispensable même avec un raccordement EP.
Pour économiser l'énergie, il est tentant
de mettre une simple horloge sur l'alimentation électrique du groupe d'eau
glacée. Y a-t-il des précautions à prendre ?
La plupart des groupes d'eau glacée sont équipés d'un régulateur
permettant la gestion de la programmation horaire, soit pour arrêter le
groupe ou pour décaler le point de consigne en période d'occupation
ou d'inoccupation. (jour/nuit ; semaine / week end)
L'arrêt par le régulateur permet un arrêt en toute sécurité
(retour d'huile,gestion du réfrigérant liquide …) de la machine
et de la préparer à la prochaine mise en route.
En intersaisons, pour les circuits 2 tubes eau glacée
ou eau chaude, le basculement d'un régime à l'autre peut-il se faire
tous les ¼ d'heure, toutes les heures ?
Les systèmes 2 tubes à basculement de régime peuvent utiliser
plusieurs solutions :
a) Basculement en fonction d'une température extérieure
b) Basculement en fonction d'une date prédéfinie
c) Basculement en fonction d'une demande majoritaire (en mode froid ou chaud)
des locaux d'un bâtiment.
Dans chacun des cas a) et c), l'inertie du bâtiment et/ou la variation
lente des températures extérieure permettent en général
de n'effectuer des basculement que 2 fois par jour.
Les groupes réversibles donnent généralement
un régime d'eau chaude de 50 / 45°C. Peut-on aller plus loin?
La température d'eau chaude que peut fournir une pompe à chaleur
dépend largement du fluide frigorigène utilisé. Dans les
applications confort le régime 50/45°C peut être atteint avec
le R407c ou le R410A
alors qu'avec le R134a des températures supérieures peuvent être atteintes.
Est-ce que je peux toujours gainer les ventilateurs
condenseurs d'un groupe eau / air ?
Il existe des groupes frigorifiques spécialement conçus pour les
applications où un gainage est nécessaire. Dans ce cas, ils sont
généralement équipés de ventilateurs à pression
disponible.
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Z.a. Du Petit Nanterre - 31 Rue Des Hautes Patures - Le Narval - Batiment B 92737 Nanterre Cedex

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