Daikin investit 140 M€ dans son centre de recherche à Gand
Daikin a construit à Gand, en Belgique, un centre référent sur la recherche en matière de pompes à chaleur air/eau et de VRV au CO2 et conclut un partenariat avec l’université de Gand pour accélérer l’innovation.
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Tout a commencé il y a six ans. Daikin avait décidé de rapatrier dans ses locaux les tests de compatibilité électro-magnétiques de ses équipements. Et l’entreprise cherchait un terrain pour construire un laboratoire de test électro-magnétique. Un terrain, ancien parking, s’est libéré sur le Tech Lane Science Park de l’Université de Gand et Daikin l’a aussitôt retenu. Puis, comme le raconte Wim de Schacht, le vice-président de Daikin Europe NV, les discussions avec l’université et les réflexions internes chez Daikin ont rapidement conduit à étoffer le projet.
Résultat, après un investissement de 140 M€ et trois ans de travaux, un tout nouveau Centre de Recherche et de Développement Européen (EDC) de 30 600 m2, composé de deux bâtiments accolés, mais distincts : un immeuble de bureaux et un ensemble de laboratoires et de 23 chambres de test. L’EDC a été livré en septembre 2024 et peut accueillir 500 personnes. C’est un bâtiment à consommation d’énergie quasi-nulle (nZEB) et il sera certifé BREEAM niveau Excellent. Il porte 30 kWc de photovoltaïque en toiture et récupère les eaux de pluie dans dix réservoirs de 20 000 l pour l’arrosage et l’alimentation des chasses d’eau.
Voici ce que Daikin envisageait à l’origine : seulement un laboratoire de test de compatibilité électromagnétique. Deux ont été aménagés au rez-de-chaussée du nouveau bâtiment de laboratoire de six niveaux, soit 11 000 m2 au total. © Daikin / © PP
Un centre de référence pour le développement des pompes à chaleur
Ce nouvel EDC est le centre de référence mondial de Daikin pour le développement des pompes à chaleur. Il vise notamment à concevoir toutes les solutions de remplacement des fluides HFC par des fluides non-soumis à la Réglementation F-Gaz européenne. L’EDC développe d’ailleurs des pac au R290, ainsi que des solutions VRV au CO2 (R744). Il travaille également sur les nouvelles architectures de pompes à chaleur pour les logements collectifs :
– des pompes à chaleur de forte puissance et haute température pour remplacer les chaudières gaz dans les chaufferies existantes ;
– Une pac collective qui alimente une boucle d’eau tempérée dans un immeuble collectif, associée à une pompe à chaleur eau/eau raccordée à cette boucle dans chaque appartement pour produire l’eau chaude sanitaire et le chauffage ;
– Des pompes à chaleur murales monobloc air/eau pour remplacer les chaudières murales gaz dans chaque logement, …
Toutes ces recherches sont conduites en collaboration avec l’université de Gand, dont plusieurs équipes de chercheurs s’installeront dans le nouvel EDC de Daikin.
Voici deux VRV Daikin d’une puissance équivalente. À droite, le modèle actuel au R32 – Daikin indique que 30 % des VRV vendus utilisent le R32 aujourd’hui – et à gauche, un VRV au R744 (CO2). Celui de gauche au R744 occupe une surface au sol plus de deux fois supérieure à celui fonctionnant au R32. Le programme de recherche de Daikin pour les deux ou trois à années à venir consiste à réduire l’encombrement et à améliorer le rendement du VRV au R744. En tant que fluide, le CO2 affiche en effet des performance thermodynamiques 4 fois inférieures à celles des fluides HFC comme le R32. Par ailleurs, le R744 circule dans la tuyauterie entre le groupe externe et les unités intérieures à une pression de 100 bar qui impose à la fois des précautions de conception et d’installation et aussi des épaisseurs de parois des tubes cuivre nettement plus importantes, ce qui les rend moins aisées à mettre en œuvre. Mais son GWP est de 1 et il n’est pas inflammable. © PP
Voici l’une des chambres de tests climatiques en train de torturer une pompe à chaleur air/eau Daikin Altherma : HR 95 % et température de - 37,4 °C. Les diverses chambres de tests climatiques sont conçues pour des températures ambiantes allant de - 30 à + 60 °C, avec une humidité relative de 95 %. L’une d’entre-elles sait descendre jusqu’à - 40 °C et une autre monter jusqu’à + 68 °C. © PP
La pompe à chaleur air/eau Daikin Altherma en phase test. © PP
Les tests de l’extrême
Le bâtiment de laboratoires et de chambres de test obéit à une conception rationnelle : un étage de laboratoires et de chambre de test, et un étage de machines de traitement d’air pour alimenter les laboratoires en conditions extrême de chaleur, de froid, d’humidité, etc. Le bâtiment contient six niveaux, soit trois de ces paires d’étages.
Pour atteindre de telles conditions dans les chambres de test, il faut des équipements de Génie Climatique tout à fait inhabituels et le toit du bâtiment des laboratoires en est couvert. Pour commencer, sous le bâtiment de bureaux sont percées 72 forages de 172 m de profondeur qui abritent chacun une boucle d’eau glycolée fermée, soit au total 42 km de canalisations pour l’échange de température avec le sous-sol. Ces boucles alimentent 19 groupes VRV IV (RWEQ) à condensation par eau de 60 kW de puissance unitaire.
Treize groupes de VRV IV à condensation par eau sont utilisés pour le confort thermique des quatorze niveaux du bâtiment de bureaux. Ils fonctionnent avec du R410A 100 % recyclé. © PP
Six groupe VRV IV à condensation par eau assurent le préchauffage et le prérafraîchissement de deux CTA dans le bâtiment des laboratoires. © PP
Outre ces VRV à condensation par eau, le chauffage et le refroidissement des salles de tests sont également assurés par six centrales Tewis et un chiller Daikin Hubbard. L’espagnol Tewis Smart Systems S.L. a été acquis par Daikin en 2018, à travers sa filiale italienne Zanotti S.p.A., notamment pour ses systèmes au R744. L’anglais Hubbard Refrigeration a été acquis par Zanotti en 2007.
Sur le toit du bâtiment de laboratoires sont installées six centrales Tewis au CO2, raccordée aux aéroréfrigérants Alfa Laval en amont, aux départs d’eau chaude et d’eau glacée et aux CTA Daikin en aval. Ces six centrales Tewis comprennent trois centrales de 390 kW avec un départ d’eau à 38 °C, deux centrales de 580 kW pour un départ d’eau à 10 °C et une centrale de 852 kW pour un départ d’eau à 10 °C également. Le chiller Daikin Hubbard à condensation par eau, raccordé aux aéroréfrigérants Alfa Laval en amont affiche 75 kW de puissance et produit de l’eau suffisamment glacée pour que les chambres d’essai descendent à - 30 ou - 40 °C. © PP
Au-dessus d’un étage de laboratoires et de chambres d’essai, un niveau technique est rempli de machines pour assurer le fonctionnement des chambres d’essai. Chaque chambre d’essai est alimentée par une CTA Daikin, laquelle est régulé par un ensemble de canalisations et d’échangeurs. Des ballons de stockage d’eau chaude et d’eau glacée lissent le fonctionnement des générateurs installées sur le toit. Outre les VRV IV à condensation par eau, les bureaux sont également traités par 13 VRV 5 à récupération de chaleur et de froid, utilisant le R32 : 9 pour la climatisation des bureaux des niveaux 0 à 6 et 4 pour le préchauffage et le prérafraîchissement des étages 7 à 13. Les unités intérieures sont 12 cassettes FXZQ/FXZA et 77 gainables FXZQ/FXZA, soit 14,5 km de canalisations chargées en R32. On compte également, pour bien faire, une pac Daikin Altherma eau/eau et deux pac Daikin Altherma air/eau. Le traitement d’air est assuré par 5 CTA Daikin, soit 297 kW de puissance froid et 85 000 m3/h de débit d’air. Quatre de ces CTA sont placées sur le toit du bâtiment de laboratoires et une sur le toit du bâtiment de bureaux. Trois CTA, raccordées à deux VRV à condensation par eau et à un VRV à condensation par air, alimentent les bureaux et deux, raccordées à des VRV à condensation par air, alimentent les laboratoires.
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