Chillventa 2014 (4) : efficacité énergétique et climatisation

Chillventa 2014 (4) : efficacité énergétique et climatisation

Après les fluides frigorifiques, l’autre grand thème du salon Chillventa est celui de l’efficacité énergétique des systèmes de climatisation.




L’heure est à l’amélioration des rendements saisonniers – et non plus instantanés – des systèmes de climatisation. La Directive Européenne ecoConception, dont l’application au monde de la climatisation professionnelle, s’étendra de 2015 à 2018, repose sur la performance saisonnière et  s’exprime en énergie primaire. Ce qui bouleverse les habitudes.

 

Tous les fabricants conçoivent désormais leurs produits en fonction de ces demandes nouvelles. A Chillventa, trois technologies sont particulièrement mises en évidence : la vitesse variable appliquée aux compresseurs et aux ventilateurs pour favoriser le rendement à charge partielle, donc améliorer la performance saisonnière, le free-cooling et la récupération de chaleur.

 

 

  1. Le Data Center de l’Université de Portsmouth en Grande-Bretagne est équipé de deux groups froids Airdale DeltaChillers de 500 kW. Leur système de pilotage est conçu pour favoriser le free-cooling – fonctionnement sans compresseur – autant que possible, avec une température d’eau “froide” de consigne à 20°C. Doc. Airdale

 

La vitesse variable est devenue incontournable. Plus aucun industriel ne propose aujourd’hui un nouvel équipement sans y incorporer de la variation de vitesse. Même les fabricants allemands de pompes à chaleur qui ont longtemps résisté, comme Dimplex, par exemple, ont désormais basculé et ne jurent plus que par l’inverter, comme tous les asiatiques.

 

La distinction entre eau glacée et détente directe s’atténue

 

Les principaux industriels de la climatisation à détente directe – Daikin, Fujitsu, Hitachi, LG, Mitsubishi Electric, Toshiba, … - sont présents au salon Chillventa de Nuremberg, soit directement, soit par l’intermédiaire de leurs distributeurs en Allemagne. Le Hall 7 leur est consacré.

 

Les grands spécialistes de l’eau glacée, comme Carrier ou Trane, ne sont pas venus. Mais, Systemair, Riedel, d’autres fabricants de groupes d’eau glacée pour l’industrie sont là. Et surtout, il devient très clair, que la distinction traditionnelle, entre fabricants de solutions “eau glacée” et industriels de la détente directe, devient de plus en plus ténue.

 

 

  1. La nouvelle gamme de groupe froid EWAD-TZ de Daikin, produite par l’usine de McQuay achetée par Daikin il y a un peu plus de deux ans, fonctionne au R-134a et atteint un ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio) de 5,67. Doc. PP

 

Si les spécialistes de l’eau glacée campent dans leur pré carré, les tenants de la détente directe proposent de plus en plus de solutions eau glacée. Daikin par exemple, est à juste titre considéré comme le principal acteur mondial de la détente directe. Mais une bonne moitié de son stand à Chillventa est consacrée de nouveaux groupes de production d’eau glacée, certains issus de son rachat de McQuay, d’autres développés à partir de ses unités externes DRV.

 

Le free-cooling devient systématique

 

La gamme de chillers (groupes de production d’eau glacée en français de la clim) Daikin Ewad TZ, par exemple, ressemble beaucoup à ce que Ciat, Carrier ou Trane font de mieux et atteint un Eseer de 5,76 avec des puissances variant de 300 à 700 kW.

 

Pour l’instant, ces machines fonctionnent au R-134a, mais comportent tous les perfectionnements du moment : compresseurs pilotés par inverter (en clim-speak, l’inverter est une variation de fréquence du courant d’alimentation des moteurs électriques pour modifier leur vitesse de rotation, donc la puissance des machines), régulateur embarqué et, surtout, free-cooling.

 

Le free-cooling ou rafraîchissement gratuit consiste, lorsque les conditions de température sont réunies et que les besoins à satisfaire s’y prêtent, à couper le compresseur pour fonctionner simplement à partir de l’échange de température entre l’eau de l’installation et l’air extérieur. Un peu comme si le chiller se transformait en dry-cooler.

 

Un dry-cooler ou aéroréfrigérant est une machine assez simple : un circuit d’eau à rafraîchir traverse des échangeurs eau/air. L’air est poussé ou tiré à travers ces échangeurs par des ventilateurs. Il n’y a pas de circuit thermodynamique dans un dry-cooler. Appliquer un fonctionnement en free-cooling à un chiller revient à le ramener aux fonctions d’un dry-cooler. Il faut réunir deux conditions de températures et de besoins.




Des économies d’énergie importantes

 

Mais si elles sont réunies, les économies d’énergie peuvent être importantes, particulièrement pour des installations fortement consommatrice de rafraîchissement, comme les hôtels, les bureaux les Data Centers. Selon les marques et les modèles, les conditions de température requises varient.

 

Lorsque la température extérieure est inférieure à 5 ou 7°C, voire à 10°C pour les machines les plus performantes, et si la température d’eau du circuit à refroidir est supérieure d’au moins 15 à 20°C à la température extérieure, alors l’échange direct de chaleur entre l’air et l’eau devient à la fois possible et très rentable, sans passer par un circuit thermodynamique.

 

 

  1. Le nouveau VRV IV de Daikin atteint un ESEER exceptionnel de 7,77. Il fait appel non-seulement à un débit de fluide variable, mais aussi à une température de fluide variable. Doc. PP

 

La seconde condition porte sur les charges à absorber. Le free-cooling offre naturellement une puissance réduite par rapport à un fonctionnement en mode thermodynamique. Si les charges à absorber ne dépassent pas les possibilités du free-cooling, alors les économies sont au rendez-vous.

 

 

  1. Hitachi a présenté à Chillventa la gamme RASC, des unités DRV extérieures gainables de 7,5 à 36 kW de puissance. Elles acceptent le raccordement de 6 unités intérieures de la gamme System Free au maximum et sont destinées aux surface commerciales l’installation d’un groupe à l’extérieur n’est pas possible. Doc Hitachi

 

L’ensemble des fabricants de chillers incorporent désormais la possibilité du free-cooling dans leurs machines. Même Yanmar, un japonais venu à Chillventa avec 4 modèles de groupes réversibles de 50, 63, 80 et 95 kW à moteurs à gaz, affiche une fonction free-cooling pour ses machines.

 

La récupération de chaleur

 

La récupération de chaleur est la troisième technologie en forte croissance. Il se rencontre sous deux incarnations. La première se trouve dans les systèmes DRV (Débit de Réfrigérant Variable) de Daikin, Hitachi, Mitsubishi Electric, Toshiba, LG, etc.

 

 

  1. Avec son écran tactile de 10’’ et son microprocesseur embarqué, le Touch XL de l’anglais RDM est un véritable appareil tout en un : automate et afficheur. Il offre des sorties en protocole CanBus, Ethernet, fibre optique et USB. Il peut être alimenté en 24 Volts ou par le nouveau “Power Over Ethernet” (POE) le réseau Ethernet assure à la fois l’alimentation et le transport de données. Doc. RDM

 

Un DRV classique possède deux tubes : un pour le départ, l’autre pour le retour du fluide frigorifique. Les DRV à récupération de chaleur utilisent 3 tubes, à l’exception de celui de Mitsubishi Electric qui a développé de longue date une solution particulière de récupération d’énergie en deux tubes seulement.

 

L’idée consiste à prendre la chaleur dans les locaux qui demandent du rafraîchissement, pour la transporter vers ceux en demande de chauffage, directement sans repasser par le compresseur de l’unité extérieure du système DRV.

 

Il faut naturellement qu’il existe des besoins simultanés de chaleur et de rafraîchissement dans un même bâtiment. Ce que l’on trouve en mi-saison dans les bâtiments avec des expositions contrastées, comme une façade nord et une façade sud. Ou bien dans les bâtiments utilisant la climatisation et fortement consommateurs d’ECS toute l’année, comme les hôtels.




Le nouveau VRV innovant de Daikin

 

Daikin montre à Chillventa son nouveau VRV IV à récupération de chaleur. Il est aussi capable de modifier la température de fluide, tout en variant son débit  – un peu comme une chaudière joue à la fois sur le débit et la température d’eu pour ajuster la puissance fournie.

 

 

  1. Les fabricants de ventilateurs, comme Ziehl-Abegg, ont modifié la forme des pales de leurs ventilateurs pour améliorer leur rendement et généraliser les moteurs à courant continu pour un pilotage en variation de vitesse. Doc. PP

 

Ce qui, selon Daikin, permet au VRV IV à récupération de chaleur (Reyq-T) d’atteindre un Eer de 4,42, un Eseer de 7,77 – ce qui est exceptionnel – et un Cop de 5,17. L’autre forme de récupération de chaleur en évidence à Chillventa est le double-flux sur l’air extrait en ventilation.

 

 

  1. Mitsubishi Electric propose une réponse originale au règlement F-Gaz, il diminue la quantité de fluide dans l’installation grâce à son nouveau DRV Hybrid CityMulti. L’unité extérieure alimente une unité intérieure comportant à la fois des départs en fluides et des départs en eau vers les unités intérieures. Dans le cas de la rénovation d’une installation, un hôtel, par exemple, il est donc possible de progresser peu à peu, sans être obligé de changer toutes les unités intérieures d’un seul coup. Doc. PP

 

Tous les fabricants de climatisation à détente directe proposent des unités intérieures de ventilation thermodynamiques avec échangeur double-flux. LG montre à Chillventa sa nouvelle unité intérieure ecoV : double-flux avec deux ventilateurs pilotés par inverter, échangeur de chaleur dont le rendement dépasse 80% et batterie à détente directe pour un complément de chaleur ou de rafraîchissement. ecoV peut être raccordée à des unités extérieures LG multisplit ou à ses nouveaux groupes DRV MultiV (EER de 5,20 et COP de 5,74).




Source : batirama.com

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