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IKK 2005 : le CO2 devient crédible

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IKK 2005 : le CO2 devient crédible

1. Sur le salon, on trouve aussi des éléments constitutifs des systèmes tels que ventilateurs, condenseurs, filtres, compresseurs, etc.

La dernière édition du salon de Hanovre a souligné trois développements en génie climatique : le CO2 utilisé en froid commercial s’impose comme une alternative crédible aux gaz actuels, les DRV (débit de réfrigérant variable) grandissent et se diversifient, les solutions de rafraîchissement sans compression se multiplient.

Fin octobre 2005, une commission du parlement européen proposait un amendement au règlement F-Gas sur l’emploi des gaz fluorés. Il visait à interdire l’emploi des HFC (dont les R410A, R407C et R134a) dès 2010. Soutenue par l’industrie de la climatisation, la profession des climaticiens et des frigoristes s’est mobilisée à travers l’Europe et grâce à un intense lobbying a réussi à faire repousser cet amendement en séance plénière. Mais, comme l’exprime Jean Jacquin, président du Snefcca (1) et de l’Area (2), la Fédération européenne des installateurs de froid et de climatisation, « nous avons senti le vent du boulet ». En effet, il estime que, tôt ou tard, le bannissement des HFC interviendra et qu’il faut s’y préparer dès maintenant pour n’être pas pris de court.

L’emploi du CO2 est devenu une réalité en froid commercial dans certaines installations d’hypers et de supermarchés. Linde a installé un système dans un supermarché Co-Op en Suisse qui produit 320 kW de puissance froid. Plusieurs installations sont en cours de conversion dans des hypermarchés Carrefour en France.

Les DRV : petites installationset grands immeublesde bureaux

L’industrie fournit tous les composants nécessaires : compresseurs, groupes de condensation à air ou à eau, filtres, machines de chargement, etc. L’italien Dorin Group propose un groupe de condensation complet, capable de fournir des températures négatives de –15°C ou de –40°C à l’évaporateur, dans des puissances de 10 à 25 kW. Le CO2 offre des performances intéressantes car il n’est ni inflammable, contrairement à l’ammoniaque (NH3) et aux hydrocarbures (HCs), ni toxique comme le HN3. Son seul inconvénient est de fonctionner sous des pressions qui peuvent dépasser 100 Bar. En climatisation et rafraîchissement, c’est une autre affaire. Actuellement, il n’existe rien qui soit capable de de remplacer la climatisation à détente directe. Un institut de recherche de l’université de Stuttgart exposait une Pac CO2, de faible puissance, destinée au chauffage et à l’ECS dans les Passivhaus (cf. maisons à très faibles besoins de chauffage). Sanyo montre toujours sa Pac CO2 destinée à la production d’ECS et commercialisée au Japon depuis plusieurs années.

Quant aux systèmes de climatisation réversible à détente directe, ou DRV (débit de réfrigérant variable), ils se développent en petites installations et dans les grands immeubles de bureaux. Un DRV est beaucoup plus facile à installer en ville qu’un multisplit, par exemple, puisque l’on peut bénéficier d’une longueur maximale de 40 à 60 m entre le groupe extérieur et les unités intérieures. Cela permet de le déporter et de minimiser ses nuisances sonores. Le fabricant chinois Haier a le premier introduit sur le marché français, il y a deux ans, un « petit » DRV de quatre unités intérieures. Son succès commercial a suscité des vocations. Atlantic Climatisation a lancé le sien cette année et les annonces de petits DRV se sont multipliées (petit MDV de Midea, « Mini DVM » pour Samsung, DRV de Mitsubishi Electric et Mitsubishi Heavy Industries (MHI). Ce dernier va plus loin avec une gamme 2 tubes à 14 kW et surtout une gamme « trois tubes » à 22,4 kW. Ces derniers ont le gros avantage de récupérer la chaleur dans une partie de bâtiment pour la transférer dans une autre partie : ils peuvent chauffer et rafraîchir en même temps.

Les DRV se développent aussi vers le haut avec le VRV III au R410A de Daikin (puissances de 147 kW froid et 169,5 kW chauffage). La longueur de canalisation entre le groupe et la première unité intérieure est portée à 300 m, la longueur totale de réseau atteint 1 000 m ! Le dénivelé entre unités intérieures et groupes externes passe de 40 à 90 m avec le VRV III, quelle que soit la position des unités extérieures. MHI présentait sa nouvelle gamme KXS au R410A, acceptant le raccordement de 48 unités intérieures, choisies parmi quinze types différents. À puissance nominale, les KSX atteignent un COP de 3,93 en froid et de 4,18 en chauffage. Ainsi, Toshiba et son nouveau Super MMS (Modular Multi System) et Samsung de son DVM Plus II (Digital Variable Multi) : R410A, empreinte au sol des unités extérieures réduite de 42 %, leur poids de 30 %.

Lente croissance des systèmes sans compression

MHI et Sanyo continuent de commercialiser des DRV 2 et 3 tubes avec des groupes externes dont les compresseurs sont entraînés par des moteurs à gaz. Ils seront rejoints en France par Daikin, qui devrait proposer sa propre version dès 2006. Moins performante qu’un DRV à moteur électrique, cette solution est capable de fonctionner en mode chauffage jusqu’à –15°C à l’extérieur sans perte de puissances. Daikin commercialise en France, sans conviction, un DRV à condensation par eau. Il sera rejoint en 2006 par Mitsubishi Electric qui montrait sa nouvelle gamme WR2-series R410A, équipée d’un système dual-pipe (quatre tubes) qui permet de chauffer et de rafraîchir en même temps et dont le COP nominal atteint 5,2 pour des puissances de 22,4 à 63 kW. Ces solutions eau/eau permettent d’installer le groupe à l’intérieur du bâtiment, mais comme le souligne Daikin, il faut une ressource en eau (nappe phréatique, rivière, etc.) ou des aéroréfrigérants à l’extérieur, plus des entreprises capables d’installer correctement de complexes circuits d’eau, des puisages, etc.

En ventilation, Kampmann commercialise désormais les produits OxyCell issus d’une technologie sans compresseur. Ces solutions utilisent le principe de l’assèchement de l’air, de l’humidification externe de l’échangeur et de la récupération de chaleur double-flux dans un échangeur révolutionnaire. Elles permettent d’atteindre des performances de rafraîchissement et de chauffage de l’air qui les rapprochent des systèmes thermodynamiques. Et ce avec une consommation d’énergie bien inférieure, puisqu’en l’absence de compresseur, seul le ventilateur consomme de l’électricité. En mode chauffage, avec de l’air extérieur à 5°C, de l’air extrait à 22°C, un système OxyCell insuffle l’air dans le local à 18°C. En mode refroidissement, il est capable de fournir de l’air à 18°C, à partir d’un air extérieur à 30°C. Ces appareils se posent à l’extérieur sur la toiture pour les plus puissants et à l’intérieur, suspendus, pour les plus petits.

Menerga Apparatebau GmbH et Robatherm proposaient des solutions plus encombrantes : il s’agit de véritables CTA (centrales de traitement d’air), dont les compartiments traditionnels sont remplacés par des systèmes régénératifs et à dessication-humidification. La limite des performances de ces appareils est le taux d’humidité maximum acceptable dans les locaux traités. Puisque le principe de rafraîchissement consiste d’abord à assécher l’air en le chauffant (panneaux solaires et récupération de chaleur sont privilégiés pour cela), puis à l’humidifier pour abaisser sa température, avant de l’insuffler dans le local. En mode chauffage, la performance de leurs échangeurs à flux croisés, associée à un petit apport de chaleur (capteurs solaires tubulaires sous vide, même l’hiver) suffit pour couvrir les besoins. Avec l’approche de l’entrée en vigueur de la directive sur la performance énergétique qui valorise les énergies renouvelables, puis de la RT 2005 (sans doute en 2007) qui décourage le recours à la climatisation en construction neuve, ces solutions non-thermodynamiques devraient attirer l’attention. Une solution OxyCell consomme jusqu’à 80 % de moins d’électricité qu’un système à base de groupe froid traditionnel, mais ses conditions optimales de fonctionnement sont plus restrictives.

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