Système DRV - Performance et confort à la carte

Cédric Rognon

Publié le 06/06/2018 à 00h01

Sujets relatifs :

Enquête, Actualité, Equipement technique

MOTEUR GAZ

Une alternative au DRV électrique
Deux fabricants japonais commercialisent aujourd'hui un DRV gaz : Aisin (Toyota), distribué en Europe par l'italien Tecnocasa, et Panasonic avec la gamme Eco G (issue du rachat de Sanyo en 2012). Il s'agit toujours d'une Pac air/air mais avec un moteur thermique comme source d'énergie du compresseur. La chaleur résiduelle du moteur est utilisée pour produire de l'ECS. Cette chaleur permet également de dégivrer le condenseur, sans rupture de puissance thermique. Le faible besoin de puissance électrique évite par ailleurs l'investissement d'un transformateur. Prix environ 10 % plus élevé que le DRV électrique, selon Panasonic, avec un retour sur investissement entre 3 et 5 ans. L'offre du fabricant est disponible en deux tubes (45 à 170 kW froid), avec un SEER de 1,98 et un Scop de 1,36 sur PCI, et 3 tubes (45 à 71 kW froid).

VECTEUR D'EAU

Une offre pour les besoins sanitaires
Une tendance du marché est aussi la demande d'ECS. Plusieurs fabricants (Mitsubishi Electric, Daikin… ) ont aujourd'hui au catalogue, à côté des unités intérieures à détente directe (dont la cassette 600 x 600 mm, qui domine le marché), des modules hydrauliques. Panasonic propose par exemple deux modèles, l'un permettant de produire de l'eau chaude à 45 °C, l'autre à 70 °C. Les applications sont multiples, et notamment intéressantes du point de vue énergétique avec un DRV trous tubes. Par exemple, dans un hôtel en été où les calories prélevées dans les locaux en demande de froid seraient récupérées, puis transférées vers les modules hydrauliques dédiés aux besoins sanitaires. Il est aussi possible à partir de ces modules d'alimenter un plancher chauffant ou des radiateurs.

CONDENSATION À EAU - Installation en local technique
Tous les DRV ne sont pas à condensation par air. On trouve quelques rares modèles à condensation par eau, notamment chez Daikin et, dès 2019, chez Airwell, en versions deux et trois tubes. La Pac fonctionne alors sur une boucle d'eau ou sur géothermie. On évite ainsi les contraintes d'installation à l'extérieur, en premier lieu le niveau sonore. Il n'y a pas non plus de problématique de dégivrage et de variation de performance de la machine en fonction des températures extérieures. La puissance restituée est beaucoup plus régulière qu'avec une Pac air/air et les performances annuelles plus élevées.

PRODUITS

DRV invisible
Pas de groupe extérieur pour ce DRV constitué de deux modules : l'un pour le condenseur, l'autre pour le compresseur. Ce VRV IV-i est un concept exclusif de Daikin pour les petites surfaces commerciales en zone urbaine.

Concentré de technologie

SEER supérieur à 8 sur la majorité de cette gamme trois tubes SHRMe de Toshiba. Nouvel échangeur innovant, gestion précise du débit de réfrigérant, chauffage optimisé par bipasse des gaz chauds…

Mini-DRV monophasé

Nouveau design compact (hauteur maximale 996 mm) pour le mini-DRV monoventilateur U-LE2 en version monophasé de Panasonic. 12, 14 ou 15,5 kW en froid. Technologie full inverter. Cop jusqu'à 5,19 et EER jusqu'à 4,5 en 4 CV.

Tubes hydrauliques

Récupération d'énergie intégrée avec deux tubes frigorifiques pour la gamme HVRF de Mitsubishi Electric. Limitation de la masse de fluide frigorigène entre le groupe extérieur et le boîtier hybride de récupération d'énergie.

Système DRV - Performance et confort à la carte — Les groupes Replace Multi de Mitsubishi Electric sont conçus pour la mise en conformité des anciennes installations DRV au R22. La récupération des anciennes liaisons frigorifiques, liaisons Bus et électriques d'autres fabricants est ainsi possible.

© Mitsubishi Electric

Les DRV électriques, en version deux ou trois tubes, gagnent en performance à charge partielle. Conséquence de la F-gaz, les premiers modèles utilisant le fluide frigorigène R32 commencent à être dévoilés.

«Le DRV est une PAC air / air disposant d 'une régulation permettant de produire la juste quantité de chaleur et de froid utile pour répondre aux divers besoins de chauffage ou de rafraîchissement. » Voilà pour la définition donnée par Uniclima. À la différence d'un multisplit, où chaque unité intérieure est reliée au groupe extérieur par une liaison frigorifique (deux tubes), une seule liaison frigorifique (deux ou trois tubes) alimente par un jeu de raccords frigorifiques plusieurs unités terminales. Il est possible de fonctionner en récupération d'énergie. La gamme d'unités intérieures est plus large pour offrir une solution globale assurant chauffage, climatisation, ECS, ventilation, séparation climatique… Parmi les nouvelles générations d'unités compatibles avec le DRV, on trouve ainsi chez Daikin des rideaux d'air chaud, des kits pour centrale de traitement d'air. Le nombre d'unités raccordables est aussi plus grand (plus de 60 chez Toshiba).

Concurrent des chillers, cet équipement est utilisé pour climatiser les bâtiments tertiaires. Il est possible de coupler, selon les marques, jusqu'à trois ou quatre DRV pour ainsi dépasser 200 kW de puissance froid installée. Parmi les atouts de ce système modulaire : une excellente performance énergétique (SEER jusqu'à 9,80 chez Panasonic, par exemple), un fonctionnement possible chaud/froid simultané et une grande souplesse d'installation (circuit frigorifique jusqu'à 1 000 m chez Toshiba pour desservir des locaux éloignés sans perte d'efficacité, réseau de faible diamètre de 6 à 40 mm).

Deux ou trois tubes

On trouve deux grandes familles de produits : les systèmes deux tubes, réversibles chaud ou froid, et les trois tubes à récupération d'énergie capables de chauffer et de refroidir deux zones du bâtiment en même temps. Le fonctionnement en trois tubes démultiplie l'efficacité du système : plus il y a de fonctionnement simultané en chaud et en froid, plus l'économie d'énergie est importante et les coefficients de performance explosent. Hitachi propose de son côté une offre unique, capable de fonctionner dans l'une ou l'autre de ces configurations. Les DRV trois tubes (un tube pour le liquide haute pression en froid, le deuxième pour le gaz basse pression, le troisième pour le gaz haute pression en chaud) sont plus complexes et onéreux à l'installation. Ils nécessitent la mise en place de boîtiers de raccordement dans lesquels un jeu d'électrovannes permet l'inversion du cycle chaud/froid. Là encore, une exception sur le marché : Mitsubishi Electric est le seul à proposer un DRV deux tubes à récupération d'énergie (gaz chaud haute pression pour le chauffage et liquide haute pression pour le froid dans le même tube frigorifique). Plus précisément, ce système est totalement deux tubes avec un seul boîtier (jusqu'à 48 unités intérieures et 16 zones). Il requiert sinon une configuration trois tubes entre le boîtier principal et les différents boîtiers secondaires. Un atout est de permettre ainsi un fonctionnement indépendant de chaque unité intérieure en chaud ou en froid. Les DRV deux et trois tubes traditionnels (de 20 à 60 kW froid) fonctionnent avec des ventilateurs verticaux. On trouve aussi des mini-DRV, exclusivement deux tubes, dont les ventilateurs sont horizontaux.

Performances saisonnières

La directive Ecodesign a introduit le premier janvier 2018 un seuil d'exigence de performance minimale saisonnière pour les DRV de plus de 12 kW : 3,325 pour le Scop (qui sera porté à 3,425 en 2021) et 4,525 pour le SEER (4,725 en 2021). Tous les fabricants travaillent à l'amélioration des performances de leurs machines à charge partielle. Cela passe par la mise en place de nouveaux compresseurs (pas de régulation de 0,1 Hz pour une variation de puissance plus linéaire) et de nouveaux échangeurs (plus grandes surfaces d'échange, comme le modèle EP de Mitsubishi Electric, avec une performance saisonnière supérieure de 15 % au modèle standard), voire de nouveaux ventilateurs (trois pales pour optimiser le flux d'air et l'échange thermique chez Panasonic). Selon les marques, les compresseurs, qui sont désormais conçus pour privilégier un niveau de performance supérieur quand le compresseur ralentit, sont capables de fonctionner de 30 à 130 % de charge. Hitachi a lancé, en mars, un nouveau compresseur capable de fonctionner à 10 % de charge, soit, sur un DRV bi-compresseur, un fonctionnement possible à partir de 5 % de charge. La marque annonce un gain de 7 % de performance saisonnière. Parmi les autres caractéristiques techniques intéressantes, certains DRV parviennent à maintenir un chauffage continu pendant les cycles de dégivrage (Daikin, Toshiba) ; la variation de la température d'évaporation, et de condensation (Panasonic), qui contribue aussi à de meilleures performances et adaptation aux besoins réels.

Tous les DRV commercialisés le sont avec du R410A. Conséquence de la F-gaz, plusieurs produits au R32, trois fois moins émissif de gaz à effet de serre, ont été dévoilés lors de la Mostra Convegno de Milan en mars : hybride HVRF pour Mitsubishi Electric et prototype en provenance du Japon pour Daikin (sortie en 2019). Plusieurs fabricants travaillent au développement de DRV avec ce fluide, pour le moment interdit par le règlement sécurité incendie dans les ERP. Il reste désormais à voir comment cette réglementation évoluera…

À noter, Daikin devait également présenter à Milan un modèle pour région froide, capable de fonctionner jusqu'à -25 °C et de maintenir sa puissance de chauffage, en général entre -5 et -15 °C.