Climatisation

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ClimatisationLa climatisation représente un ensemble de procédés visant à maintenir le confort et les caractéristiques de l'air ambiant d'une pièce ou d'un ensemble de locaux dans des valeurs de température, d'hygrométrie, de qualité de l'air pour leur utilisation de confort ou de process. Pour des locaux de travail, recevant du public ou d'habitation, le but de la climatisation sera de traiter l'air intérieur afin que les personnes utilisant ces locaux éprouvent une sensation de confort thermique et respiratoire. Pratiquement, la climatisation consiste à maintenir une température et une hygrométrie régulière et à supprimer les facteurs de pollution de l'air gênant pour les utilisateurs (poussières, germes microbiens, COV, odeurs, etc.).

1°) La climatisation répond au confort d'été mais également à un process technique

Une climatisation peut être utilisée également pour maintenir la qualité de l'air à des valeurs précises nécessaires à certaines applications où le confort de l'utilisateur est moins ou pas recherché (salles de laboratoire, salles blanches, salles informatiques, etc.). On emploie souvent le terme de climatiseur pour des appareils produisant du froid et également du chaud dans le cas d'une climatisation réversible.

2°) Climatisation et pompe à chaleur pour le chauffage!

La climatisation est un concept "symétrique" au chauffage thermodynamique. Une climatisation peut être le même dispositif qu'une pompe à chaleur. Comme pour un système de chauffage, une climatisation pallie une sous-protection de la construction, appelée charges externes ou appelée déperditions dans le cas du chauffage

C'est pourquoi le bâtiment basse consommation avant même de concevoir la mise en oeuvre d'une climatisation, sera un ouvrage protégé et optimisé dès son éco-conception. Soit une protection avec une isolation renforcée et une capacité d'inertie thermique naturelle. Une protection avec des masques naturels, ombres portées, stores extérieurs, et vitrages avec facteur solaire important. Ainsi le système de climatisation aura à pallier d'une manière minimale les charges frigorifiques réduites au minimum. La climatisation se traduit ainsi en exploitation comme une charge couteuse en continue durant la durée de vie du bâtiment, même si elle est nécessaire dans certaines applications fonctionnelles.

La climatisation doit alors répondre à des objectifs qualitatifs pour des applications où la notion de confort est étendue: salles d'opération, salles de spectacle, centre commercial, stockage de denrées alimentaires, .... Dans ce dernier cas on parle plus de réfrigération.

Citons également le cas d'une résidence de personnes âgées située en ville, de niveau HPE (Haute Performance Energétique), THPE (Très Haute Performance Energétique), ou BBC, avec impossibilité d'ouvrir les fenêtres soit pour des questions de défaut de qualité d'air soit pour des questions de fort niveau sonore. La climatisation sera ainsi indispensable tant est isolé et hermétique le bâtiment. Ainsi dans le vocabulaire moderne et pour des applications telles habitations, ou bureaux, il sera plus adapté de parler de rafraichissement, voire de confort d'été!!

Dans certains cas dit de climatisation de process ou de climatisation de salles informatiques, la climatisation doit également garantir des conditions de température, d'humidité relative et de filtration, non pas nécessaire pour le confort des individus mais pour garantir le fonctionnement des ordinateurs ou de salles de datacenters.

3°) Vers la climatisation basse consommation

La climatisation doit dans tous les cas être optimisée en termes de charges et de dimensionnement car elle rentre dans un des cinq usages de la RT 2012 (réglementation thermique 2012). Cette nouvelle réglementation thermique limite toute construction neuve au niveau basse consommation, soit en moyenne une limitation de consommations à 50 kWh(ep)/m2 et par an pour les 5 usages que sont le chauffage, la climatisation, l'eau chaude sanitaire, l'éclairage et les auxiliaires (ventilateurs et pompes).

La RT 2012, si elle limite les consommations d’énergie et en particulier de la climatisation, il n’en demeure pas mieux que plus que jamais, le bâti doit être « adapté ». Rappelons que dans tous les cas, en habitation, comme en tertiaire, la climatisation devra être conçue dans un bâti bio-conçu. Soit bien isolé, de l’extérieur de préférence pour conférer toute l’inertie thermique aux murs intérieur. Bien étanche ; sur ce point la RT 2012 est exigeante et impose des valeurs de perméabilité de l’air à ne pas dépasser. Et bien protégé du rayonnement solaire entrant en période estivale. L’emploi de stores extérieurs, d’auvents, ou de végétation provoquant naturellement de l’ombre et protégeant du vent, sont des concepts plus que recommandés.

Voir pour cela le blog pro recommandé Climatisation Conseils. Ce site est intéressant sur le plan de l’optimisation de la climatisation, une fois le bâti adapté. Il présente comment se permettre une diminution des puissances de climatisation sans trop de contraintes, il oriente vers des systèmes de climatisation douce, de systèmes auto-régulant de dalles actives, ….

Oui, il faut éviter la climatisation dans la mesure du possible et oui la climatisation s’avère également indispensable dans de nombreux cas. Immeubles d’habitation en centre ville où l’air extérieur est pollué et où un « conditionnement d’air » s’avère nécessaire pour le confort mais également la santé des occupants. De nombreuses applications tertiaires tels bureaux et hôtels, notamment où le taux d’occupation des usagers est important, vont obligatoirement nécessiter une installation de climatisation sans quoi le confort ne pourra pas être atteint. Idem pour un établissement hospitalier où les salles d’opération doivent être traitées à température et humidité constantes, la climatisation sera obligatoire.

Notons également que dans un souci d’économies d’énergie, les systèmes de climatisation doivent préserver au maximum leur consommation énergétique. Soit des systèmes à détente directe de type Inverter. Des centrales d’air avec free-cooling intégré. Des régimes de températures d’eau les plus doux possibles pour des COP et EER élevés. Le free-chilling avec tour de refroidissement et groupe frigorifiques d’appoint est un excellent concept dit basse consommation. Des pompes à chaleur et groupes frigorifiques avec récupération de chaleur pour autres usages, tels que chauffage de l’eau chaude sanitaire, réchauffage de piscines, … Et bien entendu une régulation thermique permettant d’optimiser températures de production, et autres COP, EER, ESSER des machines frigorifiques. Régulation de climatisation avec programmation fine des temps d’occupation des locaux, préventions anticipée des changements de températures extérieures ou d’ensoleillement avec mini-station météo intégrée, etc.,

4°) Climatisation par eau de mer, ça existe?

Une autre application est celle de la climatisation eau de mer. Elle est utilisée près des zones côtières. De nombreux exemples existent à Monaco où la disposition en extérieure de condenseurs ou de tours aéroréfrigérantes est interdit. Le principe de la climatisation eau de mer repose sur le même principe de la géothermie. Les calories sont évacuées dans l’eau de mer avec un delta T réduit pour ne pas provoquer d’échauffements importants. L’échange thermique s’effectue via des échangeurs en titane. Le primaire étant l’eau de mer et le secondaire un réseau dit d’eau réfrigérée, qui aliment les circuits condenseurs des machines frigorifiques.
Un article bien fait est recommandé, celui de Philippe NUNES: Conception d’une installation de climatisation par eau de mer

Les EER (Efficiency Energy Rate) sont bien entendu intéressants et élevés, et confère à cette solution de climatisation un très haut niveau de performance énergétique global annuel. En mode réversible le fonctionnement en pompe à chaleur est également possible via le même système d’échangeurs titane. Les COP sont également élevés et généralement supérieurs à 4.

À noter que désormais la réglementation impose un rendement saisonnier pour les climatiseurs dont la puissance est inférieure à 12 kW, les industriels devront à présent mentionner les coefficients saisonniers, conformément au règlement UE N° 206/2012 du 6 mars 2012.

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