Outil d'aide à la décision en efficacité énergétique des bâtiments du secteur tertiaire. Réalisé par Architecture et Climat, Faculté d'architecture, d'ingénierie architecturale, d'urbanisme (LOCI), site de Louvain-la-Neuve, Université catholique de Louvain, Belgique avec le soutien de la Wallonie.
Généralités Précisons d’entrée de jeu que la consommation d’été est très variable d’un bâtiment à l’autre puisqu’elle est directement fonction de l’importance des vitrages, du niveau d’équipement intérieur, du système de climatisation, de la température de consigne,… À titre d’exemple : comment évaluer la consommation d’une salle de réunion si le profil d’occupation n’est pas … Lire la suite
Facture globale de l’hôpital Afin de pouvoir estimer l’importance de la climatisation des salles d’opération par rapport à la consommation globale d’un hôpital, il est nécessaire de se référer à quelques ratios. Consommations électriques Le graphe suivant montre la consommation moyenne électrique annuelle du secteur. (Source ICEDD). Dans le cas considéré, la consommation annuelle est … Lire la suite
Plan d’action Évaluer sa situation Évaluer Après l’analyse de la situation sur le terrain, la logique à suivre est basée sur le type de bruit. Repérer le type de bruit Soit le bruit est aérien Puisqu’il est produit par l’écoulement de l’air et les turbulences qui y sont liées, on peut envisager de réduire la … Lire la suite
Choix entre les différentes technologies L’objectif est de fabriquer et de stocker l’énergie frigorifique avant son utilisation, par exemple la nuit. Deux types de technologie existent sur le marché : soit des réservoirs d’eau très froide, sortes d’énormes ballons « tampon », qui sont des réservoirs à « chaleur sensible« . Le bac constitue une réserve d’eau à 5°C, un tampon … Lire la suite
Date : page réalisée sous l’hégémonie Dreamweaver Auteur : les anciens Mars 2009 : Thibaud Notes : antidote appliqué. Thibaud Winmerge : ok – Sylvie Mise en page [liens internes, tdm, en bref !, passage général sur la mise en page de la feuille] – Sylvie Préambule L’article qui suit, « Comportement thermique d’un local climatisé », … Lire la suite
Hygromètre à cheveu La longueur d’un cheveu varie sous l’effet de la vapeur d’eau. L’appareil enregistre la variation de longueur d’un faisceau de cheveux suite à la variation de l’humidité. La précision est de l’ordre de 5 %, si l’appareil est régulièrement étalonné. Autrement, la lecture n’est pas fiable; Le temps de réponse est de l’ordre … Lire la suite
Recyclage de l’air extrait Privilégier le recyclage partiel de l’air extrait des locaux En hiver, on souhaite profiter de l’air extérieur pour alimenter le réseau d’air froid mais 65 % du temps, l’air extérieur est inférieur à 14°C et doit donc être réchauffé avant d’être pulsé dans les locaux. Il serait dommage, alors que l’on veut … Lire la suite
Principe de base Un local informatique fonctionne 24 h/24. Pour le refroidir, le groupe frigorifique tourne toute l’année, même en hiver… Or la température extérieure à Uccle est 3 550 heures par an inférieure à 8 °C, soit 40 % du temps ! Cette situation doit nous paraître aussi aberrante qu’une chaudière qui fonctionnerait au mois … Lire la suite
Principe de fonctionnement Une machine frigorifique transfère de la chaleur extraite du bâtiment vers l’extérieur. Il semble dès lors logique de tenter de récupérer la chaleur sur le condenseur de la machine frigorifique. Fonctionnement du condenseur En principe, trois opérations successives se passent dans le condenseur de la machine frigorifique : Évolution des températures du fluide … Lire la suite
Consommation frigorifique de la climatisation des bureaux (Consommations en kWh/m² par an) Usage 250 j/an, 10 h/jour avec stores intérieurs Orientation façade Pouvoir frigorifique électrique W/m² (1) Température du thermostat en °C – 21 22 23 24 25 Nord 10 20 30 40 50 14,3 18,0 18,5 18,9 19,4 10,7 13,0 13,2 13,3 13,5 7,7 9,0 9,0 9,0 … Lire la suite
Une évaluation toujours complexe Si l’estimation de la consommation de chauffage d’un bâtiment est relativement aisée par la méthode des degrés-jours (en gros : plus il fait froid, plus l’installation consomme), l’estimation de la consommation du conditionnement d’air d’un bâtiment est nettement plus complexe ! Pourquoi ? La consommation est liée aux apports solaires du bâtiment : quel est … Lire la suite
Principe de fonctionnement Pourquoi une variation du débit ? Situons-nous en été. Comment répondre aux variations de charge d’un local ? Que se passe-t-il lorsque le soleil perce enfin l’épaisse couche nuageuse et fait monter la température ? Un système de conditionnement d’air « classique » délivre un air plus froid (de 20°, l’air passe à 16°C, par exemple). Le … Lire la suite
Groupe de production d’eau glacée à condensation à air. Objectifs de la récupération Objectif prioritaire : transférer la chaleur extraite du bâtiment vers le préchauffage de l’air neuf Suite à l’isolation des bâtiments et à la chaleur interne (éclairage, bureautique, …), la température d’équilibre d’un bâtiment d’aujourd’hui se situe autour des 10°C extérieurs. Autrement dit, au-dessus … Lire la suite
Préalable Nous nous proposons de réaliser le bilan annuel d’une installation de climatisation en « tout air », en prenant l’exemple d’une salle d’opération d’un hôpital. Nous mettons en parallèle un système avec et sans recyclage de l’air intérieur pour effectuer la comparaison des bilans dans les deux cas. Pour maintenir le confort de l’occupant et la … Lire la suite
Analyse de la performance du bâtiment Pourquoi analyser d’abord le bâtiment ? Imaginons un seau d’eau percé dont on demande de maintenir en permanence le niveau d’eau : le premier réflexe consistera à boucher les trous ! De même en conditionnement d’air, une installation efficace, c’est d’abord un bâtiment efficace ! Si l’éclairage est éteint, la climatisation devra … Lire la suite
Préalable L’année climatique type caractérise le climat qu’il fait dans une région bien particulière (par exemple à Uccle). Les températures et les humidités moyennes sont collectées heure par heure et ce pendant plusieurs années. Chaque point heure donne la température et l’humidité moyenne. Sur base des points heures climatiques, il est intéressant de déterminer comment … Lire la suite
Principe de fonctionnement Une machine frigorifique transfère de la chaleur extraite du bâtiment vers l’extérieur. Il semble dès lors logique de tenter de récupérer la chaleur sur le condenseur de la machine frigorifique. Fonctionnement du condenseur En principe, trois opérations successives se passent dans le condenseur de la machine frigorifique : Évolution des températures du fluide … Lire la suite
En hiver La consigne de température résulte d’un compromis entre confort optimum et consommation minimale ! Chaque degré épargné sur la saison de chauffe entraîne une diminution de 8 % (minimum) de la facture chauffage du bâtiment. Mais le confort doit être atteint. En hiver, dans les bureaux, une température opérative de 20°C est requise. Puisque celle-ci … Lire la suite
Registre sur la prise d’air neuf et régulateur du débit de gaine. Principe Un taux d’air neuf minimum est requis pour assurer l’air hygiénique aux occupants. Mais ce débit d’air est coûteux, tout d’abord en chauffage et en refroidissement de l’air extérieur ! Par exemple, voici un extrait de l’analyse du coût du traitement d’air … Lire la suite
Principe du bilan Comparons deux installations de climatisation équipées de ventilos-convecteurs. La différence principale réside dans le choix des températures du régime d’eau glacée : si la boucle d’eau fonctionne sous plus haute température, le COP de la machine frigorifique s’en trouvera amélioré et la condensation de l’humidité de l’air sera diminuée. Le coût d’exploitation en … Lire la suite
L’efficacité de la production frigorifique Un indice de mesure d’efficacité : le COP De l’analyse du fonctionnement thermodynamique de la machine frigorifique, on déduit son efficacité énergétique. C’est le rapport entre la quantité de chaleur absorbée par l’évaporateur et la quantité d’énergie électrique totale absorbée par l’installation, soit principalement le compresseur mais également les équipements annexes … Lire la suite
Diminution du débit d’air neuf Moduler le débit d’air neuf en fonction de la présence des occupants et/ou de la température de l’air extérieur Si le système dispose d’un recyclage de l’air extrait, il est possible de commander l’ouverture du registre d’air neuf en fonction de la présence effective des occupants : sonde de présence, sonde … Lire la suite
Choix entre les différentes technologies L’objectif est de fabriquer et de stocker l’énergie frigorifique avant son utilisation, par exemple la nuit. Deux types de technologie existent sur le marché : soit des réservoirs d’eau très froide, sortes d’énormes ballons « tampon », qui sont des réservoirs à « chaleur sensible« . Le bac constitue une réserve d’eau à 5°C, un tampon … Lire la suite
Introduction Si les apports solaires sont à l’origine de la surchauffe, il faut se demander, avant de climatiser si le placement de protections solaires sur les baies vitrées ne permettrait pas de résoudre le problème de façon plus économe. Voici les résultats d’une simulation du comportement d’un bureau standard. On y a comparé les coûts … Lire la suite
L’apport des occupants L’homme apporte chaleur sensible (par notre corps à 37°C) et chaleur latente (par notre production de vapeur d’eau en respiration et transpiration). Ces valeurs varient en fonction de la température ambiante. En hiver, l’occupant d’un bureau à 22°C fournit 85 Watts de chaleur gratuite au local. Par ailleurs, il disperse 47 grammes … Lire la suite
Machine frigorifique Température d’eau glacée Mesure / lecture de la température par thermomètre digital. Si possible, l’augmentation du point de consigne augmente le rendement. Mesure prise à l’emplacement du thermomètre à aiguille dont la précision est parfois sujette à caution… Régime d’eau glacée Mesure des températures de départ et de retour de l’eau glacée, par thermomètre … Lire la suite
Les principes à suivre Les projets d’amélioration peuvent poursuivre plusieurs objectifs : réduire la consommation d’énergie, limiter la pointe de puissance quart-horaire, améliorer la maintenance de l’installation. Objectif 1 : réduire la consommation d’énergie de l’installation frigorifique Prenons l’exemple d’une installation où l’évaporateur refroidit la boucle d’eau glacée alimentant les ventilo-convecteurs. Il est possible d’envisager 3 niveaux d’intervention : … Lire la suite
Préalable On prend ici un comme exemple le milieu hospitalier pour effectuer cette comparaison. Plus spécifiquement, on considère un local technique de commande, de calcul et de régulation d’un scanner se trouvant dans le local adjacent. Il pourrait tout aussi bien s’agir d’un local central de laboratoire regroupant des congélateurs, d’une banque de sang au bloc … Lire la suite
L’emplacement du thermostat d’ambiance La température ambiante du local conditionné est régulée au moyen d’un thermostat d’ambiance agissant sur le fonctionnement du compresseur. Le ventilateur de soufflage est soit commandé en même temps que le compresseur, soit fonctionne en continu. Ce deuxième mode de fonctionnement est plus favorable au confort car il entretient un brassage … Lire la suite
Limiter l’humidification en hiver Le besoin d’humidifier est lié à l’apport d’air neuf hygiénique en hiver : l’air extérieur froid, une fois réchauffé, est un air sec. Généralement, pour assurer un bon confort thermique, il est recommandé de porter l’air à un taux d’humidité relative minimum de 40 %. Cette humidification est énergétiquement coûteuse. À titre d’exemple, … Lire la suite
Les différentes règlementations ont peu à peu interdit l’utilisation des fluides frigorigènes de type CFC et HCFC (même recyclés). Le passage vers un HFC (hydrofluorocarbures) peut être assez couteux et implique généralement un changement de certains composants de l’installation (compresseur et détendeur notamment), ainsi qu’un changement de toute l’huile contenue dans l’installation. On recommande donc … Lire la suite
Destruction d’énergie (« chaud » et « froid » simultanés) Le plus gros gaspillage d’énergie (électricité et combustible) que l’on puisse faire en climatisation consiste à laisser fonctionner ensemble le chauffage et la climatisation en période d’été (chauffage inutile) ou en hiver (réfrigération inutile). Il faut donc toujours réfléchir sur une installation de climatisation en n’oubliant pas qu’il y … Lire la suite
Groupe de production d’eau glacée à condensation à air. Objectifs de la récupération Objectif prioritaire : transférer la chaleur extraite du bâtiment vers le préchauffage de l’air neuf Suite à l’isolation des bâtiments et à la chaleur interne (éclairage, bureautique, …), la température d’équilibre d’un bâtiment d’aujourd’hui se situe autour des 10°C extérieurs. Autrement dit, au-dessus … Lire la suite
La régulation « tout ou rien » par marche / arrêt du compresseur Appliquons le principe d’une régulation par « tout ou rien » à une machine frigorifique. Le thermostat d’ambiance agit directement sur l’alimentation du compresseur. En général, il agit en parallèle sur l’électrovanne placée sur la ligne liquide. Les pressostats de sécurité (pressostats HP et BP) peuvent … Lire la suite