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Chapitre 3 : Proposition d’une méthode d’audit des installations de climatisation Utilisation d’un ratio global Cette méthode simple consiste à appliquer un ratio (W/m²) unique dépendant du secteur d’activité (Tableau 13) à la surface climatisée. Elle est fortement déconseillée pour dimensionner une installation car elle ne tient compte ni de l’enveloppe du bâtiment ni du climat. Elle est cependant envisageable pour avoir un ordre de grandeur des charges thermiques du bâtiment considéré. Secteur d’activité du bâtiment Charges thermiques (W/m²) Bureau (en moyenne) Zones intérieures* Zones périphériques** – 60% de surface vitrée Zones périphériques** – 65% de surface vitrée 96 125 70 120 180 Banque 160 Salle informatique 400 Hôtel 150 – 300 Restaurant 220 Commerce 140 * Plus de sept mètres des murs extérieurs ** Moins de six mètres des murs extérieurs Tableau 13. Méthode basée sur un ratio global unique [BSRI03] Bilan détaillé des charges thermiques Cette méthode consiste à comptabiliser, zone par zone, chaque charge thermique en leur appliquant un ratio spécifique. Les ratios climatiques sont souvent calculés pour des situations extrêmes si bien que la méthode tend naturellement à surdimensionner la puissance frigorifique lors des saisons intermédiaires. Certaines méthodes permettent cependant de choisir plusieurs climats pour effectuer le dimensionnement comme l’Annexe 6 le démontre. Cette méthode de dimensionnement est en général utilisée dans le secteur résidentiel individuel ou, seulement quelques pièces sont climatisées. Elle est difficilement applicable sur les bâtiments de plus surface plus importante étant donné qu’il faut la réitérer pour chaque zone. Cependant, les grands bâtiments étant composés de zones très similaires (chambre d’un hôtel, bureaux d’un immeuble), ce calcul pourra n’être effectué que quelques fois et ses résultats multipliés. Il faut cependant faire attention au foisonnement des besoins dans le bâtiment. En effet, ces derniers n’étant pas simultanés donc la puissance frigorifique installée sera vraisemblablement inférieure à la somme des besoins frigorifiques zone par zone. 1.3.2. Dimensionnement de la production de froid Juger le dimensionnement de la production de froid en se basant uniquement sur des observations qualitatives est une tâche assez complexe. En effet, même correctement dimensionnée pour satisfaire les besoins maximaux de froid, une installation n’en reste pas moins surpuissante la majeure partie du temps car les besoins varient continûment. Utilisation de la puissance frigorifique certifiée de l’installation de climatisation La façon la plus simple de procéder est donc de comparer la puissance frigorifique totale installée dans le bâtiment avec les pratiques courantes de dimensionnement en vigueur. Pour cela, il est possible d’utiliser l’indicateur « puissance frigorifique installée par unité de surface du bâtiment ». Quelques valeurs de référence sont données dans le Tableau 14 suivant.
Chapitre 3 : Proposition d’une méthode d’audit des installations de climatisation Type d’installation Puissance frigorifique installée (W/m² SHON) de climatisation EDF R&D 1 Littérature (secteur d’activité) (échantillon/minimum/maximum) Multi-blocs 70 (bureaux) - Multi-blocs 100 (commerces) - Multi-blocs DRV 80 (bureaux) 80 (5/37/137) VCV 100 (bureaux) 100 (4/76/133) VCV 70 (hôtels) - Surface froide - 75 (6/50/127) CTA (avec ou sans VCV) - 95 (6/28/173) Unité de toiture 100 (industrie) 125 (4/72/198) Tableau 14. Puissance frigorifique moyenne installée par mètre-carré dans un bâtiment Il y a finalement peu de chance de connaître avec précision la surface climatisée du bâtiment. Ces valeurs de référence ont donc été calculées en considérant la surface hors œuvre nette (SHON) du bâtiment. Leur fiabilité n’est finalement correcte que lorsque la surface climatisée du bâtiment s’approche de sa SHON c’est à dire quand il est fortement climatisé. Il est impossible d’aboutir à un jugement catégorique avec cet indicateur compte tenu de la forte dispersion due aux différences de structure de bâtiment, de climat et de confort recherché. Utilisation de la puissance électrique certifiée de l’installation de climatisation En l’absence de documentation, il faut se référer aux plaques des appareils. Il arrive parfois que seule la puissance électrique nominale de l’appareil soit lisible. Le BSRIA propose [BSRI03] dans ce cas d’estimer la puissance électrique requise pour compenser les charges de climatisation totales évaluées grâce au Tableau 13 en les multipliant par un coefficient k (0,5 pour les systèmes centralisés ou 0,78 pour les systèmes décentralisés à base de climatiseurs individuels). Si la puissance électrique obtenue est inférieure à la somme des puissances électriques nominales des machines, l’installation est potentiellement surdimensionnée, la différence représentant le surdimensionnement. 1.3.3. Dimensionnement du renouvellement de l’air Le renouvellement de l’air doit être en mesure de satisfaire les conditions d’hygiène du bâtiment. Cependant, l’apport d’air neuf, fortement « chargé » en plein été, accroît les consommations d’énergie de l’installation de climatisation. Il est donc primordial de veiller à ce que le renouvellement d’air fournisse strictement les débits hygiéniques. L’Annexe 7 présente les taux de renouvellement de l’air préconisés par la norme américaine ASHRAE [ASHR62] en fonction des caractéristiques de la zone concernée. Comme chaque pays peut avoir sa propre norme ou réglementation (Code du Travail en France par exemple) dans le domaine, il peut exister des différences. L’ordre de grandeur reste toutefois similaire. 1.4. Outils de jugement des performances de l’installation 1.4.1. Appréciation des performances nominales des machines frigorifiques Analyse qualitative oblige, les performances des climatiseurs/groupes frigorifiques seront jugées uniquement sur un point de fonctionnement, ce dernier étant le point nominal de 1 L’étude d’EDF R&D a été réalisée sur une centaine d’installations de climatisation 97
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