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Chapitre 3 : Proposition d’une méthode d’audit des installations de climatisation de rendre l’outil applicable à un maximum d’installations, nous avons choisi de ne fournir ici que des plages de valeurs (Tableau 26 et Tableau 27). Type de condenseur Eau Air Plaque Perdue Recyclée Tour ouverte Recyclée Tour fermée Recyclée Dry-cooler Évaporatif ΔT1 3-5 / 3-5 - / 1-5 3-7 / 3-7 3-7 / 3-7 3-7 / 3-7 3-7 / 3-7 3-7 / 3-7 ΔT2 3-8 / 3-8 - 10-15 / 10-15 5 / 5 5 / 5 5 / 5 - ΔT3a 12-15 / 12-15 - - - - - - ΔT3b - - / 3-5 5 / 5 5 / 5 5 / 5 5 / 5 - ΔT6 4-6 / 4-7 - / 4-7 4-6 / 4-7 4-6 / 4-7 4-6 / 4-7 4-7 / 4-7 4-6 / 4-7 ΔT7 5 / 4-5 - 5 / 4-5 5 / 4-5 5 / 4-5 5 / 4-5 5 / 4-5 ΔT8a - - - - - - - ΔT8b 4-6 / 2-5 - / 2-5 4-6 / 2-5 4-6 / 2-5 4-6 / 2-5 4-6 / 2-5 4-6 / 2-5 Tableau 26. Valeurs typiques des différences de températures pour un GPEG en fonction du type de condenseur et d’évaporateur (tubes/plaques) [JACQ04] Les défauts du cycle thermodynamique qui augmentent les consommations d’énergie du compresseur influent nécessairement sur ses pressions d’aspiration et de refoulement. En effet, plus le rapport (taux de compression) entre ces deux pressions est élevé, plus la puissance absorbée par le compresseur est importante. Or, ces deux pressions sont égales, aux pertes de charge près, respectivement aux pressions d’évaporation et de condensation qui sont imposées par les températures d’échanges à l’évaporateur et au condenseur. Pour fabriquer un arbre de défauts simple à utiliser, nous avons choisi de fournir une liste non-exhaustive des causes possibles (Annexe 11) [JACQ04] des variations des quatre paramètres paspi, prefoul, pevap et pcond. Type de condenseur Eau Air Perdue Recyclée Tour ouverte Recyclée Tour fermée Recyclée Dry-cooler Évaporatif ΔT1 3-5 / 3-5 3-7 / 1-5 3-7 / 1-5 3-7 / 1-5 3-7 3-7 ΔT2 3-8 / 3-8 10-15 / 10-15 5 / 5 5 / 5 5 / 5 - ΔT3a 12-15 /12-15 - - - - - ΔT3b - 5 / 2-5 5 / 2-5 5 / 2-5 5 / 2-5 - ΔT6 4-7 / 4-7 4-7 / 4-7 4-7 / 4-7 4-7 / 4-7 4-7 / 4-7 4-7 / 4-7 ΔT7 2-5 / 2-5 2-5 / 2-5 2-5 / 2-5 2-5 / 2-5 2-5 / 2-5 2-5 / 2-5 ΔT8a 6-10 / 6-10 6-10 / 6-10 6-10 / 6-10 6-10 / 6-10 6-10 / 6-10 6-10 / 6-10 ΔT8b - - - - - - Tableau 27. Valeurs typiques des différences de températures sur les systèmes à détente directe et multiblocs en fonction du type de condenseur (tubes/plaques) [JACQ04] Il est des défauts qui influencent également l’intermittence de fonctionnement du compresseur. Si les cycles du compresseur sont courts, ses performances sont généralement réduites car le régime a tout juste le temps de se stabiliser. S’ils sont longs, les consommations sont accrues du fait de l’important temps de fonctionnement. Dans les deux cas, le compresseur subit une usure mécanique et électrique importante. L’Annexe 11 propose une liste non-exhaustive des causes possibles de ces modes de fonctionnement dégradé. Paramètres énergétiques d’une installation de climatisation Le temps annuel de fonctionnement équivalent à pleine charge Tfepc d’un climatiseur individuel oscille entre 500 et 1000 h/an [CEPR03] suivant le pays en Europe et le secteur d’activité. De même, le temps annuel de fonctionnement équivalent à pleine charge d’une machine frigorifique correctement dimensionnée s’établit entre 800 et 1200 h/an [WALL06] mais ces chiffres varient de façon importante suivant le pays. Pour les machines régulées en tout ou rien, Tfepc est strictement égal au temps de fonctionnement réel du compresseur. Pour 120
Chapitre 3 : Proposition d’une méthode d’audit des installations de climatisation le connaître, il faut équiper l’appareil d’un compteur de temps de fonctionnement. Pour les machines à puissance frigorifique variable, le temps de fonctionnement équivalent à pleine charge Tfepc sur une période donnée est égal au rapport de ses consommations électriques Eabs sur la période (lue sur un compteur) par la puissance électrique nominale Pgroup-nom. Les consommations annuelles surfaciques Eabs/SHON (production de froid et auxiliaires) pour la climatisation se situent entre 25 et 50 kWh/m² [CEPR03] dans les bureaux. D’après le BRE [BRES00], ces ratios tournent davantage autour de 100 kWh/m², mais l’étude comportait un grand nombre de systèmes tout-air. [WALL06] s’oriente quant à lui plutôt sur 60-70 kWh/m². Mis à part les bâtiments densément chargés du type sites informatiques, il y a de grandes chances pour que la consommation électrique de la climatisation de la majorité des bâtiments se situe dans cette plage de valeurs. Si le comptage électrique ne concerne que les équipements de production de froid et n’inclut pas les auxiliaires (pompes, CTA, ventiloconvecteurs, tour de refroidissement), le ratio précédent n’est plus adapté. On pourra toutefois lui appliqué la répartition présentée sur la Figure 27. Il est également possible d’utiliser des ratios plus spécifiques aux secteurs d’activité si l’occupation prédomine la surface dans l’influence des consommations d’énergie de la climatisation. L’idée est d’utiliser comme dénominateur le paramètre prédominant pour chaque secteur d’activité : - Eabs/Nchambre (kWh/chambre/an) pour un hôtel - Eabs/Nlit (kWh/lit/an) pour un hôpital - Eabs/Nétudiant (kWh/étudiant/an) pour les écoles - Eabs/Nticket (kWh/ticket/an) pour les musées, salles de concert ou toute activité payante Malheureusement, nous ne disposons pas de valeur de référence pour ces ratios sectoriels. Le retour d’expérience de l’inspection périodique permettra sans doute de venir combler ce manque. Les compteurs indiquent généralement une valeur totale (temps de fonctionnement et consommations depuis l’installation du compteur) qui n’est valorisable que si des relevés réguliers sont effectués. Ces ratios souffrent alors d’une importante incertitude dans ces conditions de mesure. 2.4.2. Systèmes autonomes de refroidissement du condenseur Comme pour les machines frigorifiques, on peut proposer des valeurs de référence. Le fonctionnement des systèmes d’extraction de chaleur du condenseur à eau est généralement optimal lorsque les différences de températures relevées lors de l’inspection sont proches des valeurs typiques du Tableau 28. Une liste non-exhaustive des causes possibles aux problèmes constatés est proposée en Annexe 12. Recyclée Type de condenseur Eau Recyclée Recyclée Évaporatif Tour ouverte Tour fermée Dry-cooler ΔT4a - - 17-22 - ΔT4b - - - 10-12 ΔT5a - - 7-12 - ΔT5b 3-7 7-15 - - Tableau 28. Valeurs typiques des différences de températures pour les systèmes d’extraction de la chaleur du condenseur à eau 121
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