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Chapitre 3 : Proposition d’une méthode d’audit des installations de climatisation 2.4.3. Pompe de distribution Pour juger du rendement global ηpomp des pompes en général (production/distribution d’eau glacée, tour de refroidissement, aéro-réfrigérant) il est possible ici d’utiliser les mêmes valeurs de référence que pour l’inventaire (paragraphe 1.4.4). Certains industriels effectuent en outre un « benchmarking » interne sur les puissances spécifiques de leurs pompes. L’exemple issu de mesures sur des pompes de caractéristiques et de puissances différentes et fourni sur la Figure 36 peut être utilisé comme référence pour un premier jugement des performances. Une analyse statistique du BRE [BRES00] sur des immeubles de bureaux stipule des consommations surfaciques annuelles Ppomp.tpomp/SHON courantes pour les pompes de distribution de l’eau glacée autour de 20 kWh/m².an. Ces données ont été établies en incluant des systèmes tout-air VAV dont le réseau hydraulique est généralement moins complexe que les installations à base de ventilo-convecteurs. Le BRE précise qu’un ratio de 10 kWh/m².an peut être atteint. Figure 36. Efficacité spécifique de pompage (source : Veolia Water) 2.4.4. Distribution de l’air traité Il faut d’abord vérifier que le point de fonctionnement du réseau (Qv-vent ; Δpvent) correspond bien à une zone de rendement élevé sur les courbes caractéristiques du ventilateur. Si ce n’est pas le cas, le ventilateur a été mal choisi. On déterminera ensuite la puissance mécanique nécessaire. En cas de transmission directe, il n’y a pas de problème car le moteur est généralement choisi à priori. Dans le cas d’une transmission par courroie 1 , le moteur a pu être choisi dans une gamme. Il faut alors vérifier que la puissance mécanique requise à l’arbre du moteur se situe bien aux alentours de 75 % (taux de charge pour lequel son rendement ηm est légèrement plus élevé que son rendement nominal ηm-nom) de la valeur nominale inscrite sur la plaque du moteur. Le rendement d’un moteur variant très peu par rapport à sa valeur nominale ηm-nom au-delà de 60 % de charge mécanique, on pourra tolérer cette plage plus large. Pour juger du rendement global ηvent des ventilateurs des centrales de traitement de l’air, il est possible ici d’utiliser les mêmes valeurs de référence que pour l’inventaire (paragraphe 1.4.5). Si toutefois l’inspecteur a préféré évaluer la puissance spécifique de ventilation Rv, il pourra utiliser les valeurs de référence [SIAR92] suivantes : - Si Rv est inférieur à 0,42 Wh/m³, l’efficacité énergétique de la ventilation est plutôt bonne - Si Rv est compris entre 0,42 et 0,7 Wh/m³, l’efficacité énergétique de la ventilation est moyenne 1 Le rendement de transmission par courroie est évalué à 90 % pour une puissance mécanique nominale jusqu’à 7,5 kW, puis 92 % jusqu’à 11 kW, 94 % jusqu’à 22 kW, 95 % jusqu’à 30 kW, 96 % jusqu’à 55 kW, 97 % jusqu’à 75 kW et 97,5 % jusqu’à 100 kW [WALL06]. 122
Chapitre 3 : Proposition d’une méthode d’audit des installations de climatisation - Si Rv est supérieur à 0,7 Wh/m³, l’efficacité énergétique de la ventilation est plutôt mauvaise. Cette puissance spécifique peut paraître moins physique que le rendement mais les Δp en réseau aéraulique sont beaucoup plus stables. Elle qualifie à la fois le rendement global du ventilateur et la limitation des pertes de charge. La réglementation américaine [ADNO03] concernant les réseaux aérauliques destinés au conditionnement de l’air impose des efficacités spécifiques de ventilation Rv du même ordre de grandeur : 0,47 Wh/m³ maximum pour les installations à débit d’air constant (CAV) et 0,57 Wh/m³ maximum pour installations à débit d’air variable (VAV). Une analyse statistique du BRE [BRES00] sur des immeubles de bureaux stipule une valeur courante pour les VAV de 0,84 Wh/m³ mais précise que 0,56 Wh/m³ sont accessibles. Le BRE ajoute que les consommations surfaciques annuelles PCTA.tCTA/SHON courantes pour les CTA VAV sont autour de 43 kWh/m².an. L’étude précise qu’un ratio de 23 kWh/m².an peut être atteint. 2.4.5. Confort thermique dans le bâtiment Dans un premier temps, on vérifiera que les consignes de confort intérieur respectent les conditions Tint-cons ≥ 25 °C et HRint-cons ≥ 45 % excepté si un process de la pièce requiert des valeurs plus strictes. Ces valeurs sont issues de la norme ASHRAE 55 [ASHR55] sur le confort thermique (Figure 37). Quelles que soient les coordonnées dans la zone de confort d’été (rouge), les insatisfaits restent statistiquement en nombre limité. Il n’y a donc aucun intérêt à programmer des consignes de confort trop strictes. Par exemple, pour une unité intérieure d’un climatiseur multi-blocs, 1 K gagné à l’évaporateur représente 3 % de consommations électriques en moins au compresseur [KRAR00]. Lorsque le thermostat le permet, il faut comparer, pour un fonctionnement stabilisé, la température Tint mesurée à la valeur affichée par le régulateur Tint-aff. Une différence est fortement probable mais elle devra être limitée (< 1 K). Si Tint-aff – Tint > 1 K, la sonde de température du thermostat est probablement mal étalonnée ou défectueuse. Des économies d’énergie sont donc accessibles puisque la pièce n’est pas à la température réellement désirée. A l’inverse, si Tint – Tint-aff > 1 K, les conséquences énergétiques sont limitées mais il y a un problème de confort surtout si l’occupant n’est pas maître des consignes. Cette différence peut être la conséquence d’une sonde mal étalonnée ou défectueuse mais également d’un sousdimensionnement de l’unité terminale ou d’un problème sur la vanne de réglage du débit d’eau glacée. Il arrive souvent que les thermostats n’affichent pas les paramètres qu’ils mesurent. Dans ce cas, l’inspecteur pourra effectuer la même procédure en remplaçant la température affichée Tint-aff par la consigne Tint-cons réglée dans le thermostat. 123
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