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Chapitre 2 : Typologie et analyse de services énergétiques courants dans le bâtiment
4.1.3. Des systèmes de climatisation encore plus complexes
Le cycle de production du froid
Deux types de machines thermodynamiques sont généralement employées pour produire du
froid : la machine à absorption et la machine à compression mécanique de vapeur (Figure 13).
La seconde technique, ultra-majoritaire, est déclinée en trois familles principales
d’installations, de la simple unité monobloc au système le plus complexe faisant intervenir un
grand nombre d’équipements auxiliaires (unités terminales, pompes, échangeurs, tour de
refroidissement, système de régulation etc…) localisés un peu partout dans le bâtiment.
Chaque type d’installation a ses avantages et ses inconvénients sur une application donnée si
bien qu’elles peuvent répondre de façon plus ou moins optimale aux besoins réels d’un maître
d’ouvrage en termes de coûts d’investissement et d’exploitation.
Une des tendances actuelles est à la convergence du chauffage et de la climatisation par le
même appareil. En effet, le cycle thermodynamique de compression mécanique de vapeur
étant réversible, il est possible de produire du froid ou de la chaleur voire même les deux
simultanément. Les conseils d’un professionnel s’avèrent donc essentiels pour que le maître
d’ouvrage soit en mesure de faire les choix optimaux.
Évaporateur
Détendeur
Compresseur
Condenseur
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Pression absolue (bar)
Enthalpie (J/kg)
Figure 13. Fonctionnement d’un cycle frigorifique à compression mécanique de vapeur
Les systèmes à « détente directe »
L’évaporateur de l’appareil refroidit directement l’air de la zone où il est installé et requiert
donc un système de renouvellement de l’air. Cette famille comprend plusieurs types
d’appareils. Les armoires de climatisation, d’abord, sont installées directement dans ou à
proximité de la zone traitée (Figure 14). Bien qu’elle puisse climatiser plusieurs pièces aux
besoins similaires, une armoire climatise généralement une seule zone. Elles sont
principalement utilisées dans les salles informatiques. Dans les applications de confort elles
requièrent un renouvellement d’air.
Les unités de toiture (communément appelés « rooftops ») ensuite sont toujours installées à
l’extérieur (Figure 14). À la différence des précédentes, elles permettent par défaut le mélange
de l’air repris et de l’air neuf mais sur une base simple flux c’est à dire que les débits d’air
neuf et d’air sont liés. Elles sont principalement utilisées pour les grands espaces tels que les
supermarchés.