• Solution : L’eau de refroidissement doit pouvoir être refroidie naturellement en toiture
Mais le refroidissement étant surtout nocturne, le bâtiment devra présenter une inertie suffisante...
Stratégie 2 : refroidissement d'eau par l’air extérieur, eau qui refroidira le bâtiment.
Refroidissement par eau (slab cooling) : principe
Chargement de la dalle en journée et déchargement la nuit
Refroidissement par boucle d'eau :1 Circulation d'eau refroidie "naturellement"
Circulation d'eau refroidie "naturellement"
Trois variantes comme refroidisseur "naturel"...
sur l'air extérieur dans la nappe phréatique dans le sol
Circulation d'eau refroidie "naturellement"
Trois variantes pour le réseau d'eau ...
dans la dalle en faux-plafond en poutres froides(stockage de nuit)
Groupe frigorifique d'appoint durant la canicule
Différentes combinaisons
Refroidissement de nuit, donc stockage de froid dans les dalles
Refroidissement de jour (et de nuit), donc apport direct par les plafonds.
Et si volonté de faire du chaud et du froid avec le même système ?
Refroidissement par eau (slab cooling) : mise en
oeuvre 1
Refroidissement par eau (slab cooling) : mise en
oeuvre 2
Tuyaux placés au centre de la dalle.
Refroidissement par eau (slab cooling) : mise en
oeuvre 3
Refroidissement par eau (slab cooling) : mise en
oeuvre 4
Contrôle de l'étanchéité
Raccordement par zones thermiques homogènes
Refroidissement par eau (slab cooling) : puissances émises
Dalle de béton de 30 cm, recouverte d'un tapis de 1,5 cm ( = 0,15).
Mode refroidissement : T° départ d'eau = 16°C T° retour d'eau = 20°C T° ambiante = 26°C (!)
Puissance froid : 57 W37 W/m² vers le bas et 20 W/m² vers le haut(<> plafonds froids : 80 W/m²...)
Mode chauffage : T° départ d'eau = 28°C T° ambiante = 20°C
Puissance chaud : 40 W22 W/m² vers le bas et 18 W/m² vers le haut
Refroidissement par eau (slab cooling) : puissances émises
Dalle de béton de 30 cm, recouverte d'un faux plancher et d'un tapis.
Mode refroidissement : T° départ d'eau = 16°C T° retour d'eau = 20°C T° ambiante = 26°C
Puissance froid : 47 W40 W/m² vers le bas et 7 W/m² vers le haut
Mode chauffage : T° départ d'eau = 28°C T° ambiante = 20°C
Puissance chaud : 29 W23 W/m² vers le bas et 6 W/m² vers le haut
La gestion du chauffage...
Appoint localisé près des surfaces vitrées ?
La gestion du chauffage...
Appoint localisé près des surfaces vitrées ou chauffage généralisé ? (suivant la puissance demandée)
La gestion de l'acoustique ...
Relevés de température intérieure (vert), extérieure (gris) et température du point de rosée de l'ambiance (rose).
Refroidissement par eau (slab cooling) : résultats
Stratégie 3 : Intégrer l’air extérieur dans la climatisation
Solution 1 : intégration directe de l’air extérieur
Le système de climatisation « Tout air » doit pouvoir fonctionner en 100 % air neuf. Exemple : le VAV pour des salles de réunion
Exemple : 75 % d'air neuf à 12° + 25 % d'air recyclé à 24°
= 100 % d'air à 15°, sans enclencher de refroidissement !
19
20°
28°
24°
Ex : Salle de spectacle.
20
20°
28°
24°
Exemple de fonctionnement en été
20°
Solution 2 : à partir d'une installation "tout air" équipée d'une pompe à chaleur et pouvant fonctionner en mode "free-cooling".
Solution 3 : le free-chilling
Bâtiment initial avec préparation de l'air pulséPotentiel de récupératon de chaleur sur la production de froid
-160 000 000
-150 000 000
-140 000 000
-130 000 000
-120 000 000
-110 000 000
-100 000 000
-90 000 000
-80 000 000
-70 000 000
-60 000 000
-50 000 000
-40 000 000
-30 000 000
-20 000 000
-10 000 000
0
10 000 000
20 000 000
30 000 000
40 000 000
50 000 000
60 000 000
70 000 000
80 000 000
90 000 000
100 000 000
110 000 000
-9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Températures extérieures
De
ma
nd
es
d'é
ne
rgie
[k
J]
demande de chaud restante
demande de chaud récupérable
demande de froid
24% de la demande de froid totale (refroidissement des locaux et préparation de l'air
Remarque : certains bâtiments présentent une demande simultanée de chaud et de froid
Solution innovante pour un bâtiment avec source de chaleur interne (centre informatique, call center, galerie commerciale, buanderies, …) : le DRV(Débit de Réfrigérant Variable)
Fonctionnement en "équilibré"
Conclusions 1 : Nécessité de développer une stratégie globale !
C’est d'abord la composition architecturale (vitrages), c’est l’équipement intérieur (bureautique, éclairage, … ), … qui créent la demande !
Conclusions 2 : La conception doit intégrer le refroidissement par l’air extérieur :
• Stratégie 1 : par la perméabilité variable de l’enveloppe = le free-cooling (nuit ou jour+nuit)
• Stratégie 2 : par la circulation d'eau refroidie "naturellement"
•Stratégie 3 : par la possibilité d'intégration de l’air frais extérieur dans le système de climatisation, conçu pour ne donner que le complément frigorifique en période très chaude
Pour construire ces solutions alternatives, nécessité d’établir le profil thermique du bâtiment :
• simultanéité de besoins de chaud et de froid ?• besoins de refroidissement en hiver ?• besoins en fonction des usages ? (salles de réunion ? cafeteria ?…)• besoins liés à air neuf et besoins liés aux déperditions des parois ?• …