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Conseils de planification
Réfrigérer avec l'installation pompe à chaleur
Explication :
Réfrigération passive
(appelée aussi Freecooling)
Dans la construction neuve, une im-
portance de plus en plus grande est
attribuée à une ambiance agréable,
également en été. Elle peut être amé-
liorée par la réfrigération passive, qui
permet de transférer, par l'intermédiaire
d'un échangeur de chaleur, le surplus
de chaleur ambiante directement à la
sonde géothermique ou à l'eau souter-
raine. Le circuit frigorifique de la pompe
à chaleur n'est pas activé pour ce genre
de réfrigération. La puissance frigorifi-
que est obtenue uniquement par
l'échange de chaleur entre le système
de distribution et la source froide grâce
à l'intégration d'un échangeur de
chaleur supplémentaire.
Pour cela, la pompe du circuit géother-
mique et la pompe du circuit froid
(= pompe du circuit chauffage) sont
activées.
Les points suivants doivent être re-
spectés ou connus:
-
Ce type de réfrigération génère
de bas coûts d'exploitation, du fait
que seul le courant nécessaire au
fonctionnement des pompes de
circulation est nécessaire (pour
l'eau souterraine tenir compte du
fait que l'énergie nécessaire
augmente avec la profondeur du
puits).
-
La puissance de réfrigération est
limitée, du fait que la source froide
ne peut pas indéfiniment absorber
et restituer de la chaleur. Même si
la totalité des besoins de réfrigéra-
tion ne sont pas couverts, l'effet de
réfrigération obtenu, en combinai-
son avec une protection suffisante
des locaux du rayonnement solaire
et avec des fenêtres restant
fermées, conduit à un abaissement
sensible de la température
ambiante. De plus la puissance de
réfrigération diminue durant l'été par
le réchauffement du sol entourant la
sonde géothermique. Ce système
convient de ce fait plutôt pour la
réfrigération dans le domaine de
l'habitat et pas pour les bureaux,
commerces ou les besoins indus-
triels. Du fait que dans ce système,
les températures de l'eau du réseau
de distribution sont relativement
élevées, la température passe
rarement en dessous du point de
rosée. C'est pour cette raison que
selon les conditions régionales du
taux d' humidité de l'air, l'utilisation
d'un déshumidificateur dans
les locaux réfrigérés est conseillée.
-
Système de distribution: les circuits
de chauffage par le sol conviennent
sous conditions (restriction supplé-
mentaire de la puissance de
réfrigération), les plafonds réfrigé-
rants conviennent de façon
optimale, les radiateurs ne con-
viennent pas.
-
Les robinets thermostatiques
doivent être ouverts en été
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-
Les locaux à plus forte demande de
chaleur en hiver, comme par
exemple les salles de bains, sont du
fait des surfaces d'échange plus
importantes, réfrigérés un peu plus
fortement, ce qui n'est pas forcé-
ment souhaité. Cet effet indésirable
peut être évité si il peut être garanti
par l'utilisateur que les robinets
thermostatiques de ces locaux
restent fermés en été.
L'apport de chaleur à la source froide
en été a de plus un effet collatéral positif
en une certaine régénération des
sondes, qui conduit à une légère aug-
mentation de la température de sortie
de sonde ce qui peut induire une légère
augmentation de rendement tout parti-
culièrement de la préparation de l'eau
chaude sanitaire en été.
Puissance et énergie de réfrigération
du sous-sol
En plus de la différence de température
entre sous-sol et ambiante il faut tenir
compte des puissances d'extraction et
de l'énergie frigorifique, disponibles ou
utilisables.
Ci-dessous est donné à titre indicatif un
ordre de grandeur pour des tuyaux de
Ø 32 mm; mais concrètement ce sont
les valeurs des bureaux d'autorisation
géologique qui sont déterminantes.
Réfrigération active
Une puissance de réfrigération définie
est par contre obtenue par la réfrigéra-
tion active au moyen d'une pompe à
chaleur réversible AQUATOP TR en
combinaison avec un système de distri-
bution convenant à la chaleur et au froid
(par ex. Fan Coil). Au contraire du
réfrigération passive, le compresseur de
la pompe à chaleur est utilisé pour le
cooling actif (inversion du circuit frigori-
fique). Pour cela on procède à une
inversion dans le processus de réfri-
gération. Dans ce cas le côté chaud,
qui cède normalement de la chaleur
(condenseur) devient côté absorbant la
chaleur (évaporateur).
Ainsi, la pompe à chaleur fonctionne
dans cette phase comme un réfrigéra-
teur.
Sonde géothermique
verticale
Registre horizontal enfouis
Les modes de fonctionnement chauffage
et réfrigération ne peuvent pas fonction-
ner simultanément. Pour éviter que la
pompe à chaleur soit trop souvent mise
en marche et arrêtée et commutée sur
la préparation d'eau chaude sanitaire, il
est en tout cas recommandé d'utiliser
un ballon tampon d'eau froide. Selon
conception de l'installation le ballon
tampon du chauffage peut également
être utilisé pour le stockage d'eau froide.
Avantages de la réfrigération active:
-
Ce mode de réfrigération a
l'avantage de pouvoir assurer durant
toute la période de réfrigération la
puissance de réfrigération néces-
saire, raison pour laquelle la
température ambiante ou celle du
fluide réfrigérant est toujours as-
surée.
-
l'exploitation peut se faire à des
températures de fonctionnement
inférieures à celle du point de rosée.
Il est donc possible de déshumidifier
l'air au moyen d'un monobloc
de traitement d'air ou d'un Fan Coils,
ce qui est souhaité dans des locaux
commerciaux.
Isolation pour les utilisations du
cooling actif
De l'eau d'une température inférieure à
17°C est considérée comme eau froide.
En présence d'eau froide, les installa-
tions de chauffage ordinaires ne sont
plus utilisables. Une isolation adaptée
est donc indispensable en cas d'applica-
tion du cooling actif. L'isolation, pour les
applications avec eau froide, est avant
tout prévue afin d'éviter la formation de
condensats mais aussi pour éviter
l'absorption de la chaleur par l'eau froide
et naturellement aussi comme protection
contre des attaques mécaniques
externes. La formation de condensats
doit être évitée par l'utilisation d'une
isolation adéquate car sinon une cor-
rosion de surface sur le système de
distribution et des moisissures dans les
zones humides apparaîtront. Ceci est
également valable pour l'isolation des
équipements tels que pompes, robinets,
vannes, etc..
On trouve sur le marché différents
matériaux d'isolation spécifiques pour
ces applications (par ex. Armaflex,
Tubolit).La technique d'isolation est
décrite dans les normes SIA 380,
DIN 4140.
Veuillez vous tenir aux directives des
associations professionnelles compé-
tentes de votre pays (VSI Association
suisse des ingénieurs, directives VDI
Association des Ingénieurs allemands,
FESI Fédération Européenne des
Syndicats d'entreprises d'Isolation).
Puissance fournie
ca. 30W/m
2
ca. 15W/m
Energie frigorifique/an
20 - 30 kWh/m/a
2
10 - 20 kWh/m
/a
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