La climatisation

La climatisation désigne le procédé qui permet de contrôler, de réguler et de modifier la température d’un lieu, ce système est principalement utilisé pour apporter de la fraîcheur dans une pièce où la température est trop élevée, ou pour réguler le niveau d'humidité et de poussières de la pièce. 

Principe de la climatisation

Ce système repose sur un mécanisme capable de contrer les charges thermiques et hydriques d'une pièce tout en assurant un renouvellement de l’air. Dans la majorité des cas, le climatiseur doit pouvoir réguler le degré de pollution de l’air, sa température, son degré d'humidité ainsi que sa teneur en poussière. La technique utilisée par le climatiseur provient de la technique des pompes à chaleur. Aujourd'hui, de plus en plus de climatiseurs sont dits «réversibles», dans le sens où leur mécanisme permet de rafraîchir une température, mais aussi de l'augmenter lorsqu'elle est trop basse (système de chauffage).

Les systèmes de climatisation

La climatisation décentralisée est destinée à un usage pontuel ou localisé, des appareils de faibles puissance sont alors utilisés (climatiseurs individuels).

La climatisation centralisée est destinée à un usage régulier, des appareils plus puissants sont installés pour rafraichir tout ou partie d’un bâtiment

Le type de groupe frigorifique

Trois principaux types de groupe existent sur le marché :

Les groupes monoblocs (« packaged ») 

Les groupes multiblocs (« split », « multisplit » et « variable refrigerant volume ») et

Les groupes refroidisseurs de liquide (« chiller »).

Ces groupes se distinguent grâce au vecteur par lequel le froid et/ou la chaleur sont transportés à l’intérieur des locaux. En effet, le fluide caloporteur peut aussi bien être de l’air ou de l’eau que le fluide frigorigène lui même.

Le rejet de la chaleur

Il est possible en mode froid de refroidir le condenseur soit par air soit par eau. Le refroidissement par air nécessite l’usage d’un aérocondenseur (échangeur réfrigérant/air + ventilateur) intégré ou déporté à l’extérieur si l’équipement se trouve à l’intérieur du bâtiment. La majorité des appareils de climatisation individuels sont refroidis par air.

La réversibilité

Si un groupe frigorifique est muni d’une vanne d’inversion sur son circuit frigorifique, il peut aussi bien fonctionner en climatiseur qu’en chauffage. Cette réversibilité nécessite également le bon dimensionnement des échangeurs afin qu’ils puissent fonctionner aussi bien en condenseur qu’en évaporateur.

Le type de traitement d’air

Quel que soit le fluide caloporteur utilisé (air, eau, fluide frigorigène), c’est l’air qui devra être traité au final. Il existe alors différentes façons de conditionner l’air :

-          Localement c’est à dire au niveau de chaque pièce : l’usage d’unités terminales (ventilo-convecteur, éjecto-convecteur, cassette, surfaces froides…pour refroidir l’air de la pièce L’inconvénient de ce type d’appareils est qu’ils ne font que refroidir l’air vicié de la zone sans utiliser d’air neuf. Il est donc primordial d’installer également un système de renouvellement d’air.

-          Par zone à rafraîchir avant que l’air soit distribué aux différentes pièces : une technique plus complexe qui consiste à traiter l’air en amont de sa distribution par l’utilisation d’une centrale de traitement d’air (CTA). Cette méthode permet de réguler l’hygrométrie (par condensation ou injection d’eau dans l’air traité) mais également de mélanger l’air neuf à l’air repris des locaux afin de diminuer la dépense énergétique.

Le système de régulation

L’ensemble des équipements est muni de capteurs (température, humidité, débits d’air et d’eau) et d’un système de régulation nécessaires au bon fonctionnement de l’équipement ainsi qu’au réglage des niveaux de confort.

Les minuteries ou détecteurs de présence permettent de couper la climatisation lorsque la pièce n’est pas occupée et l’utilisation de plusieurs sondes de température et d’humidité permet d’affiner les réglages pour l’ensemble des  pièces du bâtiment.

Classement par familles de produits

Il existe plusieurs façons de classer les systèmes de climatisation. On distingue 4 familles de produits.

Les systèmes à détente directe

Le fluide frigorigène de la machine circule dans les échangeurs en contact avec l’air intérieur (évaporateur) et l’air extérieur (condenseur à air) ou l’eau (condenseur à eau). Cette famille regroupe plusieurs appareils notamment les unités monobloc et de toiture, les split-systems et les variantes à débit de réfrigérant variable. Dans le cas des 2 derniers produits, le fluide frigorigène est un caloporteur qui circule dans un réseau au sein du bâtiment et rafraîchit l’air localement au niveau de chaque pièce. Ces équipements ne prennent pas en charge le renouvellement de l’air dans le bâtiment et nécessitent l’ajout d’un système de ventilation pour satisfaire les conditions d’hygiène.

Les systèmes « tout-air »

Ces systèmes préparent, transportent et distribuent l’air froid directement dans les pièces via un réseau au sein du bâtiment. Un mélange d’air neuf et d’air repris en provenance des locaux climatisés est traité (filtré, rafraîchi, réchauffé et humidifié en mode hiver) dans une centrale de traitement d’air (CTA). Ces équipements prennent donc en charge le renouvellement de l’air dans le bâtiment en introduisant un mélange d’airs neuf et repris nécessaire à l’obtention des conditions d’hygiène requises.

Les systèmes « tout-eau »

Ces systèmes préparent, transportent via un réseau au sein du bâtiment et distribuent l’eau glacée aux pièces afin de refroidir l’air localement. Le groupe refroidisseur de liquide (GRL) produit de l’eau glacée qui est ensuite transportée vers les pièces afin de climatiser l’air. A la différence de la catégorie précédente, un système de renouvellement d’air est indispensable pour satisfaire les conditions d’hygiène.

Les systèmes de pompes à chaleur sur boucle d’eau

C’est un intermédiaire entre les systèmes tout-eau et à détente directe. Les pompes à chaleur (PAC) réversibles réparties sur la boucle d’eau prélèvent ou rejettent de la chaleur vers cette dernière en fonction des besoins du local qu’elles desservent. La température de l’eau dans la boucle doit être régulée par chauffage ou refroidissement. Un système de renouvellement d’air est également indispensable pour satisfaire les conditions d’hygiène.

 

Les climatiseurs possèdent désormais une notation quant à leur performance énergétique et ce grâce à l'étiquette énergétique. Le choix de climatiseurs de type A étant recommandé.

 

A NOTER :

Si vous optez pour une climatisation : combinez-la avec des protections solaires, une aération bien conduite et quelques bonnes habitudes, vous pourrez limiter à la fois sa puissance et sa durée d'utilisation et ainsi réduire votre consommation énergétique.

Source de cet article « ADEME ».