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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.

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Page 1: Solution : Leau de refroidissement doit pouvoir être refroidie naturellement en toiture Mais le refroidissement étant surtout nocturne, le bâtiment devra

• 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.

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Refroidissement par eau (slab cooling) : principe

Chargement de la dalle en journée et déchargement la nuit

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Refroidissement par boucle d'eau :1 Circulation d'eau refroidie "naturellement"

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Circulation d'eau refroidie "naturellement"

Trois variantes comme refroidisseur "naturel"...

sur l'air extérieur dans la nappe phréatique dans le sol

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Circulation d'eau refroidie "naturellement"

Trois variantes pour le réseau d'eau ...

dans la dalle en faux-plafond en poutres froides(stockage de nuit)

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Groupe frigorifique d'appoint durant la canicule

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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 ?

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Refroidissement par eau (slab cooling) : mise en

oeuvre 1

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Refroidissement par eau (slab cooling) : mise en

oeuvre 2

Tuyaux placés au centre de la dalle.

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Refroidissement par eau (slab cooling) : mise en

oeuvre 3

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Refroidissement par eau (slab cooling) : mise en

oeuvre 4

Contrôle de l'étanchéité

Raccordement par zones thermiques homogènes

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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

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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

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La gestion du chauffage...

Appoint localisé près des surfaces vitrées ?

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La gestion du chauffage...

Appoint localisé près des surfaces vitrées ou chauffage généralisé ? (suivant la puissance demandée)

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La gestion de l'acoustique ...

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Relevés de température intérieure (vert), extérieure (gris) et température du point de rosée de l'ambiance (rose).

Refroidissement par eau (slab cooling) : résultats

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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 !

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20°

28°

24°

Ex : Salle de spectacle.

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20°

28°

24°

Exemple de fonctionnement en été

20°

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Solution 2 : à partir d'une installation "tout air" équipée d'une pompe à chaleur et pouvant fonctionner en mode "free-cooling".

                                                                                                                                                                           

                                                 

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Solution 3 : le free-chilling

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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

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Solution innovante pour un bâtiment avec source de chaleur interne (centre informatique, call center, galerie commerciale, buanderies, …) : le DRV(Débit de Réfrigérant Variable)

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Fonctionnement en "équilibré"

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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 !

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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

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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 ?• …