Fiche explicative pour la saisie des équipements du génie climatique dans la RT2012

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1 Fiche explicative pour la saisie des équipements du génie climatique dans la RT2012 LES UNITES AUTONOMES DE TOITURE (ROOF-TOP) I/ DEFINITION DES UNITES DE TOITURE Une Unité Autonome de Toiture (UAT) ou "roof-top" est un système assurant la ventilation et le chauffage et/ou refroidissement de locaux tertiaires de grand volume (commerces, supermarché, salles de spectacle, ). Trois types d UAT peuvent être considérées : - Les UAT à 2 volets, équipées d un seul ventilateur et permettant le contrôle d un mélange d air neuf et d air recyclé ; ce sont des UAT simple flux (SF) de soufflage - Les UAT à 3 volets, équipées de deux ventilateurs, permettant le contrôle du mélange d air neuf / air recyclé mais également l ajustement du débit d air soufflé à la charge thermique du bâtiment - Les UAT à 4 volets équipées d un récupérateur air extrait / air neuf et permettant aussi un mélange d air neuf et d air recyclé comme source froide. La génération de chaleur et/ou de froid est généralement assurée par l un ou plusieurs des systèmes suivants : - Un circuit thermodynamique réversible ou non, - Une chaudière électrique, - Un générateur d air chaud gaz, - Des batteries à eau réversibles ou non Une UAT peut se décrire alors comme l assemblage d une CTA et d une génération de chaleur et/ou refroidissement. Version du 23 septembre 2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 1/13

2 Toutefois, les spécificités de la ventilation (mélange + récupérateur + free cooling, gestion des charges de froid et de chaud,..) sont telles que les CTA DAC et DAV décrites dans la méthode Th-BCE ne conviennent pas à la description d une UAT. C est pourquoi la DHUP et le CSTB ont développé un Titre V «extension dynamique» publié au Bulletin du MEDDE- METL n 2014/7 du 25 avril 2014 II/ DOMAINE D APPLICATION DU TITRE V Dans le cadre du Titre V, seules les UAT directement connectées aux locaux à ventiler, chauffer et/ou refroidir sont considérées. La connexion entre l UAT et le bâtiment ne peut se faire qu avec des conduits de distribution d air hors volume chauffé de longueur inférieure à 4m, tant pour l insufflation que pour l extraction. Les générateurs de chauffage et de refroidissement de type batteries à eau chaude ne sont pas pris en compte dans le Titre V. Seuls les générateurs déjà décrits dans la RT2012 peuvent être associés. Les UAT traitées par ce Titre V ne peuvent pas remplir de fonction d'humidification de l'air soufflé. III/ DESCRIPTION D UNE UNITE DE TOITURE DANS LA RT 2012 Dans le moteur de calcul RT2012, une UAT se décrit comme l assemblage : 1. D une ventilation mécanique de type CTA, cœur de la fiche algorithme faisant l objet du Titre V 2. De bouches d émission et de soufflage 3. D émetteurs associés aux bouches 4. De réseaux de distribution 5. D une génération comprenant : a. Un générateur de chauffage thermodynamique et/ou brûleur gaz sur air soufflé et/ou à effet Joule, b. Un générateur de froid thermodynamique La présente fiche est dédiée à la description des différents composants d'un roof-top, de leurs relations et de leurs paramètres d entrée. Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 2/13

3 1. La ventilation mécanique d une UAT 1.1 Type d UAT Le module de ventilation est spécifique à l'extension dynamique UAT. Plusieurs choix sont possibles : - Deux volets : représente les UAT, simple flux, comprenant un seul ventilateur de soufflage et une boite de mélange - Trois volets : représente les UAT, double flux, comprenant un ventilateur de soufflage, un ventilateur de reprise et une boite de mélange pour gérer une fonction de recyclage sur l air soufflé - Quatre volets : représente les UAT double flux comprenant un ventilateur de reprise et un ventilateur de soufflage, deux boites de mélange pour gérer du recyclage sur l air soufflé d une part et sur l air rejeté d autre part (source amont du générateur). 1.2 Gestion des débits Les unités autonomes de toiture assurent le chauffage et/ou le refroidissement du groupe selon deux modes de gestion des débits possibles : - Régulation à débit constant : o en période d'occupation, le débit soufflé / repris est le débit nominal constant d occupation et le taux d'air neuf varie en fonction des périodes de besoin de chauffage/refroidissement (sans descendre en dessous du débit minimum d'air neuf) o en période d'inoccupation, sans besoin de chauffage ou refroidissement, le débit soufflé / repris est le débit minimal d'inoccupation avec un taux d air neuf de 100% o en période d inoccupation en cas de relance de chauffage ou de refroidissement, le débit soufflé/repris est le débit nominal constant d inoccupation avec le débit d air neuf minimum de la période d'inoccupation. o la puissance du ventilateur peut donc avoir deux valeurs : occupation / inoccupation - Régulation à débit variable (simplifiée à deux débits possibles) : o en période d'occupation, en mode actif (période de chauffage ou refroidissement) le débit total soufflé / repris est le débit nominal d occupation (avec une part de recyclage), et en mode neutre (besoins nuls) le débit de l'uat est égal au débit minimum d occupation (et dans ce cas 100% air neuf) Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 3/13

4 o en période d'occupation, en mode actif ou neutre, le débit d'air neuf et le débit d'air extrait (au sens de la ventilation) sont constants : débit minimum d'air neuf o en période d'inoccupation, sans besoins de chauffage ou de refroidissement, l'uat fonctionne en débit minimum d'inoccupation 100% air neuf, o en période d'inoccupation et dans le cas de relance de chauffage ou de refroidissement, l'uat fonctionne en débit nominal d'inoccupation, en gardant le débit minimum d'air neuf de la période d'inoccupation Note : les mode de régulation et les puissances des auxiliaires sont renseignés dans le module UAT, les valeurs des différents débits sont renseignées dans les modules "Bouche-conduit". 1.3 Type de régulation Il est possible de configurer, pour les périodes de refroidissement, lorsque la température d'air neuf dépasse le critère T ENC, un type de régulation comme suit : - régulation standard : le débit d'air neuf est toujours égal à son débit minimal pour la période concernée, - régulation optimisée : o si la température d'air neuf est inférieure à la température de l'air intérieur, alors le débit d'air soufflé est à 100% de l'air neuf o si la température d'air neuf est supérieure à la température de l'air intérieur, le taux d air neuf est alors minimal. Note : la température d'air neuf correspond à la température de l'air extérieur après passage par d'éventuelles zones tampons ou puits climatiques 1.4 Rafraichissement nocturne En période d'inoccupation et en conditions de rafraichissement nocturne, l'uat fonctionne en débit de surventilation nocturne à 100% air neuf. Il est demandé de renseigner les conditions de déclenchement du rafraichissement nocturne, à savoir : températures et écarts de températures intérieures, extérieures, périodes de l année où il est activé. Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 4/13

5 1.5 Echangeur de récupération L'UAT peut comprendre également un échangeur de chaleur, décrit par : - son efficacité thermique (associée à un statut certifié/justifié/déclaré), - par sa consommation électrique (cas des roues), - la gestion de son bypass (températures intérieures et extérieures) Note : la méthode de prise en compte du Titre V ( ) mentionne la norme EN comme référence pour l'efficacité thermique, mais cette norme ne concerne que les caissons de VMC double flux pour des logements individuels ; les échangeurs des UAT sont testés selon l'en 308, comme mentionné au 2.2 du Titre V. 2. Les bouches de soufflage et de reprise Les différents débits relatifs aux stratégies de régulation de l'uat sont renseignés dans les composants "Bouche-conduit". Le composant UAT DF doit être associé à une ou plusieurs bouches de soufflage et de reprise. Le composant UAT SF doit être associé à une ou plusieurs bouches de soufflage et à une seule bouche de reprise dont le débit d'air extrait sera pris comme nul. Le débit d'air recyclé est calculé à chaque pas de temps en fonction des charges de chauffage et de refroidissement et des modes de régulation choisis. La description d'une bouche de soufflage ou de reprise comprend : - Des informations relatives aux débits d'air soufflés ou repris : o voir descriptif UAT - Des informations relatives au mode surventilation : o Les débits d'airs de surventilation nocturne (free cooling), soufflés ou repris, - Des informations relatives au fonctionnement des bouches : o Le coefficient de dépassement des débits, Cdep : valeur par défaut pour les composants non certifiés. o Le coefficient de modulation des débits d'air neuf, Crdbnr = 1 ; en effet les valeurs <1 ne sont pas compatibles avec les groupes de ventilation autres que VMC SF ou VMC DF. - Des informations relatives au réseau de ventilation : dans le cas de bouches reliées au module UAT, les fuites thermiques et aérauliques des réseaux ne sont pas prises en compte dans les calculs ; les valeurs rentrées pour les classes d'étanchéité et les ratios en volume chauffé n'ont donc aucun impact. Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 5/13

6 3. Les émetteurs associés aux bouches Des émetteurs de chaleur et/ou de refroidissement sont à créer dans chaque bouche de soufflage et de reprise. Ils représentent les échangeurs entre les générateurs de l'uat et l air soufflé. 4. La distribution groupe et inter-groupe Les distributions groupe et intergroupe sont décrits comme des réseaux de distributions fictifs sans pertes. Ils doivent être raccordés à la génération décrite pour l'uat comprenant le(s) générateur(s) de chaleur et/ou de refroidissement. 5. La génération de chaleur et/ou de froid 5.1 Les générateurs thermodynamiques Pour la description des paramètres d entrée des générateurs thermodynamiques, se reporter aux fiches d aide à la saisie génériques : - Génération de chauffage et de refroidissement - Générateurs thermodynamiques à compression électrique - PAC air extérieur / air recyclé Toutefois, les consommations électriques des ventilateurs de soufflage et de reprise sont à exclure de la puissance absorbée par le(s) générateur(s). La matrice de Pabs doit donc intégrer uniquement la puissance du(es) compresseur(s) et des auxiliaires coté source amont. 5.2 Les bruleurs au gaz sur air soufflé Ils sont modélisés au travers du type «Générateurs d air chaud gaz». Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 6/13

7 IV/ DONNEES D ENTREE Tableau des caractéristiques descriptives de la ventilation mécanique de l UAT Titre V UAT Donnée d'entrée Description Valeur à saisir/ commentaires Id_Type_UT_DF Type de Roof-top 0-> deux volets (SF) 1-> trois volets (DF) 2-> quatre volets (DF) Id_Regulation_Debit Type de régulation du débit de l'unité de toiture : Se rapproche des CTA DAC (0) ou DAV (1) 0-> Débit constant non régulé en fonction de la charge thermique 1-> Débit variable en fonction de la charge thermique Type_Regul_AN Type de régulation d'air neuf 0-> Régulation standard 1-> Régulation optimisée Pvent_souf_CH Pvent_rep_CH Pvent_souf_ZN_occ Pvent_rep_ZN_occ Puissance électrique du ventilateur de soufflage (souf) et de reprise (rep) en débit nominal en mode occupation Puissance électrique du ventilateur de soufflage (souf) et de reprise (rep), au débit minimum de ventilation en mode occupation, si aucun besoin spécifique de chauffage ou refroidissement Pélec au débit max mode chauffage Reprise : En cas de double flux Pélec au débit min (air neuf) JOUR Reprise : En cas de double flux Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 7/13

8 Pvent_souf_ZN_inocc Pvent_rep_ZN_inocc Puissance électrique du ventilateur de soufflage (souf) et de reprise (rep) au débit minimum de ventilation en mode inoccupation, si aucun besoin spécifique de chauffage ou refroidissement Pélec au débit min (air neuf) NUIT Reprise : En cas de double flux Type échangeur L échangeur est-il caractérisé par une efficacité thermique globale 0 : type simplifié εt 1 : type détaillé UA, type d'échangeur ou par son UA? Certificat efficacité échangeur Certifié / justifié / déclaré Epsilon εt Efficacité de l échangeur 0 : si roof-top 2 volets Pelec-ech Puissance de l'échangeur en cas de roue Is_ByPass Présence d'un by-pass de Si bypass, rentrer les températures de déclenchement l'échangeur du bypass Text_bp_hiver Température extérieure mini pour By-pass hivernal de l'échangeur Tint_bp_hiver Température intérieure mini pour By-pass hivernal de l'échangeur Text_bp_ete Température extérieure mini pour By-pass hors période de chauffage de l'échangeur Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 8/13

9 Tint_bp_ete Température intérieure mini pour By-pass hors période de chauffage de l'échangeur Is-antigel Présence d une résistance électrique en amont de l échangeur pour éviter le givrage T_s_ech_rep_LIM Température au rejet pour le déclenchement de l'antigel T_ENC Température de l air neuf en dessous de laquelle le taux d air neuf est minimal T_ENF Température de l air neuf audessus de laquelle le taux d air neuf est : - en mode optimisé : o maximal si T AN <T int o minimal si T AN >T int - en mode standard : minimal T_sou_nom_chaud Température nominale d'air soufflé en chauffage T_sou_nom_froid Température nominale d'air soufflé en refroidissement Selon projet (15 C par défaut en RT 2005) Selon projet (par défaut 25 C en RT 2005) Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 9/13

10 Is_Raf_noc Stratégie de rafraichissement nocturne Param_rafnoc_Ete Paramètres pour le Param_rafnoc_Misaison rafraichissement nocturne sous forme de tableaux Pvent_rafnoc_rep Puissance électrique du Pvent_rafnoc_souf ventilateur de reprise en rafraichissement nocturne 0-> pas de rafraichissement 1-> rafraichissement nocturne estival seul 2-> rafraichissement nocturne toute l'année : dans ce cas deux matrices de déclenchement sont à saisir pour la mi-saison et l'été - Heures limites de début et de fin de rafraichissement nocturne (21-23h ; 0-8h) - Températures intérieures pour déclencher le rafraichissement et pour l'arrêter - Ecart minimal entre température intérieure et extérieure pour déclencher le rafraichissement nocturne - Température extérieure minimale pour le rafraichissement nocturne Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 10/13

11 BOUCHE_CONDUIT (extraction ou soufflage) Nom Description Valeur à saisir / commentaire Cdep Coefficient de dépassement des Par défaut = 1,25 débits Classe_étanchéité Classe d étanchéité du réseau Non pris en compte pour Titre V UAT Ratfuitevc Ratio de part de conduit en volume Non pris en compte pour Titre V UAT chauffé Type_regul_non_res Description de la modulation des aucune régulation (sinon erreur) débits éventuelle : proposé mais non compatible avec une CTA R_rep Résistance thermique de la partie Non pris en compte pour Titre V UAT des réseaux située hors volume chauffé Qv_soufflé_occ Débit volumique soufflé total en Débit max soufflé du Rooftop en occupation période d occupation Qv_soufflé_inocc Débit volumique soufflé total en Débit max soufflé du Rooftop en inoccupation période d inoccupation Qv_rep_occ Débit volumique repris total (extrait) en période d occupation Débit max extrait du Rooftop en occupation si double flux Qv_rep_inocc Débit volumique repris total (extrait) en période d inoccupation Débit max extrait du Rooftop en inoccupation si double flux Qv_rep_CH_occ Qv_sou_CH_occ Débit volumique repris (ou soufflé) nominal de la CTA DAV en mode actif (ie besoin de chauffage ou de Débit maximal d'air de la CTA DAV en période d'occupation refroidissement non nul) en occupation Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 11/13

12 Qv_rep_CH_inocc Qv_sou_CH_inocc Qv_rep_ZN_occ Qv_sou_ZN_occ Débit volumique repris (ou soufflé) nominal de la CTA DAV en période de relance (ie besoin de chauffage ou de refroidissement non nul) en inoccupation Débit volumique repris (ou soufflé) minimum de la CTA DAV en période de neutralité thermique et en occupation Débit maximal d'air de la CTA DAV en période d'inoccupation Débit minimum d'air neuf de ventilation en période d'occupation Qv_rep_ZN_inocc Qv_sou_ZN_inocc Id_système_mécanique Débit volumique repris (ou soufflé) minimum de la CTA DAV en période de neutralité thermique et en inoccupation Liaison entre la bouche et son caisson de ventilation Débit minimum d'air neuf de ventilation en période d'inoccupation raccorder au module «T5_UAT» EMETTEUR (chaud froid) SUR BOUCHE DE SOUFFLAGE Nom Description Valeur à saisir / commentaires Per-dos Pertes d énergie au dos de 0 l émetteur Carac_haut_plafond Typologie_emetteur chaud Soufflage d air chaud (froid) (froid) Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 12/13

13 Classe variation spatiale Classe de variation spatiale Chaud classe B2 Froid classe B Classe variation temporelle Classe de variation temporelle Par défaut Couple_régulateur_émetteur Arrêt possible ou non de l émetteur Oui /non par le régulateur (à renseigner uniquement si classe de variation temporelle par défaut) Rat_s_ch / Rat_s_fr Ratio de la surface utile traitée par 1 l émetteur à la surface totale utile du groupe en chauffage (refroidissement) Rat-t_ch / Rat_t_fr Part assurée par l émetteur dans 1 l énergie de chaud (froid) fournie à la surface utile traitée Gest_vcv Mode de gestion des ventilateurs locaux de l émetteur Pas de ventilateurs Version du 23/09/2015 Ce document a été réalisé par le CETIAT pour UNICLIMA Page 13/13

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