Guide des Solutions et Services Airzone. Les meilleures solutions à vos défis professionnels

Transcription

1 Guide des Solutions et Services Airzone Les meilleures solutions à vos défis professionnels

2

3 AIRZONE Guide des Solutions et Services Sommaire SOMMAIRE 01 INTRODUCTION 4 Groupe Altra et Airzone France SECTEUR RÉSIDENTIEL.22 Habitat individuel / Habitat collectif / Rénovation SECTEUR TERTIAIRE...54 Plateaux de bureaux ERT / Petit tertiaire ERP / Rénovation 04 ANNEXES Données techniques 3

4 4 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction

5 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction SOMMAIRE 01 INTRODUCTION PLUS DE 15 ANNÉES DE DÉVELOPPEMENT DE TECHNOLOGIES AU SERVICE DES PERSONNES... 6 LE DÉPARTEMENT PRESCRIPTION... 8 Support avant-vente... 8 Bureau Technique en climatisation... 8 CONCEPT DE SYSTÈME DE ZONES POURQUOI INSTALLER UN SYSTÈME DE ZONES? Réglementation en vigueur Critères socio-économiques Economie d énergie Confort Fonctionnalités pour l utilisateur final Esthétique SOLUTIONS AIRZONE : UN CONCEPT AU-DELÀ DES PRODUITS

6 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction PLUS DE 15 ANNÉES DE DÉVELOPPEMENT DE TECHNOLOGIES AU SERVICE DES PERSONNES Créée en 1996, Airzone lance sur le marché un système de contrôle innovant destiné à la régulation des unités de chauffage et refroidissement gainables et introduit par la même occasion le concept de système de zones. Adapté aussi bien pour le secteur résidentiel que tertiaire, celui-ci consiste à diviser l espace à climatiser en zones indépendantes de façon à garantir une température idéale dans chaque pièce de l installation, sans toutefois traiter les zones non occupées. Par conséquent, ce système possède le double avantage d optimiser le degré de confort atteint ainsi que l économie d énergie réalisée, en comparaison avec une installation de chauffage / refroidissement gainable non régulée. De par la diversification de son activité, aussi bien au niveau des marchés internationaux abordés que des gammes de produits développées, est né le Groupe Altra qui élargit aujourd hui son activité à la Recherche, le Développement et la Fabrication de systèmes de régulation pour chauffage et refroidissement gainable, d automatisation domotique et de télémédecine. Le Groupe Altra est une structure composée par les trois entités Airzone, AT Home et Evita. Airzone Systèmes de régulation pour installations de climatisation gainables qui contrôlent la température de façon indépendante dans chaque zone et garantissent par conséquent un confort idéal pour chacun tout en optimisant la consommation énergétique associée. AT Home Système d automatisation à même de contrôler toutes les variables relatives au confort et à la sécurité dans chaque pièce. AT Home met tout en œuvre afin que chaque logement ou bureau s adapte aux personnes qui y vivent ou travaillent. Evita La santé au travers de la technologie. Evita fournit des services de prévention, diagnostics, traitement et suivi à distance des constantes du malade (télémédecine), grâce à l utilisation des technologies de l information et de la communication (TIC). 6

7 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction Le Groupe Altra s est développé au niveau international et est présent dans le monde entier, aussi bien par l intermédiaire de filiales qui lui sont propres (Espagne, France, Italie et Etats-Unis) que de partenaires locaux associés (Mexique, Irlande, Maroc, Bahreïn, Egypte, Emirats Arabes Unis, Arabie Saoudite, Koweït, etc.). AIRZONE FRANCE, dont le siège social est situé à Aubagne, a été créée en janvier Grâce à l expérience acquise et à sa structure aussi bien technique que commerciale, capable de répondre à toutes les exigences d un secteur en croissance continue, l entreprise s est imposée comme la référence de la régulation par zones sur le marché français. 7

8 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction LE DÉPARTEMENT PRESCRIPTION Le Département Prescription est né de la nécessité d offrir un support technique à un concept innovant. Le processus de prescription accompagne le projet durant toutes ses phases, depuis l avant-projet jusqu à l installation finale, et offre une attention personnalisée à tous ses intervenants. Support avant-vente Conseiller le client prescripteur dans la conception d une solution conforme à ses besoins : > Conseil sur les solutions de chauffage et refroidissement. > Conseil sur l optimisation des installations. > Support technique avant-vente : schémas de connexion, manuels, etc. > Utilisation de programmes de calculs pour BET et architectes. Bureau Technique en climatisation Offrir un support dans l élaboration technique de l étude : > Calcul des charges thermiques. > Sélection des équipements de chauffage et refroidissement. > Dimensionnement du réseau aéraulique. > Sélection des éléments de diffusion. > Plans de principe. > Schémas de connexion. > Chiffrage. En particulier, le département prescription offre un support technique sans compromis pour tous ses clients prescripteurs (BET, architectes, installateurs), mettant à leur disposition ses propres ressources, dans le but d assurer une conception et une utilisation optimales des produits Airzone. Ci-dessous sont présentés quelques outils dont dispose le département de prescription : 8

9 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction Calcul de charges thermiques CLwin (entreprise Procedimientos Uno, Version du software spécialement développée pour notre concept de système de zones pour installation gainable. Exemple de projet développé avec CLwin Dimensionnement du réseau aéraulique DAwin (entreprise Procedimientos Uno). Version du software spécialement développée qui comprend toute notre gamme de diffusion. Exemple de projet développé avec DAwin Plans de principe AutoCAD (entreprise Autodesk). Installation conçue avec AutoCAD Tous ces outils nous permettent, en interne, d assister au mieux le client prescripteur. 9

10 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction CONCEPT DE SYSTÈME DE ZONES Dans le cas d installations de chauffage et refroidissement centralisées, c est-à-dire dans lesquelles une unique unité gainable réversible traite plusieurs pièces ou zones d un logement ou d un bureau, le fait d intégrer un système de zones permet de contrôler de façon indépendante la température de chaque zone. Unité gainable A/C réversible Elément motorisé Thermostat de zone Platine de contrôle + Passerelle de communication Le système de régulation par zones pour installations gainables se base sur le principe que chaque pièce présente des caractéristiques différentes, que ce soit au niveau de l utilisation, des horaires de fonctionnement, du degré d occupation, de l orientation, de l isolement, etc. Le système de zones permet par conséquent d adapter le fonctionnement de l installation selon les besoins réels à tout moment grâce à l utilisation de thermostats indépendants qui pilotent l ouverture et la fermeture d éléments motorisés (registres de gaine, diffuseurs ou grilles), le tout étant géré par la platine de contrôle. Celle-ci, en plus de superviser le fonctionnement correct de tous les autres éléments composant le système de zones, est également chargée de la communication avec l unité intérieure du gainable. 10

11 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction POURQUOI INSTALLER UN SYSTÈME DE ZONES? Réglementation en vigueur La nouvelle réglementation thermique RT2012 (Arrêté du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments) impose l utilisation d un système de contrôle individuel par zone desservie : > Pour le logement, aussi bien en chauffage (Article 24) qu en refroidissement (Article 26). > Pour le secteur tertiaire, aussi bien en chauffage (Article 34) qu en refroidissement (Article 44). Une installation comportant un équipement gainable ne peut donc être conçue sans intégration avec un système de zones. Cette restriction était déjà spécifiée dans la précédente réglementation thermique (RT2005, Articles 52 et 71 pour le chauffage et le refroidissement respectivement). Pour aller encore plus loin, la nouvelle interface à haute performance énergétique d Airzone (EnerFace, voir page 13), dispose d un algorithme permettant, en plus de favoriser le fonctionnement à charge partielle de l équipement inverter, de mesurer la consommation électrique de l installation et l économie réalisée. Le Code de la Construction et de l Habitation établit les limitations concernant la température de consigne intérieure à maintenir au sein de locaux aussi bien résidentiels que tertiaires, à savoir un maximum de 19ºC en hiver (Article R131-20) et un minimum de 26ºC en été (Article R131-29). Dans une installation gainable dépourvue de système de régulation, ce critère est impossible à remplir étant donné que le contrôle n est garanti qu en un seul point (zone où se trouve le thermostat de l unité de climatisation). Par conséquent, l utilisation d un système de zones est obligatoire également du point de vue du Code de la Construction et de l Habitation. La norme française NF EN (Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur Exigences de sécurité et d environnement) d avril 2008, limite la quantité de gaz réfrigérant autorisée par m 2 traité, aussi bien pour le secteur résidentiel que tertiaire, dans le but de garantir une parfaite sécurité pour les personnes en cas de fuite de fluide dans l installation. Ce critère est donc un frein à l installation d unités intérieures individuelles au profit d unités intérieures gainables centralisées qui réduisent fortement le volume de gaz réfrigérant en circulation. 11

12 AIRZONE Guide dess Solutions et Services Introduction Critères socio-économiques La Directive 2010/31/UE du Parlement Européen et du Conseil du 19 mai 2010 relative à la performance énergétique des bâtiments, estime que le secteur du bâtiment (résidentiel et tertiaire) consomme 40% de l énergie totale de l Union Européenne, dont la moitié pour les seuls systèmes de chauffage et refroidissement. Ce secteur se trouve en phase d expansion ce qui indique que sa consommationn associée estt en croissance constante. C est pour cette raison que la réduction de la consommation énergétique des bâtiments représente une part prépondérante dess mesures envisagées par l Union Européenne E pour diminuer sa dépendance énergétique et respecter ses engagements du Protocole de Kyoto. En particulier en France, la preuvee de l intérêt stratégique que représente la réduction de la consommation énergétique dans le bâtiment réside dans l évolution de la Réglementation Thermique (2005, 2012) qui a vu l introductionn des labels de bâtiments à (Haute) Qualité Environnementale et Bâtiment Basse Consommation, proposant des objectifs de consommation globale de plus en plus réduits, avec en point de mire à courtt terme les bâtiments à Energie Positive (horizon 2020). Selon les données émises par l ADEME (Agence De l Environnementt et de la Maîtrise de l Energie) la part correspondante au chauffage et au refroidissement dans la consommation d énergie, aussi bien pour le secteur résidentiel que tertiaire, est la suivante : Répartition de la consommation énergétique dans le secteur résidentiel Répartition de la consommation énergétique dans le secteur tertiairee Par conséquent, que ce soit dans le secteur résidentiel ou tertiaire, less installations de climatisation sont critiques puisque ce sont elles qui génèrent la plus grande consommation énergétique, d où la nécessité de rationaliser leur utilisation ett parfaire le e contrôle de leur fonctionnement. Pour toutes ces raisons, Airzonee considère que le concept de systèmee de zones est un facteur-clé lors de l élaboration du projet de chauffage et refroidissement, dans le but d assurer une performance énergétique optimale de l installation. 12

13 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction Economie d énergie > Renforcement de l effet Inverter Les fabricants d unités de climatisation orientent leurs efforts vers la mise au point de technologies de plus en plus performantes du point de vue énergétique. L exemple le plus abouti est la technologie Inverter qui a pour but d adapter la vitesse du compresseur aux besoins de l installation en temps réel, permettant par conséquent de consommer uniquement l énergie requise. Le système de régulation Airzone améliore les performances énergétiques de la technologie inverter grâce à son intégration avec les unités de chauffage et refroidissement par l intermédiaire de la passerelle de communication (Zonepack) 1. Celle-ci, développée en collaboration avec les principaux fabricants du marché, permet, entre autres fonctionnalités, d adapter automatiquement et de façon dynamique la température de consigne de l unité intérieure du gainable en fonction des différentes températures de demande indiquées à tout moment par les utilisateurs de l installation sur les thermostats Airzone. La passerelle de communication ne constitue réellement qu une première étape dans l optimisation de l installation gainable. Pour aller plus loin dans l amélioration de la performance énergétique, Airzone vient de mettre au point une interface révolutionnaire baptisée EnerFace (combinant les concepts «Energie» et «Interface») : cette innovation implique désormais l utilisateur final qui, pour la première fois, fait partie intégrante du processus de performance énergétique de l installation et agit directement sur l économie correspondante réalisée, en favorisant le fonctionnement en charge partielle de l unité gainable inverter. En effet, l algorithme intégré dans EnerFace évalue les conditions d opération de l équipement de climatisation et agit de façon à éviter qu il ne travaille en dehors du régime inverter, c est-à-dire à pleine charge ou au contraire en cycles de marche/arrêt, régimes dans lesquels le COP (Coefficient de Performance) de l équipement diminue fortement. 1 Disponible actuellement pour les marques Daikin, Fujitsu, Hitachi, LG, Mitsubishi Electric, Mitsubishi Heavy Industries et Samsung. Nous consulter pour les autres marques, les développements évoluant en permanence. 13

14 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction Selon une étude réalisée par le Département Energie de l Université de Malaga (UMA), ce concept se traduit par la réduction de la consommation électrique de l équipement. L étude 2 a été menée pour l ensemble du territoire, en prenant en compte les localités représentatives des zones climatiques définies par la Réglementation Thermique suivantes : Zone Climatique (selon RT) H1a H1b H1c H2a H2b H2c H2d H3 Localité Paris Strasbourg Lyon Rennes Nantes Bordeaux Avignon Marseille Ainsi, selon la zone climatique étudiée et la passerelle introduite (passerelle de communication Zonepack seule ou associée à l interface à haute performance énergétique EnerFace), les économies estimées réalisées sur une année complète dans une résidence type (en comparaison avec le même équipement inverter dépourvu de tout système de régulation) atteignent des valeurs d entre 17% et 34%, comme indiquées dans la figure suivante : Economie d énergie des équipements inverter avec système de zones intégré en comparaison avec un équipement inverter non régulé 2 L intégralité de l étude est disponible en téléchargement sur 14

15 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction > Suppression du bypass Jusqu à présent, le bypass ou registre de surpression était considéré comme un élément indispensable pour toute installation incorporant un système de zones. En effet, son but est de maintenir à un niveau constant la pression de l air dans le réseau de gaines et éviter toute surpression due à la fermeture des volets motorisés correspondant aux zones ayant atteint leur température de consigne, le débit d air de l unité gainable étant constant. Cet air traité était normalement évacué directement dans le faux-plafond (reprise en vrac) ou bien dans une boîte de mélange (reprise gainée), avant d être repris par l unité gainable. La passerelle de communication Zonepack développée par Airzone en collaboration avec les principaux fabricants du marché, sélectionne automatiquement et de façon dynamique la vitesse du ventilateur de l unité gainable en fonction du nombre de zones en demande et par conséquent permet d éliminer complètement le bypass de l installation 3. Cela se traduit par une amélioration de la performance énergétique de l installation de climatisation. > Foisonnement Grâce à l utilisation d un système de zones, il est permis et même recommandé de dimensionner l équipement de production en fonction de la charge thermique simultanée et non totale. Il est également possible d appliquer un coefficient de foisonnement selon la nature des zones à contrôler (en séparant par exemple les zones dites de «jour» de celles de «nuit» dans le cas d un logement). Ces deux critères permettent par conséquent de réduire la puissance thermique installée. > Dimensionnement adéquat de l installation Dans le cas d installations comportant de nombreuses zones présentant une demande thermique relativement basse (cas typique d une installation du secteur tertiaire), la prescription d une unité gainable centralisée permet d accorder la puissance thermique de l équipement de production à celle réellement requise. En effet, dans le cas où une installation comporte une multitude d unités individuelles, la puissance totale équipée est largement surdimensionnée et provoque la mise en place d un groupe extérieur d une gamme supérieure a priori non requise, réduisant d autant les possibilités d éligibilité du bâtiment aux labels définis par la réglementation thermique. 3 Dans certaines configurations très particulières où l effet bypass ne peut être considéré comme négligeable, on conservera un clapet de surpression. 15

16 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction Confort Outre l économie d énergie obtenue par l introduction d un système de zones dans une installation de climatisation gainable, un autre avantage fondamental est le confort thermique atteint. Une installation gainable non régulée présente l inconvénient principal de ne pas être capable de garantir la température de consigne souhaitée dans chaque zone traitée. En effet, les charges thermiques diffèrent d une pièce à une autre (de multiples facteurs entrent en jeu : architecture, orientation solaire, occupation, activité, éclairage, etc.) et par conséquent la température ambiante évolue elle aussi de façon indépendante. Les systèmes de zones Airzone permettent de réguler la température indépendamment dans chaque pièce en s ajustant aux besoins thermiques de chacune d entre elles et aux consignes demandées par les utilisateurs. Selon une étude 4 réalisée par le Département Energie de l Université de Malaga (UMA), l analyse du niveau de confort pour un logement dans la zone climatique de Marseille, en comparant deux installations gainables, l une avec et l autre sans système de zones, montre une amélioration pouvant aller jusqu à 80% de temps de confort thermique supplémentaire : Comparaison du niveau de confort entre deux installations gainables dans la zone climatique de Marseille : avec et sans système de zones Grâce au système de zones Airzone, le confort thermique atteint un niveau optimal dans toutes les pièces, à la différence d une installation gainable non régulée. 4 L intégralité de l étude est disponible en téléchargement sur 16

17 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction Fonctionnalités pour l utilisateur final Les systèmes de régulation Airzone sont intuitifs, ergonomiques et simples d utilisation. Chaque interface dispose d un écran tactile de 4 pouces offrant la possibilité de créer des programmations horaires individualisées zone par zone. Thermostat Tacto pour système de zones Airzone Interface EnerFace pour système de zones Airzone Selon la gamme de produits considérée, de nombreuses autres fonctionnalités sont disponibles et seront exposées dans les chapitres suivants, comme par exemple le contrôle de zones à distance qui consiste en la possibilité de piloter depuis n importe quel thermostat l état de marche/arrêt de l installation et la température de n importe quelle zone présente dans le même système. Les systèmes de zones Airzone offrent en outre diverses options d intégration avec des systèmes de contrôle externes : > Par l intermédiaire d un contact sec de marche/arrêt forcé. > Par l intermédiaire d un port de communications pour intégration avec un système domotique ou une GTB/GTC. Le système Airzone utilise en effet le protocole ouvert Modbus, facilement intégrable via passerelle avec d autres protocoles disponibles sur le marché tels que KNX, BACnet, LonWorks, etc. 17

18 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction Airzone met également à disposition de l utilisateur final diverses interfaces additionnelles de gestion centralisée, connectées localement par le bus de communications Airzone (interface Supermaître), ou à distance par un réseau IP (serveur Web). Ces interfaces trouvent leurs applications aussi bien pour le secteur résidentiel (contrôle de l installation à partir d un smartphone) que pour le secteur tertiaire (contrôle simultané de jusqu à 199 unités de chauffage / refroidissement). Interface Supermaître de gestion centralisée 18

19 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction Esthétique Les systèmes de zones Airzone n affectent en rien l esthétique et la décoration des ambiances où ils se situent étant donné qu aussi bien les installations de climatisation que de régulation ne sont pas apparentes, à l exception du thermostat de zone et de sa bouche de diffusion correspondante. La vaste gamme de diffusion disponible pourra satisfaire les utilisateurs les plus exigeants, aussi bien au niveau fonctionnel qu esthétique. Installation avec split mural Installation gainable avec régulation Airzone Le faible impact visuel des installations gainables est renforcé par l esthétique sobre des interfaces Airzone, dont les couleurs neutres s adaptent parfaitement à tout type de décoration intérieure. 19

20 AIRZONE Guide des Solutions et Services Introduction UN SOLUTIONS AIRZONE : CONCEPT AU-DELÀ DES PRODUITS En investissant de façon continue depuis sa création dans la Recherche & Développement, Airzone a su mettre au point différents PRODUITS TECHNOLOGIQUES (aussi bien hardware que firmware et protocoles de communications) qui, combinés entre eux, forment les SYSTÈMES DE ZONES. A présent, unis au concept d INTEGRATIONN avec les fabricants de chauffage et refroidissement et l utilisateur final, nous sommes à même de présenter nos SOLUTIONS adaptées aussi bien au secteur résidentiel que tertiaire, optimisant l installation de climatisation dans le souci constant de l amélioration de la performance énergétique. PRODUITS SYSTÈME DE ZONES SOLUTIONS TECHNOLOGIE Hardware Firmware Communications INTÉGRATION Fabricants AC GTB / GTC Utilisateur final 20

21

22 22 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel

23 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel SOMMAIRE 02 SECTEUR RÉSIDENTIEL CAS D ÉTUDES PRATIQUES Habitat Collectif Habitat Individuel PROBLÉMATIQUE MISE EN ŒUVRE DE LA SOLUTION AIRZONE Dans le cadre de l Habitat Collectif Dans le cadre de l Habitat Individuel ARCHITECTURE DES SYSTÈMES ET SCHÉMAS DE CONNEXION Système câblé (bus) Système sans fil (radiofréquence) Interfaces de gestion énergétique et de gestion centralisée Zonepack AVANTAGES DE LA SOLUTION AIRZONE Critères économiques Fonctionnalités et valeur ajoutée Critères énergétiques et environnementaux CAS PARTICULIER DE LA RÉNOVATION CONCLUSIONS

24 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel CAS D ÉTUDES PRATIQUES Afin d exposer et de justifier la solution qu Airzone recommande dans le cadre d une installation de chauffage et refroidissement appliquée au secteur résidentiel, une étude exhaustive a été menée sur un pavillon et un appartement types. Celle-ci liste tous les avantages corrélatifs à une telle mise en œuvre, que ce soit au niveau technique, économique, énergétique ou simplement pratique et esthétique. Habitat Collectif L appartement étudié est présenté ci-dessous : Plan architectural de l appartement étudié Celui-ci possède une surface totale de 85 m 2 et climatisée de 65 m 2. Les zones à traiter, au nombre de 4, sont définies comme suit : Zone à climatiser Surface (m 2 ) Séjour Cuisine 33 Chambre 1 12 Chambre 2 9 Chambre

25 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Habitat Individuel Quant au pavillon étudié, il est décrit ci-dessous : Plan architectural du pavillon étudié D une surface totale de 230 m 2, 190 m 2 sont climatisés. Les zones à traiter, au nombre de 10, sont définies comme suit : Zone à climatiser Surface (m 2 ) Salon 35 Salle à manger 28 Cuisine 17 Chambre 1 13 Chambre 2 + dressing 25 Chambre 3 13 Chambre 4 16 Bureau 1 12 Bureau 2 15 Salle de jeux 16 Dans les points suivants nous allons procéder à la comparaison entre deux alternatives : > D une part, une option de chauffage et refroidissement non centralisée. > D autre part, une installation de chauffage et refroidissement centralisée et régulée par l intermédiaire du système de zones Airzone. 25

26 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel PROBLÉMATIQUE Dans le cas du secteur résidentiel, l option de climatisation généralement retenue consistera en l installation, dans le cas de chauffage seul, de convecteurs (à eau ou électriques) individuels, et dans le cas de chauffage et refroidissement, de consoles murales réversibles, elles aussi individuelles (c est-à-dire que chaque zone à traiter possède sa propre unité intérieure). Plan de l installation avec unités intérieures du type Split Mural (cas de l appartement) Dans le cas du pavillon individuel, étant donné la quantité de pièces à climatiser, au moins 3 groupes extérieurs seront à prévoir : Plan de l installation avec unités intérieures du type Split Mural (cas du pavillon) 26

27 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Ce type d installation, bien qu à même d obtenir le confort requis grâce à la présence d un thermostat d ambiance dans chaque zone, présente un certain nombre d inconvénients : > Chaque console murale intérieure doit être dimensionnée à partir de la charge thermique maximale de la zone dans laquelle elle est montée et non pas de la charge thermique simultanée du logement. Par conséquent, la puissance totale équipée est surdimensionnée et se traduit par, d un côté, la mise en place d un groupe extérieur d un modèle supérieur à celui réellement requis et d autre part, une consommation électrique plus élevée durant toute la durée de vie utile de l installation. Une autre conséquence directe de ce surdimensionnement est la réduction des possibilités d éligibilité du logement aux labels définis par la réglementation thermique. > La multiplication des unités intérieures est synonyme d augmentation du nombre de circuits frigorifiques associés. Non seulement la mise en œuvre est plus laborieuse et allonge le temps de l installation et l ampleur des travaux, mais encore la norme NF EN sur la limitation de la quantité de fluide frigorigène en circulation se voit difficilement respectée (voir chapitre 1, paragraphe «Réglementation en vigueur»). > Le ventilateur se trouvant au sein-même de la zone à traiter, la nuisance sonore provoquée peut se révéler gênante, surtout la nuit dans les chambres à coucher. > La console murale est imposante et visible par tous. Son esthétique n est pas forcément compatible avec tous les intérieurs et peut même gêner l architecture de la pièce dans laquelle elle se trouve. La solution Airzone, de par sa mise en œuvre et ses fonctionnalités, est à même de remédier à toutes ces problématiques, en apportant de surcroît une certaine valeur ajoutée à l installation de chauffage et refroidissement. 27

28 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel MISE EN ŒUVRE DE LA SOLUTION AIRZONE Dans le but de répondre aux problématiques énoncées précédemment, Airzone préconise la solution suivante : SYSTÈME DE ZONES AIRZONE + PASSERELLE DE COMMUNICATION ZONEPACK + UNITÉ GAINABLE INVERTER À DÉTENTE DIRECTE Les spécificités des mises en œuvre relatives au logement collectif et individuel sont développées ci-après. Dans le cadre de l Habitat Collectif L installation de chauffage et refroidissement est intégrée dans un faux-plafond créé à cet effet et qui reste localisé au niveau de la salle de bain (où se trouve la trappe d accès au gainable et aux registres motorisés) et des couloirs par lesquels circulent les gaines de soufflage. Au niveau des zones de vie traitées (séjour, chambres, etc.), aucun faux-plafond n est requis et il est donc possible de conserver la hauteur sous plafond initiale afin de ne pas perturber l architecture intérieure. Seuls resteront visibles les grilles de diffusion et les thermostats de zone. Implémentation de la solution Airzone 28

29 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Implémentation de la solution Airzone (installation en faux-plafond) Sur les schémas précédents : > En vert est délimité le faux-plafond concentré uniquement sur la salle de bain et les zones de passage, sans altérer les pièces principales. > En bleu est symbolisé le réseau de gaines de soufflage ainsi que les bouches murales associées (1 bouche par gaine). Au départ de chaque gaine de soufflage est installé un registre motorisé (ici représenté en couleur verte) qui s ouvre ou se ferme selon la demande dans la zone associée. > En rouge sont tracées les grilles de reprise (1 grille de reprise pour chaque soufflage). L air est repris en vrac dans le faux-plafond et se mélange avec l air ambiant avant d être aspiré au niveau de la reprise de l unité gainable. Les travaux de mises en œuvre sont ainsi minimisés et adaptés au peu d espace disponible dans le faux-plafond. > Chaque ambiance possède son propre thermostat de zone, permettant de fixer de façon indépendante la consigne dans la pièce à traiter. > L ensemble des éléments de régulation est géré par l intermédiaire d une platine centrale (représentée en bleu foncé) également chargée de la communication avec l unité intérieure du gainable par l intermédiaire de la passerelle de communication Zonepack. 29

30 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel > Pour faciliter au maximum la mise en œuvre et le temps de l installation, Airzone a mis au point le Plénum Motorisé qui consiste en un plénum de soufflage spécifiquement adapté aux mesures de l unité gainable 1 installée, sur lequel viennent montés d usine tous les éléments du système de zones (platine, Zonepack, registres motorisés), à l exception des thermostats installés ultérieurement dans les zones à traiter : Plénum motorisé Plénum motorisé monté sur l unité gainable En outre, le plénum motorisé possède une bouche latérale d admission d air provenant de la Ventilation Mécanique Contrôlée (VMC) comme indiqué sur le schéma ci-dessous : Bouche d admission d air de VMC Ce système ingénieux permet d assurer un renouvellement d air neuf continu dans toutes les zones de l installation (si requis), y compris celles qui ne sont pas en demande de climatisation, grâce à l implémentation d un caisson étanche au sein même du plénum motorisé, indépendant de l ouverture ou de la fermeture des registres de gaines. 1 Nous consulter afin d obtenir la liste des marques et modèles disponibles. 30

31 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel L objectif est de supprimer le réseau de gaines de soufflage d air neuf et d utiliser à cet effet les propres gaines du système de chauffage et refroidissement. Cette non-duplicité de gaines réduit drastiquement les moyens à mettre en œuvre au niveau de l installation globale de chauffage, refroidissement et ventilation. 31

32 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Dans le cadre de l Habitat Individuel L intégralité de l installation de climatisation est localisée dans les combles afin de minimiser au maximum les travaux intérieurs nécessaires. Seuls seront visibles les thermostats de zone ainsi que les bouches de soufflage (une par pièce) et de reprise (une par unité intérieure). Implémentation de la solution Airzone (unité intérieure 1) Implémentation de la solution Airzone (unité intérieure 2) 32

33 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Implémentation de la solution Airzone (installation dans les combles) Sur les schémas précédents : > L installation dans son ensemble est disposée dans les combles : aucun faux-plafond n est nécessaire, pas même dans les zones de passage. > En bleu est symbolisé le réseau de gaines de soufflage ainsi que les bouches de plafond associées (1 bouche par gaine). Au départ de chaque gaine de soufflage est installé un registre motorisé (ici représenté en couleur verte) qui s ouvre ou se ferme selon la demande dans la zone associée. > En rouge sont tracées les gaines de reprise et les grilles porte-filtres associées (1 grille par unité intérieure). Le fait de gainer cette reprise est primordial afin d éviter que l air repris se mélange à l air présent dans les combles (beaucoup plus froid en hiver et chaud en été), ce qui fausserait les données de retour envoyées au système inverter. > Chaque ambiance possède son propre thermostat de zone, permettant de fixer de façon indépendante la consigne dans la pièce à traiter. > L ensemble des éléments de régulation est géré par l intermédiaire d une platine centrale (représentée en bleu foncé) également chargée de la communication avec l unité intérieure du gainable par l intermédiaire de la Zonepack. > Comme indiqué dans le paragraphe précédent, les composants du système de zones sont montés sur un plénum motorisé incluant une bouche d admission d air neuf de VMC. Cet air peut provenir aussi bien d une centrale de traitement de simple flux que de double flux. 33

34 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel ARCHITECTURE DES SYSTÈMES ET SCHÉMAS DE CONNEXION Différents moyens de connecter les thermostats de zone sont disponibles au sein même du système de régulation Airzone : par câble (bus) ou sans fil (radiofréquence). L architecture spécifique de chacune de ces deux options est détaillée dans les points suivants, ainsi que le principe de connexion et de fonctionnement de la Zonepack. Système câblé (bus) Dans sa version filaire, le système de régulation Airzone utilise un câble bus afin de : > Transmettre les informations de façon interne entre tous les éléments composant le système de zones : o La platine de contrôle o Les modules locaux : chacun d entre eux est chargé de gérer le fonctionnement du registre motorisé auquel il est associé en fonction des données reçues et des besoins de l installation à tout moment. o Les thermostats de zones o Les interfaces de gestion (EnerFace, Serveur Web, Supermaître) > Alimenter tous les composants électroniques et les moteurs à partir d une unique source d alimentation dont le transformateur est généralement accolé à la platine centrale. Le câble bus d Airzone possède 4 fils (section 0,22 mm 2 ) : 2 d entre eux sont chargés de la transmission des données au sein du système ; les 2 autres sont destinés à l alimentation des différents modules. De plus et afin d éviter tout type d interférence, le câble préconisé est blindé. Toutes les communications au sein du système câblé d Airzone emploient le protocole standard ouvert ModBUS 2, protocole répandu et très facilement intégrable. 2 La liste des commandes utilisées par le système filaire Airzone est disponible sur demande. Nous consulter. 34

35 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel > L architecture générale du système Airzone filaire est la suivante : Architecture du Système de zones Airzone filaire ZONE 1.1 ZONE 1.2 Bus local PLATINE DE CONTRÔLE 1 ZONE 1.32 ZONE 2.1 Bus externe ZONE 2.2 Bus local PLATINE DE CONTRÔLE 2 ZONE 2.32 > La platine de contrôle et les modules locaux sont connectés par l intermédiaire d une topologie de type bus : Connexion de la platine de contrôle et des modules locaux : topologie bus 35

36 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel > Le module local est le gestionnaire de la zone à laquelle il est affecté : connecté à un registre motorisé (2 fils d alimentation) et à son thermostat associé (bus 4 fils), il communique de façon bidirectionnelle avec la platine de contrôle (transmission et réception de données). Connexions au niveau du Module Local ou Gestionnaire de Zone > Chaque module local ou gestionnaire de zone ne peut être connecté qu à un unique moteur. Par contre, un même thermostat peut contrôler l ouverture et la fermeture de plusieurs registres motorisés de façon simultanée, par exemple dans le cas d une zone d une surface étendue. Dans le schéma ci-dessous, le thermostat de zone noté A contrôle l ouverture et la fermeture des registres motorisés 1 et 2, gérés respectivement par les modules locaux 1 et 2 : Thermostat gérant l ouverture et la fermeture de 2 registres motorisés 36

37 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel > Une platine de contrôle, connectée à une unique unité intérieure gainable par l intermédiaire de la Zonepack (voir paragraphe suivant), peut communiquer avec un maximum de 32 modules locaux (par conséquent chaque système contiendra au maximum 32 moteurs et 32 thermostats). À noter qu un thermostat peut être associé à un maximum de 32 moteurs (dans ce cas, il est l unique thermostat du système). > Au sein d un même système, chaque module local possède une adresse unique qui lui est propre (de 1 à 32) grâce à laquelle il peut être configuré et adapté aux conditions requises par l installation. > Toutes les options de gestion énergétique et centralisée, étant communes aux systèmes câblé et sans fil, sont développées dans le paragraphe spécialement dédié à ce sujet. 37

38 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Système sans fil (radiofréquence) Le système sans fil proposé par Airzone possède une structure mixte, dans le sens où : > Les thermostats de zone communiquent par radiofréquence de façon bidirectionnelle avec la platine de contrôle du système. La communication s établit via un protocole propriétaire sécurisé sur une fréquence spécialement développée à cet effet. Il est capable d empêcher toute intrusion extérieure en verrouillant le système une fois configuré. > Les registres motorisés sont câblés à la platine de contrôle par l intermédiaire d un câble de 2 fils d alimentation. L avantage de cette option est que les moteurs ne nécessitent pas de source d alimentation propre (pile, batterie ou autre) puisqu ils s alimentent directement depuis la platine de contrôle. > Le système contrôle un nombre maximal de 6 zones (autrement dit, 6 thermostats), pouvant piloter jusqu à 8 moteurs. Communication entre la platine de contrôle, les thermostats et les registres motorisés > Pour éviter toute interférence, le système change automatiquement de canal de transmission au besoin (parmi 16 canaux), sans interrompre aucune communication. 38

39 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel > Tous les éléments peuvent communiquer de manière bidirectionnelle entre eux. Ainsi, pour atteindre la platine, un thermostat «éloigné» peut transmettre et recevoir des informations par l intermédiaire des autres thermostats du système auquel il appartient, et ce de manière dynamique. > L architecture générale du système Airzone sans fil est donc la suivante : Architecture du Système de zones Airzone sans fil ZONE 1 ZONE 2 ZONE 3 ZONE 4 PLATINE DE CONTRÔLE ZONE 5 ZONE 6 > Toutes les options de gestion énergétique et centralisée, étant communes aux systèmes câblé et sans fil, sont développées dans le paragraphe spécialement dédié à ce sujet. 39

40 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Interfaces de gestion énergétique et de gestion centralisée Toutes les interfaces présentées ci-dessous sont communes à l ensemble des systèmes de zones Airzone, qu ils soient câblés ou sans fil. > Airzone dispose d une interface de gestion énergétique baptisée EnerFace (voir chapitre 1, page 13). Celle-ci est connectée par l intermédiaire du port de communications externe RS485 de la platine de contrôle. Sa fonction consiste à mesurer la consommation électrique de l installation de climatisation et indiquer l économie d énergie réalisée en comparaison avec la même installation, mais dépourvue de l algorithme de performance énergétique. Connexion de l interface EnerFace à la platine de contrôle (système câblé) Connexion de l interface EnerFace à la platine de contrôle (système sans fil) 40

41 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel > Afin de fonctionner correctement et être capable de mesurer la consommation en temps réel de l installation, l interface EnerFace dispose de 2 éléments complémentaires : o Une pince ampérométrique, située dans le tableau électrique, chargée de mesurer l intensité électrique consommée par le compresseur de l unité de climatisation. o Un adaptateur ampérométrique chargé de faire le lien entre la pince ampérométrique et la platine de contrôle du système, capable d interpréter les données. Connexion de l équipement EnerFace complet (système câblé) Connexion de l équipement EnerFace complet (système sans fil) 41

42 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel > Dans une installation de chauffage et refroidissement comportant plusieurs unités gainables inverter (par exemple dans le cas d un pavillon), il est tout à fait possible de connecter entre elles les différentes platines de contrôle afin de procéder à une gestion centralisée de l installation. Cette connexion se réalise par l intermédiaire des ports de communications externes RS485 des platines de contrôle (2 fils de transmission et réception de données). Connexion de différentes platines de contrôle au sein de la même installation (système câblé) Connexion de différentes platines de contrôle au sein de la même installation (système sans fil) Une fois connectées entre elles les platines de contrôle de l installation, les différentes options de gestion centralisée offertes sont les suivantes : Serveur Web, Supermaître et Passerelle d intégration. Les spécificités de chacune d entre elles sont expliquées sur la page suivante. 42

43 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel > L interface Serveur Web permet de gérer simultanément jusqu à 32 platines de contrôle par l intermédiaire de commandes TCP/IP, accessibles depuis n importe quel terminal connecté à Internet (ordinateur, smartphone, PDA, etc.), ou plus simplement au sein d un réseau local. L interface conviviale permet de changer à tout moment n importe quel paramètre de l installation : mode de fonctionnement des unités, état de marche / arrêt et température de consigne des zones, mode économique, etc. > L interface Supermaître permet de gérer simultanément jusqu à 199 platines de contrôle : marche/arrêt des unités de climatisation, programmation et imposition d un mode de fonctionnement commun à partir d une unique manipulation. > La passerelle d intégration domotique permet d intégrer l installation de climatisation gérée par Airzone, au sein de l automatisation du logement. Disponible pour les protocoles KNX, BACnet et LonWorks, elle permet de contrôler jusqu à 4 systèmes. Il est important de rappeler qu il n est pas possible d installer simultanément 2 interfaces de gestion centralisée ou énergétique. En d autres termes, le prescripteur devra sélectionner, parmi les 4 options disponibles (EnerFace, Serveur Web, Supermaître et passerelle d intégration domotique), celle qui correspond le mieux aux besoins requis par le projet étudié. 43

44 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Zonepack La Zonepack est la passerelle permettant d intégrer de façon optimale le système de zones Airzone à l unité inverter gainable. Grâce à cet élément développé en collaboration avec les principaux fabricants du marché 3, le système de zones Airzone est capable de tirer profit de la technologie Inverter de l unité de climatisation et d en optimiser le fonctionnement, aussi bien du point de vue de la consommation électrique que du confort global de l installation. Concrètement, la Zonepack permet de : > Réaliser la fonction de marche / arrêt du groupe de chauffage et refroidissement à partir du thermostat principal Airzone. > Choisir le mode de fonctionnement de l unité de climatisation (Chaud, Froid, Ventilation) à partir du thermostat principal Airzone. > Adapter automatiquement et de façon dynamique la température de consigne de l unité intérieure du gainable en fonction des différentes températures de demande indiquées à tout moment par les utilisateurs de l installation sur les thermostats Airzone. > Choisir automatiquement la vitesse du ventilateur de l unité inverter en fonction du nombre de zones en demande à tout moment : plus le nombre de zones en demande est élevé, plus la vitesse de ventilation est grande. La connexion de la Zonepack dépend du fabricant considéré, toutefois les schémas génériques indicatifs sont présentés ci-dessous : Connexion de la Zonepack (système câblé) 3 Disponible actuellement pour les marques Daikin, Fujitsu, Hitachi, LG, Mitsubishi Electric, Mitsubishi Heavy Industries et Samsung. Nous consulter pour les autres marques, les développements évoluant en permanence. 44

45 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Connexion de la Zonepack (système sans fil) 45

46 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel AVANTAGES DE LA SOLUTION AIRZONE Cette section détaille à présent les avantages apportés par la solution Airzone, aussi bien au niveau économique que fonctionnel ou énergétique. Critères économiques > Réduction de l investissement initial en matériel et main d œuvre (chauffage, refroidissement et ventilation) En effet, la solution centralisée gainable requiert 1 voire 2 unités intérieures au maximum, contre 1 console par zone dans le cas d un multisplits. Il est possible de réaliser un comparatif approximatif concernant l investissement initial, aussi bien en matériel qu en main d œuvre (unités intérieures et extérieures, liaison frigorifique, gaines, système de régulation et diffusion), en se basant sur des prix moyens généralement constatés sur le marché français. À partir des deux logements (individuel et collectif) étudiés précédemment et en prenant comme point de départ une installation du type multisplits, les résultats concernant les économies réalisées grâce à la solution Airzone sur le matériel et la main d œuvre sont les suivants : RÉFÉRENCE HABITAT INDIVIDUEL ÉCONOMIES SOLUTION AIRZONE (syst. filaire) HABITAT COLLECTIF ÉCONOMIES SOLUTION AIRZONE (syst. sans fil) Unités de climatisation (intérieures + extérieures) -38% -36% Liaisons frigorifiques -91% -42% Système régulation Airzone % +100% Diffusion clim. (gaines, grilles, plenums) % +100% Faux-plafond 5-0% Air neuf 6 (hors CTA) -100% -100% TOTAL MATÉRIEL -7% -3% TEMPS DE MAIN D ŒUVRE -36% -21% 4 Requis uniquement dans le cas de la mise en œuvre proposée par Airzone. 5 Le même faux-plafond est requis dans le cas multisplits afin de mettre en œuvre le soufflage de l air neuf. 6 Requis uniquement dans le cas de la mise en œuvre sans système Airzone. 46

47 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel La plus grande économie initiale se situe donc avant tout au niveau de la main d œuvre plus que du matériel en soi : l implémentation de la solution proposée par Airzone permet d optimiser les ressources humaines à dédier au chantier qui peuvent par conséquent être redistribuées plus rapidement vers d autres travaux en cours. Il est à noter que la régulation est éligible au crédit d impôt si posée par un professionnel. > Réduction de la consommation électrique de l installation En considérant une utilisation journalière moyenne de 8 heures, 150 jours par an (3 mois d hiver et 2 mois d été) et en se basant sur les puissances nominales absorbées des unités intérieures et extérieures, selon les données annoncées par les fabricants, il est possible d estimer l économie réalisée au niveau de la consommation globale de l installation. Celle-ci varie entre 5% (cas de l habitat individuel) et 15% (cas du logement collectif). > Réduction du nombre d opérations de maintenance Il est évident que le fait d installer moins d unités (aussi bien intérieures qu extérieures) réduit le temps et le budget correspondant au suivi et à la maintenance de l installation tout au long de sa vie utile. En effet, une visite périodique annuelle est généralement recommandée, dont la durée et le coût sont directement proportionnels au nombre de consoles ou de gainables installés. 47

48 AIRZONE Guide des Solutions et Services Secteur Résidentiel Fonctionnalités et valeur ajoutée Le système Airzone est doté d une multitude de fonctionnalités destinées à tous les interlocuteurs du projet : Bureau d Etudes : optimise le fonctionnement de l installation, permet de respecter les règlementations en vigueur, offre des alternatives aux options de contrôle traditionnelles. > Versatilité de l installation La topologie utilisée par le système Airzone permet d ajouter et de supprimer des registres motorisés, de modifier la distribution de l installation, de changer l emplacement des thermostats (système sans fil), de réassigner l adressage (système filaire), etc., de façon très simple et intuitive, sans besoin de toucher à l installation existante. Par conséquent, l installation Airzone s adapte aux besoins changeants du logement tout au long de sa vie utile. > Moteurs basse consommation, alimentés en Très Basse Tension (TBT, 12Vdc) Tous les moteurs sont alimentés à partir du bus de communications (système filaire) ou de la platine de contrôle (système sans fil). De plus, ils sont alimentés uniquement durant les phases d ouverture et de fermeture (3 secondes approximativement) et non alimentés le reste du temps. La consommation électrique résultante est donc minime, voire négligeable (environ 3W durant 3 secondes). > Registres motorisés à ouverture proportionnelle 7 Le degré d ouverture des registres motorisés est proportionnel à la différence entre les températures ambiante et de consigne (plus cette différence est élevée, plus le degré d ouverture est important). De plus, les registres se calibrent de façon automatique et périodique pour un fonctionnement optimal constant. > Contact de fenêtre 7 Le module gestionnaire de zone dispose d une entrée digitale pour contact de fenêtre, permettant d éteindre automatiquement le chauffage ou le refroidissement dans la zone dès que la fenêtre s ouvre, afin d éviter toute perte inutile. > Détecteur de présence 7 Le module gestionnaire de zone dispose d une entrée digitale pour détecteur de présence, permettant de commuter vers l état «mode veille» (augmentation ou diminution de la consigne de 2ºC selon le mode de fonctionnement) à partir du moment où aucune personne n est détectée dans la pièce. > Sonde de température à distance 7 En cas de ne pas pouvoir (ou vouloir) positionner un thermostat directement dans la zone à contrôler, il est possible d utiliser une sonde de température à distance comme alternative. 7 Système câblé uniquement. 48