Les centrales multifonctions. Caractéristiques des offres. Dossier de veille réalisé par Energie Information services

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1 Les centrales multifonctions Caractéristiques des offres Dossier de veille réalisé par Energie Information services

2 Les centrales multifonctions Caractéristiques des offres Présentation et contexte Ce rapport a pour objectif de présenter les nouvelles centrales multifonctions présentes sur le marché. L évolution des bâtiments implique un fort changement au point de vue de la ventilation et du chauffage. En effet, les nouveaux bâtiments étant de plus en plus étanche impacte sur une baisse considérable de besoins de chauffage (baisse des déperditions thermiques ainsi qu un rôle plus important des apports gratuits). De plus les bâtiments ont tendance à surchauffer rapidement (taux d occupation, apports gratuits, ) c est pour cela qu il faut parfois même les rafraichir. Dans les maisons passives, en Europe centrale, les systèmes de ventilation ont fortement évolués. On peut particulièrement noter la sortie de systèmes de ventilation double flux multifonctions, qui assure le chauffage de l air neuf, son rafraichissement mais aussi la génération de chaleur pour l ecs ou des systèmes de chauffage à eau (planchers.). Cette évolution est la résultante de deux facteurs : La réduction des besoins permet de fournir suffisamment de puissance pour chauffer les locaux par l air hygiénique, sans augmenter les débits par recyclage. Cette même réduction induit la nécessité de générateurs de chaleur de faible puissance et l usage d une pompe à chaleur sur l air extrait devient suffisant pour couvrir le besoin. On peut donc envisager que le développement de plus en plus fort de systèmes à air dans ces bâtiments se généralise y compris en France avec l évolution de nos objectifs thermiques Energie Information Services Energie Information Services (EIS) est une entreprise, créée en 2009, par trois bureaux d études spécialisés dans le secteur de l énergie et du bâtiment : Allie Air, Alphéeis et Pierre Barles Consultant. EIS a pour objectif de promouvoir les solutions performantes d'ʹun point de vue énergétique et sanitaire dans le secteur du bâtiment. Sa mission est la fourniture de services de collecte, de diffusion d information et de veille sur les aspects innovants du bâtiment et des équipements. Energie Information services développe également des activités de formation Pierre Nolay Gérant Présentation et contexte 2

3 Analyse Cette recherche nous permet de ressortir les éléments suivants : La plupart des échangeurs utilisés sont des échangeurs statiques à plaques et à contre flux Très peu de centrale avec une PAC air/eau Les ballons proposés avec les centrales sont compris entre 200 L (Tzen de Aldes, LWZ 303/403 de Stiebel Eltron, ) à 500 L (Compackt 360 DC de paul ventilation, ) Certaines machines ont la possibilité d être raccordées à du solaire thermique. La pluparts des centrales multifonctions sont faites pour des logements individuels mais il existe également des centrales pour des logements collectifs. Concernant les filtres, la plupart des centrales sont dotées de filtre G4 sur l air extrait et de filtre F7 sur l air neuf. Le tableau suivant regroupe les produits (mode de fonctionnement) trouvés et classés selon le groupe de travail européen sur le sujet (CEN- TC JWG) : No Description: Schéme Norme 1 Double Flux (DF)avec échangeur 2 DF + pompe à chaleur (PAC) Air rej/air 3 DF + PAC Air rej/air + échangeur 4 DF + PAC Air rej/eau sur ecs Heating 5 DF + PAC Air rej/eau pour chauffage hydronique et rafraichissement Heating 6 DF + PAC Air rej/eau + 1 échangeur pour alternativement : Heating - chauffage hydronique et rafraichissement - Eau chaude sanitaire (ecs) 6a DF + PAC Air rej/eau + 2 échangeurs pour simultanément : Heating - chauffage hydronique et rafraichissement - ecs Présentation et contexte 3

4 7 DF + PAC Air rej/air + PAC Air rej/eau pour ecs 8 DF + PAC Air rej/air + PAC Air rej/eau pour chauffage hydronique 8a DF + PAC Air rej/air + PAC Air rej/eau pour rafraichissement hydronique 9 DF + PAC Air rej/air + PAC Air rej/eau + 1 échangeur pour alternativement : - chauffage hydronique et rafraichissement - ecs 9a DF + PAC Air rej/air + PAC Air rej/eau + 2 échangeurs pour simultanément : - chauffage hydronique et rafraichissement - ecs 10 DF + échangeur Air/Air + PAC Air rej/air + PAC Air rej/eau + 1 échangeur pour alternativement : - chauffage hydronique et rafraichissement - ecs 10a DF + échangeur Air/Air + PAC Air rej/air + PAC Air rej/eau pour ecs Présentation et contexte 4

5 10b DF + échangeur Air/Air + PAC Air rej/air (chauffage et rafraichissement) + PAC Air rej/eau + 1 échangeur pour alternativement : - chauffage hydronique - ecs Ce tableau démontre les différents systèmes de ventilation, cependant en France tous ces systèmes ne sont pas utilisés. Le système multifonction le plus couramment utilisé est l association d une VMC double flux avec une PAC sur air extrait. Le principe de fonctionnement est le suivant : L air extrait du logement va passer par l échangeur statique (échangeur de la VMC) afin d échanger ces calories avec l air neuf (ainsi l air neuf soufflé dans le logement est préchauffé). Une fois les calories échangées avec l air neuf, l air extrait passe par un deuxième échangeur (condenseur ou évaporateur) afin de transmettre ces calories restantes à un fluide frigorigène. Ce fonctionnement permet de faire fonctionner une boucle frigorigène et de restituer la chaleur ou la fraicheur par l intermédiaire d un échangeur sur l air insufflé dans le logement. Il existe deux typologies couramment rencontrées, l association d une VMC simple flux avec un ballon thermodynamique assurant 3 à 4 fonctions ainsi qu une VMC double flux avec une PAC sur air extrait (détaillé ci- dessus) assurant 3 à4 fonctions. Points clés à retenir : Puissance en chaud d une PAC sur air extrait est de 1 à 2 kw La puissance est plus importante en chaud avec une PAC eau/eau Les COP sont compris entre 3 et 5 (suivant les centrales) Les débits sont diffèrents suivant la centrale (200 à 300 m3/h pour les maisons individuelles voire 500 m3/h, de 1000 à 8000 m3/h pour les logements collectifs) Possibilité d intégrer un ballon de 200 à 500 litres pour l ECS Possibilité de se raccorder à du solaire thermique. Points clés sur la mise en œuvre : Un échangeur haute efficacité peut produire plusieurs litres d eau/h ce qui entraine la mise en œuvre d une pente de environs 3 % ou l utilisation d un siphon afin d évacuer des condensats. Il faut également prévoir un entretien régulier, un changement des filtres ainsi qu un accès autour de la centrale afin d effectuer la maintenance. Au point de vue aéraulique, l installation est identique à une VMC double flux ou simple flux (suivant la configuration utilisée) tout en respectant les prescriptions des fabricants. Concernant la Présentation et contexte 5

6 mise en œuvre du réseau hydraulique, il faut respecter les DTU en vigueur sur la plomberie ainsi que les prescriptions fabricants. Quelques exemples de produits Aldes è Tzen 300/3000 et Tzen 400/4000 Produit conçu pour l habitat et éventuellement le collectif. VMC double flux avec un échangeur à plaques à flux croisés d une efficacité de récupération de 60%. Le T.Zen est adapté pour des bâtiments dont les performances ne correspondent pas aux exigences BBC. Le T.Zen permet d assurer le chauffage (appoint embarqué) pour des maisons de type BBC ou THPE avec une très bonne enveloppe et d une surface inférieure à 150 m². PAC sur air extrait permettant le chauffage (3000 W et COP = 3,2) et le rafraîchissement de l air (2000 W et EER = 3,6) pour le modèle 300/3000. Production d ECS en plus sur le modèle 400/4000 (ballon de 200 L). Motorisation basse consommation, puissance moyenne consommée par ventilateurs : 60 W. Filtration de type G4+F5 sur l air neuf et de type G4 sur l air repris. Fonction surventilation, modes de fonctionnement différents. Bypassage de l échangeur pour le fonctionnement en mode free- cooling. Thermostats et sondes, clavier de commande et régulation. Quelques exemples de produits 6

7 Paul ventilation è Compakt 360 DC. Conçu pour une maison passive à basse énergie. Débits : jusqu à 350 m3/h pour une pression disponible de 100 Pa. Puissance absorbée : 200 W pour un débit de 200 m3/h. Ventilation double flux avec un échangeur d une efficacité de récupération de 90 %, chauffage, (préchauffage possible avec la mise en place d une batterie à eau ou d une batterie électrique) et production d'ʹecs (ballon de 500 litres appoint électrique). By- pass géothermique, Echangeur géothermique. By- pass de l échangeur pour le fonctionnement en été. Utilisation de PAC air/eau, compresseur silencieux hermétique. Puissance de chauffage de 3,9 à 4,6 kw selon modèle pour des COP respectivement de 2,95 à 4,35. Filtration de type EU4 ou EU7 sur l air neuf et de type EU4 sur l air repris. Quelques exemples de produits 7

8 Stiebel Eltron è LWZ 303/403. Conçu pour l habitat, pour les maisons à faible demande énergétique. Débit d air : de 80 à 230 m3/h pour le modèle LWZ 303 integral et le modèle LWZ 303 SOL, de 110 à 280 m3/h pour le modèle LWZ 403 SOL. Puissance absorbée : NC. Echangeur d une efficacité de récupération de 90 %. Préparateur d'ʹecs de 200L, régulation qui gère le chauffage, ventilation double flux, possibilité d'ʹinstaller un panneau solaire. Différents modes, commande à distance. è LWZ 304/404 Conçue pour les logements à faible besoins énergétiques et maisons passives effinergie et minergie. Plusieurs fonctions tels que le chauffage, la production d eau chaude sanitaire, la ventilation ainsi que le rafraîchissement. Débits d air compris entre m3/h - Débit volumétrique de l'ʹair PAC de 1000 m3/h. Utilisation d'ʹun filtre G4 et F5. Munie d'ʹun ballon d'ʹecs pouvant contenir jusqu'ʹà 235 L Possibilité de combinaison avec une installation solaire. Récupération de chaleur jusqu'ʹà 90 %. COP est compris entre 3.36 et 3.40 (suivant modèle). Puissances frigorifiques de 3.60 kw pour la LWZ 304 et 4.60 kw pour la LWZ 404. Puissances calorifiques de 6.19 kw pour la LWZ 404 et de 4.30 pour la LWZ 304. Quelques exemples de produits 8

9 Zehnder Comfosystems è ComfoBox. Produit conçu pour l habitat. Chauffage, ventilation, climatisation et production d ECS. Le système ComfoBox se compose d'ʹune pompe à chaleur géothermique à eau glycolée associée au ComfoFond- L (ballon de stockage ECS) et un système de ventilation double flux. Débit d air : jusqu à 500 m3/h. Echangeur d une efficacité de récupération de 90%. Puissance thermique de la PAC : de 5 à 13 kw, COP (0/35 C) de 4,5. Ballon d ECS de 400 litres (500 litres possible en option). Atlantic è Aeraulix L Aeraulix est un une VMC hygro B plus un chauffe- eau. Conçue pour des maisons individuelles allant du T3 au T7 (2 à 6 sanitaires). Débit maximal de 265 m3/h avec un débit nominal allant de 37 à 153 m3/h. Le niveau sonore rayonné de l ensemble VMC + PAC est de Lw = 51 db(a). L'ʹAéraulix contient quatre mode de fonctionnements : le mode ECO, BOOST, AUTO et ABSENCE. Elle est composée d'ʹun moteur basse consommation à courant continu et d'ʹun ballon d eau chaude pouvant contenir jusqu à 200 litres. Puissance PAC absorbée = 400 W, Puissance ventilateur = 14 W, Puissance nominale à 20 C = 800 W. COP à débit nominal minimal (20 C et 35 m3/h) de 2.59 ainsi qu'ʹun COP à débit nominal maximal (20 C et 150 m3/h) de Quelques exemples de produits 9

10 France air è Soraya Produit conçu pour le tertiaire, logements collectifs (neuf ou rénovation), hôtellerie. Elle assure le chauffage, la ventilation, et le préchauffage d ECS. La SORAYA se compose d une VMC simple flux (VMC classé C4 - extracteur) associée à une PAC air/eau. Ventilateur : moto ventilateur centrifuge à action simple ouïe. 2 modèles : SORAYA 7.5 kw : Débit compris entre 1000 et 4000 m3/h, puissance thermique 7.5 kw. SORAYA 15 kw : Débit compris entre 1000 et 8000 m3/h, puissance thermique 15 kw. Echangeur à plaque en acier inox (coté eau) COP : pour le modèle (7.5 kw) : 4.5, pour le modèle (15 kw) : 4.95, Production d eau chaude de 35 C à 55 C pour le préchauffage et l ECS. Puissance calorifique : 8.81 kw (modèle 7.5 kw), kw (modèle 15 kw) Puissance absorbée : 1.95 KW (modèle 7.5 kw), 3.67 kw (modèle 15 kw) Quelques exemples de produits 10

11 Mydatec è RT 200 V- H RT 250 V- H- RT 300 V- H Produit conçu pour des maisons individuelles ou petit tertiaire (salle de classe, local ) convient également au neuf comme à la rénovation. Débit d air allant de 200 à 300 m3/h selon la centrale. COP (+7) compris entre 3.55 et 3.89 / COP (- 7) compris entre 4.55 et EER (35 C ext/27 C int) = 2.39 à 2.41 Puissance absorbée : de 0.52 à 0.87 kw Moteur basse consommation. Comporte un échangeur haute efficacité (condenseur / évaporateur). Contient un bac de récupération des condensats afin d éviter toute corrosion. Elle peut être horizontale ou verticale et placé en volume chauffé. Comporte un filtre G4 avec possibilité d avoir un filtre M5 en option. Quelques exemples de produits 11

12 Synthèse fabricant Nom centrale débit (m3/h) maison individuelle logements collectif tertiaire ventilation chauffage rafraichissement prechauffage ECS ballon (L) ENR ALDES Tzen 300 NC X X - X X X X ALDES Tzen 3000 NC X X - X X X X ALDES Tzen 400 NC X X - X X X X X ALDES Tzen 4000 NC X X - X X X X X ALDES T Flow Min : 40 X X - X X PAUL VENTILATION Compakt 360 DC 350 X - - X X NC NC X STIEBEL ELTRON LWZ X - - X X - NC X 200 X STIEBEL ELTRON LWZ X - - X X - NC X 200 X STIEBEL ELTRON LWZ X - - X X X NC X 235 X STIEBEL ELTRON LWZ X - - X X X NC X 235 X ZEHNDER COMFOSYSTEMS Comfobox 500 X - - X X X X X ATLANTIC Aeraulix 265 X - - X X FRANCE AIR Soraya 7, X X X X - - X Préchauffage ECS FRANCE AIR Soraya X X X X - - X Préchauffage ECS MYDATEC RT X - X X X X MYDATEC RT X - X X X X MYDATEC RT X - X X X X Synthèse 0

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