Pompes à chaleur eau/eau Applications commerciales Chaudière/tour et applications géothermiques

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1 Pompes à chaleur eau/eau Applications commerciales Chaudière/tour et applications géothermiques

2 Solution 1 Pompe à chaleur eau/eau Les systèmes de pompes à chaleur avec boucle d'eau associent des pompes à chaleur hydroniques sur un réseau de tuyauterie ordinaire avec un éjecteur thermique et une chaudière, ces derniers ayant pour fonction de maintenir la température de l'eau dans une plage contrôlée, généralement entre 15 et 35 C. Les éjecteurs thermiques les plus ordinaires sont des tours de refroidissement ouvertes équipées d'échangeurs thermiques isolants, de refroidisseurs par évaporation à circuit fermé ou de refroidisseurs secs. Les chaudières sont généralement à gaz, au fioul ou électriques. La pompe à chaleur de chaque zone utilise la boucle d'eau pour chauffer ou refroidir à tout moment du jour ou de la nuit, quel que soit le mode de fonctionnement des autres pompes à chaleur. Ce processus est possible sans dupliquer les systèmes de distribution réversibles (chaud et froid), sans la double perte inhérente aux modes de réchauffage et sans l'utilisation simultanée de la source de refroidissement et de la chaudière, contrairement à la plupart des systèmes de fluides qui offrent les mêmes capacités. Le fonctionnement des systèmes de pompes à chaleur avec boucle d'eau est également très efficace lorsque, par exemple, la majeure partie du bâtiment reste inoccupée le soir. Seules les pompes à chaleur des zones demandées sont utilisées, ce qui est très différent des systèmes qui doivent continuer à faire fonctionner une grande usine centrale aux capacités inadaptées pour couvrir les besoins d'une petite partie du bâtiment. Un bâtiment classique possède un périmètre exposé et directement affecté par les conditions climatiques extérieures changeantes et d'un noyau sans exposition extérieure qui n'est presque pas touché par les conditions climatiques. Pour comprendre les avantages du partage énergétique d'un système de pompes à chaleur avec boucle d'eau, l'interaction des charges au niveau des zones du périmètre et du noyau doit être analysée pendant les périodes d'occupation (gains internes) et les périodes d'inoccupation (régler/remettre la température et peu ou pas de gains internes) tout au long de l'année. Pour illustration, voici les principaux modes de consommation énergétiques d'un bureau en climat tempéré. En été Toutes les zones nécessitent un refroidissement et rejettent la chaleur dans la boucle d'eau. L'éjecteur thermique maintient la boucle d'eau à la température maximale du point de consigne prédéfini (fixe ou redéfini à l'extérieur). La chaudière est éteinte. Réchauffage hivernal Pour récupérer la chaleur perdue pendant la nuit, la plupart des zones ont besoin de chaleur et la retirent de la boucle d'eau. La chaudière maintient la boucle d'eau à la température minimale du point de consigne prédéfini. L'éjecteur thermique est éteint. Chaque jour, la période de réchauffage prend généralement une heure voire moins. En hiver La plupart des zones du noyau nécessite un refroidissement à cause des gains de chaleur internes expliqués plus haut. La plupart des zones du périmètre a besoin d'être chauffée. La chaleur étant simultanément rejetée dans et extraite de la boucle d'eau, la chaudière et l'éjecteur thermique restent éteints la plupart du temps. Le partage intrinsèque de l'énergie dans la boucle d'eau limite au maximum le fonctionnement de la chaudière et de l'éjecteur thermique, et offre un système très efficace.

3 Solution 1 - Exemple Exemple d'un système à eau chaude Afin de vous montrer comment les pompes à eau chaude peuvent gérer tout un éventail d'applications différentes, le bâtiment décrit à droite représente une société imaginaire, spécialisée dans la fonderie de statues de bronze et située dans le Midwest des États-Unis. Le premier étage contient l'espace de production et les bureaux. Le deuxième étage du bâtiment sera utilisé ultérieurement. La chaudière et la tour de refroidissement fonctionnent selon les besoins pour maintenir la température de la boucle entre 15 et 35 C. Dans ces conditions, les pompes à eau chaude parviennent efficacement à chauffer ou à refroidir le bâtiment. Ainsi, chaque zone est contrôlée pour un confort maximal et la capacité à modifier les modes de fonctionnement selon les besoins est conservée. Le mélange d'unités en mode chauffage et d'unités en mode refroidissement crée une température constante dans la boucle d'eau. En mode équilibré, aucune injection ni rejet de chaleur par la chaudière ou la tour de refroidissement ne sont nécessaires. La chaleur est simplement transportée d'une zone à une autre. Températures élevées (haute demande de froid) Salle de conférence Bureau Sanitaires Salle de repos Salle informatique Tour de refroidissement Étage de production TCH048 Alcôves TCH048 Alcôves TCH048 Local technique Chaudière TLV168 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 Bureau Bureau Bureau Bureau Bureau Bureau Vestibule Températures basses (haute demande de chaleur) Salle de conférence Bureau Sanitaires Salle de repos Salle informatique Tour de refroidissement Étage de production TCH048 Alcôves TCH048 Alcôves TCH048 Local technique Chaudière TLV168 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 Bureau Bureau Bureau Bureau Bureau Bureau Vestibule

4 Solution 2 Système géothermique Ce système de pompes à chaleur sans chaudière ni tour utilise les propriétés thermiques naturelles de la Terre pour disperser ou capter la chaleur au niveau de la boucle d'eau. Les pompes à chaleur géothermiques fonctionnent d'une manière identique aux unités à eau chaude. Toutefois, comme elles sont dépourvues de chaudière ou de tour de refroidissement, elles offrent d'importantes économies en termes d'argent et d'espace. Le système de la boucle d'eau est souterrain et les unités sont placées à l'intérieur du bâtiment. Le système géothermique respectueux de l'environnement préserve donc naturellement la conception architecturale du bâtiment. Boucle terrestre géothermique Il existe plusieurs types de source d'énergie géothermique en fonction de l'espace disponible et des propriétés du sol. Il est très probable qu'à un moment donné, vous ayez marché au dessus d'une source d'énergie géothermique. Ces sources peuvent se situer sous un parking, un espace paysagé et bien d'autres lieux. Toutes les boucles terrestres utilisent des tuyaux en polyéthylène haute densité pour faire circuler l'eau ou l'antigel. Les raccords et les connexions sont fusionnés thermiquement pour éviter les fuites et la plupart des tuyaux sont couverts par une garantie de 25 ans ou plus. Boucle d'étang Pour ce type de boucle, on installe au fond d'un étang, d'un plan d'eau de dimension suffisante une série de serpentins reliés à la canalisation d'alimentation et de retour vers la maison. Comme il s'agit d'un système extrêmement peu coûteux, on y a recours dès que possible. Boucle verticale Pour la boucle verticale, des trous sont forés dans le sol à une profondeur moyenne de 76 mètres. Dès que le tuyau est inséré dans le trou, il est jointoyé à l'aide de boues bentonitiques pour une conductivité thermale optimale. La boucle verticale représente la solution la plus répandue pour les terrains de superficie moyenne. Système de puits Plus connu sous le nom de «boucle ouverte», ce système pompe l'eau d'une source d'eau ou d'un puits, situés à proximité, pour la décharger dans une autre source d'eau ou un autre puits. Dans ce cas, il faut généralement installer un échangeur thermique dans le bâtiment afin de séparer la boucle d'eau et l'eau du puits. On évite ainsi une baisse des performances de l'unité et on prolonge la durée de vie du système. Le système de puits est souvent le plus efficace car l'eau du puits ne subit aucune variation de température dans le temps. Boucle horizontale Pour la boucle horizontale, on creuse des tranchées à une profondeur moyenne située entre 1,5 et 2 mètres. Comme il s'agit d'un système peu coûteux, il est très répandu et se rencontre en plein air, dans les parcs ou sous les parkings.

5 Solution 2 - Exemple Un exemple géothermique En utilisant le même modèle de bâtiment, la tour de refroidissement et la chaudière sont remplacées par un champ de boucle verticale géothermique. Identique en ce qui concerne le fonctionnement des zones, les avantages sont à chercher du côté des installations d'ensemble et des frais de fonctionnement réduits. Le confort visuel du bâtiment est également amélioré puisque les installations extérieures et l'espace occupé par la chaudière et les autres installations connexes ont disparu. Températures élevées (haute demande de froid) Salle de conférence Bureau Sanitaires Salle de repos Salle informatique Étage de production TCH048 Alcôves TCH048 Alcôves TCH048 Stockage TLV168 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 TCH012 Bureau Bureau Bureau Bureau Bureau Bureau Vestibule La tour de refroidissement et la chaudière peuvent être supprimées de l'application géothermique, ce qui libère un espace pouvant servir à autre chose. En effet, l'installation de circulation de la boucle nécessite peu d'espace.

6 Unités emballées Grandes unités SERIES TRANQUILITY 20 (TS) Modèles 006 à 070 Réfrigérant EarthPure [HFC-410A] qui ne détruit pas la couche d'ozone Dépasse le rendement exigé par la norme ASHRAE 90.1 Construction en acier galvanisé avec une superbe finition noire mate et des parties argentées Cuvette d'écoulement inox Isolation métallique de la section de gestion de l'air Montage du compresseur doublement isolé pour un fonctionnement silencieux Compartiments de gestion de l'air/des compresseurs séparés et séparateur isolé Compresseurs en spirale Copeland (rotatifs sur les modèles 006 à 012) Norme de contrôle des microprocesseurs (contrôles DDC et/ou DXM en option) Options de compatibilité LonWorks, BACnet, Modbus et Johnson N2 pour les contrôles DDC Fixations montées en usine sur les unités horizontales Connexions post eau d'angle solidement encastrées (aucune clé n'est nécessaire) Système de surveillance des performances Unit Performance Sentinel 8 normes de sécurité Large éventail d'options dont l'arrêt de service installé en usine SERIES TRANQUILITY 16 Compact (TC) Modèles 006 (1,8 kw) à 060 (17,6 kw) Réfrigérant EarthPure [HFC-410A] Construction en acier galvanisé avec superbe panneau d'accès avant recouvert époxy noir mat Cuvette d'écoulement en acier galvanisé époxy Isolation en fibre de verre anti-bruit Montage du compresseur doublement isolé pour un fonctionnement silencieux Compartiments de gestion de l'air/des compresseurs séparés et séparateur isolé Compresseurs en spirale (rotatifs pour le format 018 et inférieur) Norme des contrôles de microprocesseur (contrôles DDC et/ou DXM en option) Options de compatibilité LonWorks, BACnet, Modbus et Johnson N2 pour les contrôles DDC Fixations montées en usine sur les unités horizontales Moteur de ventilation trois vitesses PSC Système de surveillance des performances Unit Performance Sentinel 8 normes de sécurité SERIES TRANQUILITY Large Vertical (TlV) Formats verticaux de 084 (24,6 kw) à 300 (87,9 kw) L'unité peut être commandée avec, ou convertie pour une reprise par l'avant ou l'arrière et un soufflage en façade, à l'arrière ou par le dessus. La conversion sur site fait appel à toutes les pièces existantes dont les panneaux et les courroies Le boîtier électrique est également convertible sur site pour une fixation en façade ou à l'arrière de l'unité Possibilité de branchement électrique sur la façade ou de chaque côté de l'unité Possibilité de brancher l'eau et l'écoulement de chaque côté Doubles circuits de réfrigération (TL168, 192, 240, 300) Dépasse le rendement exigé par la norme ASHRAE 90.1 Norme des contrôles de microprocesseur (contrôles DDC et/ou DXM en option) Options de compatibilité LonWorks, BACnet, Modbus et Johnson N2 pour les contrôles DDC Système de surveillance des performances Unit Performance Sentinel SERIES TRANQUILITY Large Horizontal (TCH) Formats horizontaux de 072 (21,1 kw) à 120 (35,2 kw) L unité peut être commandée avec, ou convertie pour une reprise par l avant ou l arrière et un soufflage en façade, à l arrière ou par le dessus. Dans ce cas, toutes les pièces existantes dont les panneaux et les courroies sont nécessaires. Le boîtier électrique est placé à droite, mais peut être modifié sur site pour une fixation à gauche de l'unité Possibilité de branchement électrique sur la façade ou de chaque côté de l'unité Possibilité de brancher l'eau de chaque côté Compresseurs en spirale Copeland Circuits de réfrigération doubles (tous les modèles) Dépasse le rendement exigé par la norme ASHRAE 90.1 Construction en acier galvanisé avec superbe panneau d'accès avant recouvert époxy noir mat Compartiments de gestion de l'air/des compresseurs séparés et séparateur isolé

7 Console SERIES TRANQUILITY CONSOLE (TRC) Modèles 09 (2,6 kw) à 18 (5,3 kw) Réfrigérant EarthPure [HFC-410A] qui ne détruit pas la couche d'ozone Compresseurs rotatifs haut rendement Châssis/cabinet deux pièces Cabinet en acier galvanisé bicolore : finition Polar Ice endurante et finition noire mate pour la sous-base Grille de ventilation supérieure rigide en aluminium et inclinée. Reprise en façade ou par le dessous Contrôles sur unité numériques évolués pour intervention manuelle ou automatique avec affichage de la température ( C ou F) et indication des pannes Contrôles à distance disponibles Norme des contrôles de microprocesseur (contrôles DDC et/ou DXM en option) Options de compatibilité LonWorks, BACnet, Modbus et Johnson N2 pour les contrôles DDC Tuyauterie pouvant être disposée à droite ou à gauche Système de surveillance des performances Unit Performance Sentinel 8 normes de sécurité Large éventail d'options dont la bobine sous gaine Unités eau/eau SEries Tranquility High temperature Water-to-Water (THW) Modèles 8 kw, 10 kw et 12 kw Compresseur en spirale haute température, jusqu'à 63 C au départ de la température de l'eau Excellent rendement (4,2 COP au niveau de la boucle souterraine ; jusqu'à 5,5 COP au niveau de l'eau souterraine!) Contrôleur programmable intégré avec fonctionnalités Redéfinir la température extérieure et Arrêt par beau temps Interface utilisateur numérique large, rétroéclairée Échangeur thermique «source» (tube à tube) coaxial résistant (cuivre ou cupronickel) Échangeur thermique «charge» inox et platine, soudé à température d'approche proche Construction en acier galvanisé avec porte d'accès avant à charnière, inox et couche de peinture en poudre protectrice Porte d'accès avant à charnière et 3 panneaux amovibles pour une installation et un service faciles Raccords FPT 1" encastrés, fixés au cabinet (aucune clé n'est nécessaire) Réglette à bornes basse tension 12 points pour une installation facile Contrôles de la déconnexion et du marquage CE Large éventail d'options dont un mode spécial pour produire de l'eau chaude domestique, la charge interne paramétrée en usine et la ou les pompes sources avec réservoirs supplémentaires. SERIES TRANQUILITY MODULAR WATER-TO-WATER (TMW) Modèles 036 (10,5 kw) à 340 (100 kw) Compresseurs en spirale Copeland Circuits de réfrigération doubles indépendants (120 et 340) L'accès de service sur un seul côté exclusif (façade de l'unité) permet d'installer les unités les unes à côté des autres dans les installations à grande capacité Raccords eau supérieures, espacés pour la manipulation facile de plusieurs unités (170 et 340) Construction solide en acier galvanisé avec panneaux d'accès avant inox et polyester Compartiment des compresseurs isolé Possibilité d'étendre la plage (de -5 à 45 C) Options de compatibilité LonWorks, BACnet, Modbus et Johnson N2 vers les normes des contrôles de microprocesseur pour les contrôles DDC Diodes Exécution et Panne sur la façade du cabinet (170 et 340) 7 normes de sécurité En option : pack d'atténuation du bruit UltraQuiet et échangeur(s) thermique(s) en cupronickel Caractéristiques comparées : Tranquility Console (TRC) Tranquility Large Horizontal (TC) Tranquility Large Vertical (TLV) Tranquility 16 Compact (TC) 1 Tranquility 20 (TS) 1 Séries consoles et unités emballées Réfrigérant EarthPure (HFC-410A) Contrôles CXM de microprocesseur Bobine en cuivre TXV Isolation du compresseur sur deux niveaux Soufflage convertible sur site (unités horizontales) 3 panneaux d'accès Compresseurs en spirale Fixations montées en usine (unités horizontales) Réinitialisation à distance au niveau du thermostat Protection contre tout débordement du condensateur Bobine cupronickel Ventilateur statique puissant Pack UltraQuiet Plage de fonctionnement étendue (de -6,7 à 48,9 C) Régulation automatique des liquides Vanne de régulation à double sens Configuration du liquide descendant Bobine de désurchauffeur Contrôleur DDC Contrôleur DXM de luxe Bobine sous gaine 1 Compresseur en spirale ou rotatif haut rendement selon le modèle. 2 Format 060 uniquement. Tranquility Modular (TMW) Tranquility High Temp (THW) Séries eau/eau Réfrigérant EarthPure (HFC-410A) Contrôles CXM de microprocesseur Bobine en cuivre TXV Isolation du compresseur Grommet sur deux niveaux 3 panneaux d'accès Plage de fonctionnement étendue (de -5 à 45 C) Compresseurs en spirale Bobine cupronickel Pack UltraQuiet Bobine de désurchauffeur Contrôleur DDC Contrôleur DXM de luxe Mode DHW (Domestic Hot Water, Eau chaude domestique) dédié Caractéristiques standard Options installées en usine Caractéristiques standard Options installées en usine

8 Usine de fabrication de ClimateMaster à Oklahoma City, Oklahoma, États-Unis ISO 9001:2008 Certified Quality: First & Always 7300 S.W. 44th Street Oklahoma City, OK États-Unis d'amérique Tél. : Fax : climatemaster.com ClimateMaster améliore constamment ses produits. Par conséquent, la conception et les spécifications de chaque produit au moment de la commande peuvent être modifiées sans préavis et être différentes du contenu ci-dessus. Merci de contacter le Service client de ClimateMaster au pour obtenir des informations spécifiques sur la conception et les spécifications actuelles. Les déclarations et autres informations contenues dans le présent document ne constituent pas des garanties expresses et ne peuvent servir de base à toute négociation entre les parties. Elles ne reflètent que l'avis ou les recommandations de ClimateMaster sur ses produits. EP022 - French ClimateMaster, Inc Rév. : 9 Janvier 2013