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Systèmes DRV 3 tubes : performance et économies d’énergie

Pro May 4, 2020 winter-picto

Résumé

Les systèmes VRF à 3 tubes, souvent appelés systèmes VRF à récupération de chaleur ou systèmes VRF à 3 tuyaux, permettent d’assurer simultanément le chauffage et le refroidissement dans différentes zones d’un bâtiment. En transférant la chaleur des zones nécessitant un refroidissement vers celles nécessitant un chauffage, ils peuvent améliorer l’efficacité saisonnière et le confort, en particulier dans les bâtiments à usage mixte pendant les périodes de transition. La conception des projets actuels doit également tenir compte de la sécurité des fluides frigorigènes, des exigences de la norme EN 378, de la tendance vers des fluides frigorigènes à faible PRG et de l’évolution du cadre réglementaire européen relatif aux gaz fluorés.

Qu’est-ce qu’un système VRF à 3 tubes ?

Les systèmes VRF à 3 tubes assurent à la fois le chauffage et le refroidissement en fonction des besoins des différentes zones. Particulièrement adaptés aux demandes thermiques mixtes en fonctionnement de mi-saison, ils peuvent contribuer à améliorer l’efficacité énergétique en récupérant et en réutilisant la chaleur au sein du bâtiment.

Les systèmes VRF sont des systèmes thermodynamiques à détente directe. Au lieu de faire circuler de l’air ou de l’eau dans le réseau de distribution, le fluide frigorigène est acheminé vers des échangeurs de chaleur intérieurs, qui fonctionnent comme des évaporateurs ou des condenseurs selon le mode sélectionné. Le débit de fluide frigorigène varie en fonction de la demande des unités intérieures. Alors que les systèmes à 2 tubes sont réversibles, les systèmes VRF à 3 tubes peuvent produire du chauffage et du refroidissement simultanément. Cela les rend particulièrement adaptés en mi-saison, lorsque les zones ombragées d’un bâtiment peuvent nécessiter du chauffage tandis que les zones exposées au soleil nécessitent du refroidissement.

Si le VRF reste principalement utilisé dans le secteur des services et du commerce, les solutions VRF compactes et mini-VRF ont élargi l’éventail des applications pour les petits bâtiments et les projets commerciaux de petite envergure. Les systèmes VRF à 3 tubes restent une solution haut de gamme en raison des composants supplémentaires, des commandes, des boîtiers de distribution et de la conception minutieuse nécessaires pour assurer le chauffage et le refroidissement simultanés.

Comment un système VRF assure-t-il simultanément le chauffage et le refroidissement ?

Dans une solution VRF à récupération de chaleur, les unités intérieures fonctionnent de manière indépendante, ce qui permet d’améliorer les performances et les économies d’énergie lorsque les besoins en chauffage et en refroidissement coïncident. Le système peut transférer la chaleur d’une zone nécessitant un refroidissement vers une autre zone nécessitant un chauffage, réduisant ainsi la quantité d’énergie devant être évacuée vers l’extérieur ou générée par l’unité extérieure.

Lorsque la plupart des unités intérieures sont en mode refroidissement, l’énergie récupérée dans les zones en mode refroidissement peut contribuer à chauffer les zones qui en ont besoin. Lorsque la plupart des unités intérieures sont en mode chauffage, l’unité extérieure fournit l’apport de chaleur principal, tandis que l’énergie récupérée peut répondre à la demande de refroidissement ailleurs.

Selon le fabricant et la conception du système, plusieurs unités intérieures peuvent être raccordées au sein d’une même zone. Les unités intérieures peuvent être murales, de type console, suspendues au plafond ou raccordées à un réseau de ventilation. Le fluide frigorigène est distribué via des boîtes de dérivation ou de distribution, qui acheminent le fluide frigorigène sous forme de vapeur ou de liquide en fonction des besoins thermiques et des températures de consigne de chaque unité intérieure.

Quelles sont les limites de charge en fluide frigorigène et les exigences de sécurité ?

Étant donné que le fluide frigorigène circule directement à l’intérieur du bâtiment dans les systèmes VRF, le respect des normes et réglementations de sécurité applicables est essentiel. La EN 378 reste une référence clé pour les systèmes de réfrigération et les pompes à chaleur, mais les limites de charge de fluide frigorigène ne doivent pas être considérées comme une valeur fixe unique. Elles dépendent de facteurs tels que la classification de sécurité du fluide frigorigène, la catégorie d’occupation, le volume de la pièce, l’emplacement de l’installation, la conception du système et les instructions du fabricant. Le calcul doit être vérifié par le concepteur ou l’installateur du projet à l’aide des instructions du fabricant.

Les concepteurs doivent envisager de diviser les installations en plusieurs circuits lorsque cela est approprié, car cela peut contribuer à limiter la quantité de fluide frigorigène dans un circuit donné et à réduire les longueurs de tuyauterie ainsi que les pertes de charge. Par rapport aux systèmes à eau glacée, la tuyauterie VRF utilise généralement des sections plus petites, ce qui peut faciliter le tracé dans les projets de rénovation où l’espace est limité.

Le choix du fluide frigorigène est également devenu un critère de conception plus important. Le cadre européen révisé sur les gaz fluorés renforce la pression sur les fluides frigorigènes à fort PRG par le biais de mesures de réduction progressive et de restrictions spécifiques aux équipements, encourageant ainsi le passage à des alternatives à faible PRG. En fonction de l’application et du fluide frigorigène utilisé, des mesures de sécurité supplémentaires peuvent s’avérer nécessaires, en particulier pour les fluides frigorigènes A2L légèrement inflammables. Les équipes de projet doivent donc examiner le choix du fluide frigorigène, la détection des fuites, la ventilation, l’accès pour la maintenance et les considérations relatives à la fin de vie dès les premières étapes de la conception.

Afin de garantir et de maintenir un fonctionnement correct, il est recommandé de conclure un contrat d’entretien avec un spécialiste qualifié. L’entretien doit couvrir les commandes, les composants électroniques, le nettoyage des unités intérieures, l’évacuation des condensats, les filtres, la charge de fluide frigorigène, les contrôles d’étanchéité et les exigences réglementaires en matière d’inspection, le cas échéant. Les condensats doivent de préférence être évacués par gravité, sans pompe dans la mesure du possible, afin de réduire les risques de défaillance supplémentaires. Un entretien régulier contribue à préserver le confort, l’efficacité et la conformité tout au long de la durée de vie du système.

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Foire aux questions

Quel est le principal avantage d’un système VRF à 3 tubes ?

Son principal avantage réside dans sa capacité à assurer simultanément le chauffage et le refroidissement dans différentes zones, tout en récupérant la chaleur des zones nécessitant un refroidissement pour la réutiliser dans celles nécessitant un chauffage.

Les réglementations relatives aux fluides frigorigènes sont-elles importantes lors de la sélection de systèmes VRF ?

Oui. Les systèmes VRF utilisent des fluides frigorigènes directement à l’intérieur du bâtiment ; les concepteurs doivent donc tenir compte des exigences de sécurité de la norme EN 378, des limites de charge de fluide frigorigène, de la gestion des fuites et de l’impact du règlement européen sur les gaz fluorés (F-Gas) sur le choix du fluide frigorigène et la durabilité à long terme.

Pourquoi choisir un système VRF certifié Eurovent ?

Le choix d’un système VRF certifié Eurovent permet aux prescripteurs, aux installateurs et aux propriétaires de bâtiments d’accéder à des données de performance vérifiées de manière indépendante. Cela favorise une comparaison plus fiable des produits, une meilleure évaluation de la performance énergétique et une plus grande confiance dans le fait que les valeurs déclarées reflètent les performances réelles.