m10 Climatisation a Detente Directe Fgt Tsgc 898 (1)

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ROYAUME DU MAROC

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIEDE FORMATION

RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES

MODULE N:

CLIMATISATION A DETENTE DIRECTE

SECTEUR :FROID ET GENIE THERMIQUE SPECIALITE :TSGC/TMGC NIVEAU :TS/T

JUIN 2007

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ISTA.ma Un portail au service de la formation professionnelle

Le Portail http://www.ista.ma Que vous soyez tudiants, stagiaires, professionnels de terrain, formateurs, ou que vous soyez tout ue simplement intress(e) par les questions relatives aux formations professionnelle aux mtiers, professionnelle, http://www.ista.ma vous propose un contenu mis jour en permanence et richement illustr avec un suiviquotidien de lactualit, et une varit de ressources documentaires, de supports de formation ,et de documents en ligne ( supports de cours, mmoires, exposs, rapports de stage ) .

Le site propose aussi une multitude de conseils et des renseignements trs utiles sur tout ce qui concerne la recherche d'un emploi ou d'un stage : offres demploi, offres de stage comment rdiger stage, sa lettre de motivation, comment faire son CV, comment se prparer l'entretien dembauche etc. dembauche, Les forums http://forum.ista.ma sont mis votre disposition, pour faire part de vos expriences, ragir l'actualit, poser des question questionnements, susciter des rponses.N'hsitez pas interagir avec 'hsitez tout ceci et apporter votre pierre l'difice. r Notre ConceptLe portail http://www.ista.ma est bas sur un concept de gratuit intgrale du contenu & un modle collaboratif qui favorise la culture dchange et le sens du partage entre les membres de la communaut ista.

Notre MissionDiffusion du savoir & capitalisation des expriences.

Notre DevisePartageons notre savoir

Notre AmbitionDevenir la plate-forme leader dans le domaine de la Formation Professionnelle.

Notre DfiConvaincre de plus en plus de personnes pour rejoindre notre communaut et accepter de partager leur lus savoir avec les autres membres.

Web Project Manager- Badr FERRASSI : http://www.ferrassi.com - contactez :

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Remerciements La DRIF remercie les personnes qui ont particip ou permis llaboration de ce programme dtudes . Pour la supervision M. Mohamed BOUJNANE : Coordonnateur du CFF/ Froid et Gnie Thermique Pour l'laboration Mr. OUDGHIRI Omar Pour la rvision : M. Mohamed BOUJNANE : Chef de Ple CDC :FGT Formateur lISGTF

Les utilisateurs de ce document sont invits communiquer la DRIF toutes les remarques et suggestions afin de les prendre en considration pour lenrichissement et lamlioration de ce programme Mme EL ALAMI DRIF

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SOMMAIREPrsentation du module Comptence Rsum de thorie I-Les appareils annexes du circuit frigorifique II-Les symboles III. Les diffrentiels systmes de climatisation IV- Limplantation des systmes dtente directe V- Dimensionnement et choix du climatiseur VI- Bilan frigorifique simple VII- Choix du systme installer VIII- Mise en service et entretien IX- Matriel dentretien et de maintenance X- Canalisations frigorifiques XI -Dpannage Guide de travaux pratique Evaluation de fin de module Liste bibliographique Page 3 4 7 8 15 17 24 29 51 52 54 56 66 76 109 136 130

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PRESENTATION DU MODULECe module se situe parmi les modules qualifiants des formations TSGC . Cet outil pdagogique permet au formateur de prparer convenablement ses cours pour atteindre facilement les objectifs viss par le contenu de ce module Le contenu de ce module porte sur les parties suivantes : Le bilan thermique simplifi la slection des quipements appropris le montage et le dpannage dun climatiseur dtente directe le cblage dune armoire lectrique. La dure de ce module est de 72 H dont 60% pratique et 40% thorique .

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MODULE N-10 :

Climatisation dtente directe Dure :72 H 40% : thorique 60% : pratique

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPORTEMENT ATTENDU Pour dmontrer sa comptence, le stagiaire doit monter dpanner et maintenir des systmes dtente directe , selon les conditions, les critres et les prcisions qui suivent CONDITIONS DEVALUATION A partir des consigne des formateurs laide dinstallation des outils et des quipements ncessaires a partir des documents techniques individuel

CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE Montage adquat des appareils de climatisation D.D Respect du performance des rgles de scurits des installations dtente directe Qualit de travail.

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OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT PRECISIONS SUR LE COMPORTEMENT ATTENDU A. . monter et modifier une installation frigorifique dtente directe CRITERES PARTICULIERS DE PERFORMANCE identification des quipements frigorifique dun systme dtente directe utilisation approprie des outils de travail pour le montage respect des rgle de scurit B. cbler une armoire latique identification des quipements lectriques dun systme dtente directe tablir un schma lectrique et frigorifique respect des rgles de scurit

C. dpanner une installation frigorifique interprter un schma lectrique et dtente directe frigorifique identification juste des pannes utilisation approprie des outils de dpannage remdier la panne

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OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAULE STAGIAIRE DOIT MAITRISER LES SAVOIRS, SAVOIR-FAIRE, SAVOIR-PERCEVOIR OU SAVOIR-VIVRE JUGES PREALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR LATTEINTE DE LOBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE :

Avant dapprendre monter une installation frigorifique) le stagiaire doit : 1. Connatre le fonctionnement et lemplacement des organes frigorifiques 2. Faire le trac du montage du climatiseur installer 3. Confectionner correctement le tube de cuivre et utiliser le poste O.A 4. Etablire le bilan thermique des locaux climatiseur 5. Faire la slection des quipements frigorifiques . Avant dapprendre cbler une armoire lectrique , le stagiaire doit : 6. . Connatre le fonctionnement et le branchement des principaux quipements lectriques 7. Connatre le fonctionnement le branchement et le rglage des matriels de scurit et rgulation 8. Slectionner le matriels lectriques ncessaire pour le fonctionnement dune installation frigorifique dtente directe . . Avant dapprendre dpanner une installation dtente directe), le stagiaire doit : 9. Savoir les mthodes de chargement en F.F 10. Savoir les mthodes de chargement en huile de lubrification 11. Savoir utiliser les instruments de mesures 12. Analyser les pannes frigorifiques et lectriques 13. Connatre la mthodologie de dpannage des climatiseurs dtente directe 14. Savoir remplire les feuilles dattache et faire un rapport dintervention .

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Module N-10: CLIMATISATION A DETENTE DIRECTE RESUME THEORIQUE

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I- LES APPAREILS ANNEXES DU CIRCUIT FRIGORIFIQUELes appareils annexes du circuit frigorifique assurent un rle important pour le bon fonctionnement des climatiseurs. Ils sont les complments indispensables des quatre lments principaux : compresseur, condenseur, dtendeur, vaporateur.

1. BOUTEILLE ANTI COUP DE LIQUIDE

Figure 1 : bouteille anti coup de liquide Pour les systmes rversibles, au moment de linversion de cycles, le compresseur aspire dans lchangeur qui tait utilis comme condenseur ; il risque alors daspirer du fluide frigorigne en tat liquide. Son incompressibilit peut entraner la dtrioration complte du compresseur, cest le coup de liquide. La bouteille anti coup de liquide place avant laspiration du compresseur, permet de recevoir le fluide frigorigne liquide qui pourrait arriver au compresseur, ( figure 1) on remarquera les prcautions prises pour assurer le retour dhuile au compresseur partit dun orifice calibr sans cet orifice, la bouteille fermerait un pige huile.

2 . DESHYDRATEURLe dshydrateur (figure2) permet dabsorber leau qui peut tre contenue dans le circuit frigorifique ou dans le fluide frigorigne. Leau est dangereuse pour un circuit frigorifique pour diverses raisons : - Risques de gel au dtenteur ; - Formation dhydrates ; - Bouchage de circuits ; - Formation dacides par hydrolyte du fluide frigorigne, avec risque de dtriorer le bobinage du moteur lectrique.

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Le filtre dshydrateur sinstalle sur la tuyauterie de dpart liquide haute pression avant le dtendeur ou avant liquide le cas chant. Lappareil comporte un filtre qui permet larrt du impurets physiques et une substance fixant leau (silicatiser, alumine active ou tamis molculaire). Certaines substances sont talement tudies pour fixer les acides ventuellement forms. Les corps absorbants peuvent se prsenter sous forme de grains libres ou dun ensemble fritt, ce qui est prfrable.

Figure 2 : dshydtrateur

3. VOYANT LIQUIDEIl permet de contrler ltat du fluide frigorigne liquide. Dans la plupart des cas les voyants comportent galent un produit actif dont la coloration dcle la prsence dhumidit dans le circuit. Le voyant liquide (figure 3) sinstalle sur la tuyauterie de dpart liquide haute pression. La prsence de vapeur de fluide frigorigne cet endroit du circuit peut tre due une mauvaise charge en fluide ou une mauvaise condensation.

Figure : voyant liquide

4. CLAPETS DE RETENUELe rle des clapets de retenue est de nautoriser le passage du fluide frigorigne que dans un seul sens. Ils sont ncessaires pour les climatiseurs. Rversibles. Ils sont gnralement utiliss pour court-circuiter le dtendeur inutilis du cycle chauffage lorsque le climatiseur est en cycle refroidissement et vice versa. Ils se composent dun corps dans lequel se trouve de retenue sont gnralement une voie.

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5. RESISTANCE DE CARTERElles ont pour rle de maintenir lhuile de lubrification une temprature suffisante pour que celle-ci reste fluide et pour viter que le fluide frigorigne ne vienne se mlanger en forte quantit lhuile de carter pendant larrt du compresseur. Sur les compresseurs hermtiques les rsistances de carter sont priphriques et appliques en bas de la cloche ou, fixes sous le compresseur.

6. VANNE SOLENOIDELa vanne solnode (figure 4) permet de fermer le circuit liquide lors de larrt du compresseur pour viter que lvaporateur ne se remplisse de liquide frigorigne. Elle est particulirement ncessaire lorsque la charge en fluide frigorigne est importante relativement au volume intrieur de lvaporateur. Elle sinstalle sur la tuyauterie de dpart liquide en amont du dtendeur sur les armoires de climatisation ventuellement.

Figure 4 : vanne solnode

7. BOUTEILLE DE LIQUIDEIls sont situs la sortie du condenser, elle permet laccumulation du liquide frigorigne lors des variations de charge ou pendant larrt de linstallation, do son nom de bouteille tampon ou rservoir. Elle est installe avec des condenseurs qui ne peuvent gnralement contenir quun faible volume de fluide frigorigne en phase liquide.

8. ORGANES DE SECURITE ET DE CONTRLE 8-1 ThermostatsLe thermostat a pour rle de commander lenclenchement et larrt du moteur du compresseur dans la fourchette de temprature slectionne. Llment sensible 1 permet le contrle de la temprature ambiante ; lorsquelle devient suprieure la temprature affiche sur lchelle gradue (2) au moyen de la molette de rglage(3) un contact lectrique de lappareil se ferme et enclenche le moteur du compresseur ; la temprature dans lenceinte descend, la temprature slectionne le contact lectrique souvre et arrte le moteur du compresseur

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8-2 PressostatsLe pressostat est un organe de rgulation destin ouvrir ou fermer un circuit lectrique command par une variation de pression - pressostat B.P. : (basse pression) - pressostat H.P. : (haute pression) - pressostat combin H.B.P. : - pressostat diffrentiel : (huile)

Pressostat BPIl est raccord au circuit basse pression souvent la vanne aspiration du compresseur. Il doit tre install un niveau suprieur celui du compresseur, afin que lhuile ne puisse pas se stocker dans le soufflet ou le tube de raccordement. (voir croquis ci-aprs ) Le pressostat basse pression, type MP2 est dot dun systme de contact unipolaire(1). Lequel dcroissante dans llment de soufflet(2), cest dire une pression daspiration dcroissante, la tubulure de raccordement (3) devant tre relie laspiration du compresseur. En tournant la tige de rglage (4) vers droite. lappareil est rgl pour dclencher entre bornes 2 et 3 une pression plus leve ; En tournant la tige (5) vers la droite, lappareil est rgl pour r enclencher ( enclencher entre les bornes 2 et 3) avec diffrentiel infrieur. (Pression denclenchement pression de dclenchement diffrentiel).

Pressostat Haute Pression Le pressostat H.P. est raccord au circuit haute pression, souvent la vanne de refoulement du compresseur. Les conseils dinstallation sont les mmes que pour le pressostat B.P. Le pressostat H.B. peut tre utilis en scurit ou en rgulation. Le pressostat haute pression type MP 5 est pourvu dun systme de contact inverseur unipolaire (1) qui ouvre le circuit entre les bornes 1 et 2 une pression croissante dans llment du soufflet haute pression (2) , cest--dire une pression de condensation croissante. La tuyauterie de raccordement (3) doit tre relie dune faon incommutable au refoulement du compresseur de sorte que linstallation sarrte si, par inadvertance, la vanne darrt ct refoulement a t ferme lors de la mise en route. En tournant la tige de rglage. (4) vers la droite, lappareil est rgl pour ouvrir le circuit entre les bornes 1 et 2 pour une pression plus leve : en tournant la tige de rglage (5) vers le droite, lappareil est rgl pour renclencher (fermer le circuit entre 1 et 2 ) pour une diffrence plus faible. ( Pression de coupure = pression denclenchement + diffrentiel)

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PRESSOSTAT BASSE-PRESSION

Pressostat BP en rgulationLe pressostat est aussi utilis pour rguler la temprature dune chambre froide, pour contrler la mise en service ou la fin du dgivrage, pour rguler la puissance certains compresseurs.

Pressostat BP en ScuritLe pressostat BP est charg darrter le compresseur si la pression daspiration descend en dessous de la normale. Cest le cas dun manque de charge en fluide frigorigne, dun dtendeur bloqu en position ferme dun vaporateur pris dans la glace.. Le B.P de scurit peut tre rarmement automatique, mais le plus souvent il est rarmement manuel.

REGLAGEEn rgle gnrale, le pressostat BP est rgle pour couper une pression correspondant de 5 10C en dessous de la temprature normale dvaporation, tout en vitant la coupure en dessous de la pression atmosphrique. Le pressostat BP vite au compresseur daspirer des gaz une pression infrieure la pression atmosphrique, et ainsi lentre dair dans le circuit en cas de dfaut dtanchit. Aussi, le dpart dhuile du compresseur est dautant plus important que la BP est faible, un fonctionnement trop prolong dans ces conditions pourrait lui causer des dommages srieux. Les moteurs des compresseurs hermtiques sont refroidis par les gaz venant de lvaporateur. Si la BP est trop basse, le dbit des gaz diminue et le refroidissement est mal assur. Le pressostat BP doit arrter le compresseur si lon arrive la limite dutilisation du compresseur indique par le fabricant

PRESSOSTAT HAUTE-PRESSIONPressostat HP en rgulationUne des principales utilisations dans ce domaine consiste commander les ventilateurs du condenseur afin de rguler la pression de condensation.

Pressostat HP en ScuritDans cette utilisation le pressostat HP arrte le compresseur si la pression de refoulement devient excessive.

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Les causes principales de HP trop leve sont : Excs de charge en fluide frigorigne, prsence dincondensables dans le circuit, dbit dair ou deau insuffisant au condenseur, condenseur eau entartr.. Quelle que soit la cause, une HP trop leve se traduit toujours par une consommation en nergie excessive et une production frigorifique rduite. Donc chauffement anormal du compresseur et du moteur, sans parler de la carbonisation de lhuile et du risque de dcomposition du fluide d une temprature de refoulement excessive, et dans les cas extrmes dtrioration du compresseur et rupture du circuit HP. Les pressostats HP sont rarmement automatiquement ou manuel.

REGLAGEIls doivent couper pour une pression correspondante de condensation normale. Pour les condenseurs air, il faut tenir compte de la temprature maximum de lair lentre du condenseur, en rgle gnrale la coupure se fait 20C au dentre dair.

9- LA VANNE DINVERSION DE CYCLEAppele vanne 4 voies ou vanne rversible, elle contient un tiroir mobile solidaire de deux pistons. sous leffet dune pression agissant sur les pistons, le tiroir se dplac et inverse le sens de passage du fluide dans les changeurs ( figure 5)

Figure 5 : vanne 4 voies (document RANCO)

A linversion de cycle, la vanne pilote met le capillaire droit en communication avec le capillaire commun (BP), le capillaire gauche est isol. Une dpression est cre dans le volume droit, le volume gauche est mis en suppression par lvent du piston gauche. Le tiroir se dplace La vanne dinversion de cycle est un des lments sensibles du climatiseur rversible. Au montage de linstallation aucune (bavure de cuivre) ne doit polluer le circuit. Ces particules endommageraient la vanne par une destruction du joint tflon assurant ltanchit entre le piston et le corps de la vanne ou elles obstrueraient les vents. Les soudures doivent tre effectues avec un chiffon mouill pour ne doit pas porter la vanne une temprature suprieure 110C, le nylon du corps serait alors dtrior. A la mise en marche et lors des oprations de maintenance, il faut attendre la mise en rgime de linstallation (HP, BP) avant dactionner la vanne. Le tiroir risque

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de ne par ranchir assez vite le point milieu, les 3 orifices seraient en communication ( figure 7)b. Avant de remplacer une vanne, vrifier : Si cette dernire est en position froid ou chaud quand llectrovanne est excite, Laspect extrieur de la vanne( capillaire cras) Le circuit lectrique, Le circuit frigorifique (excs, Manque de fluide frigorigne.

Figure 7 : vanne 4 vois bloque (document RANCO)

10- VANNES PRESSOSTATIQUE A EAUElle ajuste le dbit deau en fonction de la charge vacuer. Son principe de fonctionnement est simple, la variation du dbit deau est asservie la variation de la haute pression. A larrt de linstallation, la haute pression chute, la vanne coupe alors le dbit deau au condenseur ( figure 8) . Pour lalimentation en eau du condenseur, certains constructeurs proposent une lectrovanne asservie la mise en fonctionnement du compresseur. Elle est dun cot plus faible que la vanne eau prssostatique.

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II-LES SYMBOLES FRIGORIFIQUES

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III- LES DIFFERENTS SYSTEMES DE CLIMATISATION A DETENTE DIRECTE ET LEUR IMPLANTATION

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LES SYSTEMES A DETENTE DIRECTELes systmes dtente directe sont ceux qui produisent directement le froid dans lunit de climatisation place lintrieur du local climatiser. Nous distinguerons les climatiseurs individuels dune puissance frigorifique comprise entre 2 et 7KW et les armoires de climatisations dont la puissance es suprieure 7KW. Cette terminologie nest pas absolue et il est bon de se rfrer aux documents constructeurs, chacun ayant sa propre dnomination.

1 - CLIMATISEURS INDIVIDUELSLes climatiseurs individuels sont des appareils monoblocs ou bi-blocs( split-system) condensations par air ou par eau. Ils ventilent, rafrachissent, dshumidifient, et peuvent galement assurer le chauffage, soit par rsistances lectriques, si par inversion du cycle frigorifique ( climatiseur rversible) 1- 1 split-system La gamme des climatiseurs individuels du type split-system offre une climatisation de confort pour un faible cot dinstallation. Ces appareils conviennent toutes les installations dcentralises de petites et moyennes puissances. Ils sont constitus de traitement dair regroupant lvaporateur, le dtendeur, la ventilation et un filtre. Lunit peut tre place au mur, au plafond ou au sol, Une unit extrieure de condensation regroupant le compresseur frigorifique, le condenseur et la commande lectrique. Les liaisons frigorifiques entre les deux units sont assures par des canalisations frigorifiques gnralement pr charges en usine, munies de coupleurs autoobturateurs ou de canalisation non pr charges, mises en uvre par linstallateur (voir chapitre sur la mise en service et lentretien des climatiseurs). 1-1-1 split-system air /air ils sont composs dune unit de traitement dair avec un vaporateur air et une unit extrieure regroupant un compresseur hermtique, un condenseur air tubes ailetts et ventilateur hlicode ( figure 1)

Figure 1 : split-system air/air TRANE (cassette)

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Ces split-system peuvent tre utiliss pour des tempratures sches extrieurs variant de 20 50 C Pour des tempratures extrieures infrieures 20 C des options toutes saisons sont proposes par les fournisseurs. Ils peuvent tre quips dun chauffage lectrique pour assurer le chauffage lhiver. Les split-system air /air peuvent galement tre rversibles( figure 2)

Figure 2 : split-system air/air rversible AIRWELL

Une vanne 4 voies permet dinverser le cycle frigorifique. Ces climatiseurs permettent un rafrachissement lt pour des tempratures sches extrieures variant de 20 50C, et un chauffage lhiver pour des tempratures extrieures comprises entre 0 et 25 C Le chauffage produit par linversion du cycle assure gnralement un chauffage des locaux en mi-saison. Une batterie de chauffage lectrique intgre dans lunit intrieure permet dassurer le chauffage durant tout lhiver. 1-1-1 Split-system air/eau ces appareils sont composs dune unit intrieure avec un vaporateur air et dune unit de condensation regroupant un compresseur hermtique et un condenseur eau double tubes coaxiaux contre-courant ( figure 3) Ces systmes sont surtout installs lorsquil n'est pas possible dimplanter lextrieur un groupe de condensation air. Le refroidissement du condenseur peut tre assur, soit par de leau perdue, soit par de leau recycle en provenance dune tour arorfrigrante ou dun changeur extrieur. Une vanne eau pressostatique permet de limiter la consommation deau dans le cas dune alimentation eau perdue.

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Le chauffage lhiver est obtenu partir dune batterie de chauffage lectrique dispose dans lunit intrieure de traitement dair.

Figure 3 : 1-1-1 split-system air /air CARRIER

1-2 CLIMATISEURS MONOBLOCS Dans un mme caisson, sont regroups le dtendeur, lvaporateur, le compresseur, le condenseur et le ventilateur. Nous ne parlerons pas ici des climatiseurs monoblocs condensation air( window). Les climatiseurs monoblocs condensation eau sont frquemment appels consoles eau (figure 4) Ces systmes sont dun encombrement rduit et ne ncessitent quun raccordement lectrique et un raccordement en eau. Ils sont toutefois un peu plus bruyants que les split-system. Ils sont conus pour fonctionner soit avec de leau perdue, soit avec de leau recycle fournie par une tour de refroidissement. La consommation en eau est limite laide dune vanne pressostatique dans le cas dun fonctionnement eau perdue.

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2- ARMOIRES DE CLIMATISATIONLa puissance frigorifique des armoires est gnralement suprieure 10 KW. Elles ont les mmes caractristiques que les climatiseurs individuels. Elles peuvent tre monoblocs condensations eau ou biblocs condensation air. Elles sont conues pou rpondre aux impratifs des climatisations des magasins, restaurants, ateliers e bureaux. Elles assurent la diffusion et la reprise de lair trait de gaines de reprise de lair trait soit directement par grille de reprise et plnum de soufflage, soit par lintermdiaire de gaines de reprise et (ou) de soufflage. Les armoires de climatisation monoblocs condensation par eau( figure 5) peuvent tre quipes dune batterie de chauffage lectrique ou dune batterie eau chaude afin dassurer la fonction chauffage en hiver.

Figure 5 : Armoire de climatisation monoblocs condensation a eau AIRELLE

Les armoires de climatisation split-system condensation air (figure 6) peuvent tre rversibles pour assurer un chauffage dappoint. Une batterie de chauffage lectrique ou une batterie chaude peut galement tre installe afin dassurer le chauffage durant toute la saison froide ou une batterie de rsistance lectrique.

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Figure 6 : armoire de climatisations split-system condensation air TECHNIBEL

3- MULTISPLIT-SYSTEMSous ce terme sont regroups tous les systmes permettant de raccorder plusieurs units intrieures une seule unit extrieure. Le principe et la technologie de ces systmes sont trs variables, ils dpendent de chaque constructeur. Le plus simple est un systme permettant de raccorder 2 units intrieures une unit extrieure comprenant 2 compresseurs (figure 7). Il permet de climatiser de faon indpendante 2 locaux. Les units intrieures peuvent tre commandes distance par tlcommande.

Figure 7 : multisplit CIAT

Par lintermdiaire dun coffret multisplit, il est possible de raccorder 4 units intrieures une unit extrieure ( figure 8). Les 4 units intrieures peuvent fonctionner simultanment. Ce systme permet partir dun seul groupe de condensation, de climatiser 4 locaux indpendamment.

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Figure 8 : multisplit TRANE

Il existe galement un multisplit intgrant le systme de rgulation inverter) (figure9)

Figure 9 : multisplit inverter DAIKIN

Par lintermdiaire dun kit de raccordement, il est possible de raccorder 4 units intrieures une seule unit extrieure comprenant un compresseur rotatif, pour un fonctionnement simultan de 2 units intrieures. Le systme de rgulation inverter agit directement sur la vitesse du compresseur en fonction des besoins de froid ou de chauffage de chaque local.

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IV- LIMPLANTATION DES SYSTEMES A DETENTE DIRECTE

Avant dtudier limplantation des diffrents systmes, il est ncessaire davoir des notions sur les diffusions de lair

1-

DIFFUSION DE LAIR

En climatisation, cet aspect de la distribution dair est important. Cest en effet la diffusion de lair qui assure la stabilit des conditions climatiques des locaux sans crer de gne pour les occupants.

Effet coandaLe jet dair souffl dans un local est caractris par sa porte et sa chute. Lair ainsi souffl est en contact avec ambiant sur ses quatre faces. Le mme jet dair projet le long dun plafond ou dune paroi ne sera en contact avec lair ambiant que sur trois faces, la quatrime venant lcher le plafond ou la paroi. Lair souffl rencontre une plus faible rsistance que prcdemment. Sa porte est donc amliore. Ce phnomne est appel effet coanda. Il favorise une meilleure diffusion de lair dans le local.

Taux de brassageil reprsente le dbit volume balay par lunit intrieure divis par le volume du local climatis. Volume balay M3 / h Tx =Volume balay M3 / h Volume local m3

Pour un Tx important, le volume dair balay augmente dans le local, entranant des vitesses dair importantes et un niveau de gne des occupants d la ventilation leve. Lexprience montre que pour un Tx < 10, linconfort d de forts dgagements internes, la diffusion dair devra tre rflchie pour ne pas entraner un niveau de gne trop important pour les occupants.

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Si le Tx > 15, le risque dinsatisfaction des usagers sera important. La diffusion de lair peut se faire soit directement par lunit intrieure, soit par lintermdiaire dun rseau araulique. 1. 1 diffusion directe par lunit intrieure Lunit intrieure peut tre installe au plafond, au mur, au sol, en allgre ou en faux plafond. On parle alors de : Climatiseur plafonnier si lunit intrieure est fixe au plafond :

Climatiseur mural si lunit intrieure est fixe au mur :

Climatiseur en allge si lunit intrieure est fixe sous la fentre :

Climatiseur pos au sol :

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Cassette ( K7) si lunit intrieure est encastre dans le faux-plafond. Le soufflage est horizontal suivant les quatre cots de la cassette

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2- implantations des systmes dtente directe

1. 2 implantations des climatiseurs individuels

Si le local nest pas trs large, le climatiseur peut tre fix au mur, au plafond ou pos au sol. La cassette est dconseiller. La diffusion dair sera effectue dans le sens de la longueur du local. Si le plafond comporte des saillies, le climatiseur plafonnier et la cassette sont proscrire.

Remarque : ce phnomne de douche froide se produit aussi lorsque le jet dair rencontre un luminaire( saillie de quelques centimtres. Pour ne pas crer de gne pour loccupant, il faut absolument viter que le jet dair lui vienne dessous. Il ne faut pas installer un climatiseur mural, en face la personne qui travaille surtout si le local est faible dimension. La cassette ou le climatiseur en allge peuvent convenir.

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Il ne pas installer de climatiseur plafonnier ou mural ( ou cassette) avec une porte ( ou rayon de diffusion) trop grande du ct oppos loccupant. Pour viter les problmes, il est prfrable de disposer le climatiseur du mme ct que le bureau.

Remarque : il peut se produire le mme phnomne dans une chambre dhtel il est prfrable dinstaller le climatiseur du ct de la tte du lit pour viter tous problmes. Dans tous les cas, limplantation de lunit intrieure doit tre rflchie et faite avec soin de faon assurer une meilleure diffusion de lair possible sans crer de gne pour loccupant. De plus le choix de lemplacement de lunit intrieure doit rpondre certaines critres : Choisir un emplacement ou les orifices daspiration et de soufflage de lair ne sont pas obstrus ; Lendroit doit pouvoir supporter le poids de lunit intrieure ; Lemplacement doit permettre une installation facile des tuyauteries de drainage et de rfrigration jusqu lunit extrieure ; Le filtre air doit pouvoir tre enlev par le bas ; Un ensoleillement direct du rcepteur de la tlcommande sur lunit intrieur doit tre vit ; Dterminer lemplacement de la commande distance ; Vous devez prvoir un emplacement qui respect les distances autour de lunit intrieure pour la maintenance ; le choix de lemplacement de lunit extrieure est aussi important Choisir un endroit sec et ensoleill. si celui ci et expos un ensoleillement direct, abriter lunit extrieure ; Ne pas installer lunit dans un emplacement ou une fuite de gaz combustible pourrait se produire ; Leau de drainage ne doit occasionner aucun problme a cet endroit ( pour un climatiseur rversible ) ; Laisser un espace suffisant pour la ventilation a lentre et la sortie de lair. Tout objet entravant la ventilation doit tre retir. La sortie de lair dune unit extrieure en direction dune autre et dconseille.

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V- DIMENSIONNEMENT ET CHOIX DU CLIMATISEUR

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Pour dimensionner une installation de climatisation, il faut faire le bilan thermique du local climatiser, cest--dire calculer les apports ou dperditions combattre pour maintenir dans le local une temprature et une hygromtrie dtermines. Dans le cas des climatiseurs individuels rversibles ou non, le bilan thermique est tabli pour lt. Pour le calcul du bilan thermique, il faut considrer apports suivants : Les apports internes ds aux occupants, lclairage et autres quipements ? Les apports externes ds lensoleillement, la conduction travers les parois et au renouvellement dair. Ces deux catgories dapports peuvent tre classes suivant leurs origines, en apports de chaleur sensible ou latente. Les apports de chaleur sensible entranent une augmentation de la temprature de lair, alors que les apports de chaleur latente entranent une augmentation du poids deau contenue dans lair (les apports ds lensoleillement et la conduction travers les parois sont uniquement des apports de chaleur sensible). En t, les apports calorifiques par les parois extrieures rsultent non seulement de la diffrence entre les tempratures de lair lextrieur des locaux, mais aussi du rayonnement solaire. Ces apports vont donc varier dans le temps et au cours dune journe. Il faudrait donc se placer en rgime variable et faire un calcul heure par heure pour dterminer prcisment la puissance frigorifique de linstallation.

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Coefficient k de transmission thermique W/mC

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DEFINITIONSTemprature sche : Cest la temprature mesure laide dun thermomtre ordinaire (mercure, alcool. . . ). Elle sexprime en Degr celcius (C) Temprature Humide : appele galement bulbe humide elle est mesure au moyen dun thermomtre dont le bulbe est entoure dune gaze humide. Lvaporation de cette eau provoque un abaissement du bulbe du thermomtre qui se refroidira dautant plus que lair ambiant sera sera sec . elle sexprime en C Temprature de rose : Ou point de rose . cest la temprature laquelle il faudrait refroidir lair. Sans lui enlever ni lui ajouter de vapeur deau, pour provoquer lapparition immdiate de phnomnes de condensation. E : elle sexprime en C humidit relative : appele galement hygromtrie exprime le rapport entre la quantit de vapeur deau contenue dans lair humide et la quantit quil contiendrai la mme temprature saturation. Elle sexprime en kg/kg humidit spcifique absolue : cest le poids deau contenu dans lair sous forme de vapeur des conditions de temprature saturation. Elle sexprime en Kg/Kg Enthalpie spcifique: cest la quantit de chaleur contenue dans un Kg dair, sous forme sensible et latente . elle s exprime en kJ/kg Volume spcifique : cest le rapport volume/ poids de lair , il varie en fonction de la temprature et de lhumidit relative. Il sexprime en m3 / Kg A 20C et 50% il ya 0.830 m3 / Kg ou 1.2 Kg / m3

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1.

LE CALCUL DES CHARGES DE CLIMATISATION APPORTS A TRAVERS LES VITRAGES

Ils varient suivant les saisons et dpendent de la situation gographique du btiment du moment considr et de lorientation du vitrage par rapport rayonnement incident. Lorsque le flux solaire atteint le vitrage, une partie est rflchie, une autre est transmise, le reste est absorb. Les apports travers les vitrages sont de loin les plus importants. Ils reprsentent 0 80% des apports totaux. Cest pourquoi, pour simplifier les calculs de charge en climatisation, on va dterminer partir des apports travers les vitrages, la date et lheure ou ces apports sont maximum. Les autres apports seront calculs pour cette date et cette heure Lheure et date ou les apports par les vitrages sont maximum, sont dtermines partir du tableau IDate et heure21 juin 8 h 21 juin 9 h 21 juin 17 h 21 juin 18 h 21 juil 13h 21 aot-9h 21 aot-16h 21 sept-10h 21 sept-11h 21 sept-13h 21 sept-14h 21 sept-15h

ORIENTATIONSN N/NE NE E/NE E E/SE SE S/SE S S/SO SO O/SO O O/NO NO N/NO ombre

61 76 116 137 128 77 105 48 65 84 85 81

173 134 105 87 143 86 108 51 68 85 86 82

325 278 118 96 170 199 121 84 91 100 98 91

422 402 131 107 200 353 138 198 146 130 122 111

455 462 140 115 226 451 156 364 274 171 155 137

442 457 142 117 238 476 164 431 363 201 176 153

316 376 141 115 266 440 182 503 504 354 250 203

163 242 135 109 308 334 197 391 510 474 392 286

52 108 144 114 338 183 266 349 440 520 500 438

47 71 235 163 344 77 412 193 315 496 535 527

52 71 392 308 323 70 507 71 171 419 507 551

56 75 516 452 243 71 533 57 75 242 371 468

56 75 526 474 204 70 505 56 72 166 296 404

54 73 490 462 146 67 410 53 69 91 151 259

51 70 391 390 132 63 271 50 67 85 89 113

46 66 248 270 127 60 132 48 65 84 85 82

47 72 102 81 150 74 121 71 93 114 114 105

Tableau I :

Dtermination du maximum de charges surfaciques en W/m Apports par ensoleillement et par conduction Vitrage simple sans protection latitude 45 N Un vitrage quip dun store extrieur est assimil lombre. Exemple: Considrons la boutique (figure 1) climatiser. La vitrine, en glace claire de 10 mm, est oriente lOuest les apports sont maximums le 21 juin 17 heures. Les apports seront donc calculs pour le 21 juin 17 heures

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Figure 1

Les apports par les vitrages sont obtenus en pondrant les charges surfaciques (tableau II) pat la surface du vitrage et par un ventuel coefficient de correction de vitrage (tableau III).Date et heure21 juin 8 h 21 juin 9 h 21 juin17h 21 juin18h 21 juil 13h 21 aout-9h 21 aout-16h 21 sept-10h 21 sept-11h 21 sept-13h 21 sept-14h 21 sept-15h


61 76 116 137 128 77 105 48 65 84 85 81

173 134 105 87 143 86 108 51 68 85 86 82

325 278 118 96 170 199 121 84 91 100 98 91

422 402 131 107 200 353 138 198 146 130 122 111

455 462 140 115 226 451 156 364 274 171 155 137

442 457 142 117 238 476 164 431 363 201 176 153

316 376 141 115 266 440 182 503 504 354 250 203

163 242 135 109 308 334 197 391 510 474 392 286

52 108 144 114 338 183 266 349 440 520 500 438

47 71 235 163 344 77 412 193 315 496 535 527

52 71 392 308 323 70 507 71 171 419 507 551

56 75 516 452 243 71 533 57 75 242 371 468

56 75 526 474 204 70 505 56 72 166 296 404

54 73 490 462 146 67 410 53 69 91 151 259

51 70 391 390 132 63 271 50 67 85 89 113

46 66 248 270 127 60 132 48 65 84 85 82

47 72 102 81 150 74 121 71 93 114 114 105

Tableau II : charges dues aux apports travers les vitrages au moment du maximum, sur les autres orientations en W/m Vitrage simple sans protections, latitude 45N Vitrage simple anti solaire bronze Vitrage simple anti solaire bronze Glace claire Glace claire athermic Athermic Double vitrage glace claire intrieur glace claire intrieur Store intrieur Pavs de verre 6 mm 10 mm 6 mm 10 mm 6 mm 10 mm 6 mm 6 mm 0.77 0.69 0.99 0.96 0.57 0.52 0.87 0.60 0.65

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Tableau III : coefficients de correction pour divers vitrages

Reprenons lexemple de la boutique ( figure 1) Le vitrage orient ouest est en glace claire de 10 mm Surface du vitrage : S = (2.70 0.40) x 8 = 18.4 m Les apports par le vitrage Ouest sont donc de :A = 18.4Surface en m

x

526

x

0.96Charges Surfaciques En W/m

= 9 291 WCoefficient de correction ( tableau III)

Remarque: le coefficient de correction pour store intrieur ne doit pas tre appliqu en

plus dun coefficient de correction de vitrage. Par exemple, pour un vitrage en glace claire de 10 mm avec store intrieur on applique uniquement le coefficient de correction du store intrieur soit 0.6.

2.

APPORTS A TRAVERS LES PAROIS OPAQUES

En t, les apports calorifiques rsultent non seulement de la diffrence entre les tempratures de lair lextrieur et lintrieur des locaux climatiss, mais aussi du fait que les locaux extrieurs sont soumis au rayonnement solaire. Les apports calorifiques dans les locaux climatiss sont donc plus importants en raison de labsorption et de lemmagasinement de la chaleur par les parois extrieures. Lorsquun flux solaire atteint une paroi extrieure, une partie du flux est rflchie, une autre partie est absorbe, ce qui a pour effet dlever la temprature de la paroi. On est donc amen dfinir une temprature fictive appele temprature extrieure virtuelle ( ev) qui tient compte de llvation de temprature de la paroi sous leffet de lensoleillement.

Les tableaux IV, V et VI nous donnent pour 2 types de parois verticales selon lorientation et pour les parois horizontales, lcart virtuel de temprature, diffrence entre la temprature intrieure du local climatiser et la temprature extrieure. Remarque : la temprature intrieure du local climatis est prise gale 25C. Si la temprature du local climatiser est diffrente de 25 C, il faut rajouter la valeur de ev lue dans le tableau, la diffrence entre 25 C et la temprature intrieure.

ev = ev - ti

ev = ev + (25-ti )tableau

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w

Les charges dues aux apports travers les parois opaques sont gales au coefficient de transmission K de la paroi considre, multipli par la surface et par lcart virtuel de temprature correspondant : Avec Q : apports par conduction en W K : coefficient de transmission en W/m K, S : surface en m ev : cart virtuel de temprature en K( tableau IV VI) : coefficient de correction de parois (tableau VII) Remarque : le calcul du coefficient K seffectue suivant le DTU rgles de calcul des caractristiques thermiques utiles des parois de construction de base des btiments .Date et heure21 juin 8 h 21 juin 9 h 21 juin17h 21 juin18h 21 juil 13h 21 aout-9h 21 aout-16h 21 sept-10h 21 sept-11h 21 sept-13h 21 sept-14h 21 sept-15h

relle

Q = K. S. ev .


-1.1 -0.4 8.1 8.8 8.4 0.6 8.8 -0.8 1.2 4.4 5.1 5.4

4.6 3.2 6.8 5.7 8.7 2.2 8.9 -0.7 1.3 4.4 5.1 5.4

10.0 9.0 7.0 5.8 9.1 8.1 9.1 1.0 1.8 4.7 5.4 5.6

13.6 13.3 7.2 6.0 9.7 13.5 9.4 6.9 4.5 5.2 5.7 5.9

14.7 15.5 7.3 6.1 10.1 17.0 9.6 12.8 10.7 5.9 6.3 6.3

14.2 15.6 7.4 6.1 11.1 17.9 9.8 15.2 13.8 7.7 6.7 6.6

9.2 12.4 7.4 6.1 14.3 16.4 10.1 17.7 18.8 15.2 11.1 8.1

3.7 7.6 7.4 6.1 16.8 12.3 10.9 16.0 19.1 19.6 17.0 13.2

-1.6 1.9 8.1 6.3 18.3 6.6 15.7 11.7 16.7 21.7 21.3 19.1

-2.3 -0.6 13.3 9.3 18.5 1.5 21.2 5.7 12.0 21.3 23.2 23.0

-2.2 -0.7 18.8 14.8 17.4 0.7 25.1 0.3 6.1 18.5 22.5 24.3

-2.1 -0.6 23.6 20.4 13.8 0.7 26.4 -0.7 1.4 11.4 17.3 21.5

-2.1 -.06 24.1 21.3 11.9 0.7 25.4 -0.7 1.3 8.1 14.2 19.0

-2.2 -0.7 22.9 21.2 9.6 0.7 21.8 -0.8 1.3 4.5 8.3 13.3

-2.2 -0.7 19.2 18.6 8.5 0.6 16.4 -0.8 1.2 4.4 5.2 7.4

-2.3 -0.8 13.8 14.2 8.3 0.6 10.6 -0.8 1.2 4.4 5.1 5.4

-2.2 -0.40.4 6.9 5.6 9.3 1.1 9.4 0 2.3 5.6 6.2 6.3

Tableau IV : Ecart virtuel de temprature en K Parois opaques verticales de faible inertie, construction lgre et teinte moyenne.Date et heure21 juin 8 h 21 juin 9 h 21 juin17h 21 juin18h 21 juil 13h 21 aout-9h 21 aout-16h 21 sept-10h 21 sept-11h 21 sept-13h 21 sept-14h 21 sept-15h


-1.4 -1.6 2.2 3.1 0.6 -0.6 2.4 -4.3 -4.4 -3.7 -3.0 -2.1

-1.3 -1.0 3.6 4.2 2.4 -0.23 3.2 -4.1 -4.1 -3.4 -2.7 -1.8

-0.9 -0.3 5.4 5.8 4.9 0.2 5.0 -3.4 -2.9 -1.8 -1.1 -0.4

-0.6 0 7.2 7.4 6.9 0.6 7.2 -2.8 -1.8 0.3 1.1 1.8

-0.6 0 8.3 8.3 7.9 0.8 9.1 -2.4 -1.0 2.3 3.5 4.3

-0.6 0 8.6 8.7 8.0 0.9 10.1 -2.2 -0.7 3.0 4.6 5.6

-1.0 -0.9 8.3 8.5 6.4 0.7 11.0 -2.1 -0.7 3.5 5.7 7.4

-1.3 -1.7 7.3 7.8 4.2 0.4 10.5 -2.3 -1.3 2.5 4.9 7.1

-1.3 -1.9 6.3 7.4 2.0 0.3 9.0 -2.5 -2.1 0.8 3.1 5.5

-0.9 -1.5 5.8 7.6 1.0 0.6 7.3 -2.7 -2.9 -1.2 0.7 3.1

-0.2 -1.0 5.5 7.7 0.9 0.9 5.9 -2.7 -3.0 -2.3 -0.9 1.0

-0.2 -0.5 4.7 7.1 0.9 0.9 4.3 -3.0 -3.3 -2.8 -2.1 -0.8

0.2 -0.5 4.2 6.6 0.9 0.8 3.7 -3.2 -3.4 -3.0 -2.3 -1.3

0 -0.7 3.5 5.5 0.8 0.4 3.0 -3.6 -3.7 -3.2 -2.6 -1.7

-0.4 -1.1 2.6 4.2 0.5 0 2.6 -3.9 -4.1 -3.5 -2.8 -1.9

-1.1 -1.7 0.2 3.1 0.3 -0.4 2.4 -4.2 -4.3 -3.6 -2.9 -2.1

-2.0 -2.5 2.1 3.1 0.1 -0.7 2.9 -4.2 -4.2 -3.5 -2.5 -1.5

Tableau V :

Ecart virtuel de temprature en K. Parois opaques verticales de teinte moyenne, de construction traditionnelle.

39

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

bu


yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

C

lic

k

he

reom

to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

Terrasses ensoleilles Date 21 juin 8 h 21 juin 9 h 21 juin17h 21 juin18h 21 juil 13h 21 aout-9h 21 aout-16h 21 sept-10h 21 sept-11h 21 sept-13h 21 sept-14h 21 sept-15hTableau VI :

Terrasses non ensoleilles -2.3 -2.4 -3.2 -3.1 -1.1 -1.7 -1.5 -4.2 -4.4 -4.7 -4.8 -4.8

4.5 3.6 3.9 4.6 4.6 3.7 -0.1 -0.4 -0.8 -0.9 -0.9 -0.8

Ecart virtuel de temprature en K. Parois opaques horizontales de teinte moyenne. Parois opaques Nature Construction avec bonne isolation Verticales Construction courante Construction ancienne peu isole Construction avec bonne isolation horizontales Construction courante Construction ancienne (toiture)Type

0.7 1.0 1.3 0.6 1.0 2.0

Tableau VII : coefficient de correction des parois opaques. Exemple :

la boutique ( figure 1) est compose de : un mur sud en brique creuse de 10 cm avec 2 endroits de 1 cm, K = 2.3W/mK, un mur Nord en bton de 20 cm avec 2 enduits de 1 cm, K = 2.3W/mK, une allge Ouest en brique creuse de 10 cm avec 2 endroits de 1 cm, K = 2.3W/mK, S=3.2 m

calcul des apports du mur sud :Surface S: 10 x (2.70 + 0.40) = 31 m Construction courante : = 1 (tableau VII) Le mur sud peut tre class comme construction lgre, lcart virtuel de temprature est donn tableau IV : Lcart virtuel de temprature partir du tableau IV : ev = 8.1 K Les apports travers le mur sud sont : 40

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

bu


yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

C

lic

k

he

reom

to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

Q = 2.3 x 31K En W/m

x 8.1S en m

x

1

=ev En K

577 W

calcul des apports du mur nord :Surface S: 10 x (2.70 + 1.40) = 41 m Construction courante : = 1.3 (tableau VII) Le mur nord peut tre class comme construction traditionnelle, lcart virtuel de temprature est donn tableau V : Lcart virtuel de temprature partir du tableau V : ev = 2.2 K Les apports travers le mur sud sont :Q = 2.9K En W/m S en m

x

41

x

2.2En K

x

1.3

=

340 W

ev

Les apports travers lallge ouest sont : Q = 2.3 x 3.2 x 24.1K En W/m S en m ev En K

x 1

= 177w

Les apports travers le mur est sont : Q = 2.3 x 9.3 x 7.3 x 1 = 156 W

calcul des apports par la terrasse :elle est compose de une partie horizontale en bton copeaux de bois de 10 cm avec 2 enduits de 1 cm, K = 0.52W/mK, S=9 m , une partie incline, K = 0.97W/m K, S = 50 m La terrasse est toujours ensoleille. Lcart virtuel de temprature partir du tableau une partie VI : ev = 3.6 K Apports par la terrasse en bton : celle-ci est dune construction courante, donc = 1 Q = 0.52K en W/m.K

x

9

x

3.6En K

x

1

= 17 W

S en m

ev

Apports par toiture :celle-ci est dune construction courante, donc = 1 (tableau VII) Lcart virtuel de temprature est identique celui de la terrasse en bton, soit : ev = 3.6 K

41

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

bu


yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

C

lic

k

he

reom

to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

Apports : Q = 0.97K en W/m.K

xS en m

50

xEn K

3.6

x

1 = 175 W

ev

Calcul des apports pour sparatif entre la boutique et la terrasse: La rserve nest pas climatise, il faut donc dterminer sa temprature intrieure.

En rgime stable, la somme des apports et des dperditions est nulle. A(ti) + D(ti) = 0 Il est alors de dterminer ti dans cette quation. Remarques : la temprature ti est dterminer pour le 21 juin 17 heures, date et heure du maximum dapports pour le vitrage de la boutique. Pour dterminer la temprature intrieure ti de la rserve, il faut calculer les apports par condition, par les vitrages, ventuellement par lclairage, les quipements et les occupants. Il faut galement dterminer les dperditions par la paroi sparative entre le local climatis et le local non climatis. Calcul des apports : mr nord : K = 2.9 W/m K S = 12.3 m A1 = 2.9 x 12.3 x (28.3 ti ) A1 = 1 009,461-3567 ti K = 2,3 W/m K S = 7,1 m A2 = 2,3 x 7,1 x (28.3 ti ) A2 = 462,139 16,33 ti K = 3,5 W/m K S = 2,2 m A2 = 3,5 x 2,2 x (28.3 ti ) A2 = 217,91 7,7 ti K = 2,3 W/m K S = 13 m A3 = 2,3 x 13 x (28.3 ti ) A3 = 846,17 29,9 ti 42

mr Sud :

porte sud :

mr est :

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

bu


yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

C

lic

k

he

reom

to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

toiture :

K = 0,97 W/m K S = 15 m A4 = 0,97 x 15 x (28.3 ti ) A4= 411,765 14,55 ti

fentre :

K = 2.9 W/m K S = 12.3 m A1 = 2.9 x 12.3 x (28.3 ti ) A1 = 1 009,461-3567 ti

Le tableau il donne des charges surfaciques de 140 W/m K A 5 =140 x 4.5 = 360 W

Calcul des dperditionsparoi sparative : K = 2.,8 W/m K S = 15,7 m D = 2,8 x 15,7 x (25 ti ) D = 1 009 43.96 ti porte sparative: K = 3.5 W/m K S = 1.76 m D = 3.5 x 1.76 x (25 ti ) D = 154 6.16 ti En rgime stable: A( ti) + D( ti) = 0 Soit A1+A2+A2 A3+A4+A5+A5+D +D= 0 4 830.445 154.27 ti = 0 ti = 31.3 C Les apports par la paroi sparative dans la boutique sont donc : paroi sparative : K = 2.,8 W/m K S = 15,7 m A = 2,8 x 15,7 x (31.3 25 )= 277 W porte sparative: K = 3.5 W/m K S = 1.76 m A = 3.5 x 1.76 x (31.3 25 ) Apports total par la paroi sparative compris 3- APPORTS PAR RENOUVELLEMENTyDAIR la porte : Il peut sagir de lair extrieur admis = 316 W infiltration ou introduit volontairement Atot par une en fonction du nombre doccupants et de la nature du local(VMC). Cet air extrieur humide provoque des variations de tempratures et dhumidit dans le local, qui sont autant de charges prendre en compte par le climatiseur. Ces variations dpendantes du dbit dair introduit ( tableau IX)

43

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

bu


yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

C

lic

k

he

reom

to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

Dsignation des locaux

Dbit minimum dair neuf en m/h par occupant Sans Avec fumeurs fumeurs

Taux doccupation m par personne

Locaux denseignement : Classes, salles dtudes, laboratoires, coles maternelles, lmentaires et collges. Locaux dhbergement : Chambres collectives, dortoirs, salles de repos Bureaux et locaux assimils : Locaux daccueil, bibliothque, bureaux de poste, banques. Locaux de runions : Salles de runions, de spectacle, de culte, clubs, foyers. Locaux de vente : Boutique, supermarchs. Locaux de restauration : Cafs, bars, restaurants, cantines, salles manger Locaux usage sportif : Par sportif : piscine, autres locaux Par spectateur

15 18

25

4.5 1.5

25

4

18

18 18 22 22 22 25 18

25 30 30 30 30 30

10 3.5 12 2 10 1.2

Tableau IX : renouvellement dair en m3 /h Les apports de chaleur sensible sont donnes par la relation Asens = 3.3.10-4.qv.cp.(te-ti) Avec As : apports sensibles en W qv : Dbit dair sec dinfiltration cp : capacit thermique de lair en J/KgC te : temprature extrieure dair sec en C ti : temprature intrieure du local climatis en C le tableau X donne pour 3 sites suivants la date et lheure, la valeur du terme E E= 3,3.10-4.cp.(te-ti) La teneur en humidit de lair extrieur est relativement constante et ne dpend que de la zone climatique Par contre la teneur en humidit de lair intrieur doit tre dtermine partir du diagramme de lair humide connaissant la temprature intrieure et lhumidit relative du local climatis. Exemple : 44

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

bu


yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

C

lic

k

he

reom

to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

La boutique contient 6 personnes, le dbit minimum dair neuf est de 30 m3 /h par personne. Le dbit dair introduit est donc de : qv = 30 x 6 = 180 m3 /h La boutique est situe dans la rgion parisienne. On obtient E = 11 ( tableau X) Soit des apports sensibles de : Asens = 180 x 1.1 = 198 W qv E La teneur en humidit lt pour la rgion casa est rse =10g g/kgas la boutique est climatise 25C avec une humidit relative de 60% Daprs le diagramme de lair humide, on obtient : rsi =0.012 kg/kgas les apports latents sont donc de : Alat = 833.3 x 180 x (0.010 0.012) = - 300 W Les apports totaux sont : Atot = 198 - 300 = - 102 W

4-

APPORTS PAR LES OCCUPANTS

Lhomme peut tre assimil un gnrateur thermique dont la puissance, fonction de son activit, est assure par la combustion lente des aliments. Une partie de lnergie produite est utilise pour maintenir la temprature intrieure du corps un niveau constant, lautre partie est dissipe dans le milieu ambiant sous forme de chaleur. Le maintien du corps une temprature de 37 C est donc subordonn un quilibre entre la production de chaleur du corps et augmentation avec son activit. Pour un degr hygromtrique moyen (40 70 dhumidit relative), la rportion entre apports sensibles et apports latents est fonction de la temprature sche du local. Lorsque la temprature de lair augmente, les changes sensibles diminuent et las apports latents augmentent. Le tableau XI donne, pour diffrentes activits, les valeurs du mtabolisme humain et sa rpartition en chaleur sensible et latente en fonction de la temprature ambiante. Ces valeurs correspondent la quantit moyenne de chaleur et dhumidit dgage par un homme adulte.

45

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

bu


yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

C

lic

k

he

reom

to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

Temprature ambiante activit Assis, au repos Debout, au repos Activit modre (ex : bureau, couture) Activit moyenne (Vendeur debout) Activit importance (vendeur debout)21CSensible latente

23CSensible latente

25CSensible latente

27CSensible latente

79 86 91 95 104

31 39 59 80 96

73 78 82 84 90

37 47 68 92 110

67 70 72 73 75

43 55 78 102 125

59 61 62 62 63

51 64 88 110 137

Tableau XI :

Mtabolisme humain. Valeurs exprimes en Watts. Minorations : pour les femmes : 20% et pour les enfants : 20 40% selon lge. Exemple : Dans la boutique se trouvent six personnes dont une vendeuse est : Les apports sensibles et latents ds la vendeuse sont : Apports sensibles : Asens = 73 (0.2 x 73) = 58 W Apports latents : Alat = 102 (0.2 x 102) = 82 W Apports totaux : Atot = 58 + 82 = 140 W Les apports sensibles et latents ds aux clients ( 4 femmes et 1 homme) sont Apports sensibles : Asens = 70 + [ 4 x (70 (0.2 x 70))] = 294 W Apports latents : Alat = 55 + [ 4 x (55 (0.2 x 55))] = 231 W Apports totaux : Atot = 294 + 231 = 525 W

46

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

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yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

C

lic

k

he

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to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

5-

APPORTS PAR LECLAIRAGE ET LES EQUIPEMENTS

Les apports par lclairage et par les quipements de bureau ( ordinateur, imprimantes.. ) sont relativement importants, toute lnergie lectrique est effectivement transforme en chaleur. Les charges dues aux quipements correspondent aux puissances lectriques des appareils (tableau XII) ou puissance installe pour lclairage. Remarque : lorsque lclairage est ralis partir de tubes fluorescents (clairage des bureaux), la charges surfaciques est denviron 10 W/m. Par contre, pour les boutiques ou lclairage est ralis partir de spots halognes trs basse tension, la charge surfacique est de 50 W/m.

apports Type dappareil puissance 500 40 1000 2000 500 3000 500 500 1000 500 1000 300 1500 1000Sensible latente

Dure de fonctionnement 280 70 400 50 80 160 140 270 300 100 330 60 60 60 60 30 30 30 30 30 30 30 30 20 30

Fer repasser Appareil radio Radiateur lectrique Moulin caf Machine caf Grille-pain Sche-cheveux Plaque chauffante

Gril lectrique Appareil friser Strilisation Tableau XII : Apports par processus. Valeurs exprimes en Watts pour les puissances et les apports, en minutes pour la dure de fonctionnement. Exemple

220 40 1000 2000 180 1100 200 170 340 110 230 1200 400 170

La boutique est claire partir de spots halognes TBT. Les apports par lclairage sont :

A = 50W/m

x

59

= 2 950Wm

47

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

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2.0

2.0

C

lic

k

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to

w

w.

A B B Y Y.c

om

w

w

6-

IMPORTANCE DES PROTECTIONS SOLAIRES

Le rayonnement solaire travers un vitrage peut ou mois rduit en prvoyant une protection solaire. Ce qui permet de diminuer en consquence les gains externes par ensoleillement et surtout la charge frigorifique de pointe prvoir. Les dispositifs de protection solaire les plus intressants du point de vue nergtique sont ceux du type mobile, par exemple stores lamelles orientables, qui vont prsenter en t un facteur de transmittance optimal, mais laisser passer suffisamment de lumire pour ne pas ncessiter la mise en marche de lclairage en priode lnergie solaire, qui, dans certains cas peut constituer un apport trs important donc permettre la rduction du chauffage. Du point de vue nergique, la fentre optimale prsente les caractristiques suivantes : Une protection mobile place de prfrence lextrieur pour lt, Un vitrage isolant( double vitrage) laissant passer un maximum de lumire naturelle pour ne pas tre oblig dutiliser lclairage artificiel. Remarque : les protections solaires extrieures sont plus efficaces parce que, dune part, la chaleur rflchie est renvoye avant de pntrer dans le local, et que dautre part, la chaleur absorbe est dissipe dans le local et une partie de la chaleur est absorbe son passage travers la vitre. Dans la mthode explique prcdemment, lorsquun vitrage est quip dune protection extrieure, il est considr comme tant lombre. Nous allons rependre le calcul des charges de la boutique, en appliquant un store extrieur sur la vitrine Ouest. Le tableau I donne les charges maximales pour orientation ombre le 21 juillet 13 heures.

48

Y

Y

Y

PD

F T ra n sf o

rm

Y

PD

F T ra n sf o

rm

er

er

ABB

ABB

y

bu


yw.A B B Y Y.c

2.0

2.0

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w.

A B B Y Y.c

om

w

w

7-

RECAPITULATIF

Les rsultats et calculs sont regroups sur une feuille de calcul.

BORDEREAU DE CALCUL DES CHARGES DE CLIMATISATIONMaximum (tableau I) orientation Date et heure OUEST 21 juin 17 heures OMBRE 21 juillet 13 heures

Vitrages (tableau II et III) Orientation Ouest Charges surfaciques en w/m2 21/06 526 21/07 150 Surface en m2 18,4 Coefficient De correction 0,96 Charges sensibles en w 21/06 9291 21/07 2650

Parois opaques (tableau IV VII) Orientation Sud Nord Ouest Est Terrasse bton Toiture K en W/m . K 2.3 2.9 2.3 2.3 0.52 0.97 Surface en m 31.0 41.0 3.2 9.3 9.0 50.0

ev En K21/06 8.1 2.2 24.1 7.3 3.6 3.6 21/07 18.3 0.6 11.9 10.1 4.6 4.6

Coefficient de correction 1 1.3 1 1 1 1

Charges sensibles en W

21/06 577 340 177 156 17 175

21/07 1 305 93 88 216 21 223

PAROIS INT2RIEUR(tableau VII I) Dsignation K enW/m.K 21/06 Paroi Porte 2.8 3.5 S en m2 21/07 15.70 1.76 21/06 31.3 31.3 Ti en C 21/07 35 35 Charges sensibles en w 21/06 277 39 21/07 440 62

Renouvellement dair (tableau IX et X, figure 2 ) Dbit qv en m3 /h

E

(rse rsi) en kg/kgas

Charges sensibles

Charges latentes 833.3

qv x E enW

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r e) en W

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21/06 180 1,1

21/07 1,7 -0,002

21/06 198

21/07 306

21/07 -300

21/06 -102

21/07 6

Occupants (tableau XI ) Nombre doccupants 1 vendeuse 5 clients Charges sensibles en W 58 294 Charges latentes en W 82 231 Charges totales en W 140 525

Eclairage et quipements (tableau XII ) Surface en m 59 Charges surfaciques en W/m 50 Charges totales Charges sensibles en W 21/06 14 549 21/07 8 706 Charges latentes en W 13 Charges totales en W 21/06 14 562 21/07 8719 Charges sensibles en W 2950

Si la vitrine est quipe dun store, le bilan total est de 8 719 W alors quil tait de 14 562 W sans store, soit 40% dconomie sur le bilan. Lintrt des stores extrieures est ici incontestable tant du point de vue des apports que du confort. Avant de climatiser un local, il est bon de voir les amliorations qui peuvent tre raliser sur le btiment.

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VI- BILAN FRIGORIFIQUE SIMPLIFIEClient : Tlphone Adresse Date : Nature du local : N de projet

Validit du calcul : rafrachissement de 8C / Extrieur 35C BS Intrieur 27C BCCHARGES THERMIQUES PARAMETRES X FACTUR = PUISSANCE

VITRAGES

A lombre Ensoleills sans stores extrieurs Ensoleills avec stores intrieurs Ensoleills avec stores extrieurs Ensoleills, isols Ensoleills, non isols Non ensoleills, isols Non ensoleills, non isols m2 isol Non isol Sous toit isol Sous toit non isol isol Non isol m3/h

m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 x

x x x x x x x x 10

50 180 135 90 9 23 7 12 =

= = = = = = = =

MURS EXTERIEURS

PAROIS INTERIEURS*

PLAFOND OU TOIT*

m2 m2 m2 m2 m2 m2 x

x x x x x x 4,5

5 12 10 24 7 10 =

= = = = = =

PLANCHER*

RENOUVELLEMENT D AIR

OCCUPANT

Pers

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x APPAREILS ELECTRIQUES, ECLAIRAGES, en fonctionnement W

1

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PUISSANCE FRIGORIFIQUE A INSTALLER :

W

* : A ne pas prendre en compte si ces parois sont contigues des espaces climatiss ce type de bilan thermique approch sapplique uniquement pour du confort

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VII- CHOIX DU SYSTEME A INSTALLER

1- INSTALLATION DE CLIMATISEURSNous considrons toujours le cas de la boutique, la charge frigorifique de pointe est de 8 719 W lorsque la vitrine est quipe dun store extrieur. Vu la gomtrie de la boutique, il est prfrable dinstaller 2 climatiseurs afin davoir une bonne diffusion de lair. Les climatiseurs seront du type split-system air/air.Les groupes de condensation air seront installs sur la terrasse.

Les units intrieures seront implantes pour un soufflage du type plafonnier, elles auront des puissances de 3,5 kW et 5,3 kw.

1. CRITERES DE CHOIXLe choix du climatiseur peut tre influenc par 3 facteurs : la puissance frigorifique la technologie de lappareil et son niveau sonore limplantation et la forme de lappareil

2-2 Puissance frigorifiqueEn rgle gnrale, on choisit la puissance du climatiseur suprieure ou gale celle obtenue par le dimensionnement. Dans quelques cas, on peut tre amen choisir la puissance du climatiseur lgrement infrieure celle du bilan frigorifique ( impratif dordre commercial ou dchelonnement des puissances dans une gamme du matriel standard). Pour une puissance frigorifique 2,5 KW : lorientation se fait vers les mobiles, les Windows et mme les split-system ; Pour une puissance frigorifique > 2,5 KW et 4,5 KW : lorientation se fait vers les plafonniers encastrs avec un rseau de gaines, les split-system et les multisplits.

1.1 TechnologieLa technologie du climatiseur permettra de dterminer le type de lappareil installer et la nature de fluide de condensation : monoblocs air/air ( figure 3) monoblocs eau/air ( figure 4) split system air/air ( figure 5) split system eau/air . les critres de choix du type de lappareil sont : Le ou les emplacements possibles pour linstallation de lunit extrieure ; Disponibilit dune paroi donnant sur lextrieur avec possibilit de percement ; Possibilit de condensation par eau ( prsence dune alimentation et vacuation deau) .

Figure 3 : climatiseur monobloc air/air

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Figure 4 : climatiseur monobloc eau/air

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igure 4 : Split system air/air

1.2

Implantations et Forme (figure 6)

Ce critre concerne plus particulirement lunit intrieure, le choix de la forme du climatiseur est en fonction des critres suivants : Prsence dun faux plafond exploitable ; Surface de plafond utilisable ; Disponibilit de la place au mur ; Disponibilit de la place au sol.

1. console : sinstalle verticalement, pose au sol ou monte en allge 2. murale : saccrochant un mur du local, gnralement hauteur dhomme 3. Murale dangle : variante de lunit murale, car se forme en quart de cylindre permet de la positionner dans un angle de pice, ou mur 4. Plafonnire encastre ( cassette) : encastrer dans le faux plafond, dans lpaisseur de celui-ci. 5. Unit de faux plafond : contrairement aux prcdentes, aucune partie, hormis le soufflage, nest apprente . Totalement encastre dans le faux plafond, elle peut tre associe un rseau de gaines. 6. Unit de condensation air 7. Unit de condensation eauFigure 6 : diffrents types dunits de split system

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VIII-MISE EN SERVICE ET ENTRETIEN DES CLIMATISEURS

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IX-Le matriel dinstallation et de maintenanceLe matriel ncessaire pour linstallation ou la maintenance des climatiseurs est particulier et peu courant.

1. VALVE A CLAPETCouramment appele vanne Sch rader, elle a le mme principe de fonctionnement que la valve dune roue de bicyclette ou de voiture (figure 1).

En venant visser un flexible dont lembout est muni dune tige interne, la valve souvre autorisant la communication du fluide entre linstallation et le flexible. De nombreux climatiseurs sont quips de ce type de vanne. Cest alors la seule faon de pouvoir intervenir sur le circuit frigorifique(prise de pression, charge de fluide frigorigne, tirage au vide ) un capuchon de protection en laiton est viss sur la vanne, il faut veiller son bon serrage aprs chaque intervention. Pour les climatiseurs non quips de ce type de vanne (certaine Window), le technicien doit braser une vanne schrader sur le tube de charge situer sur le compresseur hermtique (figure 2). Le dmontage du clapet ressort(lment sensible de la vanne) et impratif, de mme quun refroidissement du compresseur par chiffon humide. Attention, aucune goutte deau ne doit pntrer dans le circuit. Le montage effectuer, la pression lue au manomtre sera alors la basse pression.

Figure 2 tube de charge sur compresseur hermtique

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2- COUPLEUR :Le raccordement entre lunit intrieure et lunit extrieure est ralis en tube cuivre . A l installation , il existe deux possibilits pour raliser ce raccordement : Acheter deux couronnes de tube de cuivre (qualit froid) , effectuer les dudgeons , raccorder les tubes , tirer au vide et charger ; Acheter deux canalisations prcharges et les visser sur les units .le raccordement des canalisations prcharges est effectu par des coupleurs (figure 3) , couramment appels raccords rapides ou quick .L tanchit entre les tubes prchargs et l extrieur est ralise par les diaphragmes qui se perforent au vissage .

Demi-coupleur avant connexion Les diaphragmes des demi-coupleurs Assurent l tanchit avant accouplement La partie mle ( droite )comprend un coteau, Le diaphragme tanche et un joint intermdiaire En caoutchouc synthtique qui vite la perte de Fluide rfrigrant pendant l accouplement la partie femelle ( gauche )comprend le diaphragme le sige de l tanchit dfinitive

Coupleur connect Au serrage de l crou,les demi coupleurs se rapprochent, le couteau perfore les diaphragmes et ouvre un large passage au fluide rfrigrant. Le coupleur doit tre serr pour que l tanchit dfinitive tanche et mtal/mtal soit parfaite.

Dans l ventualit d un dmontage , la charge en fluide frigorigne sera perdue .Cet inconvnient peut tre palli laide des coupleurs auto-obturateurs , qui assurent une tanchit des parties dconnectes . Remarque : au montage il est vivement conseill dhuiler lgrement les filetages avec de lhuile pour compresseur frigorifique uniquement .les constructeurs indiquent un couple de serrage .Pour assurer une bonne tanchit , il sera toujours effectu avec deux clefs (figure4)Figure 4 Serrage des liaisons frigorifiques

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chaque orifice , l exception de celui de service au centre , peut tre isol des autres, soit laide dun robinet , soit au moyen dune vanne schalder . Les tuyaux flexibles comportent une extrmit un raccord muni dune tige interne pour repousser le clapet poussoir de la vanne schalder.

Figure 7 : quelques exemples dapplication

5-VANNE DE SERVICE : il sagit dune vanne trois voies (figure 8) installe sur les climatiseurs (unit intrieure) ou sur le corps des compresseurs selon la position du clapet dtanchit guid par une tige. La communication seffectuera entre ces trois voies (figure9)

figure 9 : utilisation de la vanne de service

Remarque :dans tous les cas de figure ; la vanne sera tire sur larrire aprs chaque intervention .Le capuchon de protection de la vanne et lcrou obturateur de la prise de pression seront remis en place et bien serrs pour viter les fuites .Lutilisateur dune clef carr est imprative pour manuvrer la tige de commande du clapet.

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6-CYLINDRE DE CHARGE :cest une rserve de fluide frigorigne , il est utilis pour recharger les installations lorsque la quantit de fluide introduire dans le circuit est connue .Il est constitu dun rservoir en communication avec un tube indicateur de niveau .Deux vannes assurent un soutirage du fluide , lune en phase liquide , lautre en phase vapeur ;un manomtre est install sur le corps du cylindre de charge .Enfin un tube de protection gradu coulissant indiquera la quantit de fluide contenue dans le cylindre (figure 10)

Figure 10 : Cylindre de charge

La charge en fluide frigorigne du cylindre de charge est aussi trs simple (figure 11)

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figure 11 recharge du cylindre de charge en phase liquide

Pour effectuer la charge en fluide frigorigne du cylindre , procder comme suit : -Raccorder laide dun flexible la vanne de soutirage liquide la bouteille de fluide frigorigne . - La bouteille tant positionne pour une alimentation en phase liquide , ouvrir la vanne - Purger le flexible , pour ne pas introduire dair et de vapeur deau dans le cylindre , le dvisser lgrement du raccord filet situ sur la vanne du cylindre - Ouvrir la vanne de soutirage liquide du cylindre - Raccorder avec un flexible la vanne de soutirage vapeur du cylindre lunit de rcupration . - Ouvrir la vanne de soutirage vapeur - Mettre en fonctionnement lunit de rcupration (elle met le cylindre en dpression par rapport la bouteille , le fluide frigorigne liquide pntre dans le cylindre). - Arrter lunit de rcupration lorsque le niveau souhait est atteint . - Fermer les vannes de soutirage du cylindre et de la bouteille. - Dconnecter les flexibles de raccordement avec prcaution , le fluide dtendu restant dans les flexibles peut brler les doigts au cours de cette opration Les diffrentes tapes pour dterminer la quantit de fluide frigorigne soutire sont les suivantes : - Lire la pression sur le monomtre du cylindre de charge - Reprer cette pression sur le tube de protection coulissant , en fonction de fluide utilis (figure 12)

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Tourner le tube pour que la pression repre soit en face de lindicateur de niveau Lire sur cette co

m10 Climatisation a Detente Directe Fgt Tsgc 898 (1)

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