Armoires de climatisation

Le chauffage de l’air

Suivant l’importance des gains gratuits dans le local, on peut envisager

• soit de ne pas installer d’élément chauffant,
• soit de placer une résistance électrique d’appoint, (investissement faible mais coût d’exploitation élevé),
• soit d’insérer une batterie de chauffe alimentée par le réseau de chauffage du bâtiment,
• soit enfin de sélectionner une machine frigorifique réversible, fonctionnant en pompe à chaleur en hiver.

L’humidification de l’air

Si l’humidité de l’air de l’ambiance doit être contrôlée, un humidificateur peut être incorporé à l’armoire de climatisation, généralement via un humidificateur à vapeur.

Cet humidificateur est parfois inséré au départ des gaines, si celles-ci sont existantes dans le prolongement de l’armoire.

Mais les armoires de climatisation se distinguent essentiellement au niveau du condenseur :

Le condenseur à air intégré à l’armoire

La paroi au dos de l’armoire est percée afin que le rejet de chaleur puisse se faire directement vers l’extérieur (attention au pont acoustique ainsi créé !). Il est également possible d’amener et d’évacuer l’air de refroidissement par gaine.

Le condenseur à air séparé

Le fluide frigorifique est directement refroidi dans le condenseur placé à l’extérieur (sur une terrasse, sur le sol,…). L’éloignement est limité afin de ne pas amplifier les pertes de charge sur le circuit du fluide frigorifique. La surélévation du condenseur doit être limitée pour pouvoir gérer le retour de l’huile vers le compresseur.

Le condenseur à eau recyclée

Cette fois, le condenseur est refroidi par de l’eau glycolée, eau qui est elle-même refroidie à l’extérieur.

L’installation est très souple : plus de contraintes liées à la distance entre armoire et refroidisseur, ou à la différence de niveaux. Il est même possible de raccorder plusieurs armoires sur la même boucle de refroidissement.

Mieux, il est facile à présent de récupérer cette chaleur pour préchauffer de l’air de ventilation, de l’eau chaude sanitaire,…

Pour refroidir l’eau de refroidissement, on rencontre trois types d’échangeur avec l’air extérieur :

>  L’aéro-refroidisseur : l’eau est refroidie dans un échangeur à air; un ou plusieurs ventilateurs forcent le passage de l’air extérieur pour accélérer le refroidissement. Un mode de régulation très simple consiste à actionner le(s) ventilateur(s) en fonction de la température de la boucle d’eau. Seul inconvénient : la performance frigorifique de l’armoire de climatisation ne sera pas excellente. En effet, la température de la boucle d’eau va monter avec la température extérieure. En plein été, le condenseur sera mal refroidi, la pression en sortie de compresseur sera plus élevée, le rendement de la machine frigorifique va se dégrader… Et ceci est renforcé par la présence du double échangeur (fluide/eau glycolée – eau glycolée/air). L’usage de l’aérorefroidisseur sera dès lors limité à des moyennes puissances.

>  La tour de refroidissement ouverte : cette fois, l’eau de refroidissement du condenseur est pulvérisée à contre-courant du débit d’air extérieur pulsé par un ventilateur. L’échange est particulièrement efficace et, surtout, il entraîne l’évaporation d’une partie de l’eau pulvérisée. Or, cette vaporisation entraîne un fort refroidissement de l’eau. A tel point que l’eau peut descendre sous la température de l’air extérieur. Un tel refroidissement permet de limiter la pression du condenseur et donc de diminuer le travail du compresseur. Si c’est la meilleure solution énergétique, elle pose par contre assez bien de problèmes au service de maintenance (corrosion, encrassement, gel,…). C’est la conséquence d’un circuit ouvert aux conditions atmosphériques… Pour plus de détails, on consultera le choix de la tour de refroidissement ouverte.

>  La tour de refroidissement fermée : un compromis à la belge ! Les avantages de l’évaporation de l’eau … sans les inconvénients du circuit ouvert (corrosion). En pratique, le circuit de l’eau de refroidissement reste fermé, l’eau glycolée n’est plus en contact avec l’air extérieur, mais l’échangeur est aspergé par de l’eau qui, elle, “tourne” de façon totalement indépendante du circuit de refroidissement. Bien sûr, la température de l’eau de refroidissement est plus élevée que dans la tour ouverte.

Le condenseur à eau perdue

Par “eau perdue”, on entend :

• Soit de l’eau de ville qui serait évacuée vers l’égout après usage : solution à proscrire vu le coût du m³ d’eau… !

• Soit de l’eau issue d’une source naturelle (rivière, lac, puits,…) : cette solution est économique à l’exploitation, mais les coûts d’investissement sont très variables d’une situation à l’autre… L’efficacité énergétique de l’installation frigorifique est excellente puisque la température de condensation sera 8…10°C plus chaude que la température de l’eau puisée. Reste à vérifier que le captage (et/ou le réchauffage de l’eau) est autorisé par la réglementation locale ou régionale… (les choses évoluent beaucoup dans ce domaine, il est donc prudent de s’informer directement auprès des personnes concernées).