3.3 Monobloc de ventilation à double flux
3.3.3 Profil de charge annuel du monobloc
La Figure 3.8 présente, pour l’année de référence, les consommations électriques en moyenne jour-nalière des ventilateurs et de la pompe à chaleur ainsi que les pertes de charge des filtres et le débit d’extraction.
La consommation électrique des ventilateurs dépend du débit d’air et du niveau d’obstruction des filtres. En effet, les ventilateurs sont régulés pour maintenir un débit constant correspondant à une
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01/06 01/07 01/08 01/09 01/10 01/11 01/12 01/01 01/02 01/03 01/04 01/05 2006-2007
Electricité W/m2 (puissance moyenne journalière)
PAC air-eau
01/06 01/07 01/08 01/09 01/10 01/11 01/12 01/01 01/02 01/03 01/04 01/05 2006-2007
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Débit extraction (m3/h)/m2
FIG. 3.8 – Valeurs moyennes journalières mesurées de décembre 2006 à mai 2007 et reconstruites pour les dates antérieures. Haut : consommation électrique du système de ventilation double-flux et de la pompe à chaleur du bâtiment Giacometti en W/m2, SRE = 4605 m2. Millieu : pertes de charges des filtres en Pa. Bas : débit d’extraction en m3/h/m2, volume chauffé net = 10’733 m3.
valeur de consigne. Par conséquent, l’obstruction progressive des filtres va provoquer une augmen-tation de la puissance consommée pour la même presaugmen-tation fournie.
Le débit et les pertes de charge des filtres ont passablement évolué durant l’année de mesure, comme on peut l’observer sur les deux graphiques respectifs de la Figure 3.8. Le premier juin, le débit moyen journalier était de 0.71 m3/h/m2. La ventilation fonctionnait 20h par jour avec un régime en grande vitesse pendant les trois repas principaux et en petite vitesse sinon. Dès le 9 sep-tembre, pour une raison inconnue, le débit était constamment en grande vitesse et le débit moyen journalier passe à 1.05 m3/h/m2. Le 12 septembre, les deux filtres sont remplacés par des filtres neufs, bien que le filtre d’extraction soit encore peu obstrué. On peut observer jusqu’en février la constante augmentation de la perte de charge due à l’obstruction progressive des filtres. Le 12 fé-vrier, le programme est modifié pour ventiler les logements 24h par jour. Le débit moyen journalier passe à 1.27 m3/h/m2. La forte augmentation de la perte de charge du filtre d’extraction que l’on peut observer dès le mois de mars provient, avec une forte probabilité, des pollens que l’on trouve en grande quantité dans l’air pendant cette période. Finalement, le 10 mai, le système fonctionne de nouveau en mode petite/grande vitesse et les filtres sont à nouveau remplacés.
Dans ce dernier mode de fonctionnement, le débit moyen journalier varie entre 0.81 m3/h/m2 et 1.27 m3/h/m2 comme on peut le constater sur le graphique. Ces variations sont dues au pilotage de la pompe à chaleur qui, lors de son fonctionnement, force le débit à passer en grande vitesse, comme le montre la Figure 3.9 ci-dessous.
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FIG. 3.9 – Débit d’extraction et puissance électrique de la PAC mesurés le 12 mai 2007. Les lignes rouges délimitent les périodes de fonctionnement petite/grande vitesse programmée. Les mesures sont en heure d’hiver, il faut rajouter 1h pour cette date.
Cet exemple montre l’évolution du débit d’extraction en fonction de l’utilisation de la pompe à chaleur. Les mesures sont en heure d’hiver, il convient donc de rajouter 1h pour cette date, le 12 mai 2007. La PAC effectue le post-chauffage de l’air pulsé entre 3h et 9h du matin et fournit l’ap-point à l’ECS entre 13h et 24h. Dans tous les cas, chaque fois qu’elle est sollicitée, le débit bascule en grande vitesse.
Un débit de 0.81 m3/h/m2 correspond à des enclenchements de la PAC pendant les heures de repas, où le système fonctionne déjà en grande vitesse. Un débit de 1.27 m3/h/m2correspond à une utilisation de la PAC 24h par jour. En période hivernale et dans l’entre-saisons, plus la température extérieure sera basse, plus la PAC sera sollicitée pour faire le post-chauffage de l’air et plus le débit moyen journalier sera donc élevé. En été, bien que la puissance d’appel soit plus élevée lorsque la PAC fonctionne en mode air-eau, les sollicitations pour l’appoint de l’ECS sont ponctuelles et le débit journalier n’augmente pas dans de grandes proportions comme le montre les mesures de la Figure 3.8 entre début juin et fin août.
3.3.4 Puissances d’appel horaires classées
La Figure 3.10 montre les puissances d’appel horaires classées des deux ventilateurs et de la pompe à chaleur.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Moyenne horaire du 1er décembre 2006 au 31 mai 2007
W/m2
PAC
Ventilateur Extraction
Ventilateur Pulsion
FIG. 3.10 – Puissances d’appel horaires classées des ventilateurs du double-flux et de la pompe à chaleur. Mesures effectuées entre le 1er décembre 2006 et le 31 mai 2007.
Les mesures ont été faites entre le 1er décembre et le 31 mai et ne couvrent donc pas une année entière. Il est important de considérer cette donnée dans l’interprétation des résultats concernant la pompe à chaleur. En effet, celle-ci possède deux modes de fonctionnement à caractère saisonnier : un mode air-air pour le post-chauffage de l’air pulsé en hiver et pendant les entre-saisons, et un mode air-eau pour fournir l’appoint à l’ECS pendant l’été. Sa consommation spécifique respective est d’environ 1 W/m2en mode air-air et environ 1.3 à 1.5 W/m2en mode air-eau. Durant la période de mesure, la pompe à chaleur a fonctionné pendant la plus grande majorité du temps en mode air-air, ce qui explique l’allure de la courbe classée que l’on peut observer sur le graphique.
La consommation spécifique des ventilateurs est de 0.4 W/m2 lorsque ceux-ci fonctionnent à la valeur de consigne (6000 m3/h) et avec des filtres neufs. L’obstruction progressive des filtres a porté cette consommation à 0.5 W/m2 pour la pulsion (200 Pa) et à 0.7 W/m2, soit presque le double, pour l’extraction (480 Pa).