Climatisation Par Rayonnement

La technologie

Une Approche Innovatrice à la Climatisation à Haut Rendement

Imaginez entrer dans un espace frais et confortable lors d'une chaude journée d'été. Obtenir un environnement intérieur idéal tout en minimisant la quantité d'énergie utilisée est plus complexe que vous ne le croyez. Pour optimiser le confort thermique et l'utilisation énergétique, des solutions CVCA hybrides qui intègrent un système de climatisation par rayonnement hydronique et un système à air forcé réduit gagnent rapidement en popularité au sein de la communauté de technologie de bâtiment.

Meilleure qualité de l'air, aucun courant d'air et aucun point chaud
Habituellement conçus avec le chauffage par rayonnement, les systèmes de climatisation par rayonnement font circuler de l'eau refroidie dans le même réseau de conduites utilisé pour faire circuler l'eau chaude durant l'hiver. Ce réseau de tuyaux peut transformer les planchers, murs et plafonds d'un espace climatisé en surfaces refroidies qui absorbent uniformément l'énergie thermique.

Les systèmes de climatisation à air forcé par rayonnement hybride conviennent parfaitement à une vaste gamme d'applications commerciales et obtiennent des résultats optimaux lorsqu'ils sont combinés à d'autres solutions écoénergétiques dans des structures de bâtiment restreintes. Même si les premiers systèmes ont été installés principalement dans les régions arides, les progrès reliés à la conception du système et aux capacités de contrôle ont favorisé les installations de système de climatisation par rayonnement partout en Amérique du Nord.

La climatisation par rayonnement peut être utilisée pour la charge de refroidissement complète ou pour satisfaire les charges de base des applications de climatisation traditionnelles. Puisque les solutions de climatisation par rayonnement peuvent améliorer la qualité de l'air, elles sont parfaites pour les bâtiments comme les hôpitaux et les centres de personnes âgées où la qualité de l'air est essentielle.

Son Fonctionnement

Son Fonctionnement

Les études réalisées par des experts de la technologie du bâtiment, incluant DOE et UC Berkeley’s Center for the Built Environment, recommandent la climatisation par rayonnement comme étant la technologie avec le plus grand potentiel d'économie d'énergie à des coûts d'investissement compétitifs ou réduits. 1,2

La climatisation par rayonnement fonctionne de manière optimale dans un bâtiment très étanche où l'on a intégré un système radiant à un système à air forcé réduit pour satisfaire les exigences d'air frais du bâtiment. Deux systèmes de climatisation de conception optimale qui font chacun leur travail seront plus efficaces et rentables qu'un seul.

Séparer les composants de climatisation pour une efficacité maximale
Pour obtenir une climatisation efficace, il faut retirer l'énergie thermique des gains reliés à l'énergie solaire, l'équipement électrique, les personnes (charge sensible) ainsi que l'humidité (charge latente). Un système radiant hydronique tire profit des propriétés de transfert de chaleur supérieures de l'eau afin d'absorber très efficacement l'énergie thermique, tandis que la climatisation à base d'air élimine efficacement l'humidité excessive. En transférant une partie de la charge de refroidissement vers le système radiant, l'équipement de conditionnement de l'air et le réseau de gaines peuvent être réduits significativement.

Le découplage des charges du bâtiment permet d'améliorer l'efficacité et l'analyse de la manière dont les gens subissent la température permet d'améliorer le confort. La température radiante moyenne (c'est-à-dire la moyenne des surfaces qui vous entourent) et la température de l'air (c'est-à-dire le point de réglage du thermostat) sont combinées pour créer la température de fonctionnement (c'est-à-dire la température que vous ressentez). À cause d'un plus grand nombre de surfaces refroidies, la climatisation par rayonnement fait baisser la température radiante moyenne permettant d'obtenir un confort thermique avec un point de réglage légèrement supérieur à celui des systèmes à air forcé à 100 %. Cette température d'air élevée permet de réduire la charge de climatisation totale requise pour le bâtiment.

Obtenir un rendement de climatisation par rayonnement optimal
Un système de climatisation par rayonnement est conçu de manière similaire à un système de chauffage par rayonnement, à l'exception de changements mineurs reliés au diamètre et à l'espacement des tuyaux. La capacité du système de climatisation par rayonnement dépend de divers facteurs dont l'isolation, l'espacement des tuyaux, la construction du plancher et les températures d'air intérieures. Dans des conditions de conception optimales, les capacités d'un système de plancher typiques se situent entre 8 et 12 Btu/h∙pi² et peuvent atteindre3 jusqu'à 16 Btu/h∙pi². Les systèmes dans les plafonds peuvent atteindre presque le double du rendement.

La différence principale entre un système de climatisation et de chauffage par rayonnement est une perception accrue du contrôle de l'humidité. Un contrôle attentif de l'humidité et de la température de l'eau est essentiel pour réduire le risque de condensation. En faisant appel à une équipe de conception intégrée comprenant des architectes, ingénieurs et entrepreneurs dès les premières phases de la conception du projet, les systèmes de chauffage et de climatisation par rayonnement de REHAU ont démontré une performance énergétique supérieure.

Augmenter la capacité avec le conditionnement bidirectionnel
Dans les systèmes de climatisation par rayonnement de REHAU, les tuyaux RAUPEX sont habituellement intégrés à la dalle du plancher isolée procurant un conditionnement unidirectionnel dans un seul espace adjacent. Pour les niveaux intérieurs où le conditionnement bidirectionnel des espaces supérieurs et inférieurs est requis, la couche d'isolant peut être omise. Les dalles activées thermiquement ou les systèmes de bâtiment activés thermiquement sont l'option de conception émergente qui augmente la capacité du système radiant. De plus, la «charge» de la masse thermique peut tirer profit des tarifs d'électricité hors pointe.

1Building HVAC Systems Volume III: Energy Savings Potential,Roth, et al. Energy Consumption Characteristics of Commercial, DOE, Juillet 2002.
2
Moore, et al. Radiant Cooling Research Scoping Study, Center for the Built Environment, University of California, Berkeley, Avril 2006.
3Olesen, Bjarne. Radiant Floor Cooling Systems, ASHRAE Journal, Septembre 2008.

Performance

Performance

Ce diagramme d'un système de climatisation par rayonnement commercial type illustre deux configurations d'installation : la méthode de dalle activée thermiquement (TAS Thermally Activated Slab) dans le plancher supérieur et la construction dans la dalle standard avec une barrière d'isolation dans le plancher inférieur. Les conduites d'alimentation de la source d'énergie sont bleues et les conduites de retour sont rouges.

1. Tuyau RAUPEXMD
2. Manifold PRO-BALANCEMD
3.
Thermostat de la pièce / capteur d'humidité
4. Dispositif de commande du système
5. Capteur de surface
6. Capteur d'air extérieur
7. Dispositif de commande principal
8. Robinets
9. Sonde de température
10. Circulateur
11. Robinet mélangeur
12. Approvisionnement énergétique (pompe à chaleur géothermique, par exemple)

Performance
La capacité d'un système de climatisation par rayonnement dépend de divers facteurs comme l'isolation, l'espacement des tuyaux, la construction et le recouvrement du plancher. Dans des conditions de conception optimales, les capacités typiques se situent entre 8 et 12 Btu/h pi² et elles peuvent atteindre* jusqu'à 16 Btu/h pi² .

*Olesen, Bjarne. Radiant Floor Cooling Systems, ASHRAE Journal, Septembre 2008.

Installation

Installation

Dans les systèmes de climatisation par rayonnement, le tuyau RAUPEXMD est soit intégré à la structure du plancher avec un isolant pour conditionner l'espace supérieur ou sans isolant pour conditionner l'espace supérieur et inférieur.

La conception et l'installation d'un système de climatisation par rayonnement peuvent être simples, surtout si vous intégrez un système de chauffage par rayonnement. Il est important de contrôler les niveaux d'humidité et les températures de l'eau pour réduire le risque de condensation associé à la climatisation par rayonnement.

La climatisation par rayonnement fonctionne de manière optimale dans un bâtiment très étanche. Ainsi, il est habituellement nécessaire d'avoir une ventilation complémentaire afin de satisfaire les exigences d'air frais du bâtiment ou les charges de climatisation de pointe. Un système de ventilation contrôlé comme l'échangeur de chaleur sol-air ECOAIRMC de REHAU est compatible avec la climatisation par rayonnement car il préconditionne l'air frais avec l'énergie géothermique et réduit la puissance requise du système de climatisation.

Pour obtenir de l'aide pour la conception, allez à la page
Soutien pour la conception.

Avantages

Avantages

Tout comme les températures du sol aident à garder les murs de votre sous-sol légèrement plus frais pour qu'ils puissent absorber la chaleur dans les pièces, un système radiant intégré à votre structure de bâtiment peut avoir un effet similaire en rafraîchissant votre espace de manière uniforme et confortable.

Confort thermique accru
Le corps humain se comporte de manière optimale lorsqu'il peut contrôler au moins 45 % de ses émissions de chaleur par la radiation. La climatisation par rayonnement procure un environnement confortable en optimisant la température ambiante et en absorbant efficacement la chaleur excédentaire dans l'espace.

Efficacité énergétique améliorée
En rafraîchissant les surfaces qui vous entourent, la climatisation par rayonnement vous permet de vous sentir au frais tout en gardant le thermostat à quelques degrés de plus. Ceci peut réduire grandement la consommation d'énergie. Pour une efficacité optimale, nous recommandons de combiner la climatisation par rayonnement avec la géothermie. Les températures d'eau modérées requises d'un système de climatisation par rayonnement correspondent exactement aux plages de température d'une pompe à chaleur géothermique pour fonctionner le plus efficacement possible.

Coûts du cycle de vie réduits
Un système de climatisation à air forcé par rayonnement hybride peut coûter un peu plus au départ mais grâce à son efficacité énergétique supérieure, vous rentabiliserez votre investissement rapidement et vos coûts de fonctionnement diminueront. Dans les climats plus arides où l'équipement de conditionnement de l'air peut être réduit significativement, une conception hybride peut réduire les coûts d'investissement initiaux. Vous pouvez également prévoir des coûts d'entretien plus bas avec un système hybride.

Le système radiant et la géothermie

Le système radiant et la géothermie

Une synergie naturelle...
Si vous songez à installer notre système à boucle géothermique RAUGEOMC, vous voudrez également considérer notre système de chauffage et de climatisation par rayonnement et vice versa. Il existe une synergie naturelle entre les deux.

Voici pourquoi: Afin de fournir des températures ambiantes confortables, le chauffage radiant fonctionne de manière optimale avec des températures d'eau relativement basses et la climatisation par rayonnement est efficace avec des températures d'eau modérées. Ce sont précisément dans ces plages de température que votre pompe à chaleur géothermique eau-eau fonctionne le plus efficacement.

Ainsi, en combinant RAUGEO avec un système de chauffage et de climatisation par rayonnement de REHAU, vous aurez un confort maximal à des coûts de fonctionnement les plus bas. Vous apprécierez aussi la fiabilité des composants de qualité de REHAU, à partir de la sonde géothermique jusqu'à votre thermostat, incluant les tuyaux PEXa durables, les joints sécuritaires EVERLOCMD et les manifolds avec des circuits contrôlés individuellement.

Tout ce dont vous avez besoin pour un confort total.
Dans plusieurs cas, un système géothermique-radiant de conception appropriée peut fournir suffisamment d'énergie pour chauffer et climatiser tout votre espace, même à des températures extrêmes.