Fonctionnement en froid seul
On connaissait le principe de la "détente directe" (l'évaporateur de la machine frigorifique refroidit directement l'air dans le caisson de traitement d'air). Cette fois, on réalise la détente directe dans chaque local puisque le fluide réfrigérant est transporté jusqu'à l'échangeur du local qui sert d'évaporateur ! Ce n'est ni l'air ni l'eau qui circule dans les conduits, mais bien du fluide réfrigérant.
A partir d'une unité extérieure, on peut alimenter jusqu'à 32 unités intérieures. Les groupes extérieurs disponibles sur le marché aujourd'hui ont des puissances froid allant de 15 à 90 kW en version monobloc pour le raccordement d'un circuit frigorifique indépendant. Ceux-ci peuvent être multipliés, pour autant que la place disponible pour les groupes extérieurs soit présente. Mais ce sont des installations qui fonctionneront alors en parallèle (pas d'échange entre circuits raccordés à des unités extérieures différentes).
Fonctionnement réversible (froid ou chaud)
Si certains systèmes sont limités au mode "froid", d'autres sont réversibles : le même échangeur intérieur peut alors servir de condenseur, lorsque le local est en demande de chaleur ! Une telle souplesse est issue d'une régulation électronique sophistiquée, notamment basée sur l'emploi de détendeurs électroniques et d'un bus de communication entre tous les équipements. Mais c'est l'ensemble des échangeurs qui fournissent du froid ou qui fournissent de la chaleur. La permutation du rôle des échangeurs est réalisée dans l'unité extérieure par une vanne d'inversion de cycle à 4 voies.
A récupération d'énergie (froid et chaud simultanément)
Encore mieux : certains systèmes assurent simultanément le chaud et le froid dans les locaux. Par exemple, un local de réunion peut être demandeur de froid (la cassette intégrée dans le faux-plafond travaille en évaporateur) tandis que le bureau voisin est demandeur de chaleur (la console en allège travaillera en condenseur). Le système va assurer simultanément les deux demandes, avec une consommation énergétique minimale puisque la chaleur extraite d'un côté est valorisée de l'autre côté, avec un COP défiant toute concurrence !
A titre d'exemple, voici le bilan énergétique annoncé par un constructeur lorsque le bâtiment demande une charge calorifique identique à la charge frigorifique :
- La puissance frigorifique appelée est réalisée avec un COP frigorifique de 4.
- On en déduit que 4 kWh de chaleur extraits d'un local vont entraîner un appel de 1 kWh au compresseur.
- Si cette chaleur est restituée dans un local voisin en demande, c'est 5 kWh qui lui seront délivrés.
- Dans la mesure ou la consommation énergétique totale des locaux est de 9 kWh, pour 1 kWh dépensé, on peut parler là d'un COP équivalent de 9... !
Attention, il s'agit là d'une valeur théorique, idéale et instantanée, et non d'une moyenne sur l'année... Et elle suppose que les demandes se complètent : le besoin de chaleur correspond exactement au besoin de froid.
En pratique, dans une situation moyenne et en tenant compte des consommations des auxiliaires, le constructeur annonce un COP de 2,7 pour un fonctionnement en froid seul et un COP de 4,2 lorsqu'il y a récupération de la chaleur extraite d'un local pour la fournir à un autre local voisin.
Quelques contraintes (à titre d'exemple, car variable d'un constructeur à l'autre) :
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