La réduction de la consommation énergétique des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) devient de plus en plus importante en raison de la hausse du coût des combustibles fossiles et des préoccupations environnementales. Par conséquent, trouver de nouvelles façons de réduire la consommation énergétique des bâtiments sans compromettre le confort et la qualité de l'air intérieur constitue un défi permanent pour la recherche. Une méthode éprouvée pour atteindre l'efficacité énergétique des systèmes CVC consiste à concevoir des systèmes utilisant de nouvelles configurations de composants existants. Chaque discipline du CVC a des exigences de conception spécifiques et offre des opportunités d'économies d'énergie. Des systèmes CVC écoénergétiques peuvent être créés en reconfigurant les systèmes traditionnels afin d'optimiser l'utilisation des composants existants. Des recherches récentes ont démontré qu'une combinaison de technologies de climatisation existantes peut offrir des solutions efficaces en matière d'économies d'énergie et de confort thermique. Cet article examine et passe en revue les différentes technologies et approches, et démontre leur capacité à améliorer les performances des systèmes CVC afin de réduire la consommation d'énergie. Pour chaque stratégie, une brève description est d'abord présentée, puis, en passant en revue les études précédentes, l'influence de cette méthode sur les économies d'énergie est étudiée. Enfin, une étude comparative entre ces approches est réalisée.
5. Systèmes de récupération de chaleur
Français Les normes ASHRAE recommandent la quantité d'air frais requise pour différents bâtiments. L'air non conditionné augmente considérablement les besoins de refroidissement du bâtiment, ce qui conduit finalement à une augmentation de la consommation énergétique globale des systèmes CVC du bâtiment. Dans la centrale de refroidissement, la quantité d'air frais est déterminée en fonction des limites supérieures des concentrations de polluants de l'air intérieur, qui se situent normalement entre 10 % et 30 % du débit d'air total [69]. Dans les bâtiments modernes, les pertes par ventilation peuvent dépasser 50 % des pertes thermiques totales [70]. Cependant, la ventilation mécanique peut consommer jusqu'à 50 % de l'énergie électrique utilisée dans les bâtiments résidentiels [71]. De plus, dans les régions chaudes et humides, les systèmes de ventilation mécanique représentent environ 20 à 40 % de la consommation énergétique totale des systèmes de climatisation [72]. Nasif et al. [75] ont étudié la consommation énergétique annuelle d'un climatiseur couplé à un échangeur de chaleur enthalpique/membrane et l'ont comparée à une climatisation conventionnelle. Ils ont constaté que dans un climat humide, des économies d'énergie annuelles allant jusqu'à 8 % sont possibles en utilisant un échangeur de chaleur à membrane au lieu d'un système CVC conventionnel.
Échangeur de chaleur total HoltopFabriqué en papier ER, il se caractérise par une perméabilité élevée à l'humidité, une bonne étanchéité à l'air, une excellente résistance à la déchirure et au vieillissement. L'espacement entre les fibres est très faible, permettant ainsi la pénétration de molécules d'humidité de petit diamètre, tandis que les molécules odorantes de plus grand diamètre sont bloquées. Ainsi, la température et l'humidité sont rétablies en douceur et les polluants ne s'infiltrent pas dans l'air extérieur.
6. Effet du comportement du bâtiment
La consommation énergétique d'un système CVC dépend non seulement de ses performances et de ses paramètres opérationnels, mais aussi des caractéristiques des besoins en chauffage et en refroidissement, ainsi que du comportement thermodynamique du bâtiment. La charge réelle des systèmes CVC est inférieure à celle prévue pendant la plupart des périodes de fonctionnement, en raison du comportement du bâtiment. Par conséquent, le facteur le plus important contribuant à la réduction de la consommation énergétique des systèmes CVC d'un bâtiment donné est une gestion adéquate des besoins en chauffage et en refroidissement. La gestion intégrée des composantes de la charge de refroidissement du bâtiment, telles que le rayonnement solaire, l'éclairage et l'air neuf, peut entraîner d'importantes économies d'énergie au niveau du système de refroidissement d'un bâtiment. On estime qu'environ 70 % des économies d'énergie sont possibles grâce à l'utilisation de meilleures technologies de conception pour coordonner la demande du bâtiment avec la capacité de son système CVC. Korolija et al. ont étudié la relation entre la charge de chauffage et de refroidissement du bâtiment et la consommation énergétique ultérieure de différents systèmes CVC. Leurs résultats indiquent que la performance énergétique du bâtiment ne peut être évaluée uniquement sur la base des besoins en chauffage et en refroidissement, en raison de sa dépendance aux caractéristiques thermiques du CVC. Huang et al. ont développé et évalué cinq fonctions de contrôle de la gestion de l'énergie, programmées en fonction du comportement du bâtiment et mises en œuvre pour un système CVC à volume d'air variable. Les résultats de leur simulation ont démontré qu’une économie d’énergie de 17 % peut être réalisée lorsque le système est exploité avec ces fonctions de contrôle.
Les systèmes CVC conventionnels dépendent fortement de l'énergie produite à partir de combustibles fossiles, qui s'épuisent rapidement. Cette situation, combinée à la demande croissante d'infrastructures et d'appareils économiques, a nécessité de nouvelles installations et des rénovations majeures dans les bâtiments occupés afin d'atteindre l'efficacité énergétique et la durabilité environnementale. Par conséquent, trouver de nouvelles solutions pour des bâtiments écologiques sans compromettre le confort et la qualité de l'air intérieur reste un défi pour la recherche et le développement. La réduction globale de la consommation d'énergie et l'amélioration du confort humain dans les bâtiments dépendent de la performance des systèmes CVC. Une méthode éprouvée pour atteindre l'efficacité énergétique des systèmes CVC consiste à concevoir des systèmes utilisant de nouvelles configurations de composants existants. Des recherches récentes ont démontré qu'une combinaison de technologies de climatisation existantes peut offrir des solutions efficaces pour la conservation de l'énergie et le confort thermique. Dans cet article, diverses stratégies d'économie d'énergie pour les systèmes CVC ont été étudiées et leur potentiel d'amélioration des performances du système a été discuté. Il a été constaté que plusieurs facteurs tels que les conditions climatiques, le confort thermique attendu, le coût initial et d'investissement, la disponibilité des sources d'énergie et l'application.
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TY – JOUR
AU – Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
PY – 01/12/2015
ESP -
T1 – Document de synthèse sur les technologies d'efficacité énergétique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation (CVC)
VL – 6
JO – Revue internationale de recherche scientifique et technique
ER -
Date de publication : 10 juillet 2020
