Fiches climatisation - Les conseils techniques de Cegibat

Les
conseils techniques
N°1
de
CEGIBAT
ÉDITION 2006
La climatisation
gaz naturel
Machines Ammoniac-eau
L’offre technique à absorption
RAPPELS TECHNOLOGIQUES
Quelle que soit la technologie utilisée, le principe de la production d’eau glacée
par absorption reste peu différent de celui des groupes frigorifiques à compression
électrique. Les principaux composants sont sensiblement identiques si ce n’est le
remplacement du compresseur électrique par un “compresseur thermique”.
Dans le cas des machines au couple ammoniac-eau [NH3/H2O], le fluide frigorigène
est l’ammoniaque alors que l’absorbant est l’eau. Afin de se rappeler du sens de
circulation du fluide frigorigène dans la machine, il est utile de garder à l’esprit
le moyen mnémotechnique suivant :
“A” absorbeur
“B” bouilleur-générateur
“C” condenseur
“D” détendeur
“E” évaporateur
Le principe général de fonctionnement de ces machines se décompose ainsi :
1. Dans le générateur “B”, la solution “riche” en fluide frigorigène
(mélange de fluide frigorigène et d’absorbant) est portée à haute
température (~105°C ; 19 bar) grâce au brûleur gaz naturel,
ce qui conduit à la production de vapeur fortement
concentrée en ammoniac.
2. Cette vapeur est ensuite dirigée vers un
rectificateur, afin d’éliminer la vapeur d’eau
présente en sortie de générateur. Il est
en effet nécessaire de disposer de
vapeurs d’ammoniac pures
pour optimiser le fonctionnement et le coefficient
de performance de la machine.
vaporisation à l’eau du circuit utilisateur (réseau
de distribution d’eau glacée vers l’installation).
3. Les vapeurs de fluide frigorigène sont ensuite
dirigées vers le condenseur à air “C” incorporé
à la machine au niveau duquel ces dernières se
condensent. L’ammoniaque liquide qui en résulte
se trouve donc porté à une température proche
de la température de l’air ambiant extérieur.
5. Les vapeurs d’ammoniac ainsi produites
dans l’évaporateur sont alors absorbées par
(absorbeur “A”) la solution dite pauvre en
provenance du générateur, pour reconstituer
le solution riche initiale.
4.
Le fluide frigorigène liquide est ramené
progressivement à une pression comprise entre
2,4 et 4 bars (~3°C)(détente “D”). Lors de son
arrivée dans l’évaporateur “E”, l’ammoniaque
liquide s’évapore en soustrayant la chaleur de
6.
Cette solution riche est alors ramenée du
côté haute pression par une pompe à membrane.
Durant son cheminement vers le générateur,
cette solution subie un préchauffage afin
d’économiser au maximum l’énergie consommée
par le générateur.
Certains modèles de machines
Robur permettent de produire
de l’eau glacée à une température
de –10 °C environ. Pour des
raisons d’agrément au service
des Mines, ces dernières ne sont
pas encore disponibles à ce jour
sur le marché français.
module
f ro i d
Caractéristiques
Les ensembles de production
de chaud et/ou de froid
de marque Robur sont
un assemblage de modules
(un ou plusieurs modules
chaud et un ou plusieurs
modules froid) qui procurent
de multiples solutions
pour le meilleur rendement.
Caractéristiques du MODULE FROID
Puissance de la machine : 17,8 kW
Puissance gaz absorbée : 23,7 kW PCI (soit 26,8 kW PCS)
Coefficient de performance : 67,7 % sur PCS
Poids : de 350 à 400 kg (machine unitaire sans châssis)
Dimensions (par module) : 850 mm long x 1 230 mm large
x 1 190 mm haut
Plage de température extérieure acceptable : -10 °C à + 45 °C
Débit nominal gaz naturel par module: 2,73 m3/h
(mini 2,6 m3/h; maxi 3,65 m3/h),
Classement évacuation des produits de combustion: appareils de type A,
Grâce à leur condenseur à air, ces machines n’occasionnent pas de consommation
d’eau pour leur refroidissement.
Régime de température (froid)
Réglage de la température de l’eau de retour par un aquastat réglable
de 8 à 18 °C (ce qui, compte tenu du débit d’irrigation, conduit à des
températures de départ comprises entre 3 et 13 °C environ).
Le concepteur interrogera les distributeurs sur les options coffret
“remote” de pilotage en cascade.
Caractéristiques du MODULE CHAUD
Puissance de la chaudière : 28,4 kW
Puissance gaz absorbée : 31 kW PCI (soit 34,4 kW PCS)
Rendement : 82,5 % sur PCS
Poids : 150 kg (machine unitaire sans châssis)
Dimensions : 400 mm long x 1 230 mm large x 1 190 mm haut
Débit nominal par module : 2,73 m3/h (mini 2,6 m3/h ; maxi 3,65 m3/h)
Classement évacuation des produits de combustion :
appareils de type C (chaudières étanches).
Régime de température (chaud)
Réglage de la température de l’eau sortant de la chaudière par un
aquastat (à 2 étages) réglable de 44 à 84 °C (le différentiel entre la 1ère et
2e allure est de 11 °C).
Pour le démarrage en cascade des chaudières, il est nécessaire de décaler
le point de consigne de la température de sortie des machines (de 5 °C en
5 °C par exemple). Voir les options coffret “remote” des distributeurs.
module
chaud
Une limite haute (réglée d’usine) interdit une température de départ
supérieure à 60 °C, sauf demande expresse lors de la commande auprès
du distributeur.
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Variantes
Selon le bilan des charges en chauffage et en refroidissement,
le concepteur choisira :
sur l’installation
•Un module “froid seul” alimentant un réseau unique de distribution d’eau glacée.
•Des modules “mixtes de type 2 tubes” (chaud ou froid) alimentant un réseau
unique véhiculant soit de l’eau chaude soit de l’eau glacée selon la demande
(circuit change-over). L’irrigation des modules (soit du module chaud soit du
module froid) est pilotée en interne par le dispositif de permutation.
•Des modules “mixtes de type 4 tubes” (chaud et froid) associés à un réseau
de distribution d’eau glacée (raccordé sur le module froid) et à un autre
réseau de distribution d’eau chaude (raccordé sur le module chaud).
sur la configuration
•Installer
plus de modules chaud que de modules froid
(ou inversement),
•Panacher des modules “froid seul”, “chaud et froid
2 tubes” et “chaud et froid 4 tubes”,
Dans les cas de mise en
place d’un échangeur
complémentaire, il y a
lieu de vérifier avec le
distributeur que le volume en eau contenu dans
le circuit primaire (en
amont de l’échangeur)
est suffisant, et que les
machines ne risquent
pas de couper en sécurité.
•Installer deux kits hydrauliques différents
si certaines machines sont dédiées
à une zone spécifique.
MACHINES FROID SEUL
MACHINES MIXTES 2 TUBES
• Machine unitaire (type ACF) : Vase
d’expansion de 7,5 litres fourni dans le kit,
• Machines unitaires (type AYF)
• Machines assemblées (type RTCF)
• Machines assemblées (type RTYF) :
Les kits hydrauliques
Un “kit hydraulique” est proposé par chaque
distributeur. Il comprend les collecteurs départretour préfabriqués alimentant tous les modules
ainsi que les pompes de circulations et accessoires
divers (collecteurs, vannes d’équilibrage et
d’isolement, soupape de sécurité, pompe simple…).
Les options
hydrauliques
complémentaires
“Pompe double” : mise en place
d’une pompe double au lieu de la
pompe simple prévue dans le cadre
d’un kit hydraulique standard.
Attention, ne pas oublier l’option
électrique correspondante dans le
choix “pompe double”.
“Kit de mesure de pression” :
Ensemble complet préfabriqué
(manomètre et vannes) permettant de mesurer la hauteur manométrique de la pompe, la perte de
charge du réseau de distribution,
la perte de charge de la boucle
machines…
MACHINES
MIXTES 4 TUBES
Machine unitaire
(type AYF-4 tubes)
Machines assemblées
(type RTYF-4 tubes)
En pratique, sauf pour des raisons
particulières spécifiques, les
concepteurs n’envisagent pas
d’installations comportant
plus de huit machines.
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Les options électriques
Le “kit électrique” consiste en un coffret
Automatisation et pilotage
spécifique regroupant les commandes et
“Pompe double et permutation sur défaut”
Elle complète l’option “pompe double” du kit
hydraulique (protection supplémentaire pour
la seconde pompe et permutation automatique
de l’une sur l’autre en cas de défaut).
protections communes de l’ensemble des
machines. Le câblage entre ce coffret et les
différents équipements est également inclus.
Commande à distance
“Commande à distance change-over”
Fourniture d’un contact sec supplémentaire
pour report à distance de la télécommande.
“Marche/arrêt chaud – froid”
Permet dans le cas des machines 4 tubes la mise
en marche ou l’arrêt à distance de la machine
froid ainsi que de la chaudière.
Module 2 tubes
“Horloge hebdomadaire”
Elle permet de programmer le démarrage et
l’arrêt des machines (sans homogénéité des
temps de fonctionnement des machines),
Le contrôleur propose également les options
classiques telles que : “Voyant marche-arrêt
pompe sur armoire”, “Défaut synthèse pompe
double” et “Défaut synthèse brûleur”.
Supervision et télésuivi
“Boîtier de contrôle commande” : automate
rapatriant les informations telles que les
températures, un archivage des défauts…
Autres fonctionnalités
Certaines fonctionnalités spécifiques
peuvent être proposées par les
Kits de raccordement
hydraulique
Pour tout réseau alimentant une
surface supérieure à 400 m2. Cette
fonctionnalité peut parfaitement être
obtenue par un démarrage en cascade
des machines. La réglementation
impose d’avoir une température de
départ des réseaux d’eau chaude
variable en fonction de la température
extérieure.
Sur les communes destinées à être prochainement desservies par Gaz de
France, il est tout à fait envisageable de
raccorder temporairement les machines
sur des citernes propanes et de changer
ultérieurement les conditions d’alimentation (transformation G.P.L. en
gaz naturel). Pour ce faire, il existe un
kit de transformation comprenant une
partie seulement des équipements fournis dans le kit gaz naturel standard (le
détendeur, les 24 injecteurs chaud et
l’injecteur froid). Sur site, le temps d’une
telle transformation sera de l’ordre de
4 heures de travail par machine.
Module 2 tubes alimentant
un réseau eau glacée
et un réseau radiateurs
Kit de réduction sonore
des machines
distributeurs.
Régulation en fonction de
la température extérieure
Un contact sec supplémentaire
pilote la fermeture d’une vanne 2 voies
placée sur le réseau radiateurs dès que
la machine est en mode froid.
Module 2 tubes
change-over fonctionnant
en permanence
Lorsque la machine fonctionne en
permanence toute l’année, le débit
d’irrigation en mode chaud est plus
important que nécessaire (puisqu’il
correspond aux besoins en froid), ce qui
conduit à des consommations électriques
importantes. Il est envisageable d’installer
une pompe spécifique (une vitesse été
et une vitesse hiver) pour limiter les
consommations électriques.
L e s
Kits de raccordement hydraulique
Diverses solutions sont proposées en
option pour diminuer le niveau sonore
des machines. Fourniture de plots antivibratiles Piège à son.
A installer au dessus du ventilateur.
Il permet d’atténuer sensiblement le
bruit généré.
Montage sur plot
Ventilateur “low noise”
(par module froid)
Remplacer le ventilateur standard
par un ventilateur équipé de 7 pale (au
lieu de 4) de plus grande taille avec un
moteur différent. Le gain apporté par
ce dispositif sera de l’ordre de 5 dBA.
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L’information-conseil
de Gaz de France pour
les professionnels du bâtiment
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Réf 2CLK0106 - Dépôt légal : novembre 2006 - ISBN 2-915466-50-5 - Reproduction même partielle interdite - Crédits photos : Philippe Bauduin - Conception : ) DARTAGNAN - Actualisation : BINGO
CEGIBAT
11/2006
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Les
conseils techniques
N°2
de
CEGIBAT
ÉDITION 2006
La climatisation
gaz naturel
Machines Ammoniac-eau
Conditions réglementaires d’implantation
Généralités
Les machines de production de froid à
combustion (éventuellement associées à des
modules de production de chaud étanches)
de marque Robur, sont uniquement conçues
pour fonctionner « en extérieur ». L’implantation dans un local chaufferie de ce type de
machines est donc proscrite.
En conséquence, et au cas par cas, il y aura
lieu de rechercher la ou les réglementations
régissant les conditions d’implantation en
extérieur des « appareils à combustion
(ou groupement d’appareils) complets
préfabriqués ».
Pour ce faire, la connaissance de la classification du bâtiment vis à vis de la sécurité
incendie est indispensable. Que cela soit dans
le cadre d'un bâtiment neuf comme dans celui
d'un bâtiment existant, le maître d'ouvrage
sera le mieux placé pour fournir ce renseignement (cf. par exemple les derniers rapports de
la commission locale de sécurité).
Le règlement de sécurité contre l’incendie
concernant les Établissement Recevant du
Public (R.S.C.I./E.R.P.), traite de ce type de
machines dans le cas des bâtiments du 1er
groupe (1ère à 4e catégorie) et du 2e groupe
(5e catégorie).
En première approche, les principaux types de
bâtiments suivants rentrent généralement
dans ces catégories, à savoir :
Hôtels, hôpitaux, cliniques,
centres médicalisés…
Surfaces de vente diverses
(magasins de bricolage, vêtements,
électro-ménager, ameublement,
supermarchés, centres
commerciaux, etc.),
Cas des E.R.P.
Établissements de loisirs
(cinémas, discothèques, complexes
de détente et de loisirs, bibliothèques, médiathèques, salles de
spectacles, etc.),
PUISSANCE UTILE TOTALE
COMPRISE ENTRE 30 ET 70 kW*
* Pour P < 30 kW, les conditions d’installation sont définies dans la notice
du fabricant.
Certains types de bureaux
recevant du public…
Pour les installations dont la puissance utile totale (cf.
nota page 6) est comprise entre 30 et 70 kW, les règles
d’implantation sont celles prévues à l’article CH6 de la
réglementation du 25 juin 1980, modifié par l’arrêté du
22 novembre 2004 (J.O. du 29 décembre 2004). Ces
conditions d’implantation sont les suivantes (pour les
« ensembles complets préfabriqués conçus pour
fonctionner en extérieur ») :
La classification des bâtiments vis à
vis de la réglementation des
Établissements Recevant du Public
s’effectue également selon un seuil
de fréquentation minimum (défini
par type d’établissement), en dessous
duquel les bâtiments seront classés
E.R.P. de 5e catégorie.
A
L’ensemble des dispositions concernant les établissements des 1ère à
4e catégories est regroupé dans le
texte de l’arrêté du 25 juin 1980
modifié (notamment arrêtés
du 14 février, du 20 novembre
2000, du 29 juillet 2003 et du
22 novembre 2004, JO du 29
décembre 2004).
Implantation possible EN TERRASSE ET AU
SOL sous réserve des principales
dispositions suivantes
• Les parois constituant l’enveloppe de ces appareils sont
en matériau classé M0
• Etre à plus de 5 m en distance horizontale de tout
bâtiment, de la voie publique et de toute propriété
appartenant à un tiers.
• Les appareils sont implantés dans une zone non
accessible au public (dans le cas contraire, la robinetterie,
et les accessoires sont protégés par un capot verrouillé
ou bien l’appareil est entouré d’une grillage ou d’une
clôture).
I M P L A N TAT I O N E N T E R RA S S E E T A U S O L D E S M A C H I N E S
(arrêté du 22 novembre 2004 (JO du 29 décembre 2004) : Art. CH6 §2
Toute
propriété
appartenant
à un tiers
Tout bâtiment
d * 5 ml
d * 5 ml
Si zone accessible au public, robinetterie
et accessoires protégés par grillage ou
clôture
d * 5 ml
solution N°1
Machines à
+ de 5 ml
voie publique
A
du 1er groupe (catégories 1 à 4)
Les appareils implantés en
toiture-terrasse doivent être
placés :
OU
I M P L A N TAT I O N E N T E R RA S S E E T A U S O L D E S M A C H I N E S
• Soit sur des plots en matériau
classé M0 dont la hauteur, sans
être inférieure à 20 cm, doit
permettre d’obtenir une lame
d’air ventilée. Dans ce cas, la
paroi inférieure de l’appareil
doit être coupe-feu de degré
1 heure.
Mur CF 1h, hauteur :
50 cm au-dessus des
machines
(Ht mini : 2 m)
Tout bâtiment
d < 5 ml
* 1 ml
• Soit sur un socle coupe-feu de
* 1 ml
degré 1 heure et débordant
d’au moins 10 cm le pourtour de
l’appareil.
solution N°2
Dérogation avec
mur de protection
La distance de 5 m peut ne pas
être respectée dans l’un des cas
suivants :
OU
Façade CF 1h, hauteur :
50 cm au-dessus des
machines
(Ht mini : 2 m)
• Il
est interposé un mur de
protection coupe-feu de degré 1
heure, d’une hauteur minimale
de 2 m, dont la partie supérieure
dépasse de 0,50 m la hauteur du
ou des appareils
> 1 ml
d < 5 ml
> 1 ml
• La
longueur du mur doit
dépasser au minimum de 1 m de
part et d’autre les dimensions du
ou des appareils
solution N°3
Dérogation
façade de même
caractéristiques
que le mur
• La façade du bâtiment présente
les même caractéristiques de
surface et de résistance que ce
mur de protection.
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PUISSANCE UTILE
TOTALE >À 70 kW
B
Pour les installations dont la puissance
utile totale est supérieure à 70 kW,
les règles d’implantation sont celles
prévues à l’article CH5 de la réglementation du 25 juin 1980 modifié.
I M P L A N TAT I O N E N T E R RA S S E (2)
(arrêté du 29 juillet 2003)
Tout bâtiment
tiers, zone
accessible
au public
au niveau de
la terrasse
Les nouvelles dispositions de l’arrêté
du 29 juillet 2003 remplacent celles
de l’arrêté du 14 février 2000 en ce
qui concerne les implantations en
terrasse, l’arrêté du 20 novembre
2000 (J.O. du 20 décembre 2000)
définit les dispositions d’implantation
au sol (rez de jardin). Ces conditions
d’implantation sont les suivantes :
Local habité ou occupé
(bâtiments desservis par les appareils)
d1 * 10 ml
d2 * 10 ml
solution N°1
grillage * 2 m de haut
B
Implantation possible
EN TERRASSE
Machines à
+ de 10 ml de
tout bâtiment
OU
Pour les « ensembles complets préfabriqués conçus pour fonctionner
en extérieur» (cf arrêté du 29 juillet
2003).
Tout bâtiment
tiers, zone
accessible
au public
au niveau de
la terrasse
• Être à plus de 10 ml en horizontal
de tout local habité ou occupé, des
bâtiments tiers et de toute zone
accessible au public(1).
Local habité ou occupé
(bâtiments desservis par les appareils)
d1 * 10 ml
• Plancher de la terrasse en matériau
* 2 ml
“MO”+ partie de plancher sous les
machines CF 2h.
grillage
* 2 m de haut
d2 < 10 ml
Si la distance de 10 ml par rapport au
bâtiment desservi et aux bâtiments tiers ne
peut être respectée, il est possible de
solliciter les conditions dérogatoires
suivantes :
- Si 2 < d < 10 ml : mur CF 2h de 2 m mini
et 2 m de part et d’autres…
- Si d < 2 ml : façade CF 2h sur 8 m haut et
2 m de part et d’autres…
(1)
* 2 ml
solution N°2
Mur CF 2h
Hauteur : 50 cm au dessus
des machines (Ht mini 2 m)
(2)
Dérogation /
bâtiment tiers :
Machines à
- de 10 ml des tiers
Ensembles complets préfabriqués conçus pour fonctionner à l’extérieur (Machines à
absorption NH3/H2O ou H2O/LiBr ; chaudières seules ; préparateurs ECS au gaz).
IMPLANTATION EN
TERRASSE DES MACHINES
OU
Tout bâtiment
tiers, zone
accessible
au public
au niveau de
la terrasse
dans tous les cas :
Local habité ou occupé
(bâtiments desservis par les appareils)
a) Les parois constituant l’enveloppe
des appareils sont construites en
matériaux MO.
2 ml ) d1 < 10 ml
d = préco du
constructeur
Mur CF 2h
Hauteur : 50 cm au dessus
des machines (Ht mini 2 m)
* 2 ml
* 2 ml
d2 * 10 ml
solution N°3
grillage * 2 m de haut
b) Les ensembles reposent sur un
plancher en matériau classé MO et
la partie de plancher situé sous les
machines sera coupe-feu 2h.
c) Les appareils sont implantés
dans une zone non accessible
au public ou rendue
inaccessible par un mur
ou un grillage.
Dérogation /
bâtiment desservi:
2 à 10 ml entre
machines et
bâtiment desservi
OU
Tout bâtiment
tiers, zone
accessible
au public
au niveau de
la terrasse
Local habité ou occupé
(bâtiments desservis
par les appareils)
d1 ) 2 ml
d mini = préco
constructeur
* 2 ml
* 2 ml
d2 * 10 ml
Mur CF 2h sur une hauteur de
8 m au dessus des machines et 2 m
de part et d’autre des appareils
solution N°4
grillage
*2m
de haut
Dérogation /
bâtiment desservi:
machines accolées
au bâtiment
desservi
Si d2 < 10 m : mur CF comme solution n°2.
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C E G I B A T
C
I M P L A N TAT I O N A U S O L D E S M A C H I N E S (3)
(arrêté du 20 novembre 2000 (JO du 20/12/2000) : Art. CH5 §3
Voie publique
Toute limite
de propriété
Bâtiments
non desservis
par les appareils
C
Bâtiments desservis par les appareils
Uniquement pour les machines
de marque Robur ou équivalentes
(cf. arrêté du 20 novembre 2000)
sous réserve de respecter les
dispositions suivantes :
d * 10 ml
d * 10 ml
• Implantation à 10 ml au moins :
de la voie publique, de toute
limite de propriété appartenant
à un tiers, de tout bâtiment.(4)
solution N°1
Mur ou clôture grillagée (* 2 m de ht) +
affichage interdisant l’accès
OU
Machines
à + de 10 ml
du bâtiment
desservi
Bâtiments desservis par les appareils
2 ml ) d < 10 ml
Mur CF 2h
Hauteur : 50 cm au dessus
des machines (Ht mini 2 m)
* 2 ml
Si la distance de 10 ml par rapport
au bâtiment desservi ne peut être
respectée, il est possible d’appliquer
les conditions suivantes:
- Si 2 < d < 10 ml : mur CF 2h de 2 m
mini et 2 m de part et d'autres ...
- Si d < 2 ml : façade CF 2h sur 8 m haut
et 2 m de part et d'autres ...
* 2 ml
d * 10 ml
d = préco du
constructeur
Mur ou clôture grillagée (* 2 m de ht)
+ affichage interdisant l’accès
Voie publique
Toute limite
de propriété
Bâtiments
non desservis
par les appareils
solution N°2
Distance de
2 à 10 ml entre
les machines
et le bâtiment
desservi
d ) 2 ml
Bâtiments desservis
par les appareils
d = préco du
constructeur
* 2 ml
* 2 ml
d * 10 ml
Mur CF 2h sur une hauteur de 8 m au
dessus des machines et 2 m de part et
d’autre des appareils
Mur ou clôture grillagée (* 2 m de ht)
+ affichage interdisant l’accès
solution N°3
machines
accolées au
bâtiment
desservi
Appareils de production de froid à combustion dont les produits de combustion sont évacués
par dilution dans l’air de refroidissement des condenseurs et éventuellement associés à des
modules de production de chaud étanches… (Machines de type Robur ou équivalentes)
(3)
• Zone rendue inaccessible au
public par un mur ou clôture
grillagée de 2 m de haut.
(4)
Voie publique
Toute limite
de propriété
Bâtiments
non desservis
par les appareils
OU
Implantation
des machines AU SOL
Pour déterminer
l’article applicable (CH5
ou CH6), il y a lieu de
prendre en considération la
puissance utile maximale de
l’ensemble des appareils à combustion installé en extérieur. Dans le cas
des machines 2 tubes (chaud OU
froid), il n’y a donc pas lieu de
cumuler la puissance en chaud et la
puissance en froid. C’est la puissance
utile la plus importante (mode chaud
ou mode froid) qui sera retenue.
Par contre pour les machines de type
« 4 tubes » (chaud ET froid simultané),
c’est la puissance utile totale installée
qui sera considérée. De plus, dans le
cas des installations assurant également la production d’eau chaude
sanitaire au gaz naturel par des
appareils installés en extérieur, la
puissance du préparateur sera à
prendre en compte dans la
puissance installée (puisque le
débit maxi de gaz sera
augmenté en conséquence).
Cas des E.R.P. de 5e catégorie
L’article PE 20 § 2 de l’arrêté du 23 janvier 2004,
(JO du 22 février 2004) précise que les
installations autorisées dans les établissements
de 4e catégorie sont également autorisées dans
les établissements de 5e catégorie du même
type. Leur mise en œuvre doit être réalisée selon
les dispositions de l’article CH6 pour les puissances
inférieures ou égales à 70 kW et à l’article CH5
pour les puissances supérieures à 70 kW.
Cas des autres
bâtiments
Réglementation
relative à l’ammoniac
Dans le cas des bâtiments d’habitation, des
bâtiments industriels et de certains bâtiments
tertiaires ne recevant pas de public, il n'existe
pas de réglementation spécifique concernant
l'implantation des appareils ou groupement
d’appareils de combustion en extérieur.
Seul le code du travail dans son article R 235-4-9
(décret n°94-347 du 2 mai 1994), donne
obligation de résultat au concepteur, à savoir :
“les installations ne doivent pas présenter de
risques pour la sécurité et la santé des
travailleurs”.
Il est recommandé de s’inspirer des articles CH5
et CH6 du RSCI applicables aux établissements
du 1er groupe.
L e s
c o n s e i l s
La réglementation sur les Installations Classées
pour la Protection de l’Environnement (I.C.P.E.),
indique qu’en cas « d’utilisation » de ce fluide
(rubrique n°1136) :
Sont soumises à déclaration les installations
dont la capacité d’ammoniac utilisée dépasse
150 kg.
Sont soumis à autorisation, les sites sur
lesquels une quantité d’ammoniac > à 1 500 kg
peut être utilisée.
Dans le cas des machines Robur, chaque machine
contient 6,7 kg de NH3 (pour 10 litres d’eau). Il
est donc peu probable que des sites puissent être
classés compte tenu de l’utilisation de ces
machines.
t e c h n i q u e s
d e
C E G I B A T
L’information-conseil
de Gaz de France pour
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Réf 2CLK0106 - Dépôt légal : novembre 2006 - ISBN 2-915466-50-5 - Reproduction même partielle interdite - Crédits photos : Philippe Bauduin - Conception : ) DARTAGNAN - Actualisation : BINGO
CEGIBAT
11/2006
AVERTISSEMENT
Ce document, réalisé par Gaz de France, ne constitue en aucun cas un
document à caractère juridique ou réglementaire, mais doit être
considéré comme un instrument de travail qui contient des
informations et des recommandations.
La mise en œuvre de ces recommandations n'incombant en aucune
manière à Gaz de France, sa responsabilité ne saurait être engagée
sur ce point.
Les textes réglementaires cités dans cet ouvrage peuvent être
modifiés ou complétés après sa date d'édition. Le lecteur est donc
invité à suivre l'actualité réglementaire du domaine concerné.
Ce document est la propriété exclusive de Gaz de France, il ne peut
être reproduit, adapté ou traduit, en tout ou partie, ni être utilisé à des
fins commerciales, sans l'autorisation écrite expresse de Gaz de France.
Les
conseils techniques
N°3
de
CEGIBAT
ÉDITION 2006
La climatisation
gaz naturel
Machines Ammoniac-eau
L’installation d’une machine à absorption
CONSIGNES
D’IMPLANTATION
Quel que soit le contexte réglementaire relatif
au projet, il est indispensable de prendre
certaines précautions quant au choix de
l’emplacement des machines à absorption :
Éviter les dessous des arbres pour que les
feuilles, brindilles, fruits… ne tombent pas à
l’intérieur du condenseur de la machine, et
diminuent l’efficacité du système de
refroidissement de cette dernière.
Éviter les courettes intérieures pour des
problèmes acoustiques, de résonance…
Tenir compte des vents dominants pour
que les produits de combustion ne soient pas
rabattus sur les fenêtres des pièces de vie.
Pour les ensembles de machines accolés au
bâtiment, ne pas orienter les ventouses des
chaudières (modules chauds) contre une paroi
afin d’éviter les condensations sur les vitres
et/ou les moisissures pouvant apparaître sur
le mur.
Ne pas installer une machine en bas d’une
sous-pente sans gouttière pour que l’eau de
pluie ne coule pas directement dessus.
Les machines individuelles sont livrées sur
palette, tandis que les machines assemblées
arrivent directement sur un châssis métallique en fer “U”.
Que l’implantation de ces machines ait lieu
en terrasse ou au sol, il est nécessaire de les
installer sur une dalle de propreté constituée
de plots maçonnés, métalliques ou de bitume
(cas des parkings).
Il est déconseillé d’installer les machines sur
des dalles gravillonnées, car l’expérience
montre que le tassement de la terre placée
sous les dalles n’est généralement pas
homogène et conduit à terme à une mauvaise
stabilité des machines. Ne jamais poser
directement la ou les machine(s) sur une
pelouse car le châssis risque de rouiller. Une
attention toute particulière sera également
portée au fait que les machines doivent être
installées “de niveau”.
Les raccordements
Les modules Robur
(froid ou chaud) sont équipés
d’un pressostat sur
le circuit hydraulique
(évaporateur) qui arrête
leur fonctionnement
si la pression mesurée
excède 2,8 bar.
Les machines (installées au sol)
INSTALLATION
AVEC RÉSEAU UNIQUE
Dans les cas les plus courants (réseau de
distribution unique), le kit hydraulique servira
de panoplie de départ vers les unités terminales.
Dans cette configuration, la totalité de l’eau du
réseau de distribution devra être glycolée.
S’il s’avère nécessaire de mettre un échangeur
intermédiaire, le kit hydraulique servira de
pompe de circulation “primaire”, et il faut
prévoir une pompe de circulation secondaire
pour alimenter les unités terminales.
L’installateur doit vérifier que la capacité sera
suffisante pour la dilatation de l’eau des réseaux
concernés. Le volume efficace du vase doit être
majoré de 20% pour disposer d’une “garde
d’eau” évitant de décoiffer l’installation à la
moindre fuite.
ne pourront donc pas alimenter
des bâtiments de trop grande
hauteur sans interposition
d’un échangeur intermédiaire.
INSTALLATION AVEC
RÉSEAUX MULTIPLES
Si on associe un ensemble de machines avec
plusieurs réseaux de distribution différents, on
peut installer une bouteille de découplage
pour séparer le circuit production des réseaux
de distribution. Cependant, on peut avantageusement remplacer cette bouteille par un
échangeur complémentaire, ce qui permet de
simplifier le schéma hydraulique tout en évitant
de glycoler la totalité du réseau de distribution.
Dans ces 2 cas, le kit hydraulique fourni par le
constructeur servira de panoplie de charge des
machines (circuit primaire) et il sera nécessaire
de prévoir des panoplies de départ spécifiques
aux différents réseaux raccordées sur le
secondaire de la bouteille (ou de l’échangeur).
Si la solution “bouteille” est toutefois retenue, et
afin d’assurer une fonction casse pression, la vitesse
de passage dans la bouteille sera limitée à 0,10 m/s
et les tuyauteries seront systématiquement
intercalées et décalées d’une valeur représentative
de 3 fois le diamètre d’alimentation de la bouteille
(cf. préconisations établies par le Costic). Cette
bouteille sera équipée d’un dispositif de dégazage
manuel et automatique, vidange, brides de
raccordement et vannes d’isolement.
Dans la majorité des
cas, il sera préférable
d’installer plusieurs ensembles
de machines dédiés chacun à un
réseau unique plutôt que d’avoir
recours à des installations compliquées
du point de vue hydraulique.
Dans le cas d’un hôtel par exemple, il sera
préférable d’avoir un ensemble de
machines pour les chambres, un autre
pour le restaurant et un troisième pour
les salles de réunions plutôt qu’une
production unique centralisée pour
l’ensemble des zones. Cette disposition
présente en outre l’avantage de permettre
à ces différentes zones d’être dans des
modes de fonctionnement (chaud ou
froid) différents ce qui ne sera pas
le cas d’une production
centralisée (sauf systèmes
4 tubes).
RACCORDEMENT GAZ
DE L’INSTALLATION
Dimensionnement de l’alimentation
en gaz des machines
• La
pression (de gaz naturel) nécessaire au
fonctionnement des modules est de 20 mbar.
Cependant, si le réseau Gaz de France local
permet d’obtenir une pression de 300 mbar au
point de branchement (avec ou sans détente
4 bar / 300 mbar), et que la distance entre le
branchement et les modules est importante, il sera
préférable de réaliser la détente au niveau des
machines (300 mbar à 20 mbar).
• Les diamètres des canalisations sont déterminés en fonction de la pression d’alimentation
réseau, des puissances des appareils raccordés et
de la longueur des tronçons de raccordement
pour l’alimentation des modules.
Vanne générale de coupure gaz
Pour les installations de puissance supérieure à
70 kW, l’article 8 de l’arrêté du 2 Août 1977
impose la mise en place d’une vanne quart de tour
sous coffret à verre dormant sur l’alimentation en
gaz des machines.
Dans tous les cas de figure, la vanne de coupure
installée sur les machines assemblées doit être
accessible en cas de problème. Si tel n’est pas le
cas (cas d’une clôture de protection grillagée des
machines par exemple), il faut installer une vanne
de coupure sous coffret à l’extérieur de la zone
des machines.
Dans le cas des installations en
terrasse, la mise en place
d’une vanne sous coffret
Dès que la surface alimentée par un
au pied du bâtiment
réseau dépasse 400 m2, ce réseau
(avant la montée le
doit être équipé d’un dispositif de
long de la façade) est
régulation de la température de départ en
obligatoire en E.R.P.
fonction de la température extérieure (vanne
3 voies par exemple). Il y a donc lieu de prendre
soin au schéma hydraulique afin que le débit
circulant dans les modules ne soit pas variable.
Le diamètre de raccordement gaz au niveau des
modules sera le suivant :
Pour les modules unitaires :
Tube acier T3 Ø15/21,
un compteur d’eau,
un disconnecteur hydraulique complet avec
vannes, filtre et entonnoir raccordé,
Pour les modules assemblées :
Tube acier T3 Ø33/42,
un ensemble d’introduction de produits de
traitement (pot à déplacement avec vannes),
un dispositif fixe d’introduction du produit
antigel, permettant des appoints réguliers si
besoin.
RACCORDEMENTS
ÉLECTRIQUES
La tension d’alimentation des machines est la
suivante :
Machines unitaires :
Courant monophasé 230 V – 50 Hz
Machines assemblées :
Courant monophasé jusqu’à 3 machines
et triphasé si plus de 3 machines
(~ 1 kW par machine hors kit hydraulique)
Il est indispensable
de vérifier lors du
raccordement que
la tension entre le
neutre et la terre
est bien de 0 Volt .
un ensemble de vannes d’isolement, clapet
anti-retour, manomètre, robinet de puisage,
La norme NF C 15-100
impose la mise en place
d’un disjoncteur différentiel 300 mA dès que
la distance de raccordement est supérieure à
1,5 ml (ce qui représente
la quasi totalité des cas).
Cette alimentation sera effectuée en câble U
1000 RO2V selon les normes en vigueur, posée
sur chemin de câbles, sous fourreaux rigides, ou
fixé par attaches plastiques selon le cas.
DISPOSITIF DE REMPLISSAGE
EN EAU DE VILLE
Le remplissage de l’installation sera raccordé
directement soit sur le piquage en attente sur
les machines, soit sur la bouteille de découplage.
Les équipements à prévoir sur cette alimentation
en eau de ville sont les suivants :
DISPOSITIF DE
TRAITEMENT D’EAU
La nécessité de traiter l’eau
du réseau chauffage/eau
glacée n’est pas liée à
l’utilisation de ce type de
machines, mais relève des
règles de l’art éditées par
le SNEC.
Après s’être procuré les
analyses d’eau auprès du
concessionnaire local, le
concepteur prévoit si
besoin la fourniture et la
pose d’un dispositif de
traitement d’eau (adoucisseur d’eau avec kit de
montage, compteur à
impulsion et vanne de
remitigeage…) afin d’éviter des phénomènes d’entartrage, de corrosion.
Ce dispositif peut-être
commun à la production
d’ECS du site.
PRÉCONISATIONS
SNEC - CSNHP - 1982
SNEC : Syndicat National de l’Exploitation Climatique et de la Maintenance
CSNHP : Chambre Syndicale des Entreprises et Industries de l’Hygiène Publique
L e s
c o n s e i l s
Vase d’expansion
Le traitement doit comporter une
alcanisation, une phosphatation, une
dispersion et une réduction d’oxygène.
En général, le pH (potentiel hydrogène)
doit être supérieur à 9,6 dans l’eau
du circuit (échantillon à 20 °C).
t e c h n i q u e s
d e
C E G I B A T
Le traitement antigel des machines
Dans tous les cas, il est impératif
que l’évaporateur de la machine soit
glycolé afin d’éviter les risques de gel
(cf. les préconisations de concentration
Dans le cas des machines
fonctionnant en chaud et en
froid, il y a lieu de s’assurer que
le glycol utilisé est compatible
avec un fonctionnement en
chaud.
données dans la notice du fabricant).
Pour une utilisation FROID SEUL
Que la machine fonctionne toute l’année ou
seulement en période estivale, il est nécessaire
de traiter le circuit évaporateur contre le gel :
1. soit en glycolant la totalité du réseau de
distribution (prendre en compte l’incidence sur
le dimensionnement des émetteurs et de la
pompe),
2. soit en installant un échangeur à plaque
intermédiaire entre le circuit évaporateur et la
distribution afin de ne glycoler que la partie
interne aux machines.
Pour une utilisation FROID+CHAUD
(type 2 tubes)
• Dans cette situation, les machines fonctionnent
généralement en permanence : en mode chaud
en hiver et en mode froid en été. L’évaporateur
n’est donc plus irrigué l’hiver (bipasse vers la
chaudière) et risque de geler.
Il doit être traité comme indiqué ci-dessus.
Pour une utilisation FROID+CHAUD
(type 4 tubes)
• Réseau froid : IDEM solution froid seul
• En ce qui concerne le circuit chaud, il n’est pas
indispensable de traiter ce dernier en antigel
sauf si une période d’arrêt de l’activité est
prévue en période hivernale (hôtellerie par
exemple),
Afin de limiter le coût du traitement antigel d’un
réseau complet, ainsi que les prestations de
suivi de la qualité de ce traitement, la mise en
place d’un échangeur intermédiaire est
généralement adoptée.
La mise en service ne sera pas réalisée par le
représentant du distributeur si le réseau
évaporateur n’est pas effectivement glycolé (cf.
notice constructeur).
Dans le cas des modules unitaires comme dans celui des
machines assemblées, lorsque
le sectionneur est enclenché, la
pompe de circulation est en
fonctionnement même si la
chaudière est arrêtée.
Exploitation
• Il est impératif de prévoir dans le contrat
d’exploitation une vérification périodique de
la qualité de l’eau selon les préconisations
du SNEC. On surveillera particulièrement les
appoints (relevé au litre), le pH et le taux de glycol.
En mode froid seul, les produits de combustion sont
dilués dans l’air de refroidissement du circuit
condenseur, avec un taux de dilution de l’ordre de
250 m3/h (fumées) pour 10200 m3/h (air de
refroidissement).
Les machines fonctionnant
en chaud et/ou froid
Mode froid : dito ci-dessus.
Lors du fonctionnement en mode chaud de la
machine, les produits de combustion sont évacués
directement par la ventouse.
Indépendamment de la préconisation précédente
invitant à ne pas exposer les machines vis-à-vis des
vents dominants, il n’est pas conseillé (et même
proscrit) de regrouper les différentes ventouses
dans un carneau métallique commun à tous les
générateurs, ni de prévoir des conduits de fumées
verticaux !
En règle générale, les conditions réglementaires
d’implantation conduisent à des distances
acceptables entre l’évacuation des
produits de combustion et
les locaux habités.
Raccordement hydraulique
Si l’évacuation des fumées
est freinée au niveau de la
ventouse (main, carton ou
carneau), un pressostat
placé sur les fumées met la
machine en sécurité.
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Les machines fonctionnant
en mode froid seul
11/2006
L’évacuation des gaz brûlés
Les
conseils techniques
N°4
de
CEGIBAT
ÉDITION 2006
La climatisation
gaz naturel
Machines eau-bromure de lithium
Concevoir le refroidissement
RAPPELS TECHNOLOGIQUES
Le circuit de refroidissement d'une machine
à absorption H2O/LiBr a pour fonction d’évacuer
la chaleur libérée par le phénomène d'absorption (absorbeur), ainsi que la chaleur latente
issue de la condensation des vapeurs de fluide
frigorigène (au niveau du condenseur).
La température d’eau glacée généralement
fournie par une machine à absorption H2O/LiBr
varie de 6 à 8°C. Cela implique – selon les
caractéristiques de dimensionnement de
l’échangeur-évaporateur – d’évaporer le fluide
frigorigène (l’eau) à une température de 3 à
4°C. L’évaporation de l’eau à une telle température est tout à fait possible, encore faut-il
que la pression soit très faible, de l’ordre de
7 mbar.
La pression d’évaporation étant physiquement
fixée à 7 mbar (pression absolue), et étant
entendu que l’évaporateur et l’absorbeur
sont généralement situés dans le même
volume, la pression régnant à l’absorbeur
sera du même ordre de grandeur. Compte
tenu des concentrations souvent adoptées
par les constructeurs dans cette technologie
de machines (solution concentrée à
environ 58 %), cette pression
de 7 mbar correspond à
une température au niveau de l’absorbeur de
33°C (d’après le diagramme de solution
eau/bromure de lithium), qui elle-même
implique une température d'eau du circuit
refroidissement (sortie tour) la plus stable
possible (en général environ 29°C +/-0,5°C).
Une machine de production d’eau glacée par absorption de
type H2O/LiBr nécessite, pour un fonctionnement
optimal, une eau du circuit de refroidissement
la plus proche possible de 29°C
(voir détail page 3).
Les tours évaporatives “ouvertes”
Une tour de refroidissement
est dite “ouverte”, quand l’eau
du circuit de refroidissement
est pulvérisée sur une surface
d’échange (appelée “packing”).
À contre-courant de
ce ruissellement d’eau,
un flux important d’air extérieur
est soufflé par un ventilateur.
Le refroidissement de l’eau
du circuit absorbeur-condenseur
est donc principalement réalisé
par évaporation d’une partie
de cette eau, (la chaleur latente
d’évaporation étant puisée
sur l’eau pulvérisée).
LES SYSTÈMES ET LES MODES
DE RÉGULATION
Pour satisfaire aux conditions de fonctionnement
souhaitées, il existe de nombreux systèmes
de régulation associés à ce type de tours
évaporatives ouvertes. Toutefois, certains ne
permettent pas d’obtenir une température de
sortie de la tour (entrée absorbeur) suffisamment
stable pour être compatible avec les machines
à absorption H2O/LiBr. Ce sera le cas notamment
des systèmes avec un débit de pulvérisation
constant, et une régulation agissant uniquement
par action tout ou rien (ou 2 vitesses) sur le
moteur du ventilateur.
Les principaux systèmes de régulation envisageables sur les tours de refroidissement ouvertes
associées à des machines de production d’eau
glacée [H2O/LiBr] sont les suivants :
Action sur le débit d’air soufflé par mise en
place soit d’un variateur de vitesse (agissant sur
le moteur du ventilateur), soit d’un volet d’air
réglable (en sortie du ventilateur).
Action sur le débit d’eau pulvérisée par mise
en place d’une vanne 3 voies permettant le
bipassage (partiel) de la pulvérisation.
Cette technique n’est applicable que si les
éclateurs équipant la rampe de pulvérisation
sont de qualité suffisante, et assurent une
pulvérisation efficace, même avec un faible
débit (environ 30 à 50 % du débit nominal).
Pour cette raison, certains constructeurs déconseillent de faire fonctionner une tour ouverte
avec variation du débit de pulvérisation.
PACKING ET MODE CHAUD
Tour évaporative ouverte
Retour
condenseur
Arrivée
condenseur
Dans la majorité des cas, les packings équipant
les tours de refroidissement sont en PVC de
qualité courante. Cependant, dans le cas des
machines à absorption fonctionnant de manière
alternée (en mi-saison : mode chaud le matin
et mode froid l’après-midi), une certaine
quantité d’eau chaude peut rester dans le
condenseur lorsque la machine est en mode
En analysant le tracé correspondant sur le
diagramme de l’air humide, on constate qu’une
batterie anti-panache sera d’autant plus efficace
qu’elle permettra de refroidir le circuit absorbeurcondenseur en minimisant la quantité d’eau
évaporée.
À cet effet, le dispositif devra permettre :
d’avoir une température de sortie du “packing”
la plus froide possible (sur la courbe de saturation),
d’où la nécessité de diminuer le plus possible le
débit d’eau pulvérisée (bipasse de la rampe de
pulvérisation) et de laisser le ventilateur à débit
maxi (pas de variateur de vitesse),
d’obtenir une température d’air (en sortie de
la tour) la plus chaude possible d’où la mise en
place d’une batterie efficace comprenant un
nombre de rangs adéquat…
Tours de refroidissement avec batteries
anti-panache et protection anti-bruit
chaud (circuit condenseur à l’arrêt). Lors de la
permutation en froid, ce “tampon” d’eau chaude
va être envoyé à la tour de refroidissement,
risquant d’endommager le packing. Il y a donc lieu
de prévoir un ensemble résistant à haute
température (polypropylène par exemple).
LA QUESTION DU “PANACHE”
Lorsque la production de froid est en service en
période hiver et en mi-saison, il n’est pas rare de
constater l’apparition d’un “panache” (brouillard
s’échappant de la tour, constitué d’un mélange
de vapeur d’eau et de micro gouttelettes en
suspension) qui peut être mal perçu par le voisinage.
Afin de remédier à ce phénomène, il est tout à
fait possible de rajouter une “batterie anti-panache
(ou de réduction de panache)” qui aura pour
fonction de réchauffer l’air en sortie de la tour
et d’éviter la création de ce brouillard.
L e s
c o n s e i l s
Le dispositif indiqué ci-avant consiste donc à
diminuer la part de refroidissement réalisée par
évaporation de l’eau du circuit pour favoriser le
refroidissement provoqué par la batterie antipanache. Pour réduire la consommation d’eau,
un système complémentaire de régulation
communément appelé économiseur d’eau permet
de bipasser la rampe de pulvérisation si le refroidissement effectué par la batterie anti-panache
est suffisant. Cette technique s’accompagne
généralement d’une économie conséquente de
la consommation d’eau.
Pour les faibles puissances à rejeter, le surcoût
d’investissement occasionné par la fourniture
d’une batterie anti-panache associée au système
économiseur d’eau est en général non négligeable.
Il est donc souhaitable de déterminer au mieux
(par exemple avec l’aide des logiciels fournis par
les constructeurs), s’il existe un risque réel de
création de panache, ou si la mise en place de ce
dispositif est superflue.
t e c h n i q u e s
d e
C E G I B A T
Les tours évaporatives “fermées”
Dans le cas des tours fermées,
la surface d’échange (packing)
est remplacée par une batterie
à tube lisse (ou à ailettes selon
Photo Noël Hautemanière
le cas) dans laquelle circule l’eau
du circuit absorbeur-condenseur.
Une rampe de pulvérisation
assure un ruissellement d’eau
sur la surface extérieure de cette
batterie, alors que le ventilateur
souffle de l’air à contre-courant.
La chaleur latente de vaporisation
est puisée sur l’eau du circuit
de refroidissement circulant
à l’intérieur de la batterie.
Installation de climatisation en sous-sol: Machine à
absorption avec arrivée d’eau des tours de refroidissement
(tuyau vert) et un poste de traitement d’eau au fond.
LES AVANTAGES
ET LES INCONVÉNIENTS
Le principal avantage de ce système réside
dans le fait que le circuit de refroidissement est
un circuit fermé ce qui diminue sensiblement
les risques de corrosion et/ou d’entartrage de
l’absorbeur et du condenseur. Par contre, pour
une même puissance à rejeter, une tour évaporative de type “fermée” sera inévitablement plus
volumineuse qu’une tour “ouverte”.
Certains constructeurs proposent des tours
fermées avec batterie d’échange déportée, ce
qui limite l’entartrage extérieur de cette
dernière et permet de conserver des conditions
d’échange optimales. Ce dispositif revient à
installer une tour ouverte, avec un échangeur
à plaque intermédiaire entre le circuit condenseur
et le circuit d’eau pulvérisée.
Tour évaporative fermée
En règle générale, le coût d’investissement
d’une tour évaporative fermée est nettement
supérieur aux coûts des tours ouvertes.
Sans contrainte spécifique du site, les
tours ouvertes seront généralement
adoptées.
Paramètres de sélection
de la tour de refroidissement
Pour un fonctionnement
optimal (cf page 1), une
machine de production
d’eau glacée par
absorption de type
H2O/LiBr nécessite une
eau du circuit de refroidissement la plus proche
possible de 29 °C. De plus,
pour les technologies les plus
classiques (voir encadré), ces
machines s’accommodent mal d’une
température d’entrée à l’absorbeur
trop haute, à tel point que la gestion interne
de certaines d’entre elles provoque une coupure
de la production de froid par mise en sécurité
de la machine si la température à l’entrée du
circuit de refroidissement est supérieure à 35 °C.
Il est nécessaire de tenir compte de cette
particularité lors du dimensionnement de la tour
de refroidissement. En effet, si le concepteur
constate que l’écart entre la température
maximale de bulbe humide réellement atteinte
et les “conditions de base conventionnelles
été” de la région concernée est supérieur à 5 °C
(ce qui peut être le cas dans certaines régions
après un fort orage ou zones côtières du SudEst), il sera souhaitable de majorer la température
conventionnelle d’été, afin que la machine ne
tombe pas en sécurité lors des séquences
humides et chaudes.
Les paramètres généralement pris en compte
dans la sélection d’un aéroréfrigérant évaporatif
(ouvert ou fermé) sont donc les suivants :
Régime d’eau du circuit de refroidissement :
29/35 °C
Température de bulbe humide :
T° ext. conventionnelle été (+ 2 °C si besoin)
Puissance à rejeter : 1,70 à 1,83 fois
la puissance frigorifique (cf notices constructeurs).
Une “tour de refroidissement” n’est
surtout pas… une tour! Il s’agit tout simplement
d’un caisson d’échange aux proportions géométriques équilibrées. Il ne faut donc pas se laisser
abuser par ce vocable qui, pour être habituel, n’en
est pas moins “impressionnant”. L’objet réel l’est
beaucoup moins, à tel point que certains
constructeurs proposent des fabrications
sur mesure pour accroître encore leur
intégrabilité architecturale.
Photo Roland Bourguet
Machine
à absorption
avec boîtier
de régulation
de la machine.
L e s
c o n s e i l s
t e c h n i q u e s
d e
C E G I B A T
Dispositifs divers de refroidissement
Selon la région concernée,
il est possible d’envisager
un refroidissement de
la machine avec les ressources
naturelles du site, en utilisant
l’une des techniques suivantes :
tour non pas avec de l'eau de ville, mais avec de
l’eau issue de la source ou du forage. Pour des
raisons de simplicité de maintenance, il est
toutefois déconseillé de panacher des appoints
d’eau en eau de ville et en eau de forage (ou
de source) car les dispositifs de traitement et les
produits utilisés ne seront pas identiques.
EAU DE PLUIE
(RÉSERVOIRS DE COLLECTE
DES EAUX DE PLUIES)
Photo Noël Hautemanière
Utiliser l'eau de pluie pour assurer l'appoint
d'eau sur une tour de refroidissement est un
système efficace pour diminuer le coût d'exploitation de la production de froid, tout simplement
en effaçant la facture d'eau de ville.
Canalisations calorifugées assurant la circulation de l’eau
glacée avec au milieu les pompes placées sur le réseau de
l’évaporateur.
UTILISATION D’EAU
DE NAPPE, DE SOURCE
OU DE FORAGE
Si le débit minimum garanti et la température
de l’eau disponible sont compatibles avec
les besoins de refroidissement de la
machine, il est possible de s'affranchir de
la mise en place d'une tour de refroidissement, et de prévoir un échangeur sur
le circuit absorbeur-condenseur raccordé
sur le circuit forage. Une attention toute
particulière devra être apportée aux
caractéristiques de cette eau et du
traitement correspondant.
Par contre, si le débit minimum garanti est
insuffisant, la mise en place d’une tour sera
inévitable, mais il peut être économiquement
intéressant d'assurer les appoints d'eau de la
Il y a lieu cependant de garder à l'esprit les
particularités suivantes : même une fois traitée,
l'eau de pluie reste corrosive pour toutes les
parties métalliques du circuit. Dans le cas d'une
tour fermée, seul l'échangeur de la tour est
concerné, mais dans le cas d'une tour ouverte,
il y a des risques de corrosion au niveau du
condenseur de la machine.
UTILISATION
D’AÉROREFROIDISSEURS
SECS DE TYPE “DRY-COOLER” :
à proscrire, mais…
Compte tenu des régimes de température du
circuit refroidissement liés à la technologie courante
de l’absorption H2O/LiBr, et étant entendu que les
températures conventionnelles d’été des
différentes régions de France sont souvent
supérieures à 30°C, l’utilisation de systèmes de
refroidissement travaillant par rapport à la
température sèche de l’air sont proscrits car la
contrainte de 29°C en entrée du circuit de
refroidissement de la machine ne pourra pas
être satisfaite.
Les tours de refroidissement & la légionellose
1. INCIDENCE SUR
LA CONCEPTION DES TOURS
DE REFROIDISSEMENT
Contrairement à certaines idées reçues, la
principale cause de dissémination des légionelles
se développant dans les tours n’est pas le
panache, mais “l’entraînement vésiculaire” c’està-dire la quantité d’eau s’en échappant sous
forme de gouttelettes.
Quelques fabricants proposent des tours de
refroidissement “anti-légionellose”, ce qui sousentend que la conception de ces tours à été
étudiée pour diminuer le développement et la
prolifération des bactéries. Pour ce faire, il est
souhaitable :
De faciliter la maintenance et le nettoyage :
utiliser un matériau le plus lisse possible (inox
ou résine par exemple), éviter les angles droits
et favoriser les angles arrondis…
De réaliser un fond de bac incliné au lieu d’un
fond plat pour que la vidange de ce bac soit la
plus complète possible…
De soigner au mieux la conception du
séparateur de gouttelettes pour diminuer
l’entraînement de gouttes…
Crépine
de fond de tour.
L e s
c o n s e i l s
2. INSTALLATIONS CLASSÉES
2921
La rubrique 2921 a été crée par décret n°20041331 du 1er décembre 2004 (JO du 7 décembre
2004), elle concerne les "installations de
refroidissement par dispersion d'eau dans un
flux d'air", donc les tours de refroidissement.
Elle soumet à :
Déclaration
Les installations qui ne sont pas du type "circuit
primaire fermé(*)" dont la puissance thermique
évacuée maximale est inférieure à 2000 kW .
Les installations qui sont du type "circuit
primaire fermé" ;
Autorisation
Les installations qui ne sont pas du type "circuit
primaire fermé" dont la puissance thermique
évacuée maximale est supérieure ou égale à
2000 kW.
(*) une installation est de type "circuit primaire fermé"
lorsque l’eau dispersée dans l’air refroidit un fluide au
travers d’un ou plusieurs échangeurs thermiques
étanches situés à l’intérieur de la tour de
refroidissement ou accolés à celle-ci. Tout contact
direct est rendu impossible entre l’eau dispersée dans
la tour et le fluide traversant le ou les échangeurs.
Les arrêtés en date du 13 décembre 2004 (JO du
31 décembre 2004) sont applicables aux
installations neuves dont la date de déclaration
ou la date de l’arrêté d’autorisation est
postérieure au 1er juillet 2005.
Les dispositions des arrêtés sont également
applicables aux installations existantes (qui ont
du être déclarées lors du recensement de l’été
2004) depuis le 1er mai 2005.
L’ensemble des éléments suivants fait partie de
l’installation : tour(s) de refroidissement et ses
parties internes, échangeur(s), composants du
circuit d’eau en contact avec l’air (bac(s),
canalisation(s), pompe(s), circuit d’eau d’appoint
(jusqu’au dispositif de protection contre la
pollution par retour dans le cas d’un appoint par
le réseau public et circuit de purge).
t e c h n i q u e s
d e
C E G I B A T
Document COSTIC - Gaz de France - CEGIBAT :
Prévenir le risque Légionellose dans les tours
aéroréfrigérantes – Edition novembre 2005
Distributeurs de machines à absorption
eau-bromure de lithium
TRANE :
YORK :
Matériels KAWAZAKI
(de 338 à 3713 kWf)
Matériels HITACHI
(de 105 à 352 kWf)
Matériels YORK
(de 703 à 2373 kWf)
téléphone 04 72 52 28 50
télécopie 04 72 52 28 64
www.trane.com
téléphone 01 45 12 10 38
télécopie 01 48 52 59 34
www.york.com
AVERTISSEMENT
Ce document, réalisé par Gaz de France, ne constitue en aucun cas un document à caractère juridique ou
réglementaire, mais doit être considéré comme un instrument de travail qui contient des informations et
des recommandations.
La mise en œuvre de ces recommandations n'incombant en aucune manière à Gaz de France, sa
responsabilité ne saurait être engagée sur ce point.
Les textes réglementaires cités dans cet ouvrage peuvent être modifiés ou complétés après sa date
d'édition. Le lecteur est donc invité à suivre l'actualité réglementaire du domaine concerné.
Ce document est la propriété exclusive de Gaz de France, il ne peut être reproduit, adapté ou traduit, en tout
ou partie, ni être utilisé à des fins commerciales, sans l'autorisation écrite expresse de Gaz de France.
CEGIBAT
L’information-conseil
de Gaz de France pour
les professionnels du bâtiment
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75008 Paris
téléphone
télécopie
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Gaz de France, SA au capital de 983 871 988 _ - 542 107 651 RCS Paris - Siège social : 23 rue Philibert-Delorme 75840 Paris Cedex 17
Réf 2CLK0106 - Dépôt légal : novembre 2006 - ISBN 2-915466-50-5 - Reproduction même partielle interdite - Crédits photos : Philippe Bauduin - Conception : ) DARTAGNAN - Actualisation : BINGO
Guide méthodologique d’analyse de risques
de prolifération des légionnelles dans les
installations de refroidissement par dispersion
d’eau dans un flux d’air.
Guide technique, les différents procédés de
refroidissement d’eau dans les installations
industrielles et tertiaires.
Guide de formation à la gestion du risque de
prolifération des légionnelles dans les
installations de refroidissement par dispersion
d’eau dans un flux d’air.
11/2006
Documents disponibles sur le site du ministère en
charge de l’environnement (www.ecologie.gouv.fr) :
Les
conseils techniques
N°5
de
CEGIBAT
ÉDITION 2006
La climatisation
gaz naturel
Machines eau-bromure de lithium
Conditions réglementaires d’implantation
GÉNÉRALITÉS
Les machines de production de froid à
combustion de type eau-bromure de lithium
sont conçues pour être installées soit en
chaufferie, soit en extérieur. Les machines
entrant dans la gamme compacte sont
conçues pour fonctionner en extérieur bien
qu’il soit possible de les installer en chaufferie.
Les machines entrant dans la gamme large
sont conçues pour fonctionner en chaufferie.
On notera qu’installer des machines de
production de froid en chaufferie ne pose pas
de contraintes différentes ou supplémentaires
à l’implantation d’appareils de production
d’eau chaude dans ces mêmes locaux. On ne
s’attardera donc pas à décrire les conditions
des appareils en chaufferie.
Quoi qu’il en soit, pour chaque affaire, il y aura
lieu de rechercher la ou les réglementations
régissant les conditions d’implantation des
machines qu’elles soient implantées en
intérieur ou en extérieur.
Pour ce faire, la connaissance de la classification du bâtiment vis à vis de la sécurité
incendie est indispensable. Que ce soit dans
le cadre d’un bâtiment neuf comme celui d’un
bâtiment existant, le maître d’ouvrage sera
le mieux placé pour fournir ce renseignement
(cf. par exemple les derniers rapports de la
commission de sécurité).
Le règlement de sécurité contre l’incendie
relatif aux Etablissements Recevant du Public
(R.S.C.I./E.R.P.), bâtiment du 1er groupe (1ère à 4e
catégorie) et du 2e groupe (5e catégorie) traite
de ce type de machine.
Cas des E.R.P.
En première approche, les principaux
types de bâtiments suivants rentrent
généralement dans ces catégories, à
savoir :
Hôtels, hôpitaux, cliniques, centres
médicalisés…
Surfaces de vente diverses (magasins
de bricolage, vêtements, électroménager,
ameublement, supermarchés, centres
commerciaux...),
Établissements de loisirs (cinémas, discothèques, complexes de détente et de loisirs,
bibliothèques, médiathèques, salles de
spectacles...),
Certains types de bureaux recevant du
public…
La classification des bâtiments vis à vis de la
réglementation des Établissements recevant
du public s’effectue également selon un
seuil de fréquentation minimum (défini
par type d’établissement), en dessous
duquel les bâtiments seront classés E.R.P.
de 5e catégorie.
L’ensemble des dispositions concernant les établissements des 1ère à
4e catégories est regroupé dans le
texte de l’arrêté du 25 juin 1980
modifié (notamment arrêtés du
14 février, du 20 novembre
2000, du 29 juillet 2003 et
du 22 novembre 2004,
JO du 29 décembre
2004).
PUISSANCE UTILE
< OU ÉGALE 70 kW
A ce jour il n’existe pas sur le marché français
de machine eau bromure de lithium disponible
dont la puissance utile est inférieure à 70 kW.
La réglementation ERP du 1er groupe permettrait
par contre une implantation de ces machines
en local ou en extérieur, au sol ou en terrasse
(cf. article CH6).
PUISSANCE UTILE
> 70 kW
Pour les installations dont la puissance utile
totale est supérieure à 70 kW, les règles
d’implantation sont celles prévues à l’article
CH5 de la réglementation du 25 juin 1980
modifié.
Les nouvelles dispositions de l’arrêté du
29 juillet 2003 remplacent celles de l’arrêté
du 14 février 2000 en ce qui concerne les
implantations en terrasse. Ces conditions sont
les suivantes :
Groupe à absorption TRANE en local chaufferie
du 1er groupe (catégories 1 à 4)
Implantation possible
EN TERRASSE
I M P L A N TAT I O N E N T E R RA S S E (2)
(arrêté du 29 juillet 2003)
Tout bâtiment
tiers, zone
accessible
au public
au niveau de
la terrasse
Pour les « ensembles complets préfabriqués conçus pour fonctionner
en extérieur » (cf. arrêté du 29 juillet
2003) :
Local habité ou occupé
(bâtiments desservis par les appareils)
• Être à plus de 10 ml en horizontal
de tout local habité ou occupé, du
bâtiment desservi, des bâtiments
tiers et de toute zone accessible au
public(1).
d1 * 10 ml
d2 * 10 ml
(1)
solution N°1
Machines à
+ de 10 ml de
tout bâtiment
grillage * 2 m de haut
OU
Tout bâtiment
tiers, zone
accessible
au public
au niveau de
la terrasse
Si la distance de 10 ml par rapport au
bâtiment desservi ou au bâtiment tiers ne
peut-être respectée, il est possible de
solliciter les conditions dérogatoires
suivantes :
- si 2<d<10ml : mur CF 2h de 2 m mini et
2 m de part et d’autres...
- si d<2ml : façade CF 2h sur 8 m haut et
2 m de part et d’autres…
(2)
Local habité ou occupé
(bâtiments desservis par les appareils)
Ensembles complets préfabriqués conçus
pour fonctionner à l’extérieur (Machines
à absorption NH3/H2O ou H2O/LiBr ;
chaudières seules ; préparateurs ECS au
gaz).
d1 * 10 ml
* 2 ml
grillage
* 2 m de haut
d2 < 10 ml
* 2 ml
solution N°2
Mur CF 2h
Hauteur : 50 cm au dessus
des machines (Ht mini 2 m)
L e s
Dérogation /
bâtiment tiers :
Machines à
- de 10 ml des tiers
c o n s e i l s
t e c h n i q u e s
d e
C E G I B A T
OU
IMPLANTATION EN
TERRASSE DES MACHINES
Tout bâtiment
tiers, zone
accessible
au public
au niveau de
la terrasse
Local habité ou occupé
(bâtiments desservis par les appareils)
dans tous les cas :
2 ml ) d1 < 10 ml
d = préco du
constructeur
Mur CF 2h
Hauteur : 50 cm au dessus
des machines (Ht mini 2 m)
* 2 ml
* 2 ml
d2 * 10 ml
solution N°3
grillage * 2 m de haut
Dérogation /
bâtiment desservi:
2 à 10 ml entre
machines et
bâtiment desservi
a) Les parois constituant l’enveloppe
des appareils sont construites en
matériaux MO.
b) Les ensembles reposent sur un
plancher en matériau classé MO et la
partie de plancher situé sous les
machines sera coupe-feu 2h.
c) Les appareils sont implantés
dans une zone non accessible
au public ou rendue inaccessible par un mur ou
un grillage.
OU
Tout bâtiment
tiers, zone
accessible
au public
au niveau de
la terrasse
Local habité ou occupé
(bâtiments desservis
par les appareils)
* 2 ml
d1 ) 2 ml
d mini = préco
constructeur
* 2 ml
d2 * 10 ml
Mur CF 2h sur une hauteur de 8 m
au dessus des machines et 2 m de
part et d’autre des appareils
grillage * 2 m
de haut
Si d2 < 10 m : mur CF comme solution n°2.
solution N°4
Dérogation /
bâtiment desservi:
machines accolées
au bâtiment
desservi
Groupe à absorption YORK en toiture-terrasse
Cas des E.R.P. de 5e catégorie
L’article PE 20 § 2 de l’arrêté du 23 janvier 2004,
(JO du 22 février 2004) précise que les
installations autorisées dans les établissements
de 4e catégorie sont également autorisées dans
les établissements de 5e catégorie du même type.
Leur mise en œuvre doit être réalisée selon les
dispositions de l’article CH6 pour les puissances
inférieures ou égales à 70 kW et à l’article CH5
pour les puissances supérieures à 70 kW.
Cas des autres bâtiments
Dans le cas des bâtiments d’habitation, des
bâtiments industriels et de certains bâtiments
tertiaires ne recevant pas de public, il n’existe
pas de réglementation spécifique concernant
l’implantation des appareils ou groupement
d’appareils de combustion en extérieur.
Seul le code du travail dans son article R 235-4-9
(décret n°94-347 du 2 mai 1994), donne
obligation de résultat au concepteur, à savoir :
“les installations ne doivent pas présenter de
risques pour la sécurité et la santé des
travailleurs”.
Il est recommandé de s’inspirer des articles CH5
et CH6 du RSCI applicables aux établissements
du 1er groupe.
Réglementations autres
A
Installations
classées
1 - Installations classées 2910
Les installations dont la puissance thermique
(Puissance absorbée PCI) est supérieure à 2 MW
et inférieure à 20 MW doivent faire l’objet d’une
déclaration auprès de la DRIRE. Les installations
dont cette même puissance est supérieure à
20 MW font l’objet d’une autorisation.
2 - Installations classées 2921
La rubrique 2921 a été crée par décret n°20041331 du 1er décembre 2004 (JO du 7 décembre
2004), elle concerne les "installations de
refroidissement par dispersion d'eau dans un
flux d'air", donc les tours de refroidissement.
Elle soumet à :
Déclaration
Les installations qui ne sont pas du type "circuit
primaire fermé(*)" dont la puissance thermique
évacuée maximale est inférieure à 2000 kW ;
Les installations qui sont du type "circuit
primaire fermé" ;
Autorisation
Les installations qui ne sont pas du type " circuit
primaire fermé" dont la puissance thermique
évacuée maximale est supérieure ou égale à 2000 kW.
(*) une installation est de type "circuit primaire fermé"
lorsque l’eau dispersée dans l’air refroidit un fluide au
travers d’un ou plusieurs échangeurs thermiques étanches
situés à l’intérieur de la tour de refroidissement ou accolés à
celle-ci. Tout contact direct est rendu impossible entre
l’eau dispersée dans la tour et le fluide traversant le ou
les échangeurs.
L e s
c o n s e i l s
Les arrêtés en date du 13 décembre 2004 (JO du
31 décembre 2004) sont applicables aux
installations neuves dont la date de déclaration
ou la date de l’arrêté d’autorisation est
postérieure au 1er juillet 2005.
Les dispositions des arrêtés sont également
applicables aux installations existantes (qui ont
du être déclarées lors du recensement de l’été
2004) depuis le 1er mai 2005.
L’ensemble des éléments suivants fait partie de
l’installation : tour(s) de refroidissement et ses
parties internes, échangeur(s), composants du
circuit d’eau en contact avec l’air (bac(s),
canalisation(s), pompe(s), circuit d’eau d’appoint
(jusqu’au dispositif de protection contre la
pollution par retour dans le cas d’un appoint par
le réseau public et circuit de purge).
Documents disponibles sur le site du ministère en
charge de l’environnement
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de prolifération des légionelles dans les
installations de refroidissement par dispersion
d’eau dans un flux d’air,
Guide technique, les différents procédés de
refroidissement d’eau dans les installations
industrielles et tertiaires.
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prolifération des légionelles dans les installations de
refroidissement par dispersion d’eau dans un flux
d’air.
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YORK :
Matériels KAWAZAKI
(de 338 à 3713 kWf)
Matériels HITACHI
(de 105 à 352 kWf)
Matériels YORK
(de 703 à 2373 kWf)
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