Comment le choix d'un système CVC professionnel influe sur les coûts d'exploitation à long terme

La plupart des entreprises ne pensent qu'aux coûts initiaux lorsqu'elles envisagent l'installation d'un système de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) professionnel. Or, ce sont les coûts d'exploitation qu'elles devraient prendre en compte. 

Des éléments tels que le COP (coefficient de performance), les frais liés aux pics de consommation ou encore le comportement d'un système lorsque les températures extérieures augmentent sont autant de facteurs à prendre en compte dans votre choix. Un système adapté vous permet de réaliser des économies à long terme, et pas seulement au début. 

Nous avons analysé ces données pour six bâtiments australiens réels. Les résultats parlent d'eux-mêmes : Climate Wizard les systèmes de CVC commerciaux constituent un meilleur choix financier à long terme. 

Pourquoi les coûts d'exploitation constituent le véritable poste de dépenses dans le secteur du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC)

Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) représentent généralement 40 à 50 % de la consommation énergétique totale d’un bâtiment commercial. Cela en fait l’un des coûts d’exploitation les plus élevés dans la plupart des bâtiments commerciaux. Le choix d’un système CVC représente un engagement à long terme, et un mauvais choix d’installation commerciale peut vous enfermer dans un système inefficace pendant 10 à 15 ans. 

Si vous utilisez actuellement un système de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) dont le COP est de 3, celui-ci consomme trois fois plus d'électricité qu'un système dont le COP est de 9 pour produire la même puissance de refroidissement. Imaginez l'impact cumulé de cette surconsommation sur votre facture d'électricité sur une période de 12 mois. 

Ce que la plupart des entreprises commerciales ignorent, c'est que les systèmes de réfrigération dépendent également fortement de la recirculation de l'air climatisé. Dans les bâtiments où les portes s'ouvrent fréquemment (par exemple, les entrepôts, les magasins, les salles de sport, les centres de services), cet air s'échappe en permanence, ce qui oblige le système à fonctionner à plein régime pour maintenir la température. 

À cela s'ajoutent les frais liés aux pics de consommation facturés par votre fournisseur d'énergie. Les systèmes de réfrigération atteignent leur consommation électrique maximale lors des journées les plus chaudes, qui sont également celles où tout le monde utilise sa climatisation. En somme, vous êtes doublement pénalisé sur vos factures d'électricité. 

La puissance des systèmes à évaporation indirecte reste relativement stable quelle que soit la température extérieure, ce qui évite tout pic de consommation. En effet, leur capacité de refroidissement s'améliore même lorsque les températures augmentent, ce qui les rend idéaux pour les journées chaudes. 

Quels sont les facteurs qui font augmenter les coûts d'exploitation des systèmes CVC commerciaux ?

Enveloppe du bâtiment en mauvais état

Les interstices, les toitures non isolées et les portes mal étanches obligent votre système de chauffage, de ventilation et de climatisation à fonctionner plus qu’il ne le devrait. Vous pourriez également perdre de l’air frais en raison des charges thermiques internes élevées générées par les équipements et l’éclairage. Sans une gestion adéquate des charges ni un zonage approprié, ces facteurs peuvent, à leur insu, faire grimper chaque jour la demande en refroidissement et les coûts d’exploitation.

Avant de choisir un nouveau système, il est conseillé d'évaluer au préalable l'enveloppe de votre bâtiment. 

Surdimensionnement ou sous-dimensionnement du système

Une mauvaise estimation de la puissance nécessaire du système entraîne des coûts dans les deux sens. Les appareils surdimensionnés atteignent rapidement la température de consigne, s'éteignent, puis redémarrent sans cesse, chaque redémarrage entraînant une pointe de consommation électrique. À l'inverse, les appareils sous-dimensionnés fonctionnent en permanence à pleine charge et peinent à suivre le rythme lors des jours de forte demande.

Absence de zonage et mauvaise planification

Le fait de laisser fonctionner à plein régime un système CVC professionnel dans un bâtiment vide en dehors des heures d'ouverture est l'une des sources de surcoûts les plus courantes et les plus évitables. L'intégration d'un système de gestion technique du bâtiment (GTB), l'utilisation de minuteries programmables et la mise en place de commandes par zone peuvent réduire considérablement ce gaspillage.

La plupart des systèmes CVC professionnels intègrent des fonctions de programmation, et il est important de les configurer correctement. Sans périodes de démarrage, d'arrêt et de réduction de la température correctement définies, les systèmes fonctionnent inutilement à pleine puissance pendant les périodes d'inoccupation. 

Entretien différé

Des filtres encrassés, des échangeurs thermiques détériorés et des évacuations bouchées réduisent tous le rendement de votre installation de chauffage, de ventilation et de climatisation. Une installation mal entretenue consomme autant, voire davantage d'énergie, tout en offrant un rendement de refroidissement moindre. 

Il est important de faire entretenir régulièrement votre appareil. Sinon, vous payez les mêmes factures d'électricité pour un rendement moindre. 

Une technologie inadaptée au changement climatique

Il est important de choisir le système adapté à votre climat. Par exemple, nous avons déjà évoqué le fait que les systèmes évaporatifs indirects offrent de meilleures performances lorsque les températures augmentent. Dans certains cas, une solution hybride peut offrir les meilleures performances en matière de CVC. Dans les climats humides, une unité de refroidissement par évaporation ( Climate Wizard ) peut prendre en charge la majeure partie de la charge de refroidissement, tandis que votre système DX assure le refroidissement de fin de course et maintient les températures de consigne avec précision.

Les chiffres dans six bâtiments australiens

Ces études de cas montrent comment le choix d'un système CVC professionnel adapté a permis à six bâtiments australiens de réaliser des économies sur leurs coûts d'exploitation au fil du temps.

Bunnings Alice Springs : une consommation d'énergie de climatisation réduite de 93 % par une chaleur de 40 °C

Bunnings exploitait un magasin de 5 835 m² à aire ouverte dans l'une des régions les plus chaudes d'Australie : Alice Springs. L'installation de 21 unités CW-H15S Plus, offrant une puissance frigorifique totale de 592 kW, a permis d'obtenir les résultats suivants :

• Une réduction de 93 % de la consommation énergétique annuelle liée au refroidissement par rapport à un système à réfrigération
• Une réduction de 72 % de la demande de puissance de pointe
• Une économie annuelle d'environ 70 600 dollars sur les coûts d'exploitation.

Schinella’s Market SA : 71 % d’économies d’énergie sans compromettre la qualité des produits 

Schinella’s Market est un marché de produits frais situé en Australie-Méridionale qui nécessite un air stable et à faible taux d’humidité tout au long de l’année. L’installation de quatre unités CW-H15 fonctionnant en mode refroidissement autonome a permis d’obtenir les résultats suivants :

• Une réduction de 71 % de la consommation électrique par rapport à un système de réfrigération équivalent
• 34 000 kWh d'économies annuelles
• Un flux d'air sec et constant a également permis de prolonger la durée de conservation des produits frais.

Tesla O’Connor (État de Washington) : réduction de 72 % de la puissance de pointe dans un atelier de 2 310 m²

L'atelier O'Connor de Tesla se caractérisait par de hauts plafonds et un trafic intense aux grandes portes. Huit unités CW-H15S Plus ont été installées pour assurer :

• 180 kW de puissance frigorifique pour une température d'air soufflé de 16,2 °C
• Réduction de 72 % de la demande de puissance de pointe par rapport à un système DX
• Économie de 46,8 kW aux heures de pointe

83 Pirie Street, Adélaïde : 79 % d'économies d'énergie électrique dans une tour de bureaux de 17 étages

Il s'agissait d'une tour de bureaux d'une superficie de plus de 30 000 m² visant à obtenir les certifications WELL Platine, Green Star 6 étoiles et NABERS 5,5 étoiles. Six unités CW-H15S Plus et quatre unités CW-80 ont été installées afin d'assurer : 

• 37 300 L/s d'air extérieur prérefroidi
• Réduction de 79 % de la puissance d'entrée de pointe par rapport au modèle DX de référence 
• Une économie de 352 000 kWh par an
• Ces trois certifications ont été obtenues

KFC Goodna (Queensland) : refroidissement par évaporation indirecte dans une cuisine à forte humidité

Ce restaurant KFC du Queensland génère une chaleur importante au niveau des hottes d'aspiration professionnelles. Un modèle CW-H15S Plus (Supercool) a été installé afin d'alimenter directement le système d'évacuation de la cuisine en air d'appoint refroidi. Voici les résultats obtenus :

• Réduire la température dans les cuisines aux heures de pointe
• Réduire la charge sur les équipements CVC existants
• Améliorer la qualité de l'air dans la cuisine et la salle à manger

Institut des sports d'Australie-Méridionale : CIE et pré-refroidissement dans un pôle sportif de haut niveau

Une nouvelle installation SASI à Mile End nécessitait des solutions de climatisation distinctes pour un terrain de basket-ball/netball et un studio de mouvement. Un système IEC autonome, équipé de réchauffeurs de conduits intégrés, assure le confort du terrain tout au long de l’année, tandis qu’un système de pré-refroidissement IDEC alimente la centrale de traitement d’air du studio de mouvement, réduisant ainsi la charge de refroidissement de cette dernière pendant les périodes de forte affluence. Toutes les unités sont intégrées au système de gestion technique du bâtiment (GTB) pour permettre un contrôle centralisé et un suivi des performances. Voici les résultats obtenus : 

• COP de 22,4 par une température de 40 °C, contre environ 2,5 à 3 pour un système réfrigéré effectuant la même tâche
• Environ 7 à 10 fois plus efficace lors des journées les plus chaudes à Adélaïde
• Température de l'air soufflé : 12 à 16 °C pendant les mois d'été

Point à retenir

Le choix de votre système CVC professionnel a une incidence sur vos coûts d'exploitation, comme le montrent les résultats d'entreprises australiennes. Si vous souhaitez connaître les chiffres spécifiques à votre bâtiment, notre équipe sur Seeley International peut évaluer les besoins de votre bâtiment et vous recommander le système le mieux adapté, qui vous accompagnera pendant des décennies. 

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Foire aux questions

Comment savoir si mon système CVC professionnel me coûte plus cher qu'il ne le devrait ?

Si votre système CVC professionnel a plus de 10 ans, son coût d'exploitation est généralement plus élevé que celui d'un modèle plus récent. Les modèles CVC modernes intègrent des composants plus économes en énergie et des fluides frigorigènes moins nocifs pour l'environnement, ce qui permet de réduire les coûts d'exploitation. Ils combinent également plusieurs technologies au lieu de reposer sur un seul équipement, ce qui les rend plus efficaces.

Quel est le facteur qui pèse le plus sur les coûts d'exploitation : le système lui-même ou la configuration du bâtiment ?

Le système CVC et le bâtiment ont tous deux une incidence sur les coûts d'exploitation. L'âge de votre système et son niveau d'efficacité énergétique jouent un rôle déterminant dans le coût de son fonctionnement quotidien. De plus, la qualité de son entretien et sa capacité à gérer de manière optimale les pics de charge par rapport aux périodes creuses font également une réelle différence. Quant au bâtiment, ce sont son étanchéité à l'air et sa conception qui sont déterminantes.

Quelle est la différence entre le refroidissement par évaporation indirecte et un système de réfrigération classique ?

Le refroidissement par évaporation indirecte divise le flux d'air en deux courants distincts à l'aide d'un échangeur de chaleur. Le premier courant (appelé « courant d'air de travail ») utilise l'évaporation pour absorber la chaleur, puis est évacué vers l'extérieur sous forme d'air chaud et humide. Le second courant filtre et refroidit l'air extérieur avant de l'acheminer vers l'espace intérieur.

Les systèmes de climatisation utilisent un fluide frigorigène synthétique (tel que le R410 ou le R32) qui circule selon un cycle en quatre étapes : l'évaporateur absorbe la chaleur à l'intérieur, le compresseur comprime le gaz, le condenseur rejette cette chaleur à l'extérieur, et le détendeur régule le fluide frigorigène avant que le cycle ne recommence.

Le refroidissement par évaporation est-il efficace dans les climats humides d'Australie, ou uniquement dans les climats secs ?

Oui, le refroidissement par évaporation peut fonctionner dans certaines régions humides d'Australie. Cependant, un taux d'humidité très élevé peut réduire l'efficacité avec laquelle il refroidit votre bâtiment, surtout si ce taux d'humidité est constant. Le refroidissement par évaporation est généralement mieux adapté aux climats secs.

À combien s'élèvent réellement les économies réalisées grâce au changement de système, et quel est le délai de rentabilité ?

Il est difficile de chiffrer précisément ces économies, car celles-ci dépendent de l'utilisation du système, de sa taille et des températures extérieures. Cependant, dans les cas où Climate Wizard est utilisé pour le pré-refroidissement, nous constatons généralement des économies d’énergie d’environ 50 %. Dans les applications de refroidissement autonomes, les économies peuvent atteindre 80 %. Nous constatons également que les systèmes « Climate Wizard » intégrés à une solution CVC ont permis une amélioration de 30 % du rendement énergétique.

Qu'est-ce que le COP et pourquoi est-il plus important que le prix d'achat ?

Le COP (coefficient de performance) permet de mesurer l'efficacité avec laquelle un système de climatisation transforme l'énergie en puissance frigorifique. Un COP élevé signifie que le système produit davantage de froid pour chaque kilowatt d'électricité consommé.
Les systèmes CVC dotés d'un COP élevé consomment moins d'électricité pour fournir la même puissance frigorifique, ce qui réduit vos coûts d'exploitation. Un système CVC professionnel moins cher mais doté d'un COP élevé peut s'avérer plus coûteux à l'usage, car il consomme nettement plus d'énergie.

Dois-je remplacer l'ensemble de mon installation, ou puis-je ajouter un système de refroidissement par évaporation à celui dont je dispose déjà ?

Vous n’avez pas besoin de remplacer l’intégralité de votre système CVC. Certains systèmes de refroidissement par évaporation peuvent souvent se substituer aux équipements CVC existants. Cependant, vous devrez planifier et concevoir cette installation avec soin, car les systèmes de refroidissement par évaporation et par réfrigération fonctionnent de manière très différente et ne sont pas compatibles entre eux. La configuration adéquate dépend de votre bâtiment, du climat et de la fréquentation. Contactez nos ingénieurs si vous souhaitez que nous évaluions votre bâtiment.

Quelles certifications de bâtiments le refroidissement par évaporation indirecte permet-il d'obtenir ?

Des systèmes tels que Climate Wizard répondent à diverses certifications de bâtiments en Australie, à savoir : Green Star (Australie), NABERS (Australie), les normes WELL Building Standards, LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) et BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method). Les ingénieurs d'Climate Wizard peuvent vous accompagner pour vous conformer aux normes australiennes telles que les normes AS 1668.1 et AS 1668.2 en matière de ventilation mécanique et de climatisation, ainsi qu'au Code national de la construction (NCC).