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Les causes de sous-performance des unités d’air conditionné

ETATS-UNIS- Selon le NIST, la majorité des climatiseurs et pompes à chaleur installés aux États-Unis présentent des niveaux d’efficacité énergétique inférieurs à ceux prévus en raison de défauts d’installation.
Les allégations formulées dans un nouveau rapport de l’Institut national du gouvernement américain des normes et de la technologie (NIST) entravent les efforts américains pour diminuer la part de 30 % de la consommation d’énergie résidentielle électrique consacrée au refroidissement et au chauffage.
Le rapport de recherche du NIST est le premier à quantifier les pertes d’efficacité dues à des erreurs d’installations courantes constatées dans les enquêtes sur le terrain.
« Nos recherches indiquent qu’une mauvaise installation pourrait augmenter la consommation d’énergie des ménages pour le chauffage et la climatisation des locaux de l’ordre de 30 % par rapport à ce qu’elle devrait être », a commenté Piotr Domanski, qui a dirigé la recherche NIST.
M. Hugh Henderson du CDH Energy Corp et M. Vance Payne, ingénieur mécanique de NIST ont entrepris leur étude de mesure et de modélisation en trois ans. Ceci pour répondre à des enquêtes et d’autres éléments de preuve sur le terrain indiquant que les équipements HVAC peuvent perdre beaucoup d’énergie. Les erreurs ou défauts d’installation fréquemment constatés comprennent des conduits étanches, des charges de fluide frigorigène incorrecte, surdimensionnement des systèmes et flux d’air restreint.
Dans les enquêtes menées par l’équipe, la majorité des équipements de conditionnement d’air évalué dans le domaine ont des résultats inférieurs aux niveaux d’efficacité énergétique en raison d’une ou plusieurs défauts d’installation. « La dégradation de la performance de l’équipement est très courante dans les climatiseurs, les pompes à chaleur et les matériels annexes » explique Domanski. « Mais la plupart des études n’ont pas mesuré l’augmentation de la consommation d’énergie due à un défaut particulier ou une combinaison de défauts, ce qui peut être difficile à faire dans ce domaine. »
Dans des conditions environnementales contrôlées, l’équipe caractérise les performances d’une pompe à chaleur en fonction avec un des sept quelconques défauts couramment rencontrés. Après avoir déterminé combien chaque faute affecte la consommation d’énergie dans le laboratoire, les chercheurs étudient comment ces mêmes erreurs pourraient affecter la consommation d’énergie. Ces études de consommation sont menées dans deux types de maisons, dont l’une avec un sous-sol et l’autre construite sur une dalle de béton et dans cinq zones climatiques différentes. Cette partie de l’analyse a été effectuée avec un outil de simulation développée par CDH Energy Corp.
Le conduit d’air qui fuit a été constaté comme l’erreur la plus courante. L’insuffisance de charge du réfrigérant et le débit d’air intérieur incorrect en raison de la taille inadaptée des conduits sont également parmi les principales causes d’une importante augmentation de la consommation d’énergie.
Autres constatations :
– Pour six des sept erreurs étudiées, les augmentations liées à la consommation d’énergie sont identiques pour la dalle sur terre-plein de maison avec un sous-sol. Toutefois, les conduits d’air installés qui fuient dans le grenier non conditionné peuvent causer une augmentation plus importante de la consommation d’énergie dans les maisons avec dalle sur terre-plein.
– Dans les climats chauds et humides, les fuites de conduit augmentent considérablement l’humidité relative intérieure, réduisant le confort humain. En général, les occupants baissent le thermostat pour compenser, ce qui augmente considérablement la consommation d’énergie.
– A quelques exceptions près, les défauts simultanés ont des effets additifs sur la consommation d’énergie.
Charge de fluide frigorigène incorrecte
Comme en témoigne les sondages précédents cités dans le rapport, une charge de réfrigérant incorrecte est un problème persistant. Dans une enquête menée auprès de 28 climatiseurs en 1997, seulement 18 % des systèmes avaient une charge de fluide frigorigène correcte. En 2002, une enquête auprès de 13 000 des climatiseurs résidentiels et commerciaux a constaté que 57 % de tous les systèmes avaient une charge incorrecte. Les choses ne se sont pas améliorées depuis 2004. L’étude de 55 000 unités a montré que 60 % des climatiseurs commerciaux et 62 % des climatiseurs résidentiels avaient une charge de fluide frigorigène défectueuse. Dans une étude séparée sur une période de trois ans et publiée en 2004, sur les nouvelles 4 168 pompes à chaleur existantes, 72 % représentent une charge de fluide frigorigène incorrecte.