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Système DRV

(Source: Xseon / Shutterstock.com)

Le système DRV (Débit de Réfrigérant Variable), aussi appelé VRV (Vari- able Refrigerant Volume) ou encore VRF (Variable Refrigerant Fluide), - est un système à détente directe qui permet de chauffer et/ou refroidir un bâtiment en faisant circuler un fluide frigorigène dans des tuyauteries en cuivre entre une unité extérieure et plusieurs unités intérieures.

Comment fonctionne un système DRV ?

Le système DRV est comparable à une pompe à chaleur Air/Air. On notera que le système DRV se distingue d'un système split par la variation du débit de fluide frigorigène. Le système split agit quant à lui sur la vitesse du ventilateur de l'unité intérieure.

Le système DRV se traduit généralement par la présence d'un détendeur et d'un évaporateur au niveau de chaque unité intérieure. En fonction des besoins, le détenteur va moduler le débit du fluide frigorigène. Plus les besoins en froid sont importants et plus le débit sera élevé. En variant sa vitesse de fonctionnement, le compresseur de l'unité extérieure va permettre de conserver une pression constante dans le circuit frigorigène.

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Principe de fonctionnement (en mode refroidissement) du système DRV (source : Energie+ )

Quelles sont les applications du système DRV ?

L'application originelle de la technique est de refroidir les espaces sujets à la surchauffe. Cependant, l'unité extérieure est souvent réversible pour garantir aussi le chauffage des espaces.

A noter que l'on privilégiera d'abord des techniques de refroidissement passives (protections solaires, free-cooling,...) avant d'installer un système DRV dans des locaux sujets à des surchauffes.

On rencontre typiquement ces installations dans les bâtiments de bureaux existants sujets à la surchauffe où quelques unités intérieures, comparables à des ventilo-convecteurs, vont alimenter des bureaux individuels, des salles de réunion,... Le système DRV peut être intéressant dans le petit tertiaire neuf (< 5000 m²), d'autant plus si les besoins en chauffage et en refroidissement sont simultanés, puisque le système permet une récupération d'énergie.

Avec l'augmentation de la part du marché de la pompe à chaleur dans le résidentiel, cette technologie peut aussi être utilisée dans le « grand résidentiel » (type maison villa). Dans le résidentiel plus traditionnel, on rencontre davantage des systèmes de type multisplit qui présentent l'avantage d'être moins chers à l'investissement mais dont la régulation est moins performante.

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Schéma d'une installation DRV (source : ASHRAE)

Quelles sont les variantes du système DRV ?

Plusieurs variantes du système DRV sont possibles :

  • Uniquement refroidir (2 tubes),
  • Chauffer ou refroidir (2 tubes) : inversion du sens de circulation du fluide frigorigène pour pouvoir chauffer ou refroidir,
  • Chauffer et refroidir (3 tubes),
  • Chauffer et refroidir avec récupération d'énergie (3 tubes).

Cette dernière variante est de plus en plus répandue dans les bureaux lorsque les besoins en chauffage et refroidissement sont simultanées : typiquement en mi-saison ou lorsqu'un bureau individuel au nord aurait besoin de chauffage en fin de matinée tandis qu'une salle de réunion aurait besoin d'être refroidie. Ce mode de fonctionnement garantit d'excellents rendements en mode récupération.

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Principe de fonctionnement d'un système DRV 3 tubes (source : abcclim )

Plus de détails, sur le site d'Energie+

Quelles sont les contraintes techniques d'un système DRV ?

  • Puissance  : le système est limité en puissance frigorifique/calorifiquejusqu'à 150 kW . Si nécessaire, plusieurs unités extérieures peuvent être installées en parallèle et un zoning thermique devra être effectué par étage par exemple.
  • Contraintes techniques  : en fonction des fabricants, plusieurs contraintes techniques d'installation sont à prendre en compte :

    • Typiquement, l'unité extérieure peut être connectée à maximum 64 unités intérieures .
    • Le dénivelé maximal entre l'unité extérieure et intérieure est de l'ordre de 90m avec une longueur totale maximale de tuyauterie d'environ 1000 m.

Comment mettre en œuvre un système DRV ?

Le cycle de fonctionnement consiste à faire passer le fluide frigorigène d'un état liquide à l'état gazeux. Comparé à un circuit de distribution avec de l'eau, il n'est pas toujours facile de « manipuler » une installation qui est composée d'un fluide frigorigène (soudage des tuyaux en cuivre sans fuite, difficulté à détecter les fuites du fluide sous l'état gazeux,...). Il est nécessaire d'être accompagné par des installateurs experts et certifiés .

Comment choisir l'unité intérieure ?

Plusieurs types d'unités intérieures (gainables, en apparent, encastrées dans le faux plancher ou dans le faux plafond, murales,...) existent sur le marché en fonction de l'esthétique, des contraintes du local (hauteur sous plafond,...).

A noter que l'organisme de certification Eurovent  reprend les caractéristiques techniques (puissance, rendement,...) des systèmes DRV certifiés.

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Unité intérieure gainable, encastrée, murale (source : Daikin , Toshiba , Mitsubishi )

Peut-on réguler un système DRV ?

La régulation peut s'effectuer par zone en commandant plusieurs unités intérieures. Chaque unité intérieure est aussi programmable en fonction des horaires, de la température intérieure, de l'humidité dans la pièce,...

Quelle maintenance prévoir pour un système DRV ?

Pour garantir le bon fonctionnement, il est préconisé d'avoir un contrat de maintenance avec des spécialistes ou directement avec le fournisseur. En effet, contrairement à une installation traditionnelle, ce type d'installation fait intervenir beaucoup d'électronique.

Comment adapter une installation existante ?

L'adaptation, par exemple en ajoutant des unités intérieures, consiste à extraire et capter (pas de rejet dans l'atmosphère) le fluide frigorigène puis à réaliser de nouvelles soudures étanches et ensuite à re-remplir l'installation de fluide frigorigène.

Quel type de fluide frigorigène ?

Les types de fluides frigorigènes utilisés dans les systèmes de climatisation et les pompes à chaleur font l'objet de la norme NBN EN 378. Cette norme classifie les fluides frigorigènes en fonction de leur toxicité et inflammabilité ainsi que de la charge maximale de fluide frigorigène, fonction du type d'activité (hôpitaux, bureaux,...).

La technologie DRV est dépendante de la réglementation d'exploitation des fluides frigorigènes. Lorsque la réglementation européenne (CE 1005/2009) a interdit l'usage du fluide frigorigène R22 au 1 er janvier 2015, la plupart des installations ont dû être remplacées ou modifiées .

Pour la plupart des systèmes DRV, le type de fluide utilisé sera de type HFC, soumis à la règlementation européenne N° 517/2014. En effet, les fluides alternatifs généralement plus inflammables demanderaient des exigences de sécurité trop contraignantes.

Le fluide R410a est le plus répandu pour ce type d'installation. Son impact sur l'effet de serre est 2000 fois plus élevé que le pouvoir réchauffant du dioxyde de carbone (PRG R410a   = 2000).

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mis à jour le 15/12/2016