Systèmes de climatisation centralisés
1. Système multi-split
Un système de climatisation est dit centralisé quand une unité centrale peut alimenter plusieurs unités, on l’appelle alors système multi-split. En effet, l’unité extérieure permet l’alimentation de plusieurs unités intérieures qui peuvent être de types différents (mural, gainable, etc.). Chaque unité intérieure dispose de sa propre liaison frigorifique bitube (circuit frigorifique départ/retour) avec l’unité extérieure. Dans le cas où le système est réversible, les unités intérieures fonctionnent alors toutes simultanément en mode chaud ou froid. Certains modèles permettent cependant le fonctionnement indépendant de chaque unité, i.e. certaines fonctionnant en mode froid, d’autres en mode chaud.
Ce type de système convient au traitement d’air des locaux dans un bâtiment entier, dans toute une maison ou une installation industrielle.

2. Climatisation à débit de réfrigérant variable (VRV, VRF, DRF)
La technologie de Volume Réfrigérant Variable (VRV) ou plus communément Flux Variable de Réfrigérant (VRF) est un système de chauffage et de climatisation « multizones ». Elle s’appelle ainsi, car elle consiste à alimenter, à partir d’un (des) groupe(s) extérieur et via des conduites frigorifiques, plusieurs unités intérieures avec un débit de fluide frigorigène adapté à la charge thermique du local.
Comme pour le multi-split, une seule unité extérieure est connectée à plusieurs unités intérieures par des tubes en cuivre isolé qui contiennent le fluide frigorifique formant ainsi le circuit frigorifique. La différence avec un système de climatisation classique consiste dans le fait que les systèmes VRF peuvent faire varier le débit du fluide frigorifique. Pour ce faire, la détente directe du fluide frigorigène est opérée au sein de chacune des unités intérieures grâce aux détenteurs électroniques. La régulation du débit se base sur l’échange de données constant entre les unités intérieures et l’unité extérieure via une ligne de communication de type BUS. Des informations sur l’état de fonctionnement des unités intérieures, par exemple la surchauffe et le sous-refroidissement, ainsi que sur la vitesse de ventilation et les températures ambiantes respectives, sont transmises à l’unité extérieure. Ces données sont analysées et, sur cette base, le fonctionnement optimal (le plus efficace sur le plan énergétique) de l’installation VRF est mis en route.
Les machines extérieures disponibles sur le marché ont des puissances allant de 12 à 150 kW en version monobloc ou multiblocs. En effet, un circuit frigorifique peut être multiplié en cas de besoin et si l’espace disponible pour la pose des groupes extérieurs le permet. Il s’agira alors de deux installations séparées qui fonctionneront en parallèle et chacune utilisera son propre circuit frigorifique. Outre le chauffage et le refroidissement direct à l’intérieur du bâtiment, le système VRF peut être équipé de module de production d’eau froide, d’eau chaude haute ou basse température, avec également la possibilité de connexion de collecteurs solaires thermiques. Une telle flexibilité est d’ailleurs l’un des avantages caractérisant les systèmes VRF.
La technologie VRF est idéale pour les structures de petite à moyenne taille (hôtels, les bureaux sûrs, les salles de conférences, ) abritant des locaux ayant besoins de puissances différentes au sein de leurs locaux.

3. Centrale de traitement d’air (CTA)
Une Centrale de Traitement d’Air (CTA) est un système technique dédié à l’assainissement de l’air intérieur. Elle peut également chauffer, rafraîchir, humidifier ou déshumidifier des locaux tertiaires ou industriels. Une CTA garantit un air de qualité pour les occupants de tout local qui nécessite un air ambiant contrôlé, débarrassé des composants organiques volatils, de gaz ou de micropoussières, parfums et d’un taux d’humidité régulé. Elles sont très répandues dans les bâtiments industriels.
Parmi les CTA les plus couramment utilisés, on distingue :
- La CTA simple flux : Elle prend de l’air neuf qu’elle traite et filtre, afin de le purifier, refroidir, réchauffer, ou humidifier. Elle ne traite qu’un seul flux d’air. L’air traité par la CTA est ensuite diffusé dans les locaux desservis grâce à des réseaux de conduits de gaines.
- La CTA double-flux : elle peut mélanger tous les flux d’air (air neuf, air repris, air traité, air rejeté). Elle a la même fonction que la CTA simple flux, mais a la possibilité de prendre également l’air des pièces nécessitant une extraction d’air.
Le principe de fonctionnement de la CTA est de prendre de l’air à traiter (air neuf), de lui faire subir un traitement et de l’insuffler via le réseau de gaines dans les locaux (principe d’une CTA simple flux). Dans le cas d’un CTA à double-flux, la CTA (re)prend l’air dans les pièces (air vicié), récupère une partie de l’énergie thermique dont il dispose et l’expulse hors du bâtiment.

Concept d’un CTA : Une CTA est constituée de filtres, d’une d’un échangeur de chaleur relié à un cycle frigorifique (batterie froide) – d’un échangeur de chaleur relié à une chaudière (batterie chaude) et d’un humidificateur.
Une CTA peut être organisée en monobloc ou avoir divers modules additionnels. À partir d’une unité extérieure de 15 à 90 kW, on peut alimenter jusqu’à 32 unités intérieures. Les modules additionnels peuvent inclure des éléments de ventilation, des batteries chaudes et froides, des filtres, etc.
Les systèmes CTA sont principalement employés pour à la climatisation de grandes surfaces (salles de cinéma, supermarchés, commerces…).
Inconvénient : leur coût énergétique à l’exploitation est très élevé, surtout à cause de la consommation énergétique des ventilateurs.
4. Centrale à eau glacée
La climatisation centrale à eau glacée repose sur le principe de la production d’eau glacée par des systèmes frigorifiques et la distribution de cette eau par un réseau hydraulique qui atteint des appareils terminaux installés dans les locaux à refroidir/climatiser.
Ces terminaux (à l’intérieur) sont généralement des ventilo-convecteurs ou des cassettes en plafond.
Le bâtiment n’est donc pas parcouru par des conduits d’air, mais par des boucles d’eau froide, dont la température se situe entre 2°C et 7°C.

Tableau : Avantages et inconvénients des systèmes centralisés à eau glacée
Ces systèmes sont utilisés dans grands bâtiments administratifs abritant des bureaux, des salles de classe, les chambres d’hôtel, les salles informatiques, les datas center, etc.