Les ventilateurs à récupération d’énergie : un système CVC polyvalent qui répond aux défis des magasins de proximité

Ventilateurs à récupération d’énergie (VRE) sont idéales pour les supérettes. Leurs avantages vont bien au-delà des économies d’énergie. Les grandes chaînes de supérettes ont découvert de nouvelles façons d’utiliser les systèmes ERV, comme ceux de la série HE de RenewAire série HEde RenewAire — peuvent réduire les investissements en capital, diminuer les coûts d’exploitation (OpEx) et augmenter le chiffre d’affaires.

Parmi les principaux avantages, on peut citer :

• réduire l’usure des unités de climatisation installées sur les toits (RTU) ;
• réduire les coûts liés aux matériaux de construction et à la main-d’œuvre pour la ventilation des salles de bains, le câblage électrique et les unités de traitement d’air (RTU) ;
• réduire les composés organiques volatils (COV) d’origine alimentaire, issus des émissions des véhicules et d’autres sources odorantes, qui nuisent à la qualité de l’air intérieur (QAI);
• et créer un environnement intérieur agréable où les clients s’attarderont plus longtemps et effectueront davantage d’achats.

La fonction principale d’un ERV est de récupérer l’énergie qui serait autrement perdue et de prétraiter l’air extérieur entrant. En hiver, l’air extérieur froid et sec est préchauffé et humidifié par l’air intérieur chaud évacué. À l’inverse, en été, l’air entrant chaud est prérefroidi et déshumidifié par l’air d’évacuation frais.

Le processus de transfert d’énergie repose sur un noyau enthalpique à plaques statiques et à flux croisés. En séparant physiquement les flux d’air entrant et sortant, ce noyau élimine toute contamination croisée lors de l’échange d’énergie thermique. Cela garantit un transfert d’énergie continu vers l’air frais entrant, sans perte d’énergie ni surcharge du système de chauffage, de ventilation et de climatisation.

Les ERV, le marketing sensoriel et les temps de séjour

Au-delà des économies d’énergie, les systèmes ERV offrent des avantages essentiels aux magasins de proximité. Ils créent un environnement intérieur idéal qui stimule les ventes. Des études sur l’analyse des parcours clients révèlent qu’une durée de visite plus longue des clients dans les magasins de détail est directement liée à une augmentation du chiffre d’affaires. La mesure du temps de séjour offre un énorme potentiel de chiffre d’affaires. Le cabinet de conseil en commerce de détail Acosta Group souligne que que 92 % des clients faisant le plein dans les supérettes viennent pour acheter de la nourriture ou des boissons. L’installation d’un Le système ERV garantit une qualité de l’air intérieur propre et frais, ce qui incite ces clients à forte marge à s’attarder et à flâner dans le magasin.

Des études montrent qu’une augmentation de 1 % du temps passé par les clients sur le site entraîne une hausse de 1,3 % du chiffre d’affaires. Lorsqu’un client examine un produit pendant 10 secondes au lieu de la moyenne du secteur, qui est de 5 secondes, la probabilité qu’il achète ce produit augmente de 130 %. En d’autres termes, un temps de navigation plus long se traduit par une meilleure découverte des produits et une augmentation des achats impulsifs.

Le marketing sensoriel illustre parfaitement comment les systèmes ERV apportent une valeur ajoutée qui va au-delà des économies d’énergie. Plus précisément, le recours à la dilution d’air extérieur pour éliminer les odeurs courantes des magasins de proximité crée un environnement qui favorise naturellement une durée de séjour plus longue. Les odeurs quotidiennes — provenant des toilettes, des placards de stockage de produits chimiques, des produits du tabac, des zones de préparation des repas et des poubelles — dégradent rapidement la qualité de l’air intérieur. Associées à la présence éventuelle de moisissures ou à l’infiltration de gaz d’échappement des véhicules, ces mauvaises conditions incitent inconsciemment les clients à écourter leur visite et à partir prématurément.

Les systèmes ERV étant économes en énergie, les supérettes peuvent facilement dépasser le minimum réglementaire de 7,5 CFM par personne et optimiser la qualité de l’air intérieur. En fonction de leur dimensionnement, des systèmes tels que ceux de la série HE peuvent fournir jusqu’à 100 % d’air extérieur lorsque cela est nécessaire. Par exemple, l’Association américaine des ingénieurs en chauffage, réfrigération et climatisation (ASHRAE) a recommandé d’utiliser 100 % d’air extérieur au plus fort de la pandémie de COVID-19 en 2020. Par conséquent, un apport accru d’air extérieur peut contribuer à améliorer l’hygiène générale du magasin.

Remplacer les ventilateurs de salle de bains pour des raisons de coût et de qualité de l’air intérieur

Une tendance actuelle en matière de ventilation dans les magasins de proximité consiste à remplacer les ventilateurs de salle de bains par des récupérateurs de chaleur à échange d’air (ERV). Les systèmes de ventilation modernes utilisent ces ERV pour extraire l’air des salles de bains, en récupérer l’énergie et pré-conditionner l’air frais entrant. La pression négative ainsi créée dans les salles de bains aspire l’air conditionné de la surface de vente à travers les interstices des portes des salles de bains. Par conséquent, cette conception élimine les dépenses d’investissement liées aux ventilateurs de salle d’eau et aux conduits d’alimentation et d’évacuation d’air conventionnels, car le VRE les remplace. La suppression de deux ventilateurs de salle d’eau et des travaux de câblage et d’installation requis par des électriciens agréés se traduit par des économies sur les coûts de construction. De plus, l’entretien d’un nombre réduit de ventilateurs permet de réduire les coûts d’exploitation globaux.

Les systèmes ERV de la série HE fonctionnent grâce à un ventilateur équipé d’un moteur à commutation électronique (EC) à haut rendement. Le remplacement des petits ventilateurs de salle de bains par un système ERV permet de réaliser d’importantes économies d’énergie et financières sur toute la durée de vie du magasin. De plus, les systèmes intégrant éclairage et ventilation dans les salles de bains sont susceptibles d’être éteints, ce qui entraîne une accumulation d’odeurs et une dégradation du marketing olfactif. Au contraire, un ERV garantit une élimination continue des odeurs, que l’éclairage soit éteint ou non.

Réduire les percées de toiture

Un autre avantage du remplacement des ventilateurs de salle de bains par un VRE réside dans la possibilité d’éliminer deux percements de l’enveloppe du bâtiment qui compromettent l’intégrité du toit dans les architectures de magasins de proximité qui recourent à des percements de toiture plutôt qu’à l’évacuation des gaz de la salle de bains vers les soffites. La suppression des percées de toiture réduit les risques de fuites, empêche la formation de ponts thermiques et préserve les garanties structurelles. Un nombre réduit de percées permet également de diminuer les coûts d’entretien à long terme et de réduire les risques de soulèvement par le vent des équipements.

Par ailleurs, RenewAire propose des socles plats permettant d’intégrer la série HE et n’importe quelle marque d’unité RTU sur un même socle, ce qui évite de devoir réaliser des percements de toiture distincts pour chacune des deux unités.

Récupération d’énergie pour réduire les coûts des services publics

Les ERV sont conçus pour transférer de l’énergie entre l’air évacué et l’air extérieur entrant, afin de le pré-conditionner à une température proche des points de consigne intérieurs. Toutes les applications des magasins de proximité, y compris la vente au détail, les cuisines et les espaces de restauration, relèvent du débit de ventilation de 7,5 CFM par personne recommandé par la norme ASHRAE 62.1.

Si les unités de traitement d’air (RTU) classiques peuvent fournir cet apport d’air frais nécessaire, elles utilisent du gaz naturel brut ou de l’électricité pour traiter l’air extérieur. Cela entraîne des coûts énergétiques importants en été comme en hiver, quelle que soit la situation géographique. En revanche, les récupérateurs de chaleur (ERV) ne consomment qu’une quantité minimale d’énergie pour traiter l’air extérieur et le ramener à des températures proches des points de consigne intérieurs.

Gestion de l’humidité et qualité des denrées alimentaires

Au-delà du contrôle de la température, les ERV peuvent également jouer un rôle essentiel dans la gestion de l’humidité d’un magasin de proximité. En été, les ERV peuvent réduire l’humidité jusqu’à 50 % par rapport à l’air non traité. De plus, les ERV permettent de diminuer la charge latente sur le système CVC et de réduire son usure tout au long de sa durée de vie. En hiver, les ERV récupèrent l’humidité présente dans le magasin de proximité et la réinjectent dans l’air extérieur, plus sec, pour un meilleur confort thermique.

Une bonne gestion de l’humidité apporte des avantages commerciaux qui vont bien au-delà du simple confort des occupants. Par exemple, les produits de boulangerie se conservent plus longtemps dans des environnements où l’humidité est contrôlée. Un meilleur contrôle de l’humidité réduit également la formation de condensation sur les portes vitrées des vitrines réfrigérées. Les clients achèteront davantage de produits réfrigérés s’ils peuvent les voir clairement sans avoir à ouvrir une série de portes vitrées embuées. Les aires de repos dotées de douches et de laveries nécessitent un contrôle rigoureux de l’humidité afin d’éviter les sols glissants et la formation de moisissures.

Amortissement, fiabilité à long terme et maintenance

En fonction du climat, un système ERV installé dans un magasin de proximité de taille standard permet un retour sur investissement mesurable en moins de trois ans. Ce qui est encore plus significatif — bien que plus difficile à quantifier —, c’est l’augmentation du chiffre d’affaires résultant de la prolongation du temps passé par les clients dans le magasin, ainsi que l’amélioration de la productivité et des capacités cognitives des employés, favorisées par une qualité de l’air intérieur irréprochable. Étant donné que la seule pièce mobile d’un VRE de la série HE est un moteur EC facilement remplaçable, il peut générer des économies d’énergie pendant un nombre indéfini d’années, car les échangeurs d’enthalpie ne s’usent pas. Un VRE de la série HE dépassera largement la durée de vie de 15 à 20 ans de l’unité de traitement d’air (RTU) qu’il accompagne.

Outre la récupération de la chaleur provenant des salles de bains et des locaux de réfrigération mécanique, la zone de cuisson constitue une autre source de récupération de chaleur pour le système ERV. L’intégration de capteurs barométriques permet au système de ventilation de réacheminer en toute sécurité la chaleur résiduelle vers le système de ventilation à récupération d’énergie (ERV) sans créer de turbulences d’air. Cet équilibre précis garantit une récupération d’énergie maximale tout en préservant la vitesse d’aspiration de la hotte, empêchant ainsi les odeurs de cuisine de se propager dans l’espace de vente.

Les systèmes ERV peuvent également contribuer à atteindre les objectifs rigoureux de performance énergétique définis par la norme ASHRAE 90.1. De plus, ils renforcent l’engagement public d’une marque en faveur du développement durable, de l’efficacité énergétique et des objectifs de décarbonisation.

Selon l’initiative « Better Building Challenge » du ministère américain de l’Énergie, les systèmes ERV permettent de réduire la consommation énergétique des bâtiments de 10 à 30 %. Ce programme encourage les entreprises à améliorer l’efficacité énergétique de leurs bâtiments d’au moins 20 % sur une période de 10 ans.

Les récupérateurs de chaleur à noyau enthalpique, tels que ceux de la série HE, ne nécessitent que peu d’entretien , hormis l’aspiration de la surface du noyau enthalpique et le remplacement des filtres à air. L’aspiration et le remplacement des filtres peuvent être facilement effectués par les techniciens de maintenance de l’entreprise ou par des prestataires externes lors des contrôles périodiques des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.

Réduire les coûts liés aux équipements de chauffage, de ventilation et de climatisation

En réduisant les charges de chauffage et de climatisation, les récupérateurs d’énergie (ERV) permettent de réduire la taille des unités de traitement d’air (RTU) jusqu’à 30 % sans compromettre la conformité aux normes. Pour une conception optimale d’un magasin de proximité, il convient de choisir en premier lieu le récupérateur de chaleur à enthalpie (ERV), ce qui permet de réduire la taille de l’unité de traitement d’air (RTU) afin qu’elle corresponde à la capacité de réduction de charge de l’ERV. Les ERV comportant un nombre minimal de pièces mécaniques par rapport aux autres technologies à enthalpie, leur fiabilité garantit que la combinaison ERV/RTU en service disposera toujours de la capacité nécessaire pour maintenir le confort climatique du magasin.

Si les options de variateurs de fréquence (VFD) sur les unités RTU augmentent les dépenses d’investissement initiales en équipement, ces mises à niveau ne sont pas nécessaires avec un ERV de la série HE. Équipée de moteurs EC à vitesse variable, la série HE fournit exactement le volume d’air extérieur requis. De plus, la série HE peut être utilisée pour régler automatiquement une légère surpression dans le magasin. Un rapport plus faible entre l’air soufflé et l’air extrait améliore le rendement énergétique. Cela permet également d’éviter la dépression qui aspire les émissions des véhicules et les polluants extérieurs par les portes d’entrée.

Comment intégrer les systèmes ERV dans les futures conceptions de systèmes CVC

Un autre avantage des ERV de la série HE réside dans leur flexibilité : ils peuvent être configurés de manière simple ou plus complexe afin d’économiser un maximum d’énergie. Un simple interrupteur marche/arrêt suffit à les faire fonctionner. Pour une efficacité maximale, les commandes à architecture ouverte de la série HE s’intègrent directement à n’importe quel terminal de télécommande (RTU) ou système de gestion technique du bâtiment (GTB). Des configurations plus sophistiquées permettent de tirer le meilleur parti des journées d’économiseur, de fonctionner à des vitesses variables en fonction des conditions ambiantes et d’utiliser des moteurs EC pour optimiser le rendement.

L’ERV est un produit de CVC offrant un retour sur investissement rapide, qui peut aider les magasins de proximité à réaliser des économies d’énergie, à réduire les odeurs dans les locaux, à améliorer le confort de l’air intérieur et la qualité de l’air intérieur (QAI), ainsi qu’à réduire les coûts liés aux matériaux de construction et à la main-d’œuvre.

L’augmentation du chiffre d’affaires et la réduction des charges d’exploitation grâce à des équipements ERV nécessitant peu d’entretien et offrant un délai de rentabilité de deux ans devraient intéresser tous les ingénieurs chargés de la conception des systèmes CVC et tous les responsables des magasins de proximité.