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Rooftop gaz

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Un rooftop gaz est une unité de chauffage généralement installée en toiture d'un local. Il souffle directement l'air dans le local à la bonne température. Le rooftop gaz se compose d’un filtre à l’aspiration d’air, d’un ventilateur et d’une rampe de brûleurs gaz. Le tout est packagé dans une unité de traitement d’air, avec une ouverture pour l’air neuf (bouche d’aspiration), une ouverture pour l’air recyclé (bouche de reprise) et une dernière pour l’air soufflé .
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Fonctionnement du Rooftop gaz

Un rooftop gaz est une unité de chauffage généralement installée en toiture d'un local. Il souffle directement l'air dans le local à la bonne température. Le rooftop gaz se compose d’un filtre à l’aspiration d’air, d’un ventilateur et d’une rampe de brûleurs gaz (simple ou double allure, modulants...). Le tout est packagé dans une unité de traitement d’air, avec une ouverture pour l’air neuf (bouche d’aspiration), une ouverture pour l’air recyclé (bouche de reprise) et une dernière pour l’air soufflé (bouche de soufflage).

Les rooftops gaz se déclinent en une multitude de gammes de puissances et de débits d’air, allant de 30 à 700 kW de puissance chaud et de 1000 à 30 000 m3/h pour les débits, pour un rendement d’environ 92 à 95 % sur PCI. Certains rooftops gaz sont munis d’un condenseur et peuvent atteindre des rendements jusqu’à 105 % sur PCI.

Fonctionnement en chauffage

En hiver, l’air aspiré (air extérieur ou repris) passe par une rampe de brûleurs gaz qui le réchauffe. Il est ensuite soufflé dans le local grâce à un ventilateur. L’appareil fonctionne principalement en recyclage d’air. L’air repris passe au travers d’un échangeur tubulaire en acier inox, lui-même chauffé par une rampe de brûleurs gaz naturel. Les produits de combustion sont rejetés à l’extérieur par une ventouse. Généralement, tant que la concentration en CO2 (relevée par une sonde) indique qu’il n’y a pas besoin d’air neuf, l’air est recyclé. Lorsque la concentration dépasse une certaine limite, de l’air neuf est injecté dans le système.

Schéma de fonctionnement en mode chauffage d'un rooftop gaz
Schéma de fonctionnement en mode chauffage d'un rooftop gaz

Fonctionnement en mode condensation

Les rooftops gaz à condensation sont encore peu représentés sur le marché, mais plusieurs fabricants en proposent à leur catalogue. Etant données les performances exigées par la directive écoconception, le rooftop à condensation devrait remplacer le rooftop gaz à l’horizon 2021.

Il existe 3 types de rooftops gaz à condensation sur le marché français : à double échangeurs, modulant à condensation et modulant intégrant un corps de chaudière à condensation :

  • Les rooftops à double échangeurs : un deuxième échangeur fumées/air est simplement ajouté dans le rooftop afin de refroidir les fumées jusqu’à la condensation.
  • Les rooftops modulants à condensation : ils utilisent la modulation de brûleurs pour condenser.
  • Les rooftops modulants intégrant un corps de chaudière à condensation : leur fonctionnement est similaire à celui d’une centrale de traitement d’air  avec batterie chaude alimenté par une chaudière à condensation : l’échange a lieu entre l’eau chaude produite et l’air soufflé par le rooftop. Toutefois dans le cas présent, le corps de la chaudière est intégré dans le rooftop. La chaudière à condensation étant modulante, le roof top l’est également.

Fonctionnement en mode ventilation

En été, il est possible sur certains modèles de faire fonctionner uniquement le ventilateur pour créer un « courant d’air » dans le local.

Le rooftop mixte

Il fonctionne comme un rooftop gaz, avec un groupe froid à détente directe intégré. Ce groupe froid permet la production de froid pour climatiser les locaux de grands volumes.

Dimensionnement du Rooftop gaz

Le rooftop gaz doit être dimensionné de façon à ce que la rampe gaz couvre 100% du besoin de chauffage.

  • Dans un premier temps, il faut estimer la puissance requise pour chauffer le bâtiment. En première approche, considérer 20 W/m3 pour un bâtiment de moins de 10 ans, puis moduler ce ratio en fonction des secteurs et en fonction des apports internes. Un calcul des déperditions du bâtiment permettra un dimensionnement plus fin.
  • Pour un dimensionnement précis, il convient pour chaque bâtiment de prendre en compte le taux de brassage nécessaire au confort et à la performance (déstratification).

Dans le cas d’un rooftop mixte, le groupe froid doit couvrir les besoins en climatisation.

Un débit d’air insuffisant conduit à une stratification importante de l’air qui occasionne des pertes importantes par la toiture et un inconfort. (source EMAT)
Un débit d’air insuffisant conduit à une stratification importante de l’air qui occasionne des pertes importantes par la toiture et un inconfort. (source EMAT)

Mise en œuvre du Rooftop gaz

Les rooftops gaz et les rooftops mixtes s’installent à l’extérieur, au sol ou en toiture-terrasse (dans ce cas veiller à ce que la toiture puisse supporter le poids d’un rooftop), dans des endroits non-accessibles au public ou rendus inaccessibles via une clôture par exemple.

Dans le cas des ERP, la réglementation incendie et l’article CH40, relatif aux unités de toiture monoblocs, imposent une distance minimale de 10 m entre deux groupes de rooftops de puissance utile supérieure à 2000 kW, que le rooftop soit implanté sur costières, plots ou sols coupe-feu .

De plus, pour les distances d’implantation, il faudra veiller à respecter les articles CH5 §2 (si la puissance est supérieure à 70 kW) et CH6 §2 (si la puissance est inférieure à 70 kW).

 

Maintenance du Rooftop gaz

La maintenance des rooftops gaz est simple et consiste à réaliser :

  • l’entretien classique de la rampe de brûleurs gaz (contrôle de fonctionnement, nettoyage, sécurité, combustion...)
  • l’entretien des filtres
  • Si le rooftop est mixte, l’entretien du groupe froid est nécessaire et il convient alors de compléter l'entretien avec celui d'un groupe froid standard (contrôles de fonctionnement, de mécanique, d’électricité, un nettoyage...).

L’exploitant technique du bâtiment peut aisément réaliser la maintenance des rooftops gaz. Dans le cas de rooftops mixtes, il faut faire appel à un frigoriste.

Une visite annuelle est obligatoire en ERP. Elle doit être réalisée par un professionnel qualifié (règlementation incendie, CH57 et 58) :

  • Vérification des conditions de ventilation des locaux,
  • Vérification de l’évacuation des produits de combustion,
  • Vérification du fonctionnement des clapets coupe-feu,
  • Vérification de la ligne air/gaz.

Indication tarifaire du Rooftop gaz

Le prix des rooftops gaz et des rooftops mixtes varie fortement en fonction de la puissance, de la modulation des brûleurs et ventilateurs, des performances (condensation ou non) et du débit d’air. Il existe une large gamme de produits existants.

D’une façon générale, en termes d’investissement, le rooftop gaz est une solution très accessible. Pour la fourniture, l’installation et le raccordement d'un rooftop gaz, la fourchette peut varier de 10 à 75 k€, allant du plus petit rooftop (environ 30 kW chaud) au plus puissant (environ 700 kW chaud).

Fabricants de Rooftops gaz

  • Aircalo
  • Climair Industrie
  • Ciat
  • Emat
  • Exeltec
  • Carrier
  • Gaz Industrie
  • Generfeu
  • Lennox
  • Solaronics
  • Trane
  • ETT
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