é Q u i p e m e n t a g r i c o l e – V e n t i l a t e u r s

La ventilation : confort et économie

Laventilationdanslesbâtimentsagricoles

Unventilateursecomposeessentiellementd’unmoteurélectriquequifaittournerunehélicemétalliqueouenplastique,laquellepropulsel’air.Letoutestmaintenupardessupportsdansunboîtierenmétal,enplastiqueouenfibredeverreetprotégépardesgrilles.Ilestégalementpossibled’ajouteruncôneouuncapot.Jusquelà,riendebiencompliqué.

Cependant,plusieursfacteursfontensortequeleventilateurseraplusoumoinsperformant:

• lemoteur,sapuissanceetsonefficacitéénergétique;

• lediamètredel’hélice,l’espacemententrel’héliceetleboîtier,lesmatériaux(plastique,aluminium…),lenombredepales(3,4ou6…),leurangle(«pitch»)etleurlargeur;

• lesélémentsquicréentunerésistanceàl’aircommelescapots(déflecteurs),lesvolets,lapoussièresurlesgrillesdeprotectionetlespiècesdesoutiendumoteur.

Ilfautégalementtenircompted’autresélémentscommelapositionduventilateurdanslemur(enhaut,aumilieuouenbas),l’orientationgéographique(nord,sud,est,ouest),ladirectionetlavitessedesventsdominants,lesconditionsmétéorologiquesdumomentet,bienentendu,l’étanchéitédubâtiment(portesetfenêtresouvertes…).

Caractéristiquesd’unventilateur

Lesbâtimentsagricolesprésententdesdéfisdetailleauplanopérationnelcommeauplanéconomique.Parexemple,durantlesgrandeschaleursd’été,lesvachespeuventsouffrird’inconfort.Afind’éviterunehaussedelatempératuredeleurcorps,ellessontportéesàmangermoinsetàboireplus.Celapeutsetraduireparunebaissemarquéedelaproductiondelait.Et,silebâtimentestsous-ventilé,cettesituationpeutdevenircritique.

Lesventilateurssontdoncindispensablespourévacuerlachaleurenétéetassurerlerenouvellementdel’airfraisenhiverenexpulsantlesdifférentstypesdegaz(CO2,NH3,H2S).Uneventilationadéquateestnécessaireauconfortetàlasantédesbêtes.Maisenplus,lechoixdeventilateursplusperformantspeutengendrerdeséconomiesappréciables.

Ventilation par extraction de l’air vicié1Volets2Boîtier3Moteur4Pales5Cône6Grilledeprotection

PRINCIPALESCOMPOSANTESD’UNVENTILATEUR

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EfficacitédesventilateursOnpeuts’assurerdel’efficacitédesventilateurssansavoiràétudierenprofondeurl’aérodynamismedespalesouleurcoefficientdefriction.Ilsuffitdeconnaîtrelesquelquesparamètressuivants.

Performance mécanique – Ledébitd’airduventilateur,soitlaquantitéd’airdéplacé,estmesuréenpiedscubesparminute(pi3/minoucfm)ouenlitresparseconde(l/s).Ildépendprincipalementdudiamètredel’hélice,dunombredepalesetdelavitessederotation.

Stabilité et pression statique – L’airpropulséparleventilateurnecirculepassansobstacle.Plusieursélémentscréentunerésistanceàl’air:

• lesvolets;

• lecapot(ledéflecteur);

• lapoussièresurlesgrillesdeprotection.

Onappellepressionstatique(p.s.)cetterésistanceàlacirculationdel’airpropulséparleventilateur.Lapressionstatiquesemesureenpoucesd’eau(po)(systèmeimpérial)ouenpascals(Pa)(systèmeinternational).

Laperformanceenstabilitéduventilateurestsacapacitédemaintenirunepousséed’airpresqueconstantemêmesilapressionstatiqueaugmente.

performance énergétique – Les ventilateurs n’ont pas tous la même performance énergétique. Cette performance s’exprime en pieds cubes par minute par watt. Un ventilateur plus performant déplace plus d’air pour une même quantité d’électricité. Son efficacité énergétique dépend largement de sa conception : choix des matériaux, légèreté, forme et angle des pales, rendement énergétique du moteur. Le bon dimensionnement des prises d’air frais peut également favoriser l’efficacité énergétique des ventilateurs

Ventiler,maiscomment?Ilexistedifférentstypesdeventilation,selonlesconditionsetlesbesoins.

Paramètre Définition Unité de mesure

Performancemécanique

Capacitéduventilateurdedéplacerunemassed’air

pi3/min(cfm)oul/s

performance énergétique

capacité du ventilateur de déplacer le maximum d’air pour chaque watt de puissance

pi3/min//W (cfm/W)ou l/s/W

Pressionstatique(p.s.)

Résistanceàl’écoulementdel’airdueauxobstaclescommelesvolets,lescapotsetlapoussièresurlesgrilles

Poucesd’eau(po)oupascals(Pa)

Stabilité Capacitéduventilateurdemaintenirunbondébitd’airquandlapressionstatiqueaugmente

Coefficientd’affaiblissementdudébitàvitessenominale(airflowratio)

QUELQUESDÉFINITIONSUTILES

Ventilateurstandard Ventilateuràhautrendement

Ce qui réduit l’efficacité d’un ventilateur…

Ce qui améliore l’efficacité d’un ventilateur…

• Unventilateurpoussiéreuxpeutperdrejusqu’à40%desonefficacité.

• L’utilisationd’uncapotanti-ventréduitl’efficacitéde15à20%.

• L’utilisationd’uncôneaméliorel’efficacitéde15à18%enréduisantlaturbulencedel’airàlasortie.

Un ventilateur qui fonctionne à sa puissance maximale a un meilleur rendement énergétique qu’un ventilateur à vitesse variable qui fonctionne au ralenti.

Tous ces facteurs s’additionnent ! La conception efficace des ventilateurs et leur entretien régulier permettent d’améliorer leur rendement et d’augmenter leur durée de vie.

SAVIEz-VOUSQUE…

1CôneLecônepermetderéduirelaturbulenceàlasortiedel’airviciéetamélioreconsidérablementl’efficacitéduventilateurservantaurefroidissement(effettunnel)etàl’extractiondel’airvicié.

2CapotDanslesendroitstrèsventeux,ousilesventilateurssontsituésducôtédesventsdominants,lapousséedesventscontrel’héliceenmouvementexerceunepressionquiproduitunechargesupplémentairepourlemoteuretréduitledébitd’air.Pourrésoudreceproblème,oninstalleàl’extérieurdubâtimentuncapotenplastique.

La ventilation naturelle Ils’agitdepratiquerdesouverturesdanslesmursetleplafonddubâtimentafind’assurerunecirculationnaturelledel’airfrais.Maisilestdifficiledecontrôleretd’ajusterleniveaurequisdeventilation,surtoutdurantl’hiver.C’estpourquoi,pourcertainstypesdebâtiments,laventilationnaturellenesuffitpas(ex.installationspourl’élevagedevolaillesoulocauxdemisebasdanslesecteurporcin).

La ventilation mécanique à faible débit (HSLV)

Elleutilisedesventilateursdeplusde8poucesfonctionnantàhautevitesseetdéplaçantunfaiblevolumed’air.C’estlaméthodelapluscouranteactuellementetcellepourlaquellenousdisposonsdetestsdeperformancerigoureuxetfiablespermettantd’évalueretdecomparerlesappareilsdeventilation.C’estpourquoilaprésentebrochureconcerneessentiellementcetypedeventilation.

La ventilation à haut débit (LSHV) Ellesefaitavecdesventilateursdetrèsgrandformat–jusqu’à25piedsd’envergure–tournantàbassevitesse.Cesventilateursserventprincipalementàlarecirculationdel’airetsontinstallésauplafonddesbâtiments,surtoutdanslesgrandesfermes.

La ventilation par des systèmes d’échangeurs d’air récupérateurs de chaleur Fournissantundébitd’airminimum,cessystèmespeuventaideràréduirelafacturedechauffagel’hiver.Ilfautcependanteffectuerdesanalysesavantd’opterpourcettesolution.

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Pourbiencomblerl’ensembledesbesoinsdeventilationetsurtoutpourpouvoirajusterlaventilationàl’environnementinternechangeant,unbâtimentdefermeestgénéralementéquipédeplusieursventilateursdedifférentestailles.C’estcequ’onappellelaventilation par paliers.

Ils’agitdegrouperlesventilateursdefaçonàcequ’ilsentrentenfonctionselonledébitrequis.Aupremierpalier,seullepremiergroupefonctionnerapourassurerundébitminimal.Àmesurequelesbesoinss’accroîtront,d’autresappareilsserontmisenmarcheselonlebutrecherché(abaisserleniveaud’humidité,renouvelerl’air,etc.).

Undesavantagesdecettetechniqueestquelesventilateursenservicefonctionnentàunniveauoptimal,entre75et100%deleurcapacité,cequiestpréférableàl’installationdeventilateursplusgrosquisontutilisésàunegrandeplagedevitesses.Eneffet,lorsqu’unventilateurfonctionneàbasrégime(moinsde65%desacapacité),ilconsommeplusd’énergieetsaduréedeviepeutenêtreréduite.Deplus,onatendanceàinstallerdesventilateurspluspuissantsafindecombattrelapressionstatique(ex.levent)lorsqu’ilsfonctionnentàbassevitesseenhiver,cequin’estpaséconergétique.Ilestpréférabled’installerdesventilateursdedifférentes

taillesetdefairefonctionneràvitesseoptimalelenombrerequisd’appareils.Laventilationparpalierspermetdeséconomiesimportantesenplusdeprolongerlaviedesmoteurs.

Lessystèmesdeventilationparpaliersbienconçusdoiventêtreactionnéspardesdispositifsdecontrôleélectroniquesdequalité(triac)àl’épreuvedelapoussière,del’humiditéetdel’acidité.Uncontrôleadéquatcontribueàaméliorerl’efficacitéénergétiquedessystèmes.

Oncomprendraquelaplanificationetl’installationd’unensembledeventilateursexigeunplandeventilationélaboréparuningénieurspécialiséenventilationagricoleouuneautrepersonnecompétente.

2- La ventilation par extraction de l’air vicié ou transversale–Lesventilateursservantàl’extractiondel’airviciésontdetaillepetiteàmoyenne(de8à36pouces)etsontinstalléssurlesmurslongitudinaux,d’oùlenomdeventilationtransversale.Cefaisant,ilsecréeunepressionnégativeàl’intérieuretl’airfraisentrepardesentréesd’airaménagéessurlemuropposéauxventilateursmuraux.Cesventilateursserventàchasserl’airviciéàl’extérieurdubâtiment,defaçonàréduirel’humidité,àéliminerlesgaztoxiquesetàmaintenirlebâtimentàlatempératuredésirée.

Laventilationparextractiondel’airviciéetlaventilationderefroidissement(effettunnel)sontcomplémentaires.Tandisquel’uneéliminel’airvicié,l’autrecontribueàréduirelachaleuretl’inconfortdesbêtes.

3- La ventilation par extraction basse pour les caniveaux à lisier–Onl’utilisemoinssouvent,etseulementdanslesecteurporcin.Ellefaitappelàdesventilateursdepetitetaille(de8à14pouces)quisontplacéstoutprèsdusolpourventilerlescaniveauxàlisier.

Laventilationparpaliers

LestroistypesdeventilationmécaniquevisésparleprogrammeProduitsefficaces

Lesconditionsvarient…laventilationdoits’ajuster

Palier1 Ventilationminimale aérationcontinueàbasdébitenhiver

Palier2 Ventilationaccruedefaçonmomentanée

aérationaccrueauxfinsdechasserl’humidité

Palier3 Ventilationintermédiaire aérationmoyenne(saufl’été)

Palier4 Ventilationmaximale aérationélevéeenété

FONCTIONNEMENTDELAVENTILATIONPARPALIERS

1Ventilationderefroidissement(pareffettunneloulongitudinale)

2Ventilationparextractiondel’airvicié 3Ventilationparextractionbassepourlescaniveauxàlisier

1- La ventilation de refroidissement (par effet tunnel ou longitudinale)–Ils’agitdecréerunmouvementd’airsurlalongueurdubâtimentpourabaisserlatempératureetrafraîchirlesanimaux.Oninstalle,àl’extrémitédubâtiment,desappareilsdegrandformat,dontlediamètrevariede36à72pouces.Cesventilateurschassentl’airversl’extérieur.L’airneufestaspiréàl’intérieurpardesprisesd’airsituéesàl’autreboutdubâtiment.Lefaitdedéplaceràgrandevitesselamassed’airdanslesensdelalongueurdubâtimentprovoqueunrefroidissementparconvection,cequiaméliorelebien-êtredesanimaux.

Mentionnonsquelaventilationpareffettunnelconvientparticulièrementbienàl’industrielaitièredèsquelatempératureextérieureestsupérieureà20°Cpuisquelachaleurpeutincommoderlesvachesetentraînerunebaissedelaproductiondelait.Enhiver,laventilationnaturelleoulaventilationparextractiondel’airviciésuffit.

Évaluez vos besoins• Quelleestlaquantitéd’airàdéplacer?

• Quelestletypedebâtiment?Quelleestsonutilisation?

DestableauxsontdisponiblesauprèsduMAPAQetdesdistributeurspourvousaideràévaluervosbesoinsselonvotretypedeproduction.

Déterminez le rendement énergétiqueUnefoisévaluéledébitd’airrequis(pi3/minoucfm),recherchezleventilateurquioffrelemeilleurrendementénergétique.Ilfauttenircomptedelapressionstatiquetypedechaqueutilisation(ventilationpareffettunnel,extractiondel’airviciéouextractionbasse).Enfait,lerendementénergétique=lavaleurenpi3/min/Wlaplusélevéeàunepressionstatiquedéfinie.

Une bonne ventilation…• améliorelebien-êtreetlasantédesanimaux;

• accroîtlaproductivitédel’élevage;

• prévientlacorrosionetlesautresdommagesauxéquipementsetauxbâtiments;

• faitéconomiserdel’argent.

De grosses économies…• Leséconomiesd’énergieréaliséespermettentgénéralementde

récupérerl’investissementsupplémentaireencinqansseulement.

• Cettepériodederetoursurinvestissement(PRI)estencorepluscourteaveclesremisesàl’achatdeventilateursoffertesdanslecadreduprogrammeProduitsefficacesd’Hydro-Québec.

Lesbâtimentsagricolessontgénéralementdesmilieuxoùlapoussières’accumule.Évidemment,lesventilateursn’yéchappentpas.Or,lapoussièreetlasaletépeuventavoirunimpactimportantsurl’efficacitéd’unventilateur.L’accumulationdepoussièresurlespalesetlesgrillesdeprotectionaugmentelapressionstatiqueetdiminued’autantlaperformance.Lapoussièrenuitégalementaubonfonctionnementdumoteuretdesvolets.

C’estpourquoiilfautdépoussiérerl’appareil,lubrifierlespartiesmobiles,commelespales,lesvoletsetlespouliesetassurerledégivrageaubesoinenhiver.Àlongterme,laduréedeviedel’appareilenseraprolongée.Àcourtterme,l’entretienadéquatduventilateuraugmenterasonefficacitéénergétique.Souvenons-nousquel’accumulationdepoussièrepeutréduirel’efficacitédesventilateursde40%!L’entretienrégulierestdoncunemesured’économieimportanteetleretoursurinvestissementestimmédiat.

Vérifiez les références• Lesvaleursd’efficacitéfourniesdoiventêtreconfirmées

parunlaboratoireneutre,telqueBESSLABouAMCA,reconnuàl’échellenord-américaine.

• Lesmesuresdeceslaboratoiressontnormalisées,cequipermetdecomparerlesmodèlesdesdifférentsfabricants.

• Hydro-Québecaétablidescritèresdeperformancepourchaquetyped’utilisation.LeRépertoire des ventilateurs admissiblesénumèrelesmodèlesquidépassentcesseuilsetquisequalifientpourleprogrammeProduitsefficaces.

Choisirunbonventilateur

Bienventiler,c’estpayant L’entretien,unfacteurdeperformance

Mêmesivousn’élaborezpasunplancompletdeventilation,vousdevrezsansdoutefairel’achatdeventilateurs.Voiciquelquesrepères.

Choisirdesventilateursàhautrendementpeutfaireunedifférenceimportantedansl’exploitationd’unbâtimentagricole.

Nelaissezpaslapoussièreaffecterlerendementdevosventilateurs

Si vous choisissez un ventilateur… Recherchez le pi3 /min/W (cfm/W)le plus élevé à …

Choix des niveaux de pression statique pour établir les seuils de performance exigés pour la qualification au programme

derefroidissement(effettunnel) 0,05podepressionstatique Leniveaudepressionstatiquechoisicorrespondàl’usagedumarché.

pourl’extractiondel’airvicié 0,15podepressionstatique Leniveaudepressionstatiqueretenuestsupérieurauxdonnéeshabituellementfourniesparlesfabricants*.

pourl’extractionbasse(caniveauxàlisier) 0,40podepressionstatique Leniveaudepressionstatiquechoisicorrespondàl’usagedumarché.

Produit efficace Remise

Ventilateur 4$/po(selonlediamètre)

MONTANTDELAREMISE

*Afindes’assurerquelesventilateursadmissiblessoientàmêmedeperformerdansdesconditionsdifficiles.

L’efficacité énergétique, un choix d’affaires rentable et responsablewww.hydroquebec.com/produitsefficaces

Hydro-Québec Réaliséparladirectionprincipale–Communicationspourladirection–Efficacitéénergétique

2007G867F–Décembre2007

Renseignez-vous!Pourensavoirplussurlesventilateurs,laremiseofferteetlesmodalitésapplicables,consultezundistributeurparticipantauprogrammeProduitsefficaces–Équipementagricoleouunmaîtreélectricien.VouspouvezaussivisiterlesiteWebd’Hydro-Québec,auwww.hydroquebec.com/produitsefficaces

PouruneinstallationsûreetdequalitéTouteinstallationdoitêtreconformeauxnormesdel’Associationcanadiennedenormalisation(CSA)oudesLaboratoiresdesassureursduCanada(Underwriters’LaboratoriesofCanadaouULC)ainsiqu’auCode de construction du Québec – ChapitreV,Électricité.Nousvousencourageonsdoncàfaireappelàunepersonnequalifiéequiprocéderaàl’installationconformémentauxexigencesdelaLoi sur le bâtiment.

Lesproduitsefficacesfavorisentuneutilisationoptimaledel’énergiedansuneperspectivededéveloppementdurable,auprofitdesgénérationsfutures.