Extrait du syllabus « rappels techniquesdocument.environnement.brussels/opac_css/elecfile/DOC00024263.pdf · page 3 sur 134 – extrait syllabus « rappels technique » – climatisation

SUR 134 EXTRAIT SYLLABUS RAPPELS TECHNIQUE CLIMATISATION PEB

Version septembre 2013

Plus dinfos : www.bruxellesenvironnement.be Professionnels

Performance Energtique des Btiments Installations techniques

Bruxelles Environnement-IBGE Dpartement chauffage et climatisation PEB Email : [email protected]

Climatisation PEB

Contenu technique lattention des organismes de formation

Extrait du syllabus rappels techniques

CHAPITRE 4 LES ELEMENTS DU SYSTME DE CLIMATISATION

Pour professionnels de la climatisation : contrleurs, technicien climatisation PEB

http://www.bruxellesenvironnement.be/mailto:[email protected]


TABLE DES MATIERES

Chapitre 4 Les lments des systemes de climatisation ............................................................................... 3

4.1 Centrale de traitement dair (C.T.A.) ................................................................................................. 4

4.2 Rseau de distribution de lair .......................................................................................................... 36

4.3 Les familles de systme de climatisation ......................................................................................... 59

4.4 Les metteurs de chaleur ou de froid ............................................................................................... 67

4.5 Composition dun circuit hydraulique ............................................................................................... 77

4.6 Systmes dtente directe .............................................................................................................. 99

4.7 Pompe chaleur ............................................................................................................................ 108

4.8 Tours de refroidissement ................................................................................................................ 117

4.9 Arorefroidisseur. ........................................................................................................................... 126

4.10 Donnes sur la rpartition des types dquipements de climatisation ........................................... 127

4.11 Evaluation du cot de la climatisation ............................................................................................ 129


CHAPITRE 4 LES ELEMENTS DES SYSTEMES DE CLIMATISATION Climatiser un btiment peut se faire de plusieurs faons. Si les besoins sont ponctuels ou localiss, le matre douvrage peut avoir recours des appareils de faible puissance pour ainsi rafrachir indpendamment chaque pice. Ce type de climatisation est qualifi de dcentralise et fait appel des climatiseurs individuels. Si les besoins sont globaux et rguliers, le matre douvrage prfrera un ou des appareils de puissance plus importante rafrachissant tout ou partie du btiment avec plus ou moins dindpendance entre les diffrentes zones. Ce type de climatisation est qualifi de centralise. Le schma suivant reprend un systme centralis.

Figure 4.1


4.1 CENTRALE DE TRAITEMENT DAIR (C.T.A.)

4.1.1 FILTRATION DE LAIR L'augmentation de fiabilit et la baisse des cots de la vitesse variable offre un grand potentiel d'conomies sur la ventilation et la circulation d'eau. Cette tendance est contrebalance par l'importance croissante de la qualit de l'air intrieur qui peut se traduire par une augmentation des dbits minimum d'air, une filtration accrue et donc des dpenses d'nergie en augmentation. L'efficacit des filtres air est value selon des mthodes diffrentes selon leur efficacit, et propres la norme de rfrence utilise. Les mthodes les plus couramment utiliss et qui permettent d'identifier directement le type de filtre requis en fonction des prconisations indiques :

- selon la norme EN 779 - selon Eurovent 4/5 - selon la norme Pr EN 1822

Norme EN 779 Eurovent 4/5 Rendement moyen %

Groupe de filtres Classe Classe

Grossier G1 EU1 Am*


La filtration devra assurer :

- la protection de la centrale de traitement d'air (CTA) contre l'encrassement et le dveloppement des microorganismes

entre de la centrale ncessaire : F6 (65 % OPA) souhaitable : F7 (85 % OPA) - la protection du rseau araulique de distribution d'air et de ses terminaux

sortie de la centrale : filtres haute efficacit: F9 (95 % OPA) - le traitement de l'air pour garantir la classe d'empoussirement

zone 2 : F9 (95 % OPA) suffisant en sortie de centrale ou en gaine.

zones 3 et 4 : filtres trs haute efficacit (filtres absolus) H 13 (99,95 % DOP) situ de prfrence l'entre du local trait.

- la protection du rseau de reprise F6 (65 % OPA) - le suivi du colmatage des filtres est assur par mesure de la perte de charge (capteur de pression

tube de Pitot), pour en garantir le remplacement en temps voulu et : - maintenir les dbits - maintenir les niveaux de pression des locaux - protger les filtres trs haute efficacit (dure de vie : 3 5 ans)

Conformment la norme NBN EN 13053, les donnes suivantes doivent tre affiches sous une forme clairement visible sur la section de filtrage du caisson de traitement d'air : classe du filtre, type de moyen de filtrage, perte de charge finale. La valeur de chute de pression du filtre pour le dbit volume de conception, considre pour la slection du ventilateur doit tre gale la moyenne des pertes de pression initiale (filtre propre) et finale (filtre couvert de poussire), sauf pour certains cas spcifiques (exigences hyginiques particulires) pour lesquels le dbit nominal constant est garantir jusqu' la perte de charge maximale finale du filtre.

Figure 4.3 Mesure colmatage dun filtre


Le choix de la classe de filtre pourra se baser sur les indications suivantes :

Classe Applications

G1 ou G2 par exemple pour les arothermes d'un garage, o la filtration ne doit pas tre trs pousse, ou si des filtres plus fins posent des problmes de perte de charge.

G3 ou G4 Pour les ventilo-convecteurs,

M5 ou M6 pour les locaux faciles nettoyer et ne contenant pas d'objets sensibles la poussire : halls d'exposition, salles de sport, piscines.

F7 bureaux, salles de confrence, bibliothques, muses, salles de cours , laboratoires, cuisines et restaurants.

F8 ou F9 salles d'ordinateurs, hpitaux (locaux abritant des patients, l'exclusion des salles d'opration et autres locaux "propres" ou striles).

H10 H14 pour des salles empoussirement contrl : laboratoires exigeant de l'air trs pur, salles d'opration ou de strilisation, salles blanches, centrales nuclaires.

U15 U17 salles striles, salles blanches, centrales nuclaires,...

L'installation ne comprendra en principe pas de prfiltre. Celui-ci peut cependant tre install dans les cas suivants :

Les filtres des groupes H et U et charbon actif seront toujours prcds d'un filtre de classe minimale F7 (sur l'air frais).

Lorsque l'air filtrer contient des quantits importantes de grosses particules, un prfiltre F5 se justifie.

Un filtre F8 ou F9 en pulsion sera gnralement prcd d'un filtre F7 sur l'air frais.

Figure 4.4


Figure 4.5

Figure 4.6


Un encrassement du filtre entrane une diminution du dbit dair neuf. Le taux de renouvellement de lair neuf nest plus respect.

Figure 4.7


Quelle est lnergie consomme par un filtre (en kWh) ?

Un filtre dpense donc de lnergie. La consommation lectrique du ventilateur est proportionnelle :

Au dbit

Perte de charge

Temps de fonctionnement

Rendement du ventilateur Donc, une diminution de 30% de la perte de charge = une diminution de 30% de la consommation dnergie. Pour un dbit dair de 30000 m/h, et un fonctionnement 24h/24 : SITUATION 1 : 2 tages de filtrations de 10 filtres G4+F7 perte de charge moyenne = 274 Pa cot = 0,1539 EUR/kWh (tarif Sibelga 2012)

[ ] [ ] [ ]

Soit 4735 EUR/an SITUATION 2: 2 tages de filtrations de 10 filtres F6+F7 perte de charge moyenne = 206 Pa cot = 0,1539 EUR/kWh (tarif sibelga 2012)

[ ] [ ] [ ]

Soit 3560 /an


4.1.2 BATTERIES DE REFROIDISSEMENT ET DE CHAUFFE La batterie chaude assure le prchauffage ou le chauffage de lair (eau chaude, rsistances blindes, fils nus) . La batterie froide assure le refroidissement avec ou sans la dshumidification. (eau froide ou en fluide frigorifique). La batterie comporte un certain nombre de tubes sur lesquels sont serties ou soudes des ailettes. Les tubes constituent un certain nombre de circuits en parallle relis par un distributeur et un collecteur de faon limiter la perte de charge et augmenter lefficacit de la batterie.

Figure 4.8 Batterie 5 circuits et 3 rangs L'entre d'eau est raccorde au collecteur situ la sortie d'air de la batterie pour obtenir un systme contre-courant entre l'air et l'eau. Les entres et sorties d'eau sont souvent indiques par des plaques signaltiques pour viter toute erreur.

Figure 4.9

Quel est lintrt de travailler contre-courant ? La puissance maximale change par la batterie est donne par la formule : en kW Avec K = coefficient dchange thermique en (W/m.K) donn par le fabricant de la batterie S = surface dchange de la batterie (m)

( ) ( )

(

) = diffrence de temprature logarithmique moyenne en K


Lvolution des tempratures dans un changeur courant parallle

Figure 4.10

Lvolution des tempratures dans un changeur contre-courant

Figure 4.11

Le terme est plus lev quand lchange thermique entre deux fluides se fait contre-courant. La puissance change sera plus importante. La perte de charge ct air des batteries doit tre limite au maximum. Il est recommand de viser la catgorie "faibles pertes de charge" des tableaux suivants (extrait de la EN 13779 pour les batteries) :

Pertes de charge maximales

Composant

Pertes de charge faibles

[Pa]

Pertes de charge

moyennes [Pa]

Pertes de charge leves

[Pa]

Batterie chaude

40 80 120

Batterie froide

100 140 180

Figure 4.12

La consommation du ventilateur sera toujours nettement plus importante que la consommation de la pompe faisant circuler l'eau chaude ou froide.

Bonne pratique : la vitesse frontale de passage de l'air dans les changeurs devrait rester dans une plage de 2 3,5 m/s.


Pour faire varier la puissance de la batterie, la grandeur rgler est, soit le dbit deau (avec une vanne 2 voies ou vannes 3 voies), soit la temprature dentre deau. (avec une vanne 3 voies et une pompe) La rgulation par variation de dbit est la solution la plus utilise car elle entrane un moindre cot. Pour des dbits faibles, la variation de puissance est trs importante, ce qui rend la rgulation difficile (instabilits, pompages). Ce phnomne samplifie pour des efficacits faibles ; une batterie defficacit infrieure 10% ne peut tre rgule par ce mode. La rgulation par variation de temprature dentre deau est la meilleure solution car alors la puissance change est proportionnelle la temprature dentre.

Variation du dbit Variation de la temprature

Figure 4.13

4.1.2.1 Efficacit dune batterie

Pour la batterie de chauffe, lefficacit dun changeur est dfinie par lexpression :

( )

1 = 1e 1s 2 = 2s 2e

Figure 4.14 e = 1e 2e Lintrt principal rside dans la prvision du comportement de lchangeur dans des conditions diffrentes de celles qui ont servi son dimensionnement.


Exemple 1 : Une batterie chaude alimente en eau 90/70 C prchauffe un dbit de 0,5 kg/s dair extrieur. Elle est dimensionne pour prchauffer cet air de -10C +5C. Pour une temprature extrieure = +5C, dterminer :

Temprature de sortie de lair Puissance de la batterie Temprature de sortie de leau

[

] [

] ( ( ))[ ] [ ]

( )

[ ]

[

] ( )[ ]

[

]

( ) ( )

( ) ( )

Exemple 2 : Une centrale de traitement dair prpare un dbit de 2 kgas/s dair pris lextrieur jusqu une temprature de 20 C. Leau chaude est produite soit par une chaufferie jusqu 80C, soit par une rcupration sur la machine frigorifique jusqu 45C. Les tempratures utilises pour le dimensionnement : entre deau chaude 1e = 80C

sortie deau chaude 1s = 65C entre dair 2e = -5 C sortie dair 2s = 20 C

Puissance batterie de chauffe : P = 2 x 1 x (20 (-5)) = 50 kW Dbit deau chaude : qm = 50 / (4,18 x (80-65)) = 0,8 kge/s

( )

O 1 = 80 65 = 15 C 2 = 20 (-5) = 25 C

( )

Pour des tempratures extrieures suprieures 9C, la rcupration fournit la chaleur ncessaire et la chaufferie nest plus sollicite.


La batterie est compose :

de tubes dans lesquels passe le fluide de refroidissement,

d'ailettes serties sur ces tubes. Cette structure a pour but d'augmenter la surface de contact avec l'air. Mais la temprature de la surface de contact n'est pas uniforme : elle varie avec la distance de la source froide.

Figure 4.15 Les filets dair sortent des tempratures diffrentes : ceux qui sont en contact direct avec les tubes sont refroidis des tempratures plus basses que ceux qui sont en contact uniquement avec lailette. La temprature mesure en sortie de batterie est la rsultante du mlange des diffrentes tempratures : cest le facteur de bipasse BF L'efficacit d'une batterie froide peut tre dfinie comme le pourcentage d'air trait par rapport la masse

total d'air :

Les caractristiques qui influent sur le "BF" sont :

Surface d'change externe (nombre de tubes; espacement des ailettes) : une diminution de la surface d'change correspond une augmentation du BF

Vitesse de passage de l'air : une diminution de la vitesse correspond une diminution du BF (temps de contact plus grand entre l'air et la surface d'change)

L'influence de la surface d'change est plus importante que celle de la vitesse. Les valeurs courantes du [BF] sont comprises entre 6 et 35 % avec une moyenne 20 %.


4.1.2.2 Evacuation condensats batterie de refroidissement

Toutes les batteries froides, quelles soient eau ou dtente directe, sont quipes dun bac de rcupration de condensats. L'eau condense sur la batterie est recueillie dans ce bac de rcupration. Celui-ci est raccord par une tubulure d'vacuation vers un siphon l'air libre. Le ventilateur "attire" en fait l'eau et en empche l'vacuation. Pour que l'eau s'coule, nous avons besoin d'une chambre de compensation (B) Le rle du siphon permet

Le bon coulement de l'eau.

Dans le cas d'un systme en dpression (batterie froide avant le ventilateur), il empche l'entre de l'air extrieur.

Dans le cas d'un systme en surpression (batterie froide aprs le ventilateur), il vite une perte de l'air puls.

Figure 4.16

En l'absence de siphon, l'air extrieur s'engouffre dans la tuyauterie et empche l'vacuation des condensats. Le bac deau dborde et des gouttelettes deau sont entranes par lair dans le gainage de ventilation. Pour un ventilateur en rgime, le niveau des condensats B sera stabilis la valeur de la pression ngative du systme. La cote H devra tre gale au moins deux fois la valeur de cette pression ngative.

Figure 4.17


Figure 4.18


4.1.3 HUMIDIFICATEURS Lhumidificateur sert augmenter la teneur en eau de lair trait cest dire augmenter lhumidit absolue. Pour qu'il y ait humidification, il faut un contact troit et intensif entre l'air et la source d'humidit. Cette source dhumidit peut tre de leau pulvrise ou de la vapeur. Deux grandes familles dhumidificateurs existent : laveur eau recycl, vapeur Les diffrents types dhumidificateurs :

Humidificateurs eau.

Humidificateurs-laveurs ;

Humidificateurs vaporation.

Humidificateurs buses fixes et pulvrisation deau atomise par air comprim ;

Humidificateurs pulvrisation deau atomise par buse rotative ;

Humidificateurs pulvrisation deau atomise par centrifugation ;

Humidificateurs pulvrisation deau atomise par ultrasons.

Humidificateurs vapeur ;

4.1.3.1 laveur eau recycle On trouve des laveurs ruissellement, soit des laveurs pulvrisation.

Pour les laveurs ruissellement, leau est rpartie au sommet dune structure alvolaire ( nid dabeilles ) ou dune cassette munie de cordes ( amazone ) de faon offrir une grande surface dchange air-eau. Cette technologie permet datteindre une grande efficacit avec un faible encombrement. La surface de contact entre air et eau doit donc tre maximale, grce

soit au passage de leau dans une structure alvolaire, type nid dabeilles,

soit limprgnation de leau dans un mdia spcial au travers duquel lair sinfiltre,

soit au ruissellement de leau sur une surface en contact avec lair. La fraction non vapore de leau est recueillie dans le bac et recycle. La pulvrisation consiste propulser et pulvriser mcaniquement un jet d'eau. On parle d'un caisson "laveur d'air", Le principe est de crer un fin brouillard par des micro-gouttelettes d'eau froide en suspension. Pour viter que les gouttelettes deau ne se dispersent dans la pice ou dans la gaine dair, on utilise ce quon appelle un sparateur de gouttelettes. L'eau excdentaire, qui n'a pas pu s'vaporer, retombe dans le bac au fond du caisson o une pompe la recycle vers la rampe de gicleurs. Afin d'viter l'entartrage des pulvrisateurs, du bac, des gaines et des amazones , il est conseill d'utiliser une eau ayant subi un adoucissement puis un mitigeage pour atteindre 7 15F de duret. Il est recommand de suivre rgulirement la qualit de leau du bac dhumidification : du point de vue chimique (conductivit, duret ) et du point de vue bactriologique (germes totaux, legionnella pneumophila ). Autres recommandations : vider le bac afin dviter la stagnation de leau, nettoyage rgulier, inspection de ltat de la surface.

Figure 4.19 Cassette Amazone


pulvrisation avec recyclage pour pompe

Figure 4.20

A pulvrisation eau perdue

Figure 4.21

L'eau vapore ne contient pas de sels. Ceux-ci retombent avec l'eau excdentaire dans le bac, au fond de l'humidificateur. La concentration en sels dans l'eau du bac augmente rgulirement si bien qu'il est prvu une dconcentration par un renouvellement priodique de cette eau. Un robinet flotteur permet l'alimentation automatique en eau d'appoint pour compenser les pertes par vaporation et par le dbit de dconcentration. A noter que la frquence de dconcentration peut tre automatise par une mesure de la conductivit lectrique qui augmente avec la teneur en sels. Le constructeur prcise gnralement le pourcentage de dconcentration adopter en fonction de la qualit de l'eau Le contrle dune ventuelle humidification de la gaine la sortie du caisson est utile pour prvenir tout foyer de dveloppement de germes. Cela pourrait tre la consquence dune vitesse trop leve de lair dans le caisson, emportant les gouttelettes au-del du sparateur.


Le rendement de l'humidificateur (ou efficacit ) pulvrisation est gal au rapport suivant :

Figure 4.22 Le rendement (ou efficacit) est fonction :

de la finesse des gouttelettes d'eau, donc de la qualit de la pulvrisation, du temps de contact entre l'air et l'eau, donc de la dimension du caisson d'humidification. (L'eau ayant

une vitesse de chute donne et la centrale une hauteur limite, il peut tre ncessaire de multiplier le nombre de rampes de pulvrisation afin d'augmenter le temps de contact).

L'humidification eau perdue est trs onreuse. Il y a en effet une proportion de 1 10 entre la quantit d'eau pulvrise (donc dpense) et la quantit d'eau rellement absorbe (donc consomme). L'humidificateur ruissellement avec recyclage par pompe fonctionne comme suit :

1. L'eau ruisselle sur un support dont la surface est trs importante. 2. L'air circule travers l'paisseur de ce support et se trouve en contact avec la surface humide. 3. L'eau s'vapore sous l'effet de la chaleur cde par l'air.

Figure 4.23


4.1.3.2 A vapeur Les avantages par rapport lhumidification eau sont :

un rendement lev; Il est possible datteindre des humidits relatives de 90 95%.

Pas de sparateurs gouttelettes

un apport dhumidit strile

processus isothermique (pas de batterie de post-chauffe) Mais il faut tenir compte :

de la consommation dnergie due la production de vapeur

du suivi de lentartrage des humidificateurs ou du maintien de la qualit deau requise pour linstallation de production de vapeur

Deux types dhumidificateurs existent :

A rsistance

Figure 4.24 La variation du dbit de vapeur est ralise par la variation de la puissance lectrique des rsistances


A lectrodes

Figure 4.25 La variation du dbit de vapeur est ralise par variation du niveau deau. Leau sert de conducteur lectrique entre deux lectrodes grce aux sels minraux quil contient. Lintensit, donc la puissance lectrique est proportionnelle la surface mouille des lectrodes. L'utilisation d'humidificateurs vapeur lectriques sera limite aux applications de faible dbit ou demandant une qualit d'air trs stricte. Dans les grosses installations , la vapeur peut tre produite par une ou des chaudire(s) vapeur.

4.1.3.3 Humidification par atomisation ou brumisation (pas de recyclage) Plusieurs systmes existent pour permettre dhumidifier lair par atomisation : ultrasons, air comprim, rotor qui tourne haute vitesse ... Le principe consiste produire de trs fines gouttelettes ( brouillard ). Avantages :

Faible consommation dnergie

Rendement lev

Leau ne stagne pas dans un bac A surveiller :

Recommandations en matire de qualit deau (souvent de leau osmose)

Usure des pices (vitesse de rotation leve, trs fines ouvertures )

Figures 4.27 Exemples de pulvrisateur par atomisation : rotor, ultrason, air comprim

http://www.google.be/imgres?q=humidificateur+air+comprim%C3%A9&hl=fr&biw=1680&bih=853&tbm=isch&tbnid=3cF7v5fsRsB2UM:&imgrefurl=http://www.directindustry.fr/prod/draabe-industrietechnik/humidificateurs-d-air-a-pulverisation-d-eau-37569-585934.html&docid=J47JNbKy-junMM&imgurl=http://img.directindustry.fr/images_di/photo-g/humidificateur-d-air-a-pulverisation-d-eau-37569-2325503.jpg&w=768&h=768&ei=Jgx8UM_tJuG_0QWCpIDAAQ&zoom=1&iact=hc&vpx=1017&vpy=515&dur=2630&hovh=225&hovw=225&tx=116&ty=115&sig=103567684559162632982&page=2&tbnh=142&tbnw=142&start=40&ndsp=41&ved=1t:429,r:49,s:20,i


4.1.4 VENTILATEURS Un ventilateur est une turbomachine susceptible de crer une diffrence de pression (infrieure 30000 Pa) permettant lcoulement de lair entre lamont et laval. Le ventilateur fournit lair une grande partie de lnergie mcanique quil reoit sur son arbre. La perte de pression totale lie la rsistance du rseau de distribution l'coulement d'un dbit d'air donn est appele "perte de charge" du rseau.

Figure 4.28

La diffrence de pression totale pt est appele hauteur manomtrique du ventilateur ou charge du ventilateur

Figure 4.29 Si l'on branche un ventilateur sur un circuit de ventilation, il stabilisera son dbit une valeur pour laquelle la pression qu'il fournit quivaut la rsistance du circuit. Ce point est le seul point de fonctionnement possible. Il correspond l'intersection des courbes caractristiques du ventilateur et du circuit. Il dfinit la hauteur manomtrique et le dbit fournis par le ventilateur lorsque, fonctionnant une vitesse donne, il est raccord au rseau considr.

Figure 4.30

http://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_11265.htm#courbecaracteristiquehttp://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_11261.htm#pertechargehttp://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_11261.htm#pertecharge


4.1.4.1 Types de ventilateurs Plusieurs classifications sont possibles. La classification la plus courante se fait suivant la trajectoire de lair dans la roue. On distingue les ventilateurs centrifuges, hlicodaux et tangentiels.

RO

UE

LIB

RE

OU

MO

YE

NN

E P

RE

SS

ION

Pre

ssio

n d

isp

on

ible

> 1

500 P

a

Centrifuge raction (Moyenne Pression)

Lair entre selon laxe de rotation et sort perpendiculaire laxe via la volute

Peu de pales (612) tournes vers larrire (/sens de rotation)

Rendement relativement lev A vitesse de rotation donne, la puissance mcanique est

quasi constante. Le dbit dair dpend relativement peu de la perte de

charge (courbe verticale)

Roue Libre ou hlico-centrifuge

Semblable au centrifuge raction sans volute Thoriquement, lair devrait tre ject radialement ; en

fait, il tourne autour de la roue. Rendement correct mais infrieur au rendement des

centrifuges raction (pression dynamique toujours perdue)

Souvent utilis pour faire un coulement axial Souvent livr avec son moteur Le dbit dair dpend relativement peu de la perte de

charge (courbe verticale)

BA

SS

E P

RE

SS

ION

Pre

ssio

n d

isp

on

ible

< 1

500 P

a

Centrifuge action (Basse Pression)

Lair entre selon laxe de rotation et sort perpendiculaire laxe

Beaucoup de petites pales tournes vers lavant (/sens de rotation)

Rendement relativement bas A vitesse de rotation donne, la puissance mcanique

varie beaucoup avec le point de fonctionnement. Le dbit dair varie beaucoup avec la perte de charge

(courbe horizontale)

Tangentiel

Lair entre et sort selon une direction perpendiculaire laxe de rotation.

Beaucoup de pales troites mais longues Trs peu de pression disponible Performances trs sensibles lalignement des

composants

HE

LIC

OD

AL

Pre

ssio

n

dis

po

nib

le n

ulle

Hlice

Ecoulement axial en entre et en sortie Peu de pression disponible Souvent livre avec son moteur, pavillon, grille Dans la plupart des cas, la pression dynamique nest pas

utilise (ventilateur de paroi)


Lors de ltude de lavant-projet, le point de fonctionnement se trouve lintersection de la courbe caractristique du ventilateur pour la vitesse de rotation choisie et de la courbe caractristique du rseau. En ralit, la perte de charge du rseau est plus ou moins leve que prvu : le point de fonctionnement semble glisser droite ou gauche du point thorique sur la courbe caractristique du ventilateur.

Figure 4.31 Le graphique ci-joint montre lvolution du gain de pression totale des ventilateurs centrifuges action et raction

Figure 4.32

Figure 4.33


Critres de comparaison Ventilateur ACTION Ventilateur REACTION

Variation du dbit lorsque la

rsistance du circuit varie

FORTE FAIBLE

Variation du gain de pression

lorsque le dbit du circuit varie

FAIBLE FORTE

Vitesse de rotation possible FAIBLE (rsistance mcanique

des aubes limite)

FORTE (rsistance mcanique des

aubes leve)

Gain de pression possible MOYEN ELEVE

Puissance absorbe Augmente avec le dbit Augmente avec le dbit , puis dcrot

aprs un maximum

Rendement 60 75 % 75 85 %

Niveau sonore Modr Elev

Figure 4.34

Figure 4.35

Cet exemple nous indique que si un rseau devient plus rsistant que prvu avec un ventilateur raction : - Diminution du dbit volume - Augmentation du gain de pression totale - Diminution de la puissance absorbe sur larbre du ventilateur

Les ventilateurs centrifuges aubes recourbes vers l'avant (ventilateurs " action"), couramment rencontrs dans les groupes de climatisation, ont un rendement maximum infrieur celui des ventilateurs aubes recourbes vers l'arrire (ventilateur " raction").

http://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_10869.htm#centrifuge


On peut donc envisager leur remplacement en vue de diminuer les consommations lectriques.

Il est possible :

De remplacer uniquement la roue action par une roue raction de mme taille en conservant l'enveloppe du ventilateur. Le gain de rendement est faible, car en admettant que le ventilateur action ait t choisi pour fonctionner son rendement maximum, le point de fonctionnement ne se situera pas au rendement maximum du ventilateur raction. De plus, la vitesse de rotation du ventilateur raction sera nettement plus leve ce qui ncessite la modification de la transmission par courroie et surtout gnre une puissance sonore plus importante

De remplacer le ventilateur action par un ventilateur raction de plus grande taille. L'investissement consentir est plus important puisqu'il faut changer le ventilateur et son raccordement au rseau. Par contre, le nouveau ventilateur aura un bien meilleur rendement. L'conomie d'nergie sera donc plus importante. La vitesse du nouveau ventilateur sera toujours plus leve que celle du ventilateur action, mais moindre que lorsqu'on ne remplace que la roue.

Pour rappel, les possibilits dconomie (cest dire sur la consommation) se situent deux niveaux : Consommation (kWh /an) = puissance (kW) x temps de fonctionnement (heures/an)

Le temps de fonctionnement Si on na pas besoin, le systme est mis larrt.

La puissance La puissance de la turbo-machine est proportionnelle la vitesse de rotation : la puissance diminue si la vitesse de rotation diminue.


4.1.4.2 Mode dentranement des ventilateurs Quatre modes dentranement des ventilateurs sont utiliss :

Entranement direct La roue est directement fixe sur larbre du moteur. La modification de la vitesse nest possible quen utilisant les moteurs plusieurs vitesses ou, mieux, en asservissant le moteur un variateur de vitesse.

Figure 4.36

Entranement direct par moteur rotor extrieur

Le rotor est solidaire des pales du ventilateur hlicode ou bien des aubes du ventilateur centrifuge.

Figure 4.37


Entranement par accouplement lastique Larbre du moteur et larbre du ventilateur sont distincts. Un lment lastique, en caoutchouc, est interpos entre les deux moitis de laccouplement. . La modification de la vitesse nest possible quen utilisant les moteurs plusieurs vitesses ou, mieux, en asservissant le moteur un variateur de vitesse.

Figure 4.38

Entranement par courroie Une ou plusieurs courroies assurent la liaison entre la poulie du moteur et la poulie du ventilateur. La transmission par courroies est source de pertes qui peuvent devenir importante dans le cas d'un mauvais rglage. Il y a lieu de vrifier la tension des courroies et l'alignement des poulies. Ces actions font partie de la maintenance indispensable un fonctionnement conome de l'installation.

Figure 4.39

http://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_10856.htmhttp://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_10790.htm


4.1.4.3 Caractristiques dun ventilateur Les courbes caractristiques dun ventilateur reprsentent lvolution des principales caractristiques en fonction du dbit volume puls. Ce sont pour chaque ventilateur :

Courbe de gain de pression totale ou charge

Courbe de puissance sur larbre du ventilateur

Courbe de rendement global

Courbe du niveau de puissance Les diagrammes sont souvent tablis pour de lair standard p=101325 Pa, =20 C, =50% ce qui correspond = 1,2 kg/m. Sur le diagramme ci-joint, au point de fonctionnement nominal, la turbine du ventilateur aura les caractristiques suivantes :

Charge du ventilateur = 650 Pa (pression statique + pression dynamique)

Puissance sur larbre du ventilateur = 1,5 kW

Rendement = 0,81

Vitesse de rotation = 1600 1/min

Niveau de puissance acoustique = 73 dB La pression statique est calcule suivant la slection du gainage de ventilation. La pression dynamique est dduite du dbit de ventilation. Deux mesures sont suffisantes pour trouver le point de fonctionnement nominal.

Figure 4.40


Le dbit dair mis en circulation par le ventilateur est proportionnel la vitesse de rotation du ventilateur. En modifiant le dbit, on modifie le dbit dair mais aussi dautres caractristiques propres au ventilateur : ce sont les rgles de similitude :

Le dbit volumique varie proportionnellement la vitesse de rotation :

La pression varie proportionnellement au carr de la vitesse de rotation :

(

)

La puissance utile varie proportionnellement au cube de la vitesse de rotation :

(

)

Et si la temprature de lair change ? la masse volumique varie.

Le dbit massique reste constant. Le dbit volumique varie

La pression varie

La puissance utile varie


4.1.4.4 Rendement dun ventilateur Les diffrentes puissances mises en jeu entre lalimentation lectrique de linstallation et le fluide puls sont rpertories la figure suivante.

Puissance utile fournie lair

Puissance fournie au ventilateur

glv = rendement global du ventilateur

perte mcanique perte araulique au passage de la roue et de la volute rendement volumtrique caractrisant les pertes de dbit

Puissance du moteur dentranement

= rendement transmission

moteur entranement direct : pertes estimes de 2 5 %,

entranement par accouplement : pertes de 3 8 %,

transmission par courroies : selon la puissance du moteur, pertes de 2,5 10 %.


Puissance consomme par le moteur lectrique

Les pertes inhrentes au fonctionnement du moteur lectrique font que ce dernier ne restitue sur son arbre quune partie de la puissance lectrique quil reoit. En plus de la puissance consomme par le moteur lectrique, il faut comptabiliser les pertes en ligne et les pertes occasionnes par les dispositifs de rglage de la vitesse (des pertes par effet joule dans les bobinages parcourus par le courant au niveau du stator (pertes cuivre et pertes fer),des pertes dans d'induit au niveau du rotor, des pertes par frottement et ventilation au niveau du rotor. Il peut tre dtermin partir de la plaquette de signalisation du moteur :

Figure 4.41

Puissance consomme par linstallation de ventilation La puissance facture par le distributeur dlectricit est :


Figure 4.42 Exemple : Un ventilateur centrifuge pulse un dbit de 10 m/s avec une charge de 1000 Pa. Calculer la consommation du ventilateur.

Puissance utile fournie lair : Pu = 10 x 1000 = 10000 W = 10 kW Puissance fournie sur larbre du ventilateur : Pvent = 10 / 0,6 = 16,67 kW Puissance du moteur dentranement : Pmot = 16,67/0,92 = 18,1 kW Puissance consomme par le moteur lectrique : Pel.mot = 18,81/0,86 = 21,1 kW Puissance consomme par linstallation : Pcompt = 21,1/0,95 = 22,2 kW Rendement de linstallation du ventilateur : = 10/22,2 = 0,45 Energie consomme lectriquement E :

E= puissance x temps de fonctionnement = 22,2 x365x24 = 194 472 kWh/an


Eurovent recommande les rendements de transmission suivants :

La norme NBN EN 13779 donne des ordres de grandeur de puissances spcifiques intressants dun point de vue nergie. La puissance spcifique du ventilateur SFP dpend de la perte de charge, de lefficacit du systme et de la conception du moteur et du systme dentranement.

Catgorie PSFP en W/(m3 /s)

SFP 1 < 500

SFP 2 500 750

SFP 3 750 1 250

SFP 4 1 250 2 000

SFP 5 2 000 3 000

SFP 6 3 000 4 500

SFP 7 > 4 500


4.1.4.5 Comparaison des performances Le ventilateur sera slectionn afin dobtenir les performances essentielles de linstallation : le dbit et le gain de pression pt. Dautres critres de slection sont considrer :

Rendement du ventilateur afin de minimiser la consommation lectrique du moteur dentranement

Niveau de puissance acoustique doit tre aussi rduit que possible pour le confort des utilisateurs La figure 4.16 donne une reprsentation des courbes caractristiques de divers ventilateurs tournant la mme vitesse.

Figure 4.43

Si le critre principal est de choisir le ventilateur le moins bruyant, le ventilateur action est le meilleur. Si le critre principal est de choisir le ventilateur ayant le meilleur rendement, le ventilateur raction est le meilleur. Les domaines dapplication sont :

Centrifuge

ACTION - Variation de dbit au moyen dun registre - Installation perte de charge constante

REACTION

- Installations soumises dimportantes fluctuations de pression (filtration, ) - Dans le cas de ventilateurs monts en parallle - Installations rgules par un aubage mobile de prrotation - Installation perte de charge inconnue ou non calculable - Ventilateur rgul par un by-pass

Hlicodes - Brassage de lair de locaux de grand volume - Aration des pices travers les parois - Montage en gaine

Figure 4.44


4.2 RSEAU DE DISTRIBUTION DE LAIR

4.2.1 GAINAGE DE VENTILATION Les conduits dair ont pour but de transporter les diffrents dbits dair dans les zones climatiser. Les conduites circulaires sont ralises partir dune bande de tle galvanise dune dizaine de centimtres de large, enroule en spirale et agrafe sur elle-mme. Ils sont distribus en longueur de 3 ou 5 mtres. Les diamtres intrieurs disponibles sur le march : 63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800,1000,1250 mm. Les conduits circulaires existent aussi en version isole par laine de verre pour obtenir une isolation thermique et/ou phonique. Les conduits circulaires flexibles composs dune paroi en aluminium ou en PVC sont vendus par longueurs de 10 mtres.

Conduite spiral rigide (acier galvanis)

Conduite PVC renforc

Conduite flexible aluminium

Conduite flexible (complexe aluminium-polyester)


Raccord mle Croix 45 Rduction conique Coude embouti 90

Coude embouti 45 T 90 Raccord tage Coude secteurs 45

Piquage circulaire Raccord femelle T 45 bouchon


Dterminer un conduit dair consiste :

Calculer les dimensions des conduits (circulaire ou rectangulaire) en fonction du dbit volumique quils transportent

Calculer la rsistance maximale des circuits de faon choisir le type de ventilateur ncessaire lcoulement continu de lair

Le calcul des pertes de charge consistent sommer sur le circuit le plus dfavoris:

Perte de charge linaire des gaines

j = perte de charge linique (Pa/m) dune longueur L = longueur du circuit (en m) En fonction du dbit et de la vitesse recommande, on peut dduire le diamtre du conduit circulaire.

Figure 4.45

Perte de charge singulire des accessoires

= coefficient de perte de charge singulire = masse volumique de lair (kg/m) v = vitesse de lair (m/s) Les coefficients j et peuvent se trouver dans des abaques.


Perte de charge des appareils La perte de charge des appareils tels que batteries, filtres .. est le plus souvent par les fabricants en fonction de la vitesse de lair. Lorsque lencombrement le permet, choisir des conduits circulaires, de manire rduire les pertes de charge. La conception du rseau de distribution est ralise de manire minimiser les pertes de charge : dimensionnement des gaines, trac des circuits, choix d'quipements divers faible perte de charge (batteries, clapets de commandes, coudes, raccords entre ventilateurs et gaines, grille de prise d'air neuf, silencieux, etc.), Si des conduits de section rectangulaire sont choisis, le rapport largeur/hauteur doit tre le plus proche possible de 1. Ltude du trac des rseaux de distribution tiendra compte des impratifs lis la prsence ventuelle dune rcupration de chaleur sur lair extrait. Les brusques changements de direction ou de section sont viter. Le cas chant, il faudra recourir par exemple des raccords convergents ou divergents, dailettes directionnelles. La perte de charge dans les tronons linaires ne dpassera pas 1 Pa/m et la vitesse ne dpassera pas 7 m/s.


EXEMPLE :

Figure 4.46 Suivant le type de zone que le gainage traverse, on simpose une vitesse. Par simplification, on va prendre v = 5m/s pour tout le rseau. On va considrer tronon par tronon : Tronon AB : Dbit = 9000 m/h ou 2,5 m/s Vitesse = 5m/s Section = 2,5 / 5 = 0,5 m (suivant lencombrement, on recherche un gainage soit circulaire, soit rectangulaire qui correspond cette section) soit 0,79m par calcul La slection donne une gaine de 80cm . Il faut prvoir une pice de forme entre le tronon AB et BC : La perte de charge singulire vaut 0,05 (il existe un coefficient pour diffrentes pices de forme)

Figure 4.47

La perte de charge linique j (Pa/m) est donn par le monogramme en annexe : 0,3 Pa/m La perte de charge linaire pour ce tronon vaut 0,3 x 5 = 1,5 Pa Tronon BC : Dbit = 6000 m/h ou 1,66 m/s Vitesse = 5m/s Section = 1,66/ 5 = 0,33 m (suivant lencombrement, on recherche un gainage soit circulaire, soit rectangulaire qui correspond cette section) soit 0,63m par calcul La slection donne une gaine de 63cm Pas de pice de forme entre tronon BC et CD La perte de charge linique j (Pa/m) est donn par le monogramme en annexe : 0,5 Pa/m La perte de charge linaire pour ce tronon vaut 0,5 x 3 = 1,5 Pa


Tronon CD : Dbit = 3000 m/h ou 0,83 m/s Vitesse = 5m/s Section = 0,83 / 5 = 0,16 m (suivant lencombrement, on recherche un gainage soit circulaire, soit rectangulaire qui correspond cette section) soit 0,46m par calcul La slection donne une gaine de 63cm La perte de charge linique j (Pa/m) est donn par le monogramme en annexe : 0,13 Pa/m La perte de charge linaire pour ce tronon vaut 0,13 x 2 = 0,26 Pa La perte de charge totale donne : 0,26 + 1,5 + 1,5 + 2,5 = 5,76 Pa Il faut encore tenir compte des pertes de charge :

- sur les composants internes la centrale CTA (batteries, filtres) - de la bouche de pulsion la plus loigne - du gainage de ventilation laspiration du ventilateur - de la grille de prise dair neuf

Figure 4.48


4.2.2 CLAPETS COUPE-FEU Les clapets coupe-feu sont conus pour lisolation automatique de compartiments feu dans les systmes de ventilation et de conditionnement dair. Les clapets coupe-feu s'obturent quand une certaine temprature est atteinte, isolant les sections de btiment afin d'viter la propagation du feu et des fumes.

Figure 4.49

Le clapet coupe-feu rectangulaire est test suivant la norme EN 1366-2 Suivant lAR 19/12/1996, on distingue trois types de commande :

Type A - clapet coupe-feu qui se ferme automatiquement quand la temprature de lair en circulation dpasse une valeur limite dfinie (par ex. fusible thermique).

Type B - clapet coupe-feu qui peut en outre tre ferm par commande distance depuis le poste de contrle, quand de la fume est dtecte dans le compartiment.

Type C - clapet coupe-feu normalement ferm, louverture se fait par un systme qui ne requiert pas dnergie extrieure (dapplication dans les gaines dextraction de fume)

Les mcanismes de commande sont les servomoteurs, lectro-aimants, fusible thermique Les clapets dans les gaines de pulsion et sur les grilles dair dans les parois Rf sont de type B. Les clapets dans les gaines dextraction sont de type A. Quand un incendie est dtect dans un compartiment ou un local, les clapets coupe-feu de type B dans la paroi qui permet le compartimentage sont automatiquement ferms.


4.2.3 VOLETS ET REGISTRES MOTORISS Les registres sont situs lentre de la centrale dair. Leur ouverture et leur fermeture sont coupls au fonctionnement des ventilateurs. Les registres sont pilots par des servomoteurs (rotatifs ou linaires)

Figure 4.50 Ces registres servent l'isolement entre un conduit d'air et un ou plusieurs autres.

Figure 4.51

Des joints entre les lamelles limitent les fuites en position fermes. Les registres sont constitus de lames parallles ou rotation inverse :


Figure 4.52

Pour raliser un mlange, on utilise deux registres commande conjugue et oppose. Le dplacement de la tringle de commande ferme le premier registre et ouvre le second. Pour quilibrer les dbits dair par rapport aux besoins, lalternative est les diaphragmes fixes ou rglables :

Figure 4.53


4.2.4 GRILLES DAIR NEUF ET DE REJET Elles protgent de la pluie et de lentre de rongeurs ou doiseaux grce un grillage mtallique.

La norme europenne EN 13779 dfinit certaines dispositions respecter pour les prises d'air extrieures:

le placement prfrentiel de la prise d'air est face aux vents dominants.

le dimensionnement de la prise d'air non protge s'effectue sur base d'une vitesse d'air maximum de 2 m/s.

les principales distances respecter pour la prise dair (par rapport au sol, aux sources polluantes, au rejet dair ) sont reprises dans le tableau A.2 de la norme EN 13779

Pour les grilles de rejet dair, les dispositions respecter sont les suivantes :

Les rejets d'air doivent se trouver plus de 8 m d'un immeuble voisin.

Les rejets d'air doivent se trouver plus de 2 m d'une prise d'air neuf situe sur le mme mur et de prfrence au-dessus de celle-ci.

Le dbit d'air par bouche ne peut dpasser 0,5 m/s et la vitesse de l'air au droit de la bouche doit dpasser 5 m/s.

Figure 4.54 Pour les prises d'air neuf, les recommandations sont les suivantes :

o pas disposes au-dessus de surfaces horizontales sombres fortement ensoleilles (toitures plates couvertes d'une membrane d'tanchit noire, par exemple) et sans protection.

o moins de 8 m en distance horizontale dun point de ramassage dordures, dune zone de parking pour 3voitures ou plus frquemment utilise, des aires de chargement, des zones de circulation, des ouvertures dgouts, des conduits de fume et autres sources polluantes similaires.

http://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_11852.htm


4.2.5 BOUCHES DE PULSION ET DEXTRACTION

4.2.5.1 Position des bouches Les mouvements de lair dans les locaux dpendent de la disposition des bouches de soufflage et de reprise par rapport lemplacement des occupants. En pratique, il faut que la vitesse dair retombe en-dessous dune certaine limite dans la zone doccupation (selon EUROVENT : European Association of Air Handling and Refrigerating Equipment Manufacturers). En aucun cas le jet dair ne peut toucher les occupants avant quil ne se mlange avec lair ambiant.

Figure 4.55 La position la plus favorable est un soufflage horizontal sous plafond qui permet dviter la stratification de lair et les courants dair incontournable.

Figures 4.56 Si la hauteur sous plafond du local est trop faible, il sera alors difficile dviter un soufflage dans la zone doccupation. La zone doccupation est gnralement dfinie comme tant un volume fictif dlimit 1,8 m de haut et 0,30 m des parois priphriques


Figure 4.57 En ce qui concerne les bouches de soufflage et de reprise intervient la notion de porte.

Figure 4.58

Figure 4.59 Pour la bouche de reprise, la vitesse de lair nest donc pas critique au niveau du confort thermique mais elle peut cependant ltre au niveau du confort acoustique.

Position de la bouche de reprise Vitesses de reprise recommandes

Au-dessus de la zone doccupation 4,5 m/s

Dans la zone occupe loin des siges 3,5-4,5 m/s

Dans la zone occupe prs des siges 2,5-3,5 m/s

Bouches de portes 1,5-2 m/s

Sous les portes 1-1,5 m/s


Lorsquon implante les bouches, il y a lieu de tenir compte des phnomnes de court-circuit : lair souffl est aspir par lextraction avant davoir modifier les conditions de lambiance. Le jet dair na aucune efficacit.

Figure 4.60 Il ny a pas de problmes de court-circuit si la bouche de reprise se trouve en-dehors de la porte maximale du jet dair.

Figures 4.61

AVANTAGES DESAVANTAGES

Distribution Risque de court-circuit

optimale de lair si les bouches sont

Bruit rduit trop rapproches

Faux plafond mis

profit

Multiplicit des

combinaisons


Distribution Difficult dvacuation

optimale de lair des condensats

Bruit rduit (ncessit dune pente)

Faux plafond mis

profit


Fonctionnement Risque de court-circuit

correct en Si vitesse de soufflage

chauffage et trop faible

refroidissement Encombrement au sol

Difficult dvacuation

des condensats

(ncessit dune pente)


Figure 4.62 Le choix des bouches de pulsion et de reprise d'air joue un rle trs important dans le confort des occupants et l'hygine de la zone concerne. Il conditionne l'homognit des tempratures et de la qualit de l'air, ainsi que l'absence de courant d'air dans le local.

On peut rsumer la qualit d'une installation de diffusion d'air en 3 phrases :

on se sent bien (qualit d'air et confort thermique),

on n'entend rien (confort acoustique),

on ne voit rien (intgration architecturale).

Cela se traduit par une srie de critres respecter tant pour la diffusion d'air trait (systmes de climatisation tout air) que pour la diffusion d'air hyginique.

L'emplacement des bouches de pulsion et d'extraction joue un rle important sur la qualit du brassage de l'air d'un local. Il faut viter :

que l'air puls soit directement aspir par la reprise avant d'avoir pu cder ces calories ou frigories;

que des zones occupes ne soient pas traites.


Distribution Stratification des

optimale de lair tempratures en mode

froid en pluie chauffage

Encombrement au Risque de gradient

sol nul horizontal des

tempratures


4.2.5.2 Principes de diffusion dair Deux principes de diffusion de lair dans un local sont appliqus : diffusion dair par mlange et par dplacement.

Diffusion de lair par mlange : lair du local est attir par le jet dair souffl

Figure 4.63

Les principaux facteurs qui caractrisent la diffusion de lair par mlange sont :

Vitesse de lair dans la zone doccupation

Temprature de lair souffl

Types des bouches de soufflage

Emplacement des bouches

Il importe que la slection et lemplacement des bouches conduisent une homognit suffisante dun point de vue sensation thermique dans la zone doccupation. Lair est souffl dans le local avec une vitesse initiale relativement leve (2 3 m/s), crant le phnomne dinduction (lair du local est entran par lair souffl auquel il se mlange.) La vitesse du jet dair doit retomber une valeur limite dans la zone doccupation fonction de la temprature de lair Avec les diffuseurs plafonniers, il faut profiter de leffet plafond. On appelle effet Coanda ou effet de plafond la particularit qua la veine dair sortant dun diffuseur de se plaquer contre le plafond. Cet effet est cr par une zone de dpression en la partie suprieure de la veine dair. Ensuite, cette veine dair se dplace le long du plafond sans en dcrocher. Le jet dair ne doit rencontrer aucun obstacle (poutre).

Figure 4.64


Cet effet est possible dans certaines conditions. Il suppose :

une vitesse minimale de soufflage (+ 2 m/sec) un -T limite de la veine dair vis--vis de lambiance (max. -10 -12 suivant le type de diffuseur et

moins pour certaines grilles murales) un emplacement vis--vis du plafond (pour les grilles murales la distance du haut de la grille vis--vis

du plafond doit tre de max. 30 cm)

Afin de vrifier que ces conditions sont ralises, des abaques sont mis disposition. Cette proprit est avantageuse :

- Elle vite une chute prmature du jet dair vers la zone doccupation - Elle rchauffe au pralable le jet dair froid qui ne tombe donc pas sur les personnes

Figure 4.65 En cas de soufflage en allge, on utilise leffet Coanda sur la paroi verticale et en plafond. La bouche de soufflage doit tre le plus proche possible de la paroi. Sans effet de plafond, il faut sassurer que le jet dair naura pas dvi de trop vers la zone doccupation pouvant provoquer un inconfort si sa vitesse est trop leve ou si lcart entre la temprature de soufflage et la temprature ambiante est trop leve. Dautres notions sont importantes dans la slection dune bouche : la porte et la chute. La porte est la distance sparant le diffuseur et le lieu o la vitesse moyenne du jet dair est 0,25 m/s. La porte dpend de la forme du jet dair (radiale, conique, plate), de la configuration du local, de lemplacement du diffuseur et des conditions de temprature. Tout au long de la porte, le jet dair ne doit rencontrer ni obstacle, ni paroi, ni un autre jet dair. Dans le cas contraire des turbulences apparaissent. En premire approche, la porte est choisie pour une valeur infrieure de la distance du diffuseur la paroi oppose. La chute correspond la distance comprise entre laxe du diffuseur et le lieu le plus bas o la vitesse de lair atteint une vitesse de 0,25 m/s.


Figure 4.66

Effet coanda

Figure 4.67

Les jets ou inducteurs sont utiliss en industrie o la hauteur sous plafond optimale se situe entre 2,70 m et 3,50 m. Mme si le critre de confort nest pas primordiale, un air froid 16C fourni de cette hauteur, est capable de se mlanger avec l'air intrieur avant d'atteindre les occupants, et par consquent aucune sensation de froid ne sera ressentie.

Figure 4.68


EXEMPLE : Soit un local de 5m sur 4m. Le dbit de ventilation ncessaire aprs calcul donne 720 m/h. Le concepteur dcide de pulser ce dbit -travers deux bouches.

Figure 4.69

Il faut donc vrifier que la vitesse rsiduelle de lair souffl retombe dans des limites acceptables dans la zone de confort. La fiche technique fournie par un fabricant met en vidence les distances mesurer ou calculer dans un local pour faire une slection de bouches jet toriques.

Figure 4.70

Avec un dbit de soufflage de 720 m/h, on considre 360 m/h par bouche. Avec une distance A entre bouche, et la hauteur H1 (3m 1,8 = 1,2m), on trouve une vitesse rsiduelle VH1=0,20 m/s au niveau de la limite suprieure de la zone de confort.

Figure 4.71


Ecart de soufflage = -8K L = A/2 + H1 = 1 + 1,2 = 2,2 m Quotient de temprature : sur le diagramme, on trouve

do = -8 x 0,16 = -1,6 K entre 2

diffuseurs L = X + H1 = 1,5 + 1,2 = 2,7 m

do = -8 x 0,11 = -0,88 K au mur

et 0,25 m/s

Figure 4.72

tz = diffrence de temprature entre air de soufflage et air dambiance tL = diffrence de temprature la priphrie de la zone doccupation


Diffusion de lair par dplacement : diffusion de lair par substitution pour les locaux devant tre

refroidi en permanence Lair nest pas diffus par dilution ou par induction comme dans les systmes classiques, o lair souffl en partie haute se mlange lair ambiant, en entranant un brassage des pollutions et calories dgages, mais par dplacement :

Lair est insuffl en partie basse des locaux, trs faible vitesse (0,12 0,30 m/s) et avec un trs faible cart de soufflage (+/- 2 5C).

Par tirage thermique lair rchauff au contact des occupants et autres sources de chaleur, slve au-del de la zone doccupation (1 1,50m du sol).

Il est filtr (minimum 50% opacimtrique) et repris en plafond pour tre mlang de lair neuf et trait en centrale.

Figure 4.73

La qualit de lair est nettement amliore, les particules nocives (


Figures 4.74

Figure 4.75


VENTILATION PAR MLANGE VENTILATION PAR DPLACEMENT

Vitesse de soufflage grande :

Stabilit de la veine dbits d'air rduits

Grande turbulence de l'air

Vitesse de soufflage faible

Mouvements d'air acceptable grand dbit

Faible turbulence de l'air

Possibilit d'cart de soufflage important

puissance de rfrigration importante

Ncessit d'cart de soufflage faible

puissance de rfrigration rduite

Temprature uniforme Gradient lev de temprature entre soufflage et

extraction

Concentration uniforme des polluants Concentration des polluants plus faible dans la zone

occupe qu' l'extraction

Flexibilit de positionnement des UTD et des

UTE Ncessit d'UTD et d'UTE de grandes dimensions

UTE : Unit Terminale dExtraction UTD : Unit Terminale de Diffusion

En ce qui concerne la slection des bouches de reprise, les vitesses dair recommandes :

Figure 4.76


Les Types de diffuseurs :

Grilles murales

Jets ou inducteurs

Grilles plafonnires : rondes ou toile perfore carres 1 ou plusieurs champs de diffusion linaires ou rectangulaires jet torique.

Diffuseurs flux dair directionnel variable

Grilles dplacement avec ou sans injection

Grilles de sol


4.3 LES FAMILLES DE SYSTME DE CLIMATISATION

4.3.1 SYSTME TOUT AIR Dans un systme tout air, le refroidissement et lapport dair neuf dans un local sont assurs uniquement par le dbit air.

4.3.1.1 dbit dair constant

Comment rpondre aux variations de charge ? Un systme de conditionnement d'air "classique" dlivre un air plus froid (de 20, l'air passe 16C, par exemple). Le dbit d'air puls reste constant (fix par le ventilateur qui ne dispose que dune seule vitesse de rotation) mais la temprature diminue. On parle alors de "systme dbit d'air constant".

Une alternative consiste garder la temprature constante tout l't (16C par exemple) mais augmenter le dbit d'air puls. On parle de "systme Dbit d'Air Variable".

- Face aux dperditions en hiver, lair est puls 28C - Si en t, il y a des apports, lair est puls 16C - S il y a de lactivit physique (dgagement dhumidit), lair puls sera trs sec

Avec un dbit dair constant, la rgulation est ralise par action sur la temprature et le taux d'humidit de l'air puls. Les variantes possibles :

Figure 4.77 Mono-gaine Un seul rseau de gaines est cr, et donc un seul niveau de temprature est disponible pour la(les) pice(s) climatise(s). (les units terminales compensent les variations de temprature terminale) Mono-gaine unizone Il n'existe qu'une seule zone traiter (une zone peut comporter plusieurs locaux) Mono-gaine multizone On cre plusieurs zones dans le btiment, chaque zone pouvant recevoir un air trait spcifiquement en fonction de ses besoins. Une zone peut comprendre plusieurs locaux.


Basse pression ou haute pression

On parle de basse pression du ventilateur

si pression < 800 Pa, ou 80 mmCE

si vitesse d'air dans les gaines comprises entre 2 et 7 m/s

On parle de rseau haute pression

si la vitesse dans les conduits > 7 m/s

si pression > 1000 Pa

A dbit gal, doubler la vitesse de l'air dans les gaines (par rapport au systme basse pression) permet de diminuer par deux la section ncessaire. Mais les frottements de l'air sur les parois des gainages sont proportionnels au carr de la vitesse. Et donc le ventilateur doit vaincre des pertes de charges beaucoup plus leves.

Aprs passage dans une bote de dtente, l'air est diffus par les bouches de soufflage.

Les botes de dtente sont gnralement des botes insonorises, comportant un organe dprimogne (tle perfore par exemple). Un rgulateur maintient le dbit valeur constante. Des prcautions sont prises contre les nuisances acoustiques.

Figure 4.78 Double gaine ou dual duct Cest un systme o deux niveaux de temprature d'air sont prpars en centrale, puis distribus par deux gaines distinctes vers le/les locaux. Un caisson central assure un premier niveau de prparation de l'air (par exemple jusque 16), puis une batterie de post-chauffe et une de refroidissement prparent de l'air chaud et de l'air froid, distribus dans deux gaines diffrentes. Des botes de mlange sont prvues l'entre de chaque local, ou zone de locaux ayant des besoins similaires. Chaque registre de mlange est pilot par un thermostat d'ambiance. Domaine dapplication :

Le systme "tout air" a de l'intrt lorsqu'un dbit d'air lev et constant est souhait, que les besoins des locaux sont extrmement variables d'une zone l'autre, et que le systme doit rpondre avec une trs grande rapidit aux variations de charges. En pratique, on le rencontre peu dans les bureaux (l'inertie des bureaux ne demande gnralement pas une grande souplesse), parfois en secteur hospitalier, plus souvent dans le secteur industriel avec exigences leves de rgulation.


Les cots : (source Energie+)

Installation : de 125 190 /m (HTVA) pour une installation complte.

Maintenance : suivant la surface, de 1,75 5 /m.

4.3.1.2 A dbit air variable

Dans un systme "tout air-VAV", le dbit d'air varie donc entre le minimum hyginique pour les occupants et le maximum ncessaire pour reprendre toutes les charges du local (soleil, bureautique, personnes,...). En pratique, le dbit varie entre 30 et 100 % du dbit nominal. Comme le cot du transport de l'air reprsente de 20 40 % du cot d'exploitation, le dbit d'air variable se justifie certainement. La variation de dbit est faite en agissant :

soit sur un volet motoris,

soit directement sur les bouches de soufflage (conues pour le dbit variable) mais si les bouches se ferment, la pression de gaine va augmenter. Toute la distribution de l'air en sera perturbe.

Soit par modulation de la vitesse des ventilateurs

Soit par une combinaison de un ou plusieurs de ces lments

Une installation VAV est particulirement bien place pour une utilisation optimale des nergies gratuites :

En hiver, de l'air frais extrieur peut alimenter les zones rafrachir sans ncessiter l'enclenchement des groupes frigorifiques.

En t, une ventilation nocturne peut dcharger le btiment de la chaleur accumule en journe.

Figure 4.79


Domaine dapplication :

Le VAV simple (sans rchauffage terminal) peut rpondre des besoins de zones trs variables,... mais pas opposes !

On rencontre tout particulirement le VAV dans les grands bureaux paysagers, ou dans les larges plateformes avec locaux de runion, salles de confrences au centre du btiment : un apport d'air neuf est ncessaire en permanence.

Les cots :

Installation : entre 137,5 et 212,5 /m


4.3.2 SYSTME AIR/EAU Dans un systme air/eau, le refroidissement et lapport dair hyginique sont spars : le refroidissement est assur par des quipements sur un circuit deau et lapport dair hyginique par le dbit dair uniquement. Le systme air/eau prsente les caractristiques suivantes :

Le local est quip dune unit terminale, alimente en eau chaude ou froide partir de rseaux de distribution hydraulique

Les rseaux hydrauliques assurent le transfert dnergie entre la production centralise et les metteurs

La totalit de lnergie ncessaire au traitement thermique du local est vhicule par leau Un critre de slection dune unit terminale est sa performance acoustique, comparer au confort acoustique recommand par les normes (RGPT, EN 13779)

NR 30-35 Bonnes conditions d'coute

bureaux de la direction

NR 35-40 Conditions d'coute normale

grands bureaux

NR 40-45 Conditions d'coute modre

laboratoires, restaurants

Lnergie peut provenir :

1. Un gnrateur deau chaude et un gnrateur deau froide 2. Une pompe chaleur fournissant simultanment eau chaude et eau froide 3. Groupe de transfert permettant dutiliser les calories rcupres sur le condenseur

dun producteur deau glace


4.3.3 CHOIX DU SYSTME DE CLIMATISATION

4.3.3.1 Systme eau ou systme dtente directe ?

Pour des locaux classiques comme des bureaux, prfrer un systme eau Rserver lusage des climatiseurs et des multi-splits des zones limites ou des extensions non

quips dune production centrale de froid Prfrer un systme tout air que pour des locaux :

o o la densit de population est leve (besoins dair neuf important) o aveugles

Prvoir systme de refroidissement spcifique pour les locaux avec un besoin annuel constant Prvoir systme dbit de rfrigrant variable si le btiment prsente des demandes thermiques

opposes

4.3.3.2 Points dattention Les points dattention lors dune slection dun systme de climatisation :

un dimensionnement partir de critres ralistes :

d'occupation, de consignes de temprature intrieure et extrieure, de besoin d'humidification et de dshumidification, de charges internes lies aux quipements intrieurs.

la limitation du taux d'air neuf au juste besoin de qualit de lair intrieur


4.3.3.3 Emplacement unit extrieure La position du condenseur influence la consommation nergtique ainsi que la fiabilit et la longvit du systme. Les erreurs ne pas commettre :

Placer le condenseur dans une zone fortement ensoleille En priode densoleillement, la temprature de surface de la toiture cet endroit peut allgrement dpasser les 70C. Par contre, le placement du condenseur dans une cour ombrage et bien ventile sera favorable au rendement.

Placer le condenseur face aux vents dominants Dans ce cas, pour vacuer lair, le ventilateur devra vaincre lopposition du vent et par ce fait ne pourra travailler correctement.

Placer le condenseur sur une toiture non accessible Par manque dentretien, les performances du climatiseur et sa longvit sen ressentiront. Le cot dun dpannage sera galement nettement plus lev.

Placer le condenseur au sol prs de parterres La prsence de feuilles mortes, de terre, de poussires facilement aspires par le ventilateur, entranera un encrassement rapide du condenseur.

Dtruire lesthtique du btiment Les condenseurs sont des lments souvent peu esthtiques. Pour dterminer leur emplacement, il faudra donc examiner leur intgration possible au btiment. On privilgiera une position non visible.

Oublier l'importance de lentretien Le condenseur doit tre la fois plac dans un endroit daccs ais pour lentretien et peu soumis lencrassement.

Placer le condenseur trop prs des parois Risque de recirculation de lair chaud


Figures 4.80


4.4 LES METTEURS DE CHALEUR OU DE FROID

4.4.1 VENTILO-CONVECTEURS

Le ventilo-convecteur est un changeur thermique dans lequel circule de leau glace. Comme lcart de temprature est plus faible en froid quen chaud, la surface dchange de la batterie froide sera plus importante que la batterie chaude. On incorpore un ventilateur afin de fournir une puissance suffisante pour refroidir lambiance : on force lchange entre lair et leau. Un ventilo-convecteur comprend :

une prise d'air du local ( chauffer ou refroidir),

un filtre grossier pour arrter les poussires,

un ou plusieurs ventilateurs, faible vitesse,

une ou deux batteries d'change, de faible section, alimentes en eau chaude et/ou en eau glace,

ventuellement une rsistance lectrique d'appoint

un bac infrieur pour rcolter les condensats,

et un habillage ventuel pour lesthtique La variation de la puissance fournie du ventilo-convecteur est ralise :

- soit par arrt ou marche du ventilateur - soit par variation du dbit deau dans les batteries (vanne 2 voies ou 3 voies)

Plusieurs variantes existent sur le march : 2 tubes : lappareil comporte une seule batterie alimente par deux tubes 2 tubes 2 fils : lappareil comporte une batterie de froid et une rsistance lectrique pour le chauffage (2 fils) 4 tubes : lappareil comporte deux batteries alimentes chacune par deux tubes. Le nombre de rangs de la batterie froide est plus leve que celui de la batterie chaude pour permettre une meilleure dshumidification et aussi du fait de lcart de tempratures plus faibles entre lair et leau glace quentre leau chaude et lair (pincement). Les performances nergtiques sont les suivantes :

en chaud : 2 20 kW

en froid : 1 18 kW

dbit dair de 150 2050 m/h Les performances acoustiques (donnes par le norme EUROVENT 8/2 92) varient de 30 65 dbA suivant les modles.(A laide des courbes dvaluation du bruit ou courbe NR, il est possible de dterminer si la puissance acoustique dpasse le niveau recommand par les normes). On retrouve parfois dans les fiches techniques lindice NC (NC = NR 2dB) pour caractriser la perfromance acoustique dune unit terminale. Domaine dapplication : Ce systme sapplique aux locaux diviss (bureaux,htel) qui ont des besoins variables mais de mme nature les uns que les autres. (cd besoins de chauffer ou de refroidir en mme temps)

Figures 4.81 Il est possible dintgrer le ventilo dans le faux-plafond et le faux-plancher : on parle dans la littrature de cassette.


Le raccordement est prvu via des gaines de distribution vers diffrentes grilles de pulsion. Cela amliore le confort (meilleure diffusion de l'air, diminution du bruit, ...) mais il faut que le ventilo reste facilement accessible pour la maintenance (ouverture prvue par le dessous). Les ventilo-convecteurs "2 tubes - 2 fils" ne pourront tre utiliss sauf si la consommation lectrique de chauffage, est juge tout fait marginale c'est--dire infrieure 10 kWh/m/an (source Energie+ le site) Ces ventilo-convecteurs prsenteront un rapport "puissance lectrique / puissance frigorifique sensible" minimal suivant : Ventilo 2 tubes froid seul : 2,3% Ventilo 2 tubes froid et chaud : 3,4% Ventilo 4 tubes : 3,5 %

Figures 4.82


4.4.2 EJECTO-CONVECTEURS

Lair primaire constitu dair neuf, trait en centrale, est puls grande vitesse (15 25 m/s) et sous pression (150 500 Pa) jusquaux jecto-convecteurs dbit constant. Le niveau sonore et la consommation lectrique du ventilateur est dautant plus leve. A lintrieur de cet appareil, lair primaire traverse des buses, ce qui a pour effet daspirer et de mettre en mouvement par induction lair du local. Lair primaire la sortie des buses se mlange lair repris rchauff ou refroidi dshumidifi puis il est diffus dans le local. La perte de charge de la batterie est ncessairement rduite (grande surface frontale) Lencombrement est plus important. Tous les jecto-convecteurs sont aliments en air primaire chaud ou froid selon la saison. Le volume dair secondaire peut tre jusqu 6 fois plus important que celui de lair primaire. Les jecto-convecteurs ont une gamme de puissances calorifiques variant de 150 1 200 Watts, et des puissances frigorifiques de 120 900 Watts. Le dbit d'air primaire aux injecteurs est compris entre 8 et 50 l/s. Les performances nergtiques sont en chaud de 140 1150 W et en froid de 120 860W. NBN D 16-002 (1975) : Chauffage central, ventilation et conditionnement d'air - Ejecto-convecteurs (1e d.)

La norme donne la dfinition et la classification des ejecto-convecteurs, les spcifications des lments constituants, les exigences de scurit, les caractristiques fournir, et les conditions de vrification de ces caractristiques.

Le niveau de nuisance acoustique des jecto-convecteurs est donn par la rfrence Eurovent 8/3. Domaine dapplication : Ainsi, les jectos ne sont pas adapts aux htels puisque les chambres ont une occupation discontinue, alors que la pulsion d'air primaire est constante Les installations jecto-convecteurs 4 tubes conviennent pour les btiments dont les charges sont variables dun local lautre du fait dombres portes migrantes au cours de la journe. Cette solution est abandonne au profit des ventilo-convecteurs dans les btiments neufs. La rgulation terminale de la temprature ambiante est ralise :

- soit par action dun volet dispos dans lunit : un volet rgle le dbit dair secondaire traversant la batterie en ouvrant un orifice de drivation.

- Soit par action sur la vanne deau chaude ou froide de la batterie


Figures 4.83


4.4.3 MODULES DE TRAITEMENT DAIR Les modules de traitement dair son des caissons de traitement dair dcentraliss, simplifies et miniaturise pour sadapter des petites locaux. Leur maintenance en est facilite.

Figures 4.84 Domaine dapplication : Les modules de traitement dair rendent chaque local indpendant. Ils sont recommands dans des structures modulaires de 25 50 m tels que les immeubles de bureaux, chambres dhpital


4.4.4 POUTRE FROIDE

Le principe des appareils au plafond poutres froides est le suivant : lair primaire assure le renouvellement de lair dans le local en crant une aspiration par induction, de lair ambiant et lobligeant passer travers les batteries intgres pour le rafrachir. Aucun organe mcanique, ventilateur terminal ni pice mobile nest ncessaire pour assurer le bon fonctionnement de la poutre froide.

Cet changeur travaille sous un faible cart de temprature, suite la condition de non-condensation. Sa puissance frigorifique varie selon la largeur de la poutre, la prsence d'induction, l'cart de temprature,... Le taux d'air neuf varie entre 1 et 2,5 Volume/heure. La puissance frigorifique varie de 75 200 W / mtre linaire avec un cart air/eau de 10K.

Il existe deux conceptions :

- Poutres froides convectives constitues dune batterie froide : lair du local circule par convection naturelle

- Poutres froides induction : lair du local est induit au travers de la batterie via un conduit dair neuf muni de tuyres

Lors du fonctionnement des plafonds, l'air neuf doit tre pr-refroidi car la puissance frigorifique des plafonds froids n'est souvent pas suffisante pour reprendre toute la charge frigorifique du local. Un air pr-refroidi doit souvent lui venir en aide.

La pression rgnant dans le conduit est suffisante (150 200 Pa) pour permettre lair neuf de schapper grande vitesse et crer un effet dinduction de lair repris.

Figure 4.85 Les poutres passives sont situes paralllement la fentre. (boucle convective remonte le long de la fentre). Le circuit des poutres est aliment au rgime aller-retour de 15C - 17C.


Figure 4.86

Linstallation rgule en permanence la temprature de leau froide en fonction des charges mais aussi de la temprature du point de rose. La temprature de dpart de leau froide est toujours suprieure au point de rose de lair et est calcule partir de la temprature sche et de lhumidit relative de lair du local.

Plusieurs dispositifs sont possibles :

Rgulation centrale de la temprature de leau froide en fonction du point de rose extrieur Rgulation centrale de la temprature deau froide avec dtection locale de la condensation Rgulation centrale et locale de la temprature deau froide Rgulation locale de la temprature deau froide

Au niveau local, une sonde situe sur lentre deau froide dtecte la condensation et ferme la vanne 3 voies si risque de condensation sur le plafond froid. Un autre dispositif : le rgulateur calcule la temprature de rose de lair du local partir de la mesure de la temprature sche et de lhumidit relative. En fonction de la demande et de la temprature de rose, le rgulateur module la temprature de leau froide des changeurs en agissant sur la vanne 3 voies. La temprature est rgule au plus juste tout en vitant la condensation. Si l'humidit relative de l'air la surface du tube approche de la condensation, un contact est actionn; la vanne est ferme et, ventuellement, la pompe est arrte. Cette pompe peut galement tre mise l'arrt si le contact de feuillure plac sur les ouvrants des chssis signale une fentre ouverte. La surveillance du point de rose est ncessaire pour les locaux forts dgagements dhumidit.

Figure 4.87


La rgulation locale permet de rguler la temprature de dpart vers lchangeur au plus juste (suivant point de rose de lair du local et pas lair extrieur)

Figure 4.88

Figure 4.89

Domaine dapplication : Bureau, immeubles o contraintes esthtiques importantes et o espace disponible limit.

AVANTAGES INCONVENIENTS vitesse de diffusion dair faible

silencieux

La puissance frigorifique limite par rapport aux systmes traditionnels

Lapport dair neuf confi un autre dispositif


4.4.5 PLAFOND FROID RAYONNANT

Lide de base est de tirer parti de la surface disponible au plafond pour vacuer la chaleur et maintenir les conditions internes requises.

Les plafonds froids rayonnants sont des metteurs statiques paroi sche. Les changes de chaleur se font de deux faons diffrentes

change par convection avec l'air ambiant: un minimum de 40 % de la puissance totale mise.

change par rayonnement avec les parois, meubles, personnes,... : un maximum de 60 % de la puissance.

Il existe plusieurs technologies diffrentes :

dalle active : La puissance frigorifique est faible

(60 W/m).

Inertie du systme leve

Figure 4.90

Faux-plafonds ailettes rigides La puissance frigorifique de ces plafonds

atteint 100 W/m2.

Inertie du systme faible

Faux-plafonds nattes capillaires La puissance frigorifique est faible,

comprise entre 50 et 70 W/m.

Utilisation eau dminralise car risque bouchage natte leve

Figure 4.91

Pour les nattes capillaires :

AVANTAGES INCONVENIENTS Faible paisseur

Facile mettre en oeuvre

Inertie thermique faible

risque de bouchage des tubes (utiliser de leau dminralis)

Pour les ailettes rigides :

AVANTAGES INCONVENIENTS qualits esthtiques

puissance leve

facile mettre en oeuvre

prix de vente

esthtique limite


4.4.6 DALLE RAFRACHISSANTE (SLAB COOLING) Le principe de base consiste intgrer des tuyauteries dans la dalle de chaque tage, parcourues par de l'eau froide (16C min pour viter tout risque de condensation) . Cette eau est refroidie par diffrents moyens :

L'eau peut tre refroidie par l'air extrieur, via un changeur plac en toiture.

L'eau peut tre refroidie par de l'eau pompe dans une nappe phratique, via un changeur plaques eau/eau.

L'eau peut tre refroidie par circulation dans le sol sous le btiment, via un changeur sol/eau.

L'eau peut tre refroidie par une machine frigorifique traditionnelle La puissance frigorifique est faible (de 40 50 W/m dans les meilleurs cas, comparer aux 80 90 W/m des plafonds froids traditionnels et aux 100 120 W/m des ventilo-convecteurs). Ce systme ne peut convenir seul que s'il est plac dans un btiment dont les charges thermiques sont trs bien matrises. Ce systme n'assure pas le traitement du taux d'humidit, qui doit donc, si souhait, tre ralis via le systme de ventilation hyginique.

AVANTAGES INCONVENIENTS vitesse dair faible

silencieux

caractre auto-adaptatif : une augmentation de la temprature du local provoque une augmentation de la puissance change

risque de condensation de vapeur deau sur le plafond si lhygromtrie augmente

La puissance frigorifique limite par rapport aux systmes traditionnels

Inertie importante rendant la rgulation difficile


4.5 COMPOSITION DUN CIRCUIT HYDRAULIQUE

4.5.1 POMPES ET CIRCULATEURS Pour que de l'eau avance dans une conduite, il faut qu'elle soit soumise une diffrence de pression.

Figure 4.92 On peut dire que la pression plus forte au point A "pousse" l'eau vers la pression plus faible au point B. Le dplacement de l'eau va s'accompagner de frottements qui engendrent une perte de pression. On peut dire que la chute de pression entre les points A et B correspond aux frottements du fluide sur les parois de la canalisation. Elle est appele la "perte de charge" du point A au point B. Dans un circuit ferm, l'eau circule de A vers B parce que la pression au refoulement de la pompe est suprieure la pression l'aspiration.

Figure 4.93

P0 = perte de charge du rseau entre A et B = hauteur manomtrique du circulateur. Pb = pression de rfrence du circuit (donn par le vase dexpansion) pL6, pL5, pL3, pL1 = perte de charge en ligne pL4, pL2 = perte de charge des changeurs pLv = perte de charge de la vanne de rgulation pp = perte de charge de la pompe La rsistance du rseau de distribution dpend d'une part de sa configuration (longueur et forme des conduits, changements de direction, obstacles comme les vannes, les corps de chauffe, les filtres, ...) et


d'autre part de la vitesse de l'eau qui y circule. En effet, la rsistance, ou autrement dit les pertes de charge, reprsente le frottement de l'eau dans les conduits. Ce dernier augmente avec la vitesse de l'eau. Le calcul des pertes de charge consistent sommer sur le circuit le plus dfavoris:

Perte de charge linaire des conduites

j = perte de charge linique (Pa/m) dune longueur L = longueur du circuit (en m)

Perte de cha

Documents

Extrait du syllabus « rappels techniquesdocument.environnement.brussels/opac_css/elecfile/DOC00024263.pdf · page 3 sur 134 – extrait syllabus « rappels technique » – climatisation