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nguyenminh
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Plan du cours :
1. Notions de Mécanique des Fluides 2. Dimensionnement des réseaux d’air
- méthode à « j » constantj3. Ventilateurs4 Conduits d’air4. Conduits d air5. Soufflage
- caractéristiques d’un jet d’air- dispositifs de soufflage
6. Compléments - sécurité incendie
2- VMC
0. Introduction
Réseaux d’air : - ventilation - climatisation
Pour quoi faire ?- hygiène (air neuf air vicié)- hygiène (air neuf, air vicié)- sécurité (pollutions, fumées)
f t (t é t h ét i b it)- confort (température, hygrométrie, bruit)- qualité du bâtiment (condensation, énergie)
3
0. IntroductionAéraulique = systèmes tout air centralisés ou localisés
Traitement Ai N f
Aéraulique = systèmes tout air, centralisés ou localisés.
de l’airAir Neuf
Ai R léAir Soufflé
Air Rejeté
Air RecycléDéperditions
/ ChLocal
Air Rejeté / Charges
Dans les systèmes centralisés, l'air soufflé doit répondre à plusieurs critères :
1. Renouvellement d'air suffisant2. Maintien des conditions de température
4
3. Maintien des conditions d'humidité4. Qualité de la diffusion de l'air dans les locaux
1. Notions de mécanique des fluidesE ti d l’é iEquation de l’énergie :
2VP cte2gVzP
=+++ ξϖ
(en mCE)
cte2
2VzP =+++ ξρ.ϖ (en Pa)2
Pour mémoire : 105 Pa = 10 mCE = 1 bar
Dans le cas des gaz : 2VDans le cas des gaz :ϖ est petit d’où cte
2
2VP =++ ξρ
5Pression statique Pression dynamique
1. Notions de mécanique des fluidesPertes de charge linéaires :
P1 P2
j LL2V
li ==ρλξD
1 2
j.L.L2
.Dlin ==ξ
(en Pa)L (en Pa)
Facteurs influant sur j :
( )2Facteurs influant sur j :- les caractéristiques du fluide- les caractéristiques de la canalisation
( )5
2Q.2
SQ
.2V.j .8 ρλρλρλ
===6
5D.
D.
22.
Dj .2 ρ
π
Cas des canalisations circulaires droites en acier galvanisé1. Notions de mécanique des fluidesCas des canalisations circulaires droites en acier galvanisé
m)
mm
CE
/mj li
n(m
7Débit (m3/h)
1. Notions de mécanique des fluidesPertes de charge singulières :
2VK ρξ2
K.singρξ =(en Pa)
K K
8K K K K
2. Dimensionnement de réseaux d’airDéfinitions :- Tronçon
partie du circuit où le débit est constant
Définitions :
partie du circuit où le débit est constant
- Circuit i d t d i t d til tsuccession de tronçons conduisant du ventilateur
à une bouche de soufflage
- Réseauensemble des différents circuits
- Equilibrageégalisation des pertes de charge dans tous les circuitségalisation des pertes de charge dans tous les circuits
- Circuit le plus défavorisé
9
pcircuit qui présente la perte de charge maximale avant équilibrage
2. Dimensionnement de réseaux d’airMéthode de calcul d’un réseau :
CTA
L l 1 L l 2Local 1 Local 2
0. Implanter le réseaup1. Numéroter les tronçons et calculer les débits2. Choix d’une vitesse dans le tronçon principalç p p3. Dimensionnement des circuits4. Choix du ventilateur
10
4. Choix du ventilateur5. Equilibrage
2. Dimensionnement de réseaux d’airChoix des vitesses dans le tronçon principal :Choix des vitesses dans le tronçon principal :
Installations à basse vitesse (V < 8 à 10 m/s)
Installations à hautes vitesses (V >10 m/s)
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2. Dimensionnement de réseaux d’airDi i t éth d à j t tDimensionnement : méthode à « j constant »Principe :
Di i l t i i l (Q V )• Dimensionner le tronçon principal (Q, Vmax)• Déterminer j dans le tronçon principal• Dimensionner le réseau en conservant la valeur j « constante »Dimensionner le réseau en conservant la valeur j « constante »
dans tout le réseau
CTA 12
3Q1 = 3000 m3/h
Local 1 Local 2
Q2 = 1000 m3/hQ3 = 2000 m3/h
(Q1 et Vmax = 5 m/s) alors j1 = 0,9 Pa/m
12
on utilisera cette valeur de « j » pour le dimensionnement des circuits = utilisation de l’abaque
3. VentilateursDeux types principauxDeux types principaux
1) ventilateur centrifuge 2) ventilateur axial ou hélicoïde
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3. VentilateursDeux types principaux :1) ventilateur centrifuge- débit stable si les pertes de charges varient un peu- bon rendement
* Pales inclinées vers l’arrière- bruyant
Réseaux extensibles,filtres encrassésbruyant
* Pales inclinées vers l’avant
filtres encrassés
- peu bruyant- la puissance absorbée augmente avec le débit ( risq e de griller le mote r)
C.T.A., ventilo-convecteursle débit (= risque de « griller » le moteur)
2) ventilateur axial ou hélicoïdeb f ti t f ibl h
convecteurs
Faibles charges
14
- bon fonctionnement sous faibles charges- rendement moyen
Faibles charges
3. VentilateursMéthode de sélection d’un ventilateur :Principe :• Déterminer les pertes de charges totales ΔP (linéaires +
Méthode de sélection d’un ventilateur :
Déterminer les pertes de charges totales ΔP (linéaires +singulières) des différents circuits
• Repérer le circuit le plus défavorisé (ΔP max)• Sélectionner un ventilateur (ΔP, Débit)• Déterminer l’équilibrage du ventilateur et des différents circuits
Pstat ou Ptot
RéseauRéseauVentilateur
17Q
3. VentilateursEquilibrer ?
= créer des pertes de charges
Moyens :- registresregistres- bouches de soufflage / diffuseurs réglables
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4. Conduits d’air
Exemple : dispositif pour salle de gymnastique(solution constructeur)(solution constructeur)
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4. Conduits d’airConduits
rectangulaires : tôle acier galvanisé fibres de verre- rectangulaires : tôle acier galvanisé, fibres de verre- circulaires : tôle galvanisée (acier, alu), gaine textile
Tracé des conduits
- frais d’acquisition- frais d’exploitationp- espace disponible
- Dimensions- Echanges de chaleur (calorifugeage)
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- Pertes de charges
5. SoufflageCaractéristiques d’un jet d’air :
Axe du diffuseur
Zone d’occupation
Chute du jet
Portée du jetlongitudinalelongitudinale
Portée du jetDi t ib tilatérale Distributiondes vitesses
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5. SoufflageEffets complémentaires sur la forme d’un jet d’air
1 Eff t d
Axe du diffuseur
1. Effet coanda
Zone d’occupationd occupation
2 Effet d’induction Qi2. Effet d induction
QeQi
=τ Qi
QeLorsque τ augmente :- homogénéisation des T°
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- portée diminuée- vitesse résiduelle
5. SoufflageExemples de dispositifs de soufflage :
G illGrilles
Diffuseurs plafonniers
24Doc. FranceAir
5. SoufflageExemples de dispositifs de soufflage :
Pl f d f é / ffl t léPlafond perforé / soufflant ou plénum
Gaines textiles
25Doc. FranceAir
6. ComplémentsLa protection incendie
• Limiter le transport de fumées et du feu entre locaux
- Clapet coupe-feu p p* positionné en gaine « terminale »* positionné en gaine « verticale »
- Bouche pare-flamme- Conduits en matériau incombustible- Conduits en matériau incombustible
• A priori, le désenfumage est assuré par
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A priori, le désenfumage est assuré parun réseau différent de la ventilation
6. ComplémentsL VMCPrincipe : La VMC
- amenée d’air neuf dans les pièces principales(au moins 1 entrée d’air par pièce principale)
extraction de l’air vicié dans les pièces de service- extraction de l air vicié dans les pièces de service
Deux types de ventilation mécanique
VMC : ventilation mécanique contrôléeVMC-gaz : arrêt de la chaudière gaz asservi
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à l’extracteur
6. ComplémentsVMC simple flux• autoréglable……..
h é l bldébit constant
• hygroréglable……débit = f(HR)
28Doc. CEDEO
6. ComplémentsExemple : Logement
Débits à extraire dans chaque pièce de service (simultanément q p (ou non). Les entrées d’air doivent permettre d’obtenir ces débits.
31DTU 68.1, Décrets ministériels 77-1042, Arrêtés « 1982 » Code de la Construction et de l’Habitation R111-9
6. ComplémentsExemple : Logement
Ces débits extraits peuvent être réduits réglementairement :Ces débits extraits peuvent être réduits réglementairement :- en présence de dispositifs de réglage (ex : VMC à 2 vitesses)
- en présence de VMC Hygroréglable
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6. ComplémentsExemple de solutionssimple et double fluxen logement collectifen logement collectif
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6. ComplémentsObj tif d l RT2005Objectifs de la RT2005
• amélioration de la performance de la construction neuve d'au moins 15% parconstruction neuve d au moins 15% par rapport aux bâtiments à la RT2000 (moins 40% en 2020), • limitation du recours à la climatisation • maîtrise de la demande en électricité.
Les exigences en ventilation - une meilleure isolation des réseaux de distribution,une meilleure isolation des réseaux de distribution,- un gain énergétique sur les déperditions de ventilation.
Ceci se traduit par :Ceci se traduit par :- isolation des conduits, - contrôle et gestion des débits,
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- systèmes de récupération (double-flux), - définition d’une puissance maxi. des ventilateurs.
6. ComplémentsTextes réglementaires (extrait) : Systèmes de référence
Art. 22. − Pour les locaux d’habitation :
Textes réglementaires (extrait) : Systèmes de référence
système par extraction d’air, prenant l’air directementà l’extérieur.
La somme des modules des entrées d’air est égale àLa somme des modules des entrées d air est égale à90 % de la valeur du débit maximal résultant des réglementations d’hygiène.g yg
Les débits à reprendre sont égaux aux débits minimaux résultant des réglementations d’h iè j é d ffi i t d
Les bouches d’extraction situées en cuisine sont à
d’hygiène majorés des coefficients de dépassement (Cd égal à 1,1 et Cfres égal à 1,05).
Les bouches d extraction situées en cuisine sont à2 débits et équipées d’un dispositif manuel degestion du débit. Les autres bouches sont à débit
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gfixe. Les puissances de référence des ventilateurssont de 0,25 watt par m3 et par heure de débit d’air.
6. ComplémentsT t é l t i S tè d éféTextes réglementaires : Systèmes de référence
Art. 23. − Pour les locaux d’habitation chauffés par effet Joule :
système de modulation des débits de ventilationpermettant de réduire de 25 % les déperditionspermettant de réduire de 25 % les déperditions énergétiques dues à la ventilation spécifique (…)
Pour les autres locaux d’habitation :Pour les autres locaux d’habitation : système de modulation des débits de ventilation ou de récupération de chaleur permettant de réduire de 10 %récupération de chaleur permettant de réduire de 10 % les déperditions énergétiques dues à la ventilation spécifique .
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6. ComplémentsSystèmes de référence pour les locaux d’habitationSystèmes de référence pour les locaux d’habitation Les réductions sont calculées par rapport à une solution VMC autoréglable et peuvent être obtenues par :autoréglable et peuvent être obtenues par :
- réduction des débits moyens : VMC hygroréglable A ou B- récupération des pertes : VMC double flux avec échangeur
(entrée + extraction
(entrée = hygrorég )
(entrée extraction = hygrorég.)
(entrée = hygrorég.)
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