Systèmes à débit variable

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1 Utilisation optimisée La ventilation entre pour une part considérable dans les coûts énergétiques d un bâtiment. Dans le même temps, les pouvoirs publics imposent certaines contraintes en matière de consommation d énergie pour la ventilation. Dans la plupart des cas, il semble donc raisonnable d utiliser un système à débit variable afin d adapter le débit aux besoins de chaque local. La réduction du débit permet de réduire les coûts en termes de transport de l air et de chauffage/ rafraichissement de l air neuf. La réduction des coûts s accompagne du maintien des locaux individuels aux températures choisies malgré les variations de charges thermiques. A travers de nombreuses recherches et essais, une relation entre la température du local et la productivité de ses occupants a pu être établie. Si la température n est pas adaptée, la productivité diminue parallèlement aux bénéfices des occupants des lieux. La prise en compte de ces paramètres démontre sans aucun doute la rentabilité à long terme des systèmes à débit variable, malgré un investissement de départ plus lourd. Une gamme complète Diffuseurs LKPV, IBM, Aarhus La gamme Lindab de produits pour systèmes à débit variable inclut plusieurs types de diffuseurs à registres motorisés pour réduire le débit de 00 à 0%. En même temps, la portée reste la même afin de ne pas perdre le bénéfice de l effet Coanda et éviter les risques d une douche froide dans la zone d occupation. Elle compte également des régulateurs de débit par zone, des registres motorisés de régulation de pression dans les gaines de distribution, ainsi que des régulateurs de locaux REGULA Combi et de pression. VRU / 0

2 0 Notions de base sur les systèmes à débit variable Les systèmes à débit variable (VAV) sont des systèmes de ventilation à la demande, très utiles lorsque les charges d un bâtiment varient. Dans les locaux à occupation variable, une meilleure qualité de l air peut être obtenue par la régulation du débit en fonction du niveau de CO qui est un bon indicateur de la qualité de l air. Ce sont pourtant souvent les charges thermiques liées à l occupation, aux ordinateurs et à l ensoleillement, qui déterminent les besoins en ventilation d un local. Ces charges thermiques varient presque toujours au cours de la journée. En maintenant une température de soufflage constante inférieure à la température du local, et en régulant le débit d air en fonction de la température de consigne du local, la ventilation adaptée aux besoins permet d éliminer la charge thermique. Les variations de débit sont contrôlées par un registre de gaine ou des diffuseurs motorisés. Les unités VAV peuvent être produites pour une ventilation par mélange ou déplacement. Types de régulation Dans les systèmes VAV, la vitesse des ventilateurs doit être contrôlée. De plus, les unités VAV doivent être réparties par zones, normalement une zone par gaine de distribution. Ces zones peuvent être régulées selon deux principes différents. La régulation de débit ou de pression. Régulation de débit Dans la régulation de débit, c est le débit dans la gaine de distribution qui est mesuré et régulé. Le débit est prévu pour varier entre deux valeurs maximum et minimum. Le signal électronique d un capteur (de température, CO, mouvement), ou CTS, permet la régulation de débit entre les deux valeurs limites. Dans ce type de régulation, le débit adapté est obtenu même en cas de variations de pression dans la gaine, le régulateur de débit étant indépendant de la pression (nécessité d un minimum). Ce type de régulation est en général utilisé pour la régulation de zones avec des diffuseurs sans registres dans des systèmes de ventilation par mélange et déplacement. En ventilation par mélange, les diffuseurs utilisés ne possèdent pas de registres et la différence de température est importante, t = à 0 K entre l air soufflé et l air ambiant, entraînant des risques de douches froides par les diffuseurs. Le débit devant être mesuré, il ne doit pas être inférieur à la capacité limite du régulateur qui se situe à une vitesse approx. de 0, m/s. La régulation de débit peut s effectuer en gaines de soufflage et d extraction, par un signal parallèle d un capteur ou CTS, ou par une fonction maître/esclave. Si par exemple une sur- ou sous-pression est désirée dans le local par rapport à l environnement, une fonction maître/ esclave est recommandée. Régulation de pression En général, la régulation s effectue sur la pression de la gaine de soufflage. Elle implique qu une pression statique constante soit maintenue dans la gaine. Celle-ci est mesurée par une sonde installée à l intérieur de la gaine, et raccordée à une unité électronique (régulateur de pression), qui contrôle la pression statique dans la gaine à l aide d un détecteur à membrane. Dans le cas de diffuseurs motorisés, il doit exister une régulation de pression dans la gaine de distribution, les diffuseurs étant calibrés pour une certaine variation de débit sous une certaine pression. De plus, la régulation de pression garantit la perte de charge prévue aux diffuseurs, en évitant ainsi les bruits indésirables pour les débits minimums. Dans le cas de diffuseurs non motorisés, où la variation de débit est produite par des registres motorisés sur la gaine, une régulation de pression dans la gaine de distribution permet d assurer des conditions de pression régulières dans la zone, et ainsi de bonnes conditions pour le contrôle des registres. Indépendamment du type d unité, la perte de charge dans la gaine de distribution de zone doit être prise en considération de manière à obtenir une pression similaire, voire identique, dans toutes les branches vers les gaines de raccordement. De manière générale, la perte de charge dans la gaine de distribution entre la première et la dernière branche ne doit pas excéder 0% de la pression statique. Dans le principe, il est possible d obtenir une variation de débit de 0-00% par une régulation de pression. La variation dépend uniquement des registres et des unités VAV utilisés. La régulation de pression sur une gaine de distribution peut être combinée avec une régulation de débit sur l air extrait. En utilisant le principe maître/esclave, et en mesurant le débit de soufflage, le signal du débit peut être envoyé vers le régulateur de débit d air extrait. De cette manière, le débit volumique extrait d une zone VAV sera le même que celui introduit. Une méthode plus simple mais moins précise pour garantir le même débit volumique introduit et extrait d une zone VAV, consiste en l utilisation d un esclave mécanique sur le registre d extraction, qui prend les mêmes positions que le registre de soufflage. La régulation du registre d extraction se produit par un simple réglage électronique après que l angle de rotation ait été déterminé.

3 Choix du type de régulation Dans les petites zones où les conditions de pression sont bien établies (gaines courtes), un système à débit variable avec régulation de pression est préférable autant sur le soufflage que l extraction. Dans le cas de diffuseurs VAV, une régulation de pression de la zone est nécessaire. Pour des conditions où la pression varie considérablement, Lindab recommande une régulation de débit par zone. Dans les zones avec des longueurs de gaines plus importantes, comme les grands espaces de bureaux, où les charges thermiques sont relativement stables, la régulation de débit est préférable. Régulation de débit + Contrôle du débit + Mesure du débit réel + Signal CTS concernant le débit + Pas de variation de débit en cas de variation de pression dans la gaine - Débit minimum limité à 0, m/s - Équipement spécial pour changer le réglage (modèle compact) Régulation de pression + Débit minimum très bas + Réglage sans outils + Équilibre la pression dans la zone VAV + Faible niveau sonore des diffuseurs et registres + Possibilité de combinaison avec CAV - Pas de contrôle de débit - Perte de charge importante en gaine de distribution Choix des diffuseurs Ventilation par mélange ) Diffuseurs motorisés Avantages: Registre intégré, aucun autre registre nécessaire. Portée constante malgré un débit variable, entrainant un bon mélange même à débit minimum. Adaptés au soufflage d air frais. Débit minimum d approx. 0% du débit maximum, en fonction de la pression dans la gaine. Solutions spéciales disponibles pour débit minimum inférieur. Limites: Afin de limiter la génération de bruit au diffuseur, la pression dans la gaine doit toujours rester relativement basse. Possibilité de coupure totale. ) Diffuseurs non motorisés Avantages: Diffuseurs simples sans partie mobiles. Faible niveau acoustique, en particulier à bas débit. Système en place transformable en VAV sans remplacement des diffuseurs. Aucune installation électrique pour les diffuseurs. Plusieurs diffuseurs contrôlés par un registre motorisé. Coupure possible avec registre de gaine et régulateur de débit. Limites: Vitesse de soufflage réduite en fonction de la réduction de débit. Mélange réduit avec l air du local et risque de douche ou de court-circuit avec l extraction en cas d air isotherme ou chauffé. Le débit minimum ne doit pas être inférieur à 0% dans le cas de diffuseurs perforés ou non, et à 0% pour les diffuseurs à soufflage hélicoïdal, pour un t = - à -0 K entre l air soufflé et l air ambiant. Ventilation par déplacement Toutes les unités à déplacement sont adaptées aux systèmes VAV. Elles doivent être dimensionnées pour le débit maximum auquel apparaissent les zones d influence les plus importantes et les bruits les plus élevés. Lorsque le débit diminue, il en est de même de la zone d influence et du bruit. En conséquence, il n y a pas de limite basse au débit, ce qui permet une variation de 0-00%. Les conséquences possibles doivent être envisagées dans tous les cas. 0

4 0 Caractéristiques des composants SUPPLY AIR Contrôle de débit Contrôle de pression VRU Unité VAV Registre Mesure de débit Signal CTS Oui No No Fonctions linéaires Oui No No Fiabilité du débit Limites du débit max: min: Oui Oui (jusqu'à m/s en standard) Oui (0, m/s en standard) Dépend des variations de pression Fonction de la pression Approx. 0% du max (en standard) Dépend des variations de pression Fonction de la pression Angle du registre Coupure possible Oui No Oui Portée constante (ventilation par mélange uniquement) Équilibrage EXTRACTION No Oui No Inutile (diffuseurs contrôlés) Contrôle de débit VRU Par réglage de la pression statique ou de la position du registre Esclave mécanique Registres Conditions requises sur l air soufflé VRU/ Moteur de contrôle de l esclave Mesure de débit (extraction) Signal CTS Oui No Par réglage de la pression statique ou de la position du registre Fiabilité du débit Oui Très dépendant de la pression, imprécis Contrôle de surpression, souspression, ou équilibrage des pressions du local Équilibrage Oui Inutile (contrôle des diffuseurs) No Par réglage de la pression statique ou de la position du registre

5 Schéma des différents systèmes (VRD) (L/NM-A-V-F) (VFP-00) (LHA-MF) (L/NMA-SR-F) (NMA-MF) (VFP-00) (LHA-MF) (L/NMA-SR-F) (L/NMA-SR-F) (NMA-MF) DCT-SP (L/NMA-MF-F) 0 Légende : régulation de pression avec capteur : Système de mesure : Régulateur de débit (modèle compact) -TM: Unité VAV motorisée : : Registre motorisé commandé par régulateur : Registre modulant motorisé DCT-SP: Registre modulant motorisé programmable : Registre motorisé commandé par régulateur, programmable : Registre modulant motorisé, programmable

6 Système Soufflage variable par régulation de pression. Pour plus de détails, voir Régulation de pression dans le paragraphe Types de régulation. Le soufflage dans les différents locaux se fait par des unités VAV contrôlées par le. V L / NMA-V-F Plug VRP-STP VFP-00 L extraction de zone est contrôlée par un régulateur de débit, raccordé par une connexion maître/esclave à un système de mesure du débit d air soufflé. Le débit extrait est ainsi identique au débit insufflé, ou différent à volonté. VRD (VRD) (L/NMA-V-F) (VFP-00) L / NMV-D-MP-F (LHA-MF) (LHA-MF) 0 0 LHA-MF LHA-MF 0 Système Soufflage variable par régulation de pression. Pour plus de détails, voir Régulation de pression dans le paragraphe Types de régulation. Le soufflage dans les différents locaux se fait par des diffuseurs non motorisés. La variation de débit se fait par action du registre de gaine de distribution commandé par le, ce qui permet le contrôle d un plus grand nombre de diffuseurs par un seul registre motorisé. L extraction de zone est contrôlée par un régulateur de débit, raccordé par une connexion maître/esclave à un système de mesure du débit d air soufflé. Le débit extrait est ainsi identique au débit insufflé, ou différent à volonté. V L / NMA-V-F VRP-STP VFP-00 VRD L / NMV-D-MP-F Plug (VRD) (L/NMA-V-F) (VFP-00) L / NMA-SR-F 0 (L/NMA-SR-F) (L/NMA-SR-F) L / NMA-SR-F 0 0

7 Système Soufflage variable par régulation de pression. Pour plus de détails, voir Régulation de pression dans le paragraphe Types de régulation. Le soufflage dans les différents locaux se fait par des diffuseurs non motorisés. Dans le local de droite, la variation de débit se fait par action de régulateurs de débit dans les gaines de distribution et d extraction, commandés par le Regula Combi. Dans le local de gauche, le débit est constant (CAV), du fait de la régulation de pression dans la gaine. Les variations de pression possibles provoquées par les régulateurs de débit du local de droite sont compensées dans la gaine de soufflage. L extraction de zone est contrôlée par un régulateur de débit, raccordé par une connexion maître/esclave à un système de mesure du débit d air soufflé. Le débit extrait est ainsi identique au débit insufflé, ou différent à volonté. (VRD) (L/NMA-V-F) (VFP-00) V L / NMA-V-F VRP-STP VFP-00 VRD L / NMV-D-MP-F L/NMV-D-MP-F L/NMV-D-MP-F Plug Master/Slave L/NMV-D-MP-F L/NMV-D-MP-F CAV 0 Système V 0 Soufflage variable par régulation de pression. Pour plus de détails, voir Régulation de pression dans le paragraphe Types de régulation. Le registre de régulation de pression est équipé d un moteur programmable qui envoie un signal d information sur la position du registre. Le soufflage dans les différents locaux se fait par des unités VAV motorisées commandés par Regula Combi. L extraction de zone est contrôlée par un registre esclave qui adopte la même position que le registre de soufflage. La régulation du débit d extraction se fait de manière électronique après réglage de l angle de rotation. VRP-STP VFP-00 NMA-MF Programmed as V-motor NMA-MF LHA-MF (NMA-MF) (VFP-00) 0 (LHA-MF) (LHA-MF) 0 LHA-MF (NMA-MF)

8 Système Soufflage variable par régulation de pression. Pour plus de détails, voir Régulation de pression dans le paragraphe Types de régulation. Le registre de régulation de pression est équipé d un moteur programmable qui envoie un signal d information sur la position du registre. Le soufflage dans les différents locaux se fait par des diffuseurs non motorisés. La variation de débit se fait par action du registre sur les gaines de distribution, commandés par le, ce qui permet le contrôle d un plus grand nombre de diffuseurs par un seul registre motorisé. L extraction de zone est contrôlée par un registre esclave qui adopte la même position que le registre de soufflage. La régulation du débit d extraction se fait de manière électronique après réglage de l angle de rotation. (NMA-MF) (VFP-00) V VRP-STP VFP-00 NMA-MF NMA-MF L / NMA-SR-F 0 L / NMA-SR-F Programmed as V-motor (L/NMA-SR-F) (L/NMA-SR-F) 0 0 (NMA-MF) Système Soufflage variable par régulation de pression. Pour plus de détails, voir «Régulation de pression» dans le paragraphe «Types de régulation». Le registre de régulation de pression est équipé d un moteur programmable qui envoie un signal d information sur la position du registre. Le soufflage dans les différents locaux se fait par des diffuseurs non motorisés. La variation de débit se fait par action du registre sur les gaines de distribution, commandés par le, ce qui permet le contrôle d un plus grand nombre de diffuseurs par un seul registre motorisé. En parallèle, le commande les registres d extraction de manière électronique après réglage de l angle de rotation. L extraction de zone est contrôlée par un registre esclave qui adopte la même position que le registre de soufflage. La régulation du débit d extraction se fait de manière électronique après réglage de l angle de rotation. (NMA-MF) (NMA-MF) (L/NMA-SR-F) DCT-SP (L/NMA-MF-F) (VFP-00) (L/NMA-SR-F) DCT-SP (L/NMA-MF-F) DCT-SP DCT-SP V VRP-STP VFP-00 NMA-MF Programmed as V-motor NMA-MF L / NMA-SR-F L / NMA-MF-F 0 L / NMA-SR-F L / NMA-MF-F 0

9 Système Débit variable de soufflage et d extraction de la zone par régulation de débit. Pour plus de détails, voir Régulation de pression dans le paragraphe Types de régulation. Les diffuseurs de soufflage et d extraction sont des diffuseurs classiques. La température dans la zone est maintenue par le signal du regula Combi utilisé en parallèle sur les régulateurs de soufflage et d extraction. De cette manière, le débit d extraction et de soufflage sont identiques ou avec une différence constante. Il est possible d obtenir une différence en pourcentage à l aide d une connexion maître/esclave. V Parallel L / NMV-D-MP-F L / NMV-D-MP-F 0 V Master/Slave L / NMV-D-MP-F Slave L / NMV-D-MP-F Master 0 0

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