N U M É R O J A N V I E R CONTRÔLE TEMPÉRATURE DE MÉLANGE. Conduit de retour du système de chauffage. 1 m (40 po) minimun.

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1 N U M É R O J A N V I E R V e n t i l a t i o n d e s h a b i t a t i o n s P a r t i e 2 Installation de ventilation combinée à un système de chauffage à air pulsé RACCORDEMENT DU VRC AU SYSTÈME DE CHAUFFAGE Si l installation de ventilation principale est combinée à un système de chauffage à air pulsé, le conduit de distribution d air du VRC doit être raccordé au conduit de retour principal du système de chauffage. Ce raccordement doit être effectué à au moins 3 mètres (120 po) en amont du raccordement au générateur d air chaud (voir figure 1). Cette distance est requise pour permettre aux deux débits d air de bien se mélanger avant d atteindre le générateur d air chaud. Si la distance de 3 mètres ne peut pas être respectée, il faut prévoir un dispositif de mélange adéquat. Quant au conduit de reprise d air du VRC, il peut lui aussi être raccordé au conduit de retour principal du système de chauffage ou il peut récupérer l air directement dans les pièces de l habitation (recommandé). S il est raccordé au conduit de retour du système de chauffage, il doit l être à au moins 1 mètre (40 po) en amont du raccordement du conduit de distribution d air du VRC (voir figure 1). CONTRÔLE Le dispositif de commande du VRC doit être câblé de manière à ce que le ventilateur de recirculation du système de chauffage à air chaud soit mis en marche automatiquement dès que le VRC est mis en marche, et ce, même s il n y a pas de demande de chauffage. TEMPÉRATURE DE MÉLANGE Le mélange d air obtenu en combinant l air neuf du VRC à l air recirculé du système de chauffage doit avoir une température adéquate avant de pénétrer dans le générateur d air chaud. Typiquement, la température de fonctionnement minimale d un générateur d air chaud est de l ordre de 15 C (60 F). Par conséquent, à moins d une indication contraire du fabricant, la température de mélange introduite dans un générateur d air chaud ne devrait pas être inférieure à 15 C (60 F). Figure 1 Distances minimales de raccordement Conduit de retour du système de chauffage 1 m (40 po) minimun Conduit de distribution d air du VRC Conduit de reprise d air du VRC 3 m (120 po) minimun Générateur d'air chaud

2 2 La température du mélange d air peut être déterminée à l aide de l équation suivante : T mél = (Q alim x ) + (Q recirc x T recirc ) T mél T recirc Q alim Q recirc = température du mélange d air, C ou F; = température de l air neuf provenant du VRC, C ou F; = température de l air recirculé provenant du logement, C ou F; = débit volumique de l air neuf provenant du VRC, L/s ou PCM; = débit volumique recirculé provenant du logement, L/s ou PCM; = Q alim +Q recirc = débit volumique du mélange d air, L/s ou PCM. Figure 2 Température de mélange Pour résoudre l équation précédente, il faut d abord connaître la température de l air neuf provenant du VRC ( ). Cette température peut être déterminée à l aide de l équation suivante : = (T retour T ext ) x E s + T ext T retour T ext E s = température de l air neuf provenant du VRC, C ou F; = température de l air de retour provenant du logement, C ou F; = température extérieure de janvier à 2,5 % indiquée au tableau C-2 du Chapitre I Bâtiment, C ou F; = efficacité sensible apparente du VRC en fonction de la température extérieure, en notation décimale (ex. : 75 % = 0,75). Si la température du mélange d air (T mél ) est inférieure à la température minimale de fonctionnement du générateur d air chaud (généralement 15 C ou 60 F), il faudra installer un VRC plus efficace ou prévoir un dispositif de préchauffage supplémentaire (ex. : chauffe-conduit) afin d atteindre la température de mélange minimale requise. EXEMPLE DE CALCUL DE LA TEMPÉRATURE DE MÉLANGE T ext T retour T recirc Q recirc Q alim Mise en situation : Dans un logement situé à Roberval, un VRC fonctionnant à 31 L/s est raccordé au conduit de retour d un générateur d air chaud fonctionnant à 200 L/s. Le VRC a une efficacité sensible apparente de 78 % à -25 C. La température minimale de fonctionnement du générateur d air chaud est de 15 C. La température dans le logement est maintenue à 21 C. T mél Générateur d'air chaud Question : Quelle sera la température du mélange d air lors des journées les plus froides de l hiver? Solution : Selon le tableau C-2 du Chapitre I Bâtiment, la température extérieure de janvier à 2,5 % est de -30 C à Roberval. On estime que la température dans le conduit de retour du système de chauffage est la même que celle maintenue dans le logement.

3 Par conséquent, T retour et T recirculé sont égales à 21 C. Selon ces données, la température d air neuf provenant du VRC sera de l ordre de : = (21 ( 30)) x 0,78 + ( 30) = 10 ºC et la température de mélange sera de l ordre de : T mél = (31 x 10) + (200 x 21) = 19,5 ºC 231 Cette valeur (19,5 C) est supérieure à la température minimale de fonctionnement du générateur d air chaud (15 C). Le VRC a donc une efficacité suffisante pour assurer adéquatement le préchauffage de l air extérieur en hiver. DÉBITS D AIR REQUIS Lorsque l installation de ventilation principale est combinée à un système de chauffage à air pulsé, la distribution de l air dans l habitation doit être établie en fonction des besoins en chauffage, c est-à-dire que : les bouches de soufflage d air chaud doivent être installées dans chaque pièce adjacente à un espace non chauffé; et le débit volumique d air chaud à distribuer dans une pièce doit être déterminé en fonction de la quantité de chaleur par unité de temps 1 que perd cette pièce lors des journées les plus froides de l année (aussi appelée «pertes thermiques» ou «charge de chauffage»). Les débits volumiques calculés pourront alors être utilisés pour déterminer les dimensions des conduits du système de chauffage. Attention, la température de l air chaud ne doit pas dépasser 70 C (160 F) à la sortie des bouches de soufflage. Il est généralement recommandé de maintenir cette température entre 55 C (130 F) et 60 C (140 F). 1 La norme CAN/CSA-F280 Détermination de la puissance requise des appareils de chauffage et de refroidissement résidentiels fournit une méthode pour calculer la quantité de chaleur par unité de temps perdue par une pièce et par un bâtiment résidentiel lors des journées les plus froides de l année. CALCUL DU DÉBIT VOLUMIQUE L équation suivante peut être utilisée pour déterminer le débit volumique d air chaud requis dans une pièce afin de contrebalancer l effet des pertes de chaleur sensible de cette pièce en hiver : En système international d unités (SI) : c p X ρ X 10-3 X (T air chaud En système impérial d unités : c p X ρ X 60 X (T air chaud Q air chaud = débit volumique d air chaud requis pour compenser les pertes de chaleur sensible lors des journées les plus froides de l année, L/s ou pi³/min (PCM); q pièce = quantité de chaleur sensible par unité de temps que perd la pièce lors des journées les plus froides de l année, J/s (NB : 1 Watt = 1 J/s) ou Btu/h; = capacité thermique de l air, c p ρ J/(kg x C) ou Btu/(lb x F); = masse volumique de l air, kg/m³ ou lb/pi³; 10-3 = facteur de conversion de volume, m³/l; 60 = facteur de conversion de temps, min/h; T air chaud = température de l air chaud, C ou F; T pièce = température de la pièce, C ou F. Notez que la capacité thermique (c p ) et la masse volumique (ρ) de l air varient en fonction de la température, de la pression et du taux d humidité. Cependant, pour des raisons pratiques, l équation ci-dessus est généralement simplifiée en utilisant une capacité thermique de 1000 J/(kg x C) ou 0,240 Btu/(lb x F) et une masse volumique de 1,2 kg/m³ ou 0,075 lb/pi³. Ces valeurs correspondent approximativement à la capacité thermique et à la masse volumique de l air sec aux conditions normales de température et de pression (20 C et 101,325 kpa ou 70 F et 14,696 psi). 3

4 4 En utilisant ces valeurs de capacité thermique et de masse volumique, l équation du débit volumique peut être simplifiée ainsi : 1,2 X (T air chaud 1,08 X (T air chaud 1,2 = c p X ρ X 10-3 = 1000 X 1,2 X 10-3, en J/(L x C); 1,08 = c p X ρ X 60 = 0,240 X 0,075 X 60, en (Btu x min)/(pi³ x h x F). Par contre, l air chaud utilisé pour chauffer une pièce n a pas la même capacité thermique et la même masse volumique que l air sec aux conditions normales de température et de pression. Pour obtenir des résultats plus précis, il faut donc déterminer ces deux paramètres en fonction de la température, de la pression et du taux d humidité de l air chaud utilisé 2. Une méthode simple pour obtenir des résultats plus précis consiste à ajuster la masse volumique de l air en fonction de la température. C est le paramètre qui a le plus d influence sur le résultat final. Plus la température de l air est élevée, plus sa masse volumique est basse. C est la raison pour laquelle l air chaud a tendance à s élever audessus de l air froid. 2 Cette démarche nécessite d autres équations ainsi que l utilisation d un abaque psychrométrique. Pour plus de détails, veuillez consulter le Chapitre 1 «Psychrometrics» du 2009 ASHRAE Handbook - Fundamentals. Le tableau suivant indique les valeurs en SI de la masse volumique de l air sec à pression normale (101,325 kpa), pour différentes températures : Tableau 1 Valeurs en SI de la masse volumique de l air sec à pression normale (101,325 kpa), en fonction de la température Température (Cº) Masse volumique (kg/m 3 ) 15 1, , , , , , , , , , , ,029 Le tableau suivant indique les valeurs en impérial de la masse volumique de l air sec à pression normale (14,696 psi), pour différentes températures : Tableau 2 Valeurs en impérial de la masse volumique de l air sec à pression normale (14,696 psi), en fonction de la température Température (Fº) Masse volumique (lb/pi 3 ) 60 0, , , , , , , , , , ,0640

5 EXEMPLE DE CALCUL SIMPLIFIÉ DU DÉBIT D AIR CHAUD REQUIS : Mise en situation : Les besoins en chauffage d une pièce s élèvent à 1000 W (environ 3412 Btu/h). Cette pièce sera chauffée à l aide d un système de chauffage à air pulsé. La température de l air chaud en provenance du système sera de l ordre de 60 C (140 F). Question : Quel débit d air chaud devra être introduit dans cette pièce pour pouvoir y maintenir une température de 21 C (70 F) lors des journées les plus froides de l année? Solution ajustée en fonction de la masse volumique de l air chaud : L air chaud n est toutefois pas à température normale. Pour obtenir un résultat plus précis, on peut utiliser la masse volumique de l air sec à 60 C (140 F), c est-à dire 1,06 kg/m³ (0,066 lb/pi³) plutôt que 1,2 kg/m³ (0,075 lb/pi³) : Q air chaud = 1000 = 24 L/s 1000 x 1,06 x 10-3 x (60 21) 5 Solution simplifiée : Le débit d air chaud requis peut être estimé à l aide d une des équations simplifiées suivantes : Q air chaud = ,240 x 0,066 x 60 x (140 70) = 51 PCM Q air chaud = ,2 x (60 21) = 21 L/s Q air chaud = 3412 = 45 PCM 1,08 x (140 70) Notez que 1 L/s équivaut environ à 2,12 PCM. Les résultats des deux équations concordent donc puisque 21 L/s multiplié par 2,12 PCM/(L/s) égal environ à 45 PCM. CORPORATION DES MAÎTRES MÉCANICIENS EN TUYAUTERIE DU QUÉBEC 8175, boul. Saint-Laurent, Montréal (Québec) H2P 2M1 Tél. : (514) Fax : (514) Sans frais : cmmtq@cmmtq.org Reproduction interdite sans l autorisation écrite de la CMMTQ. Note : Le présent document vous est transmis à titre indicatif seulement. Pour de plus amples informations, nous vous invitons à consulter le Service technique de la CMMTQ. Dépôt légal _ 2013 Bibliothèque et Archives nationales du Québec Bibliothèque et Archives Canada