Le choix des techniques HVAC

Présentation au sujet: "Le choix des techniques HVAC"— Transcription de la présentation:

1 Le choix des techniques HVAC
Chauffer ? … C’est juste apporter un appoint en façade ! C’est donc la gestion de l’été qui sera le point de départ du choix !

2 Le choix des techniques HVAC
Climatiser ou refroidir naturellement ? On ne peut refroidir naturellement que si la charge thermique maximale ne dépasse pas 50 W/m²… Remarques : ratio clim classique : 100 W/m²… Possibilité de pulser en appoint de l’air hygiénique refroidi mécaniquement. Le choix des techniques HVAC

3 Charge thermique maximale ?
Voir : syllabus outil d’évaluation : « Bilan thermique d’un local en été » sur Energie+/climatisation/calculs

4 Si charge > 50 W/m², refroidir mécaniquement
Climatisation Si charge > 50 W/m², refroidir mécaniquement "Tout air" "Air + eau" « DRV" Ventilos-convecteurs

5 Choix du système de climatisation
Si densité d’occupation élevée (salle conférences, salle réunions, paysagers à forte densité, …) Système "tout air", idéalement à débit d’air variable ! (voir fichier « salle de spectacles.ppt ») Si transferts de chaleur internes (locaux informatiques fonctionnant en hiver, locaux à charge très variable, …)  Système « DRV«  (Débit de Réfrigérant Variable) Tous les autres cas (locaux de bureaux, chambres d’hôtel, …)  Système "Air + Eau", idéalement par plafonds refroidissants !

6 Schéma de principe de l’installation HVAC « Air + Eau » 1° ventilation

7 Schéma de principe de l’installation HVAC « Air + Eau » 1° ventilation 2° chauffage Schéma de principe de l’installation HVAC « Air + Eau »

8 Schéma de principe de l’installation HVAC « Air + Eau » 1° ventilation 2° chauffage 3° réfrigération

9 3 exemples d’immeubles de bureaux à Bruxelles
Royale – Brialmont Brussimmo Belliard

10 Exemple 1 : bâtiment Royale-Brialmont

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12 Structure portante Entraxe de 720 cm défini par les parkings en sous-sol Réparti en 3 modules de 180 et 2 modules de 90

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17 Détail du système HVAC : poutres froides dynamiques
Ce sont des poutres à 4 tubes (2 chaud / 2 froid). Une poutre par module. La sonde placée sur la reprise d’air commande les 2 vannes chaud et froid. Contraintes : on produit de l’air chaud par en haut… l’apport de chaud et de froid est conditionné par la pulsion d’air hygiénique. un débit d’air neuf double du débit hygiénique est nécessaire ! le réseau d’arrivée d’air est combiné au système thermique (difficulté de modifier les puissances, par exemple)

18 Interview de l’ingénieur du bureau d’études :
« …Les consommations sont élevées… les grandes surfaces vitrées sont catastrophiques au niveau du froid… (inconfort des occupants près des fenêtres)… C’est une nouvelle mode en architecture mais il faut savoir que cela correspond à une économie d’énergie zéro. Retenez-le ! » « … On a manqué de hauteur libre dans le plafond. Des gaines spéciales très, très plates de 18 cm ont du être fabriquées pour pouvoir gérer les croisement avec les chemins de câble !... » Question : quelle est la perte d’énergie liée à ce format de gaine ?

19 Impact de la forme de la gaine sur la consommation du ventilateur
Soit un conduit de 200 cm². Si la vitesse est de 5 m/s, le débit est de 0,1 m³/s Exemple : une section de 200 cm² est générée par un diamètre de 16 cm. (section = p x R² = p x ز/ 4) Mais aussi par un conduit de 10 sur 20 cm. Ou de 5 sur 40 cm. OUI, les sections sont équivalentes… Mais le débit qui passera dedans NON !

20 En terme de « pertes de charges » (= frottement sur les parois)
Impact de la forme de la gaine sur la consommation du ventilateur En terme de « pertes de charges » (= frottement sur les parois) Ø équivalent = 1,265 x (( a³ x b³) / (a + b)) 0,2 Exemple : pour transporter un débit donné, un conduit de 10 sur 20 aura les mêmes pertes de charges qu'un conduit circulaire de : 1,265 x (( 10³ x 20³) / ( )) 0,2 = 15,4 cm un conduit de 40 sur 5 aura les mêmes pertes de charges qu'un conduit circulaire de : 1,265 x (( 5³ x 40³) / (5 + 40)) 0,2 = 14,2 cm Autrement dit, à puissance égale le débit transporté sera de : 0,1 m³/s ,093 m³/s ,079 m³/s

21 Recommandations : ne jamais descendre sous un rapport 1/3 entre les côtés ! Préférer des conduits circulaires car possibilité de joints d’étanchéité.

22 - de préférence ,installer des conduits galvanisés.
Les conduits en asbeste ciment ont une rugosité 1,5 fois supérieure à ces derniers et les conduits isolés intérieurement, une rugosité 1,5 à 2 fois supérieure. Conduits isolés (thermique et acoustique) intérieurement au moyen de laine minérale recouverte de tissu de verre.

23 Impact des pertes de charges locales sur la consommation du ventilateur

24 Impact des pertes de charges locales sur la consommation du ventilateur

25 Exemple 2 : bâtiment Brussimmo

26 « Le besoin de représenter les activités de la compagnie par un bâtiment transparent, ouvert sur le monde a été demandé dès le début de la conception du projet ». La peau externe est donc composée de 100 % de vitrage et la peau interne de 72 % de vitrage. Cette double peau permet une bonne isolation sonore. (pourquoi ?)

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28 Détail du système HVAC : système VAV (Volume d’Air Variable)
Ici, l’air à évacuer est repris dans la double peau. D’où réduction des espaces réservés aux gaines d’air. C’est un circuit presque fermé où l’air tourne dans le bâtiment, avec une faible proportion d’air neuf injecté (environ 20%). Le groupe de pulsion général se trouve en toiture. S’il fait -10° ext, on pulse à 30°C. Mais en période de canicule, on pulse à 16°C. Le débit d’air pulsé est fonction des besoins (clapets commandés par la T° dans l’ambiance). Problème : comment éviter la condensation sur la face interne de la paroi externe de la double peau ??? Eh bien … dans certaines doubles-peaux, on réchauffe l’air qui y passe… !

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32 Exemple 3 : bâtiment Belliard

33 Exemple 3 : bâtiment Belliard

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38 Détail du système HVAC : système par plafonds froids
Critères de choix ? manque de place en hauteur (seulement 12 cm pour le pl. froid !) confortable plus faible consommation Chauffage ? chauffage de l’air hygiénique (qui a été gonflé à 45 m³/h.pers) pulsion le long des façades à partir du plafond reprise de l’air dans les couloirs Constat : inconfort ressenti par certains occupants situés près des vitres rayonnement froid du vitrage… fallait-il tant vitrer ??...