Dimensionnement des équipements : synthèse Master 2 – St Luc – 09-09-22 1.

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1 Dimensionnement des équipements : synthèse Master 2 – St Luc – 09-09-22 1

2 2 0° - Point commun Débit = Section x Vitesse Vitesse = 1 m/s en déplacement naturel (cheminée de ventilation, par exemple) …2… m/s au droit d’une bouche de pulsion d’air …5… m/s dans un conduit avec déplacement forcé par ventilateur Ex : un conduit de 40 sur 40 cm transporte de l’air issu d’un caisson de traitement d’air. Débit approximatif transporté (en m³/h) ? Débit = 0,4 x 0,4 m² x 5 m/s x 3.600 s /h = 2.880 m³/h Ex : un conduit circulaire doit transporter 7.200 m³/h. Quelle diamètre ? ________ Section = débit/vitesse = 7.200 m³/h / 3.600 s/h / 5 m/s = 0,4 m² --> Diamètre = √(0,4 x 4/π) = 0,71 m Ex : une grille de ventilation naturelle doit laisser passer 180 m³/h. Quelle longueur de grille au–dessus des fenêtres ? (sur base de 1cm de hauteur d’ouverture) Section = débit/vitesse = 180 m³/h / 3.600 s/h / 1 m/s = 0,05 m² --> longueur = 0,05/0,01 = 5 m

3 3 1° Ventilation hygiénique De l’air frais est apporté aux personnes à une température neutre : 21°C.

4 4 1° Ventilation hygiénique De l’air frais est apporté aux personnes à une température neutre : 21°C. Débit ? Si nombre de personnes connu : débit = 30 m³/h/pers x Nbre pers Sinon, ratios de la Réglementation Wallonne Exemple : 2,9 m³/h/m² dans un bureau. Chauffage ? Puissance = Débit x 4,8 Wh/m³ Où 4,8 Wh/m³ = différence d’enthalpie (= d’énergie) entre air entrant à 30°C 50% HR et sortant à 25°C 50% HR Puissance de chauffe = Débit x 0,34 Wh/m³.K x (21° - (- 8°)) K Refroidissement et déshumidification ?

5 5 4,8 Wh/m³ enthalpie

6 6 Remarque : si un récupérateur de chaleur est présent, il peut préchauffer l’air neuf et diminuer d’autant la puissance de la batterie de chauffe. 21° 15,2° -8° 21° -2,2° Exemple : soit un récupérateur avec un rendement de 80%. L’air entre à -8° et sort à 21 °C. L’air, qui arrive à -8°C, entre à -8° + 80% (21 – (-8°) = 15,2° C dans la batterie de chauffe.

7 7 2° Chauffage des locaux De la chaleur est fournie aux locaux pour vaincre les déperditions du local et conserver la température de consigne hivernale de 20°C. Situation 1 - La ventilation est centralisée (= l’air neuf hygiénique arrive déjà chaud ) Le chauffage du local ne doit fournir que la somme des pertes par les parois. Ex : Puissance radiateur =  a i U i S i  T°

8 8 Situation 2 - La ventilation est organisée dans le local Le chauffage doit compenser les pertes par les parois + le chauffage de l’air de ventilation. Ex : Puissance radiateur =[  a i U i S i + 0,34 Wh/m³.K x Débit vent.] x (20 - (-8°C))

9 9 3° Climatisation des locaux Du froid est fourni aux locaux pour vaincre les apports de chaleur du local et conserver la température de consigne estivale de 25°C maximum.

10 10 3° Climatisation des locaux Du froid est fourni aux locaux pour vaincre les apports de chaleur du local et conserver la température de consigne estivale de 25°C. Situation 1 : La ventilation est centralisée (= l’air neuf arrive déjà refroidi ) La climatisation du local doit vaincre les apports : Exemple pour un bureau : des personnes : 70 W / pers des équipements de bureautique : 25 W/m² au sol de l’éclairage 10 W/m² au sol du soleil par les fenêtres et par les murs 400 W/m² de vitrage S,E,O 600 W/m² de vitrage Hor 200 W/m² de vitrage N Situation 2 : La ventilation est organisée dans le local La climatisation doit compenser en + le refroidissement de l’air de ventilation. Ex : Puissance climatiseur =  tous les apports ci-dessus + Débit x 4,8 Wh/m³ Où 4,8 Wh/m³ = différence d’enthalpie entre air entrant à 30°C 50% HR et sortant à 25°C 50% HR

11 11 3° Climatisation des locaux Astuce 1 : L’homme humidifie l’air ambiant… Si l’appareil frigorifique (climatiseur, batterie de ventilo-convecteur, …) est très froid, la vapeur produite par l’homme va condenser. Il faut compter 60 Watts/pers. de puissance frigorifique en +.

12 12 3° Climatisation des locaux Astuce 2 : Le soleil peut entrer par les fenêtres de plusieurs façades … Il faudra cumuler les apports solaires … et voir quand ils sont maximaux ! + 0 6 12 18 24 0 6 12 18 24 apports vitrage Est apports vitrage Sud = apports totaux : 0 6 12 18 24

13 13

14 4° Application 1 Données : soit : une salle de réunion de 15 personnes des déperditions par -8°C de 4.000 Watts des apports de chaleur par +30°C de 8.000 Watts (y compris la chaleur latente des occupants) Quels débits pulsés ? Ventilation : Chauffage, si air pulsé à 35° C : > Débit d’air chaud = Climatisation, si air pulsé à 15°C > Débit d’air froid = = 14 D’où choix des débits d’air ? Si débit constant, Température réelle de chauffage en hiver : 20 + 4.000 / (0,34 x 2.350) = 25°C Débit d’air pulsé : 2.350 m³/h Débit d’air neuf : 450 m³/h Débit d’air extrait : 2.350 m³/h Débit d’air recyclé : 1.900 m³/h 15 x 30 = 450 m³/h Puissance/  c air x  T° = 4.000 W / (0,34 x (35°-20°)) = 785 m³/h Puissance/  c air x  = 8.000 W / (0,34 x (25°-15°)) = 2.350 m³/h

15 4° Application 1 Données : une salle de réunion de 15 personnes des déperditions par -8°C de 4.000 Watts des apports de chaleur par +30°C de 8.000 Watts Quelles puissances des batteries dans le caisson ? Puissance batterie de chauffe : Puissance batterie de refroidissement : 15 Déperditions de parois + chauffage air neuf = 4.000 + 0,34 x 450 x (20 – (-8) ) = 8.285 W Apports + refroidissement et déshumidification de l’air neuf = 8.000 + 4,8 Wh/m³ x 450 = 10.160 W

16 Un ventilateur souffle sur 2 échangeurs, alimentés en eau chaude ou en eau glacée. 4° Application 2

17 Données : soit : une salle de réunion de 15 personnes des déperditions par -8°C de 4.000 Watts des apports de chaleur par +30°C de 8.000 Watts (y compris la chaleur latente des occupants) Quels débits pulsés ? Ventilation : 15 x 30 = 450 m³/h Chauffage, si régime d’eau 60°C – 45°C : Climatisation, si régime d’eau 6°C – 11°C : > Débit d’eau chaude = Puissance/  c eau x  T° = 4.000 W / (1163 x (60°-45°)) = 0,23 m³/h > Débit d’air froid = = Puissance/  c eau x  = 8.000 W / (1163 x (11°-6°)) = 1,38 m³/h

18 18 Section = Débit / vitesse = 1,38 m³/h / 3.600 s/h /0,6 m/s = 0,00064 m² = 6,4 cm² --> Diamètre = √(6,4 x 4/π) = 2,9 cm = 29 mm Choix d’un tuyau de diamètre nominal : 32 mm Diamètre extérieur : 42 mm épaisseur de l’isolant thermique autour du conduit : 15 mm Diamètre extérieur du conduit avec isolant : 72 mm DIMENSIONS DE MISE EN OEUVRE du conduit : DMO mm 140

19 19 Il existe un formulaire qui vous fournit ce type d’info :