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Dossier délivré pour Madame, Monsieur 14/09/2008 Toute reproduction sans autori

Dossier délivré pour Madame, Monsieur 14/09/2008 Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie énergétique BE 9 271 − 1 Traitement de l’air et climatisation Les composants et leurs fonctions par André BAILLY Directeur du laboratoire de la Compagnie Industrielle d’Applications Thermiques Michel CLERC-RENAUD Ingénieur de l’Institut national des sciences appliquées de Lyon Conseiller technique CIAT Emmanuel RUTMAN Ingénieur de l’École catholique d’arts et métiers de Lyon Responsable de l’équipe Confort du laboratoire CIAT et Claude TERNANT Ingénieur de l’École des hautes études industrielles de Lille (HEI) Ancien responsable du département Assistance technique de CIAT 1. Centrale de traitement d’air ................................................................. BE 9 271 - 2 1.1 Caisson de mélange.................................................................................... — 2 1.2 Caisson de filtration..................................................................................... — 3 1.3 Batterie chaude ............................................................................................ — 3 1.4 Batterie froide .............................................................................................. — 4 1.5 Caisson de bipasse...................................................................................... — 7 1.6 Humidificateur ............................................................................................. — 7 1.7 Ventilateur .................................................................................................... — 9 1.8 Récupérateurs d’énergie............................................................................. — 12 2. Régulation.................................................................................................. — 15 2.1 Capteurs ....................................................................................................... — 15 2.2 Différents types de régulation .................................................................... — 17 3. Réseau aéraulique.................................................................................... — 23 3.1 Gaines........................................................................................................... — 23 3.2 Bouches........................................................................................................ — 23 3.3 Systèmes de diffusion................................................................................. — 25 4. Conclusion................................................................................................. — 25 Notations et symboles .................................................................................... BE 9 270 Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. BE 9 274 n système de conditionnement d’air est généralement composé de trois éléments : —la centrale de traitement d’air traite l’air du point de vue thermique et de la qualité et met l’air en mouvement ; —la régulation agit sur différents paramètres pour maintenir les valeurs mesurées proches du confort désiré ; —le réseau aéraulique assure les liaisons entre la centrale de traitement d’air et les locaux desservis. Il sert également, en liaison avec l’extérieur, à l’introduction et à l’extraction d’air. Dans cet article, chaque composant de ces trois éléments est décrit en rappelant son rôle et son fonctionnement. U Dossier délivré pour Madame, Monsieur 14/09/2008 Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. BE 9 271 2© Techniques de l’Ingénieur, traité Génie énergétique TRAITEMENT DE L’AIR ET CLIMATISATION __________________________________________________________________________________________________ Ce document fait partie d’un ensemble de quatre articles sur le traitement d’air : [BE 9 270] Traitement de l’air et climatisation. Généralités [BE 9 271] Traitement de l’air et climatisation. Les composants et leurs fonctions [BE 9 272] Traitement de l’air et climatisation. Aspects thermiques et mécaniques [BE 9 273] Traitement de l’air et climatisation. Aspects acoustiques et physico-chimiques complétés par un fascicule de documentation [Doc. BE 9 274] Traitement de l’air et climatisation. Pour en savoir plus 1. Centrale de traitement d’air Le concepteur détermine la nature et l’ordre des composants de la centrale de traitement d’air (CTA) en fonction des résultats désirés. La figure 1 montre un exemple de composition comprenant : — un caisson de mélange (1) ; — un caisson de filtration (2) ; — une batterie chaude (préchauffage) (3) ; — une batterie froide (4) ; — une batterie chaude (réchauffage) (5) ; — un humidificateur (6) ; — un ventilateur (7). 1.1 Caisson de mélange ■ Rôle Le caisson de mélange standard (2 voies) est généralement utilisé pour réaliser le mélange de deux airs : — l’air neuf ; — l’air recyclé. Il est parfois destiné uniquement à assurer une sélection de circuit. Exemple : pour le fonctionnement tout air neuf ou le fonctionnement tout air recyclé. Dans certaines installations un peu plus sophistiquées, le caisson de mélange comporte une troisième voie, qui assure l’écoulement et le dosage de l’air extrait. Nous l’appelons généralement « caisson de mélange économiseur ». ■ Fonctionnement Le caisson de mélange standard « 2 voies » comporte, à l’intérieur ou à l’extérieur, des volets dont les lames peuvent être montées en parallèle (figure 2 a) ou en opposition (figure 2 b). Le caisson de mélange économiseur à 3 voies permet d’assurer : — le dosage et l’extraction d’air vicié ; — le dosage et l’introduction d’air neuf ; — le passage de l’air recyclé. Les 3 volets sont motorisés et solidaires. Il se monte sur une centrale de traitement d’air double qui est dotée de deux ventilateurs destinés à assurer le soufflage et la reprise (figure 3). − Figure 1 – Exemple de composition d’une centrale de traitement d’air Airrecyclé Air neuf Air primaire soufflé 3 4 1 5 7 2 6 Dossier délivré pour Madame, Monsieur 14/09/2008 Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. BE 9 271 3© Techniques de l’Ingénieur, traité Génie énergétique Figure 3 – Exemple de montage d’un caisson de mélange économiseur Dossier délivré pour Madame, Monsieur 14/09/2008 __________________________________________________________________________________________________ TRAITEMENT DE L’AIR ET CLIMATISATION Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie énergétique BE 9 271 − 4 1.2 Caisson de filtration L’opération de filtration n’a aucune action sur les caractéristiques thermiques de l’air. Elle n’apparaît pas sur le diagramme de l’air humide. Elle crée une chute de pression sur l’air. Elle fait cependant partie intégrante d’une centrale de traitement d’air. ■ Définition Filtrer consiste à éliminer d’un fluide gazeux tout ou partie des particules ou aérosols qu’il contient, en les retenant sur une couche poreuse appelée « média filtrant ». Le tableau 1 donne les techniques de mesure de l’efficacité d’un filtre. ■ Montage Les cellules de filtre utilisées sont aux dimensions internationales : 24 in x 24 in ou 12 in x 24 in soit 610 mm x 610 mm ou 305 mm x 610 mm. Nous indiquons ci-dessous : — les trois types de montage possibles ; — les qualités de filtres qui peuvent être sélectionnés pour chaque type de montage. ● Montage de type 1 à porte latérale (figure 4 a) avec glissières comprimables (portée horizontale) et filtres à efficacité de 65 à 90 % gravimétrique (GRAVI) (classification CEN 779 : G1 à G4). ● Montage de type 2 à porte latérale (figure 4 b) avec glissières comprimables (portées horizontale et verticale) et filtres à efficacité de 50 à 95 % opacimétrique (OPA) (classification CEN 779 : F5 à F8). ● Montage de type 3 à porte amont (figure 4 c) avec cadres universels et filtres à efficacité de 50 % OPA à 99,99 DOP ou NaCl (classification CEN 779 : F5 à F9 et CEN 1 822 : H10 à H12). ● Montage de type 1 et 2 à porte latérale (figure 4 d). Dans certaines applications, nous retrouvons le montage 1 plus le montage 2 alliant le préfiltre et le filtre. ■ Classification Le tableau 2 décrit les différentes qualités des filtres couramment installés dans les centrales de traitement d’air. 1.3 Batterie chaude ■ Rôle et fonctionnement La batterie chaude (figure 5 a) assure le préchauffage ou le chauffage de l’air à l’aide d’un fluide chaud qui peut être de l’eau, de l’eau surchauffée, de la vapeur, la condensation d’un fluide frigorigène ou des résistances électriques. Durant l’opération de chauffage, l’humidité absolue, ou teneur en humidité w, reste constante. En revanche, l’humidité relative ε (en %) diminue. Nota : ε est utilisé pour désigner la valeur de l’humidité relative sur le diagramme de l’air humide. Par contre, HR suit l’unité % pour désigner une valeur d’humidité relative (% HR). (0) Tableau 1 – Méthodes d’essais des filtres à air Méthode Applications Nature et mode de génération de l’aérosol d’essai Principe de mesure (1) Gravimétrie (GRAVI) Filtres à moyenne efficacité (préfiltre) L’aérosol d’essai est obtenu par dispersion, au moyen d’une trompe à air comprimé, d’une poussière synthétique composée de : — 72 % de silice, — 23 % de noir de carbone, — 5 % de linters de coton. La concentration est de 70 mg/m3 L’aérosol d’essai est dispersé dans la section d’entrée du banc d’essais. La poussière non retenue par le filtre à l’essai est recueillie sur le filtre de prélèvement. La masse de poussière recueillie sur le filtre de prélèvement et la masse de poussière émise sont déterminées par pesée. La perméance P du filtre est le rapport de ces deux masses. Opacimétrie (OPA) Filtres à haute efficacité L’aérosol d’essai est l’aérosol atmosphérique. Le diamètre médian de l’aérosol atmosphérique est variable d’un lieu à un autre. Il est en général compris entre 0,5 et 1 µm. La concentration, variable aussi, est comprise entre 0,02 et 0,3 mg/m3. La poussière atmosphérique, prélevée au moyen de deux sondes de prélèvement identiques, placées en amont et aval du filtre à l’essai, est recueillie sur deux disques de papier filtre à très haute efficacité. L’opacité des dépôts de poussière sur les deux disques de papier est mesurée au moyen d’un opacimètre. Les durées de prélèvement amont et aval sont choisies de telle sorte que les opacités des deux dépôts soient voisines. La perméance P du filtre est le produit du rapport des durées de prélèvement et du rapport des opacités des dépôts. DOP (n’est plus utilisée depuis 1996) Filtres à très haute efficacité L’aérosol d’essai est uploads/Industriel/ be-9271.pdf