Exemple concret de calcul de réseaux aérauliques. Calcul de la perte de la charge d'une installation de ventilation.
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Calcul réseau aéraulique
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Exemple de calcul d'un réseau aéraulique

Réseau de distribution d'air

Le calcul s'effectue en fonction du circuit le plus défavorable en considérant que la perte de charge soit homogène sur l'ensemble des gaines.

Dans le cas présent 3 possibilités existent

  • 1° - Réseau principal de A à I + I à L
  • 2° - Réseau principal de A à I + I à C
  • 3° - Réseau principal de A à I + I à S

De toute évidence le cas N°1 s'impose.

L'installation assure l'amenée d'air neuf hygiénique. Cette installation fonctionne également en été (Température de référence 30°C). Etant donné qu'il n'y a pas de batterie froide sur le groupe d'introduction d'air neuf, le calcul de perte de charge sera effectué sur la base de 30°C.

Les débits d'air neuf par exemple indiqués dans les normes sont établis généralement sur une masse de 1,2 kg/m3 (soit l'équivalent à une température de 20°C - 40% hr)

Le programme Aeroduct placé sur ce site permet d'effectuer ce calcul de perte de charge en prenant en compte les éléments suivants.

  • L'altitude concernant le site de l'installation est de 80 m
  • Il est considéré que le réseau d'air n'est pas parfaitement étanche (5% de fuite d'air)
  • Les débits d'air de base en référence qui transitent dans les gaines sont à 20°C.
  • Température maximale de transit d'air définie à 30°C.

Réseaux aérauliques, réseau aéraulique

Les valeurs des pertes de charge des accessoires, tels que filtre, diffuseur, grilles, etc., sont indiquées dans les catalogues des différents constructeurs.

Dans certains cas les constructeurs fournissent des abaques pour connaître la perte de charge d'un filtre en fonction du débit d'air et du type de filtre.

Dans le programme de calcul tel que AeroDuct, il y a un module de calcul complémentaire qui vous permet à partir d'une perte de charge donnée en fonction d'un débit d'air, d'établir un module de perte de charge équivalent.

Avec un module de perte charge, vous pouvez comme par exemple pour un filtre connaître la perte de charge équivalente pour un débit d'air différent. Le calcul se fait comme pour un accessoire quelconque.

Calculs complémentaires

Le calcul peut être également effectué pour les autres cas, la différence de pression sera absorbée par l'intermédiaire de registres d'air insérés sur les déviations.

Dans l'hypothèse ou l'installation devait fonctionner à température constante, c'est à dire à 20°C, la perte de charge serait de 218.04 Pa, soit un écart de 3,73 Pa (soit environ 1%)

 

Vitesses d'air maximales préconisées

Installations types

Vitesses d'air admises selon types de locaux, gaines et bouches de soufflage.

Désignation locaux Type de gaine de distribution Vitesse gaines en m/sec. Bouches de sol Bouches de plinthe Bouches de plafond
Résidences Principale, secondaire et reprise 3,5 à 4,0 0,8 à 1,5 1,2 à 1,6 ******
Bureaux Principale, secondaire et reprise 3,5 à 4,0
2,0 à 3,0
1,0 à 1,6 1,5 à 2,5 2,5 à 3,5
Spectacles Principale, secondaire et reprise 3,0 à 4,0 ****** ****** 2,5 à 3,5
Ecoles Principale, secondaire et reprise 3,5 à 4,5 ****** 2,2 à 3,0 3,0 à 4,0
Bâtiments publics Principale, secondaire et reprise 3,0 à 4,5 ****** 3,0 à 3,5 3,5 à 4,0
Restaurants Principale, secondaire et reprise 3,0 à 4,0 1,5 à 2,0 3,0 à 3,5 3,0 à 4,0
Ateliers bruyants Gros débit, secondaire et reprise 10 à 14
6 à 8
4 à 6
****** ****** 5,0 à 7,0
Ateliers calmes Débit moy., secondaire et reprise 6 à 7
5 à 6
4 à 6
****** 4 à 6 3 à 5

 

Installations "basse pression" (Vitesse maxi 8 à 10 m/s)

Débit de transit dans les gaines Vitesse maxi
- Débit maxi < 300 [m³/h] 2.5 [m/s]
- Débit maxi < 1 000 [m³/h] 3 [m/s]
- Débit maxi < 2 000 [m³/h] 4 [m/s]
- Débit maxi < 4 000 [m³/h] 5 [m/s]
- Débit maxi < 10 000 [m³/h] 6 [m/s]
- Débit maxi > 10 000 [m³/h] 7 [m/s]

Dans le programme Aeroduct les vitesses d'air supérieures aux valeurs silencieuses préconisées dans les installations à basse pression sont signalées par un affichage en jaune de la cellule concernée.

Installations "haute pression" (vitesses d'air > à 10 m/s) - Ejecto-convecteurs, débits variables, Etc.

Débit dans les réseaux de gaines Trémies Circulations Locaux intérieurs
- 100000 à 70000 (m3/h) 30 m/s    
- 70000 à 40000 (m3/h) 25 m/s    
- 40000 à 25000 (m3/h) 22 m/s 20 m/s  
- 25000 à 17000 (m3/h) 20 m/s 17 m/s 16 m/s
- 17000 à 10000 (m3/h) 17 m/s 15 m/s 14 m/s
- 10000 à 5000 (m3/h) 15 m/s 12 m/s 12 m/s
- 5000 à 2000 (m3/h) 12 m/s 10 m/s 10 m/s
- inférieur à 2000 (m3/h) 10 m/s 10 m/s 10 m/s
- Clapet coupe-feu 10 m/s 10 m/s 10 m/s
  • Il est recommandé de partir dans les gaines principales à une vitesse de 20 à 22 m/s.
  • Les gaines principales et secondaires sont généralement calculées sur une base de 8.5 Pa / m.
  • Les boîtes sont sélectionnées sur la base du niveau sonore admissible lorsque la pression à l'entrée des boîtes est de 750 Pa.
  • La réduction de vitesse peut provoquer un regain de vitesse.

    Système à "doubles tubes" (moyenne ou haute pression)

  • Le circuit des gaines d'air froid est calculé pour 100% du débit requis.
  • Par contre, pour le réseau de gaines d'air chaud, on admet 50% à 75% du débit d'air froid selon les charges thermiques.
  • L'écart entre la température des locaux en été et celle de l'air dans la gaine d'air froid est de 10 à 13°C.
  • En ETE, la température de l'air chaud dans la gaine est maintenue au moins à + de 3°C au-dessus de la température moyenne de l'air de reprise d'air.

La vitesse de l'air dans les conduits ne peut dépasser une certaine valeur. Il en résulte une section minimale des conduits en dessous de laquelle il est déconseillé de descendre pour des raisons suivantes :

  • Augmentation du bruit de bruissement de l'air dans les conduits droits et surtout au
    niveau des déviations.
  • Augmentation des pertes de charge et de l'énergie consommée par le ventilateur.

Exemple : une diminution de moitié de la section double la vitesse de l'air, augmente les pertes de charge et donc la puissance absorbée par le ventilateur par un facteur 4.

Un circuit dont la vitesse de l'air au niveau des conduits est semblable à la vitesse de l'air
au niveau des bouches est très sensible à l'ouverture et à la fermeture de celles-ci.

 

Pertes de charge équipements divers

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