ACCUEIL / Systèmes de traitement d'air

Avant-propos:

Ce site résume les différentes notions nécessaires aux calculs de base sur les systèmes ou centrales de traitement d'air ou de climatisation et propose des extraits de cours qui vous aideront au dimensionnement et à l'appréhension.

Intitulé des extraits de cours :
1- Caractéristiques de base de l'air humide et principe des gaz parfaits nécessaire à la compréhension des équations de l'air humide
2- Pyschrométrie (Calcul complet des caractéristiques de l'air humide)
3- Diagramme psychrométrique ou diagramme de l'air humide (règles d'utilisation et méthodes de lecture des caractéristiques de l'air humide)
4- Évolutions élémentaires (Caractéristiques et équations d'un élément de centrale de traitement d'air)
5- Évolutions composées (combinaisons courantes des éléments ou batteries)
6- Renouvellement d'air neuf hygiénique dans le local (Réglementation)
7- Conditions de soufflage (procédures de calcul des conditions de soufflage dans un local pour combattre ses charges)
8- Maintien en pression à l'intérieur d'un local (surpression ou dépression par rapport à l'extérieur)
9- Étude de cas complète de climatisation de confort d'une salle de réunions

Logiciel DimClim :
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Logiciel DidaClim :
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Ces extraits de cours et les deux logiciels sont disponibles au téléchargement après avoir rempli préalablement le formulaire d'inscription qui vous est proposé dans le menu ci-dessus.

Principe général d'une installation centralisée

La perspective suivante présente schématiquement une installation de conditionnement d'air double flux classique :

Sur cette représentation simplifiée, les éléments sont les suivants : (passer le curseur sur les éléments pour la légende)

• Un ventilateur de soufflage (1) permet d'amener l'air traité au local via un conduit de soufflage (2).
  En bout de distribution, des registres de réglage (3) équilibrent (débit volumique réel distribué égal au débit préconisé par le C.C.T.P) chaque branche et des bouches de soufflage (4) diffusent l'air de façon homogène en tenant compte des critères de portée, de vitesse de diffusion...
• Un ventilateur de reprise (8) reprend l'air du local via un conduit de reprise (7) sur lequel est monté un registre de réglage (6) et une grille de reprise (5), placée dans une zone suffisamment éloignée des bouches de soufflage pour éviter un bipasse entre le soufflage et la reprise.
• L'air neuf entre sur la grille d'air neuf (14) et circule dans le conduit d'air neuf (13).
• Le rejet d'air vicié est réalisé au moyen d'un conduit de rejet (11) vers une grille de rejet (12).
• Un caisson de mélange à volets (9) permet de réaliser le dosage (mélange) entre le débit d'air neuf et d'air recyclé pour réaliser des économies d'énergie en respectant la réglementation relative au renouvellement d'air hygiénique.
• Enfin, dans la centrale et après le caisson de mélange, une section filtration (10) est chargée de réaliser la filtration de l'air. Cette filtration peut être complétée suivant la classe d'empoussièrement du local d'une deuxième section filtration juste après le ventilation de soufflage (filtre fin ou ultra-fin), et si nécessaire d'une filtration de très haute efficacité juste avant les bouches de soufflage (filtres absolus).
• Après la filtration, les batteries de traitement (10) , chargées de modifier les conditions thermohydriques de l'air, sont installées en série (l'une après l'autre) en fonction des besoins.

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Avant d'étudier les différentes techniques et calculs relatifs au traitement d'air d'un local, il est important de préciser la terminologie employée dans ce domaine:

• Climatisation :

  Elle consiste dans le maintien d'un niveau de confort pour les occupants d'un local (domaine résidentiel,tertiaire...).
  La température est le premier et principal paramètre contrôlé. Le deuxième paramètre, le degré hygrométrique, est souvent contrôlé dans les grands ensembles mais plus rarement sur les petits systèmes qui n'agissent que sur la température.

• Conditionnement d'air :

  Le traitement de l'air est réalisé pour créer une ambiance nécessaire à un processus industriel ou à la conservation d'un produit (domaine industriel). L'objectif à atteindre émane d'un cahier des charges très strict : le couple température/hygrométrie sera contrôlé avec la précision qui convient au processus.

NB : Les traitements complémentaires tels que la filtration (empoussièrement contrôlé...) , désinfection ( traitements antibactériens...) ne sont pas développés sur ce site.

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Suivant la qualité (stabilité, réactivité, personnalisation des ambiances...) du traitement à effectuer ( température, hygrométrie, concentrations en poussières, hygiène de l'air ... ) imposera l'utilisation d'un système plus ou moins complexe.

La grande richesse, le nombre important des différents systèmes de conditionnement d'air ou de climatisation, les variantes de chacun d'eux, l'enchevêtrement des techniques des uns par rapport aux autres, et l'évolution continuelle des techniques utilisées, rendent difficile de classer logiquement, et de façon claire, les différents systèmes employés.

Une classification simplifiée en fonction soit du matériel ou du fluide utilisé est proposée ci-après.

Classification simplifiée des systèmes de traitement d'air :

• Le matériel utilisé :

• Installation centralisée :

L'ensemble du matériel est regroupé dans une enveloppe appelée centrale de traitement d'air et dans laquelle sont regroupés tous les éléments permettant de changer les propriétés physiques et thermodynamiques de l'air à traiter. Cet air est ensuite distribué par un réseau de conduits et diffusé par des bouches de soufflage ou diffuseurs (N.B.: la partie distribution et diffusion n'est pas étudiée ici).

• Installation décentralisée :

Le traitement de l'air du local est effectué par des appareils complets et autonomes situés souvent dans ou prés des locaux à traiter. Ce sont principalement les climatiseurs autonomes, les "roof-top" ou modules de traitement autonome placés en toiture ...

    

• Installation semi-centralisée :

L'installation possède un traitement d'air centralisé (centrales d'air neuf hygiénique par exemple) et des traitements décentralisés situés dans les locaux (cassettes, unités terminales) ou dans les conduits d'air terminaux.

• Le fluide utilisé :

• Système "tout air" ou "air total" :

L'air est utilisé comme médium pour transporter les calories (air chaud) ou les frigories (air froid). Le traitement se fait en centrale de traitement d'air.

• Système "tout eau" :

L'eau est utilisée comme médium pour transporter les calories ou les frigories. Le groupe central de traitement d'air est remplacé par des appareils terminaux complets (avec ventilateur), et où toute le production thermique est réalisée par des batteries alimentées en eau ( ex : ventilo-convecteur ou unité de traitement d'air).

• Système mixte "air et eau" :

En plus de l'air traité en centrale utilisé comme véhicule thermique, des appareils secondaires ou terminaux,alimentés en eau chaude ou froide, complètent le traitement.

• Système à réfrigération ou chauffage direct :

Les appareils terminaux ont leur production énergétique autonome. En plus du ventilateur, ces appareils possèdent leur propre circuit frigorifique utilisé en climatiseur (refroidissement) ou pompe à chaleur (chauffage).

Toutes les applications de traitement proposées sur ce site font référence en grande partie aux systèmes dits "tout air" centralisés.

L'air humide étant le vecteur permettant de réaliser l'équilibre énergétique (dans ce cas, on dit aussi thermohydrique) des locaux à traiter, il convient au préalable de définir ses propriétés et caractéristiques.

⇒ Propriétés et caractéristiques de l'Air Humide