[Aéraulique] Comment obtenir un soufflage optimum

[Le_mulet]

Salut,

Voila dans le cadre de mon stage, je dois optimiser la clim et la ventilation dans un atelier de traitement de surface ( HSP=3m50).

Après avoir calculé les apports thermiques (machine, pompes, soleil etc...) j'ai déduit un débit d'environ 40000 m3/h soit 12vol/h et une température de soufflage de 12°C sachant que celle ci peut varier en fonction du besoin.

Seulement, les registres sont tous ouvert et je dois déterminer le débit de soufflage pour chaque bouche qui sont des plafonniers classiques (600*600).

Et c'est la que je sèche, et que je me pose pas mal de question sur:

-Le comportement de l'air dans le local sachant qu'il y a pas mal d'obstacle, et d'apport thermique (machine).

-La vitesse de l'air ambiant qu'il faudrait obtenir

-La position des bouches de soufflages

Bref je vois mal comment obtenir une solution sans avoir recours à une simulation numérique qui serait hors de mes compétences et hors du budget (si il prennet un stagiaire c'est pas pour rien).

Auriez vous donc une méthode ou des formules à utiliser pour dimensionner le soufflage.

Cordialement,
-----

[NicoC14]

Bonjour,

Je ne suis pas sûr de comprendre.
Si vous savez le débit d'air souhaité et que vous pouvez maîtriser le débit d'air de chaque bouche, quel est en définitive le problème ?

Avez vous des entrées/sorties libres sur votre bâtiment ? (une porte ouverte la plupart du temps rentre dans cette catégorie, ou par exemple une simple cheminée avec grille)
Vous utiliser le terme "optimiser", à quoi fait-il référence spécifiquement ici ? Comment avez vous obtenu vos 40.000 m³/h ?

Le plus simple serait effectivement de coupler de la CFD à un outil d'optimisation, mais je comprends que ce ne soit pas possible.

[Le_mulet]

Désolé je vais essayer d'être plus clair.

En fait le système a été surdimensionné et l'entreprise voudrait réduire leur coût de ventilation.

Donc en faisant le bilan thermique j'en ai déduit un débit de 40000 pour une température de soufflage de 13°C.

Le pb c'est qu'aujourd'hui le soufflage est anarchique puisque tous les registres sont ouvert.

Je souhaiterais donc savoir quel débit attribué à chaque bouche sachant que la salle comporte des zones chaudes du fait de la présence de cuve chauffant à 60°C.

Je pourrais dire que je souffle partout à débit constant mais cela ne m'apparait pas logique.

C'est pour cela que si vous auriez une méthode des formules pour déterminer le débit à attibuer par zones.

[NicoC14]

Faisons une séparation virtuelle de votre espace, avec d'un côté une zone A contenant des cuves chaudes, et de l'autre une zone B n'en contenant pas.
Vous souhaitez que le renouvellement horaire de la zone A soit le même que le renouvellement horaire de la zone B, mais vous avez peur que "ça se passe mal" en distribuant vos registres de façon homogène dans les zones A et B, du fait du gradient de température (et donc par exemple qu'avec autant de bouches dans chacune des zones, physiquement l'air se renouvelle moins vite dans la zone B en moyenne à cause d'une convection dans la zone A qui draine de l'air de la zone B).

C'est de cela qu'il s'agit ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Le_mulet]

Pas tout à fait car le renouvellement d'air du local qui est de plus de 10 vol/h est amplement suffisant

En fait ce dont j'ai peur c'est d'avoir une zone froide et une zone chaude.

Et je voudrais "prendre" ce débit inutile que j'amène à la zone froide pour l'amener à la zone chaude.

[NicoC14]

Il m’apparaît suite à votre réponse que vous raisonnez en débit entrant, et non en débit sortant, ce qui signifie sans doute qu'il s'agit du débit sur lequel vous avez le plus de contrôle.
Mais pour être sûr de bien saisir la situation, quels sont les contrôles dont vous disposez sur le débit entrant, et quels sont les contrôles dont vous disposez sur le débit sortant ?
Et jusqu'à quel point avez vous la possibilité de modifier votre système de ventilation ?

Le problème d'une zone plus froide qu'une autre n'est-elle liée qu'au confort ? Au conditionnement de quelque chose de particulier ?
Il n'y a pas d'aspect "risque chimique" à considérer par exemple ?

[Le_mulet]

En effet il s'agit d'un débit entrant, et plus précisément d'une CTA tout air neuf à débit d'air constant.

La régulation se fait à l'aide d'une V3V fonctionnant en mélange sur la batterie froide faisant varier la température de l'air soufflé.

La CTA est équipé de volets et de régulateur de vitesse.

Les extracteurs sont équipés de régulateur de vitesse.

Pour le risque de pollution chimique et il est nécessaire de garder une dépression à l'intérieur du local. Mais l'extraction des polluants se fait principalement par des tours de lavage.

[NicoC14]

Et l'objectif est d'ajuster le débit au niveau de vos bouches de façon particulière (ie trouver un débit différent pour chaque bouche), de manière à avoir une température la plus homogène possible dans votre atelier ? Ou une zone chaude la plus refroidie possible ? (pour quelle raison ?)
Y a-t-il d'autres objectifs que la température ? (j'ai cru comprendre que le renouvellement horaire était une contrainte, mais que celle-ci était satisfaite)

[Le_mulet]

Exactement, l'objectif est d'avoir une température homogène en ajustant les débits.

Pour plus d'éclaircissement, il s'agit d'un local "carré" d'environ 1000m² les bouches de soufflage sont positionnés à l'intérieur du carré et les bouches d'extraction sur les "bords" du carrés.

Donc qu'en gros, il faudra souffl plus sur les bouches le plus "à l'intérieur" car cet air va échanger plus de calories.

Je pourrais aussi proposer de changer la position des bouches de soufflages et d'extraction.

Mais tout cela je voudrais pouvoir le justifier et le quantifier par des calculs, il y a très peu de littératures à ce sujet.

Les objectifs sont la température, et la dépression. L'hygrométrie n'est pas prise en compte.

Pour le renouvellement horaire des tests on montré que les taux de polluants étaient très bas.

[Le_mulet]

petit up sur mon sujet.

Persnonne n'a d'idée?

[NicoC14]

Bonjour,

Les cuves à 60°C sont-elles réparties de manière homogène dans votre local carré ? Par exemple, se concentrent-elles toutes au centre ?

[stefller]

Bonjour,

J'ai un peu suivi et j'ai juste une remarque. Attention à modifier le débit sur les bouches car elles sont conçus pour une plage particulière et si vous sortez de cette plage avec un débit supérieur il y aura un effet de "douche d'air". La vitesse d'air sera trop élevé en zone de confort (<1m80). Si les débits sont trop faibles, le brassage de l'air ne sera pas bon et des flux ascendants et descendants du à la convection apparaitront.

Sinon je suis d'accord avec le fait de faire un "découpage" de la zone, si vraiment les cuves créent des apports non négligeables. Cependant peut-être sont-elles capotées et/ou calorifugées.

[Le_mulet]

Bonjour,

Merci de m'avoir répondu, je vais répondre à vos questions séparément.

1°) Les cuves alimentent des lignes pour effectuer des dépôts de métal par électrolyse. Elles sont donc réparties sur 8 lignes de productions ce qui créent plusieurs allées dans l'atelier.

2°) Stefler, merci de me faire partager ton avis et justement en fouillant sur le net j'ai trouver les même mises en garde (stratification des locaux, augmentation/réduction de la portée du jet), ainsi que des recommandations sur la position des bouches de soufflages et d'extractions.

Simplement, je ne trouve pas de méthodes et de formules claires, on reste en surface.
Cela donne l'impression que la partie diffusion de l'air dans les dimensionnement de système de climatisation est faite à l'instinct.

[stefller]

Bonjour,

Pour la partie diffusion d'air ce n'est pas vraiment fait à l'instinct, comme tu le disais précédemment, la solution CFD est très bien. Sinon tu peux le faire toi même sur papier. Cependant il ne faut pas s'attendre à des formules claires qui te donne tout ce que tu veux. En effet, il existe différent type de diffuseur et d'un fabricant à un autre c'est encore différent. Il faut que tu reprennes la documentation technique des diffuseurs en place et que tu te lances dans les abaques fournit avec. Il est possible de trouver le taux de brassage, la vitesse à une certaine distance, l'angle de diffusion, etc. Tout ce dont tu as besoin pour avoir une certaine homogénéité de l'air. La stratification de l'air et son brassage par diffuseur est un problème récurrent, cependant dans ton cas la hauteur sous plafond reste faible et tu devrais t'en sortir avec de simple diffuseur.
Epluche la doc technique, tu trouveras tout ce dont tu as besoin pour le dimensionnement.

C'est des souvenirs mais vérifie quand même mais il me semble que en zone de confort, la vitesse de l'air doit être inférieure à 0.25m/s en bureau et 0.5m/s en atelier, chaîne de production, etc. Je pense qu'il existe une réglementation la dessus ou du moins des recommandations.

[Le_mulet]

Salut,

J'ai enfin réussi à trouver de la doc plutôt pas mal donc je vais un peu potassé dessus. Les notions ont l'air un peu complexe mais j'ai pas trop le choix.
Voici le lien au cas ou d'autres personnes serait intéréssées.

http://www.france-air.com/Portals/0/...to_complet.pdf

J'en profite aussi pour poster le plan des locaux, l'implantation des machines et les températures des allées que j'ai effectués pour une temp ext de 17°C.
En bleu on a les bouches de soufflage, en rose l'extraction et en jaune pâle les machines.

A noter, les deux machines du haut ne fonctionnent que très rarement c'est pour cela qu'on a une température aussi basse.