Table des matières
- Comment fonctionne une boîte VAV ?
- Les avantages et inconvénients d’une boîte VAV ?
- A quels locaux et à quelles affectations convient une boîte VAV ?
- Où faut-il placer la boîte VAV dans le système de ventilation ?
- Quelles sont les conséquences et les solutions acoustiques pour la boîte VAV ?
- Comment est commandée une boîte VAV ?
- Quelles sont les autres caractéristiques d’une boîte VAV ?
- En quoi consiste l’entretien de la boîte VAV ?
- Peut-on contrôler la température d’un espace avec une boîte VAV ?
- Est-il possible d'intégrer une boîte VAV lors de travaux de rénovation ?
- Aspects réglementaires et normatifs
- Aller plus loin
Comment fonctionne une boîte VAV ?
Une boîte VAV se compose d'une vanne qui peut changer de position grâce à un servomoteur, d’un détecteur de débit et d’un module de réglage.
Un capteur mesurant l’occupation dans le local à réguler, envoie un signal lorsqu’il atteint une valeur paramétrée et le servomoteur modifie la position de la vanne. En modifiant la position de la vanne, la boîte VAV induit une pression accrue ou réduite dans les conduits. Un capteur de pression dans le système de ventilation commande le ventilateur central, qui adaptera son débit afin de maintenir une pression égale dans les conduits. C’est ainsi que la boîte VAV adapte le débit en modifiant la pression dans les conduits. Le champ d’action de la vanne peut être réglé au niveau du module de réglage, en paramétrant un débit minimal et maximal.
Les avantages et inconvénients d’une boîte VAV ?
Les boîtes VAV optimisent le débit de ventilation dans des espaces où l’occupation est variable. Dans certains espaces, comme des magasins, des halls de production ou des cages d’escalier, il y a peu de variation en termes d'occupation. D’autres espaces, tels que des salles de concert, varient seulement de tout à fait pleins à tout à fait vides. Dans ce type d’espaces, les boîtes CAV ou “constant air volume”, qui donnent un volume constant, sont plus intéressantes et moins coûteuses.
|
Avantages |
Inconvénients |
|---|---|
|
|
A quels locaux et à quelles affectations convient une boîte VAV ?
La boîte VAV se prête particulièrement bien aux zones ou locaux où l’occupation est changeante. Les locaux tels que des salles de réunion ou des espaces de bureau requièrent souvent des débits de ventilation importants, ceux-ci étant déterminés en fonction de leur occupation maximale. Mais en sachant que ces locaux sont rarement occupés en permanence et restent même souvent vides, un débit de ventilation continu consommerait une grande quantité d’énergie inutilement. Le registre VAV peut donc, au moyen d’un capteur, réguler le débit en fonction de l’occupation réelle.
En plus de la ventilation hygiénique, la boîte VAV est aussi souvent utilisée dans des systèmes de conditionnement d’air qui utilisent les mêmes conduits. Cela permet de commander le chauffage ou le refroidissement par zone, ce qui a un impact important sur les frais de consommation du système.
Il est rare qu’un système de régulation VAV soit utilisé dans des applications résidentielles en raison de la faible variation au niveau de l’occupation. L’économie qui serait engendrée par la boîte VAV est minime dans ce cas.
Les locaux où une boîte VAV est généralement utilisée sont les suivants :
- Bureaux
- Classes
- Salles de réunion
- Espaces polyvalents
- Réfectoires
- Chambres d’hôtel et d’hôpital
Gaines de ventilation équipées en boites VAV
Où faut-il placer la boîte VAV dans le système de ventilation ?
La boîte VAV est généralement placée dans un conduit central, avant les ouvertures de pulsion ou d’extraction du local ou de la zone à réguler. Cela permet de répartir équitablement les changements entre toutes les ouvertures de ventilation du local.
Chaque boîte VAV modifie le débit dans l’ensemble du système. Par conséquent, les espaces équipés de bouches qui ne sont pas précédées d’une boîte CAV ou VAV, verront également leur débit modifié. En pratique, on y utilise généralement des boîtes CAV afin d’y maintenir des débits constants. C’est possible grâce à une boîte CAV placée à un endroit centralisé, qui maintient un débit constant simultanément dans différentes pièces. Le débit peut ensuite être réglé dans chaque espace au niveau de la bouche de ventilation.
La plupart des boîtes VAV ne peuvent pas être placées directement après un coude afin d’éviter les turbulences. Certains fabricants proposent des modèles qui permettent d’éviter ce problème mais ils sont d’office plus chers à l’achat.
Souvent, la boîte VAV n’est pas installée dans le local même en raison du bruit que la régulation peut générer. C’est la raison pour laquelle on choisit souvent d’installer la boîte dans un hall ou un débarras, afin que le conduit de ventilation puisse pénétrer dans le local après la boîte.
La boîte VAV doit rester accessible pour pouvoir commander le module de réglage ou pour effectuer éventuellement la maintenance. Dans la plupart des cas, la boîte est accessible via un faux plafond mais dans d’autres, il faut prévoir une trappe de surveillance.
Le diamètre de la boîte VAV doit toujours être inférieur à celui du conduit car une pression minimale est nécessaire pour mesurer la vitesse de l’air.
En pratique, on prévoit généralement des boîtes VAV aussi bien sur les conduits de pulsion que d’extraction de l’espace à réguler pour éviter les différences de pression dans le système de ventilation. Dans ce cas, la boîte VAV située sur l’extraction est généralement commandée par la boîte située sur les conduits de pulsion, qui est à son tour commandée par le capteur qui se trouve dans le local.
Quelles sont les conséquences et les solutions acoustiques pour la boîte VAV ?
En réduisant les flux d’air dans les conduits de ventilation, la boîte VAV a un impact positif sur l'acoustique liée au transport d’air dans ces conduits (réduction de la vitesse de l’air). L’orientation des vannes peut toutefois engendrer un bruit dérangeant.
Etant donné que les vannes réduisent la section du conduit, il se peut qu’il y ait une production de bruit aérien dans certaines positions. C’est pourquoi il est recommandé d’installer autant que possible la boîte VAV en dehors du local à réguler. Si ce n’est pas possible, on peut opter pour l’ajout d’une couche d’isolant acoustique au sein de la boîte VAV. C'est une option fournie par les constructeurs. Le bruit produit peut varier de 15 à 50 dB(a), en fonction de la vitesse de l’air et du diamètre.
Il reste conseillé d’installer un silencieux après la boîte VAV.
Si on opte pour une boîte VAV isolée, y sont généralement intégrés 50 mm d’isolation acoustique de type “laine minérale”.
Comment est commandée une boîte VAV ?
L’occupation du local peut être mesurée de différentes manières. En fonction du type de local, on peut opter pour un capteur basé sur le CO2, les COV, l’humidité relative ou la mesure de température. Si on le souhaite, tout capteur transmettant un signal de 0-10V peut commander le capteur VAV.
Il est possible de paramétrer au niveau du module de réglage quel débit correspond à un signal de 0V et lequel correspond à un signal de 10V, fixant ainsi le débit minimal et maximal dans le local. Dans la plupart des cas, la variation peut se situer entre 10 et 100% du débit nominal. La position du clapet peut être réglée progressivement entre ces deux positions extrêmes.
Le module de réglage peut faire partie intégrante de la boîte VAV ou être un appareil distinct. Dans le cas d’un module de réglage distinct, cela peut être un système de gestion du bâtiment, qui rassemble plusieurs capteurs et les relie à différentes boîtes VAV.
Attention : le champ d’action réel de la boîte VAV dépend aussi du diamètre.
Quelles sont les autres caractéristiques d’une boîte VAV ?
Des boîtes VAV sont disponibles en plusieurs diamètres, de 100 à 400mm ou de forme carrée, de 100x100mm à 1000x400mm et plus.
Le champ d’action va de 35 à +6000 m³/h mais le champ d’action idéal sera différent pour chaque dimension et doit donc être vérifié au cas par cas.
Il existe différents modèles pour des situations spécifiques, comme de faibles vitesses d’air ou un fonctionnement particulièrement silencieux.
En quoi consiste l’entretien de la boîte VAV ?
Il n’est pas nécessaire de procéder à un entretien périodique mais comme indiqué précédemment, la boîte doit être accessible pour effectuer des réparations éventuelles ou pour modifier le module de réglage. Certains modèles sont équipés d'un volet ou d’un manchon coulissant qui permet l’inspection des clapets et du capteur de débit.
Peut-on contrôler la température d’un espace avec une boîte VAV ?
Dans les systèmes de traitement d’air où le système de ventilation sert aussi au chauffage ou au refroidissement, les boîtes VAV sont importantes pour réduire les coûts d’utilisation du système. Dans ce type de systèmes, le groupe de ventilation sera équipé d’un groupe de chauffage et/ou de refroidissement qui, en hiver, chauffera l’air insufflé et le refroidira en été. La boîte VAV peut, à l’aide d’un capteur de température placé dans la pièce, réguler la température ambiante en adaptant les débits insufflés. La température de l’air insufflé est maintenue constante (chaud en hiver, froid en été).
Dans la plupart des cas, les débits imposés par la ventilation hygiénique seront insuffisants pour chauffer les espaces uniquement avec de l’air chaud. C’est pourquoi une source de chauffage secondaire est nécessaire dans la plupart des cas. Cette source secondaire peut prendre la forme de radiateurs supplémentaires ou d’une batterie de chauffe derrière la boîte VAV, afin de chauffer plus fort l’air insufflé.
Si la boîte VAV est commandée par la température, il faut veiller à ce que la ventilation hygiénique reste garantie, même en l’absence de demande de chaleur ou de froid.
Est-il possible d'intégrer une boîte VAV lors de travaux de rénovation ?
Il est possible d'intégrer des boîtes VAV dans le cadre de la rénovation d’un système de ventilation. Il est recommandé dans ce cas de prévoir des boîtes VAV et/ou CAV partout. Si la boîte VAV adapte le débit dans un local donné, le débit général sera adapté dans toutes les conduites. Les grilles de pulsion ou d’extraction qui ne sont pas reliées à une boîte VAV ou CAV, changeront donc continuellement de débit sous l’effet de la régulation dans d’autres espaces. Pour les espaces où l’occupation est relativement constante, il vaut mieux installer une boîte CAV afin que les débits restent constants.
Aspects réglementaires et normatifs
Réglementation chauffage et climatisation PEB
Normes
Voir la section Réglementations et normes du dossier
Aller plus loin
- Dossier | Concevoir un système de ventilation énergétiquement efficace > Aller plus loin
- Energieplus
- débit d’air variable (FR)
- E. Poncelet, La Boite VAV et la mesure CO2, ATIC (FR)
Dispositif | dispositifs de régulation
