Table des matières
1. Déterminer les débits d'air nécessaires par pièce
En fonction de l'affectation et des pièces à traiter, on dimensionne toujours le réseau pour le débit maximum pouvant être supporté par l'installation. Voir dossier Concevoir un système de ventilation énergétiquement efficace > Définir les débits minimaux.
2. Etablir un schéma aéraulique simplifié
Schéma aéraulique repris comme exemple dans le dimensionnement des conduits d'air par pertes de charges constantes
3. Déterminer la vitesse maximale par conduit
Vitesses d'air recommandés et maximales dans les conduits aérauliques
| Bâtiments résidentiels | Bâtiments non résidentiels | |||
|---|---|---|---|---|
|
Recommandée [m/s] |
Maximale [m/s] |
Recommandée [m/s] |
Maximale [m/s] | |
| Conduit principal (s'il ne passe pas dans des zones occupées) | 4 | 6 | 6 | 8 |
| Conduit passant dans les zones occupées | 3 | 4 | 4.5 | 6 |
| Conduit terminal | 1.5 | 2 | 2 | 4 |
(source : CSTC)
4. Déterminer les dimensions des conduits de ventilation
On détermine d'abord le diamètre minimum que l'on adapte ensuite à un type de conduit et aux dimensions standardisées. On recalculera ensuite la vitesse d'air correspondant au conduit sélectionné.
CALCUL DE LA SECTION MINIMALE
La section minimale d'un conduit est déterminée à l'aide de la formule suivante :
A c est la section d'un conduit (en m)
Q est le débit d'air en m³/s
v est la vitesse de l'air en m/s.
Du calcul de la section, on détermine le diamètre du conduit. On introduit la notion de diamètre hydraulique pour sélectionner les conduits rectangulaires ou oblongs.
CALCUL DU DIAMETRE HYDRAULIQUE
Le diamètre hydraulique d'un conduit est déterminé à l'aide de la formule suivante :
D h est le diamètre hydraulique du conduit (en m)
A c est la section d'un conduit (en m²)
P est le périmètre du conduit (en m).
5. Déterminer les pertes de charge et la perte de charge maximale
Lorsque la section de chaque conduit d'air est déterminé pour chaque tronçon de distribution, on calcule les pertes de charge (voir Calcul des pertes de charges). Ces calculs de pertes de charge ne doivent pas se limiter aux pertes de charge des conduits : les pertes de charges engendrées par les équipements (bouches, silencieux, collecteurs, etc.) doivent aussi être prises en compte.
On recherchera ensuite le tronçon qui a la plus grande perte de charge. Cette perte de charge maximale correspond à la valeur limite qui permettra de déterminer la puissance du ventilateur.
Important :
- On visera, dans la mesure du possible, à minimiser cette perte de charge maximale (type de conduit, vitesse, section, nombre de coudes, etc.)
- Par tronçons, on visera à ne jamais dépasser la perte de charge de 1 Pa/m. Une perte de charge de 0,5 Pa/m est recommandée (voir méthode de la perte de charge constante exposée sur le site d'Energie+).
Le tableau ci-dessous reprend l'ensemble des calculs pour le tronçon I-L de la figure illustrant l'exemple.
Calcul du tronçon I-L de l'exemple
| Hypothèses | Objectif | Choix d'un conduit circulaire | Calcul des pertes de charges | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Débit [m³/h] | Longueur [m] | Vitesse [m/s] | Section [m²] | Diamètre [mm] | Diamètre [mm] | Vitesse [m/s] | [Pa/m] | [Pa] | |
| Conduit K-L | 3600 | 9 | 4.5 | 0.22 | 532 | 630 | 3.2 | 0.18 | 1.64 |
| Coude K (abaque) | 5400 | 630 | 4.8 | 3 | |||||
| Conduit J-K | 5400 | 1 | 6 | 0.25 | 564 | 630 | 4.8 | 0.38 | 0.38 |
| Coude J (abaque) | 5400 | 630 | 4.8 | 3 | |||||
| Conduit I-J | 5400 | 8 | 6 | 0.25 | 564 | 630 | 4.8 | 0.38 | 3.0 |
| Tronçon I-L | 5400 | 18 | 0.61 | 11.0 | |||||
Pour le tronçon étudié I-L, la perte de charge linéaire est de 0,61 Pa/m
6. Equilibrer le réseau
Equilibrer le réseau consiste à imputer sur chaque trajet (du ventilateur à la bouche de pulsion) la même perte de charge. Cette perte de charge correspond à la perte de charge maximale déterminée précédemment. L'équilibrage du réseau vise à éviter l'interaction des branches du réseau les unes avec les autres, afin de garantir les débits souhaités ainsi que les vitesses d'air à la sortie des bouches. Un réseau non équilibré peut entrainer des nuisances acoustiques.
Plusieurs moyens peuvent permettre d'équilibrer le réseau :
- Réajuster certains paramètres de dimensionnement (tracé aéraulique, forme et diamètre des conduits, vitesse d'air, etc.). Par exemple, il est envisageable de réduire le diamètre de certains conduits dans la mesure où la vitesse maximale n'est pas atteinte.
- Modifier certains accessoires (bouches, silencieux, collecteurs, filtres, etc.)
- Installer des organes de réglages (registre d'air manuel ou motorisé)
