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OFPPT

ROYAUME DU MAROC

MODULE N:21 RESEAU AERAULIQUE

SECTEUR : FROID ET GENIE THERMIQUE SPECIALITE :TECHNICIEN SPECIALISE EN GENIE CLIMATIQUE NIVEAU : TECHNICIEN SPECIALISE

MAI 2003

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION

RESUME THEORIQUE &

GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES

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Remerciements La DRIF remercie les personnes qui ont particip ou permis llaboration de ce Module de formation.

Pour la supervision : GHRAIRI RACHID : Chef de projet du Secteur Froid et Gnie Thermique BOUJNANE MOHAMED : Coordonnateur de C D C du Secteur Froid et Gnie Thermique

Pour llaboration :

BOUJNANE. LIOUBOV Formatrice l ISGTF DRGC

Pour la validation : Mr .Ahmed LAKDARI : Formateur lISGTF Mr Omar OUADGHIRI : Formateur lISGTF

Les utilisateurs de ce document sont invits

communiquer la DRIF toutes les remarques et suggestions afin de les prendre en considration pour lenrichissement et lamlioration de ce programme.

Monsieur Said SLAOUI DRIF

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SOMMAIRE

PAGE

Prsentation du module Rsum de thorie I. Classification des rseaux de gaines. I-1. La vitesse dair I-2 La pression I-3 Le tube de Pitot II. Influence des facteurs conomiques sur le trac des gaines. II-1 La construction des gaines II-2 Gains ou pertes de chaleur. II-3 Installation des gaines II-4 Pertes de charge linaires II-5 Pertes de charge particulires II-6 Coefficient de forme II-7 Considration sur le trac des gaines III. Calcul des rseaux de gaines. III-1 Mthodes de calcul III-2 Utilisation des courbes et des tables III-3 Accessoires de systmes de distribution dair IV. Divers types de ventilateurs IV-1 Types des ventilateurs IV-1 Caractristiques principales dun ventilateur IV-2 Courbes caractristiques dun ventilateur IV-3 Choix dun ventilateur IV-4 Ventilateurs vitesses de rotation variable V. Rpartition de lair dans le local V-1 Critres dune bonne diffusion de lair V-2 Diffrents modles de diffuseurs V-3 Implantation des bouches V-4 Applications types V-5 Choix des bouches de soufflage

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Guide de travaux pratique

PAGE

I. TP1 I-1 Classement des rseaux de gaines en fonction de la vitesse I-2 Classement des rseaux de gaines en fonction de la pression I-3 Explication de lutilisation de tube Pitot II- TP2 II-1 Construction des gaines II-2 Les gaines ou pertes de chaleur. II-3 Calcul de lisolution des gaines II-4 Calcul des pertes de charge linaires II-5 Calcul des pertes de charge particulires II-6 Calcul du coefficient de forme II-7 Pices de transformation III. TP3 III-1 Mthodes de calcul des rseaux de gaines III-2 Utilisation des courbes et des tables III-3 Accessoires des systmes de distribution dair IV. TP4 IV-1 Les ventilateurs IV-2 les caractristiques principales dun ventilateur IV-3 Les courbes caractristique dune ventilateur IV-4 Choix d un ventilateur IV-5 Les ventilateur vitesse de rotation variables V. TP5 V-1 Les critres dune bonne diffusion de lair V-2 Les diffrents modles de diffuseurs V-3 Limplantation des bouches V-4 Application types

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PRESENTATION Le module N- 21 : Rseau araulique sinscrit parmi les modules qualifiants de la formation du Technicien Spcialis en Gnie Climatique. Le contenu de ce module permet au formateur de prparer convenablement les apprentissages des savoirs et du savoir faire et de faciliter latteintes des objectifs viss pour la matrise du rseau araulique. Le volume horaire thorique est de : 44 heures Le volume pratique est de 28 heures

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MODULE 21: RESEAU AERAULIQUE

Dure :72 heures OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT

Comportement attendu : Pour dmonter sa comptence le stagiaire doit : dimensionner un rseau araulique et matriser les techniques de rpartition de lair dans le local, selon les conditions et les critres qui suivent : Conditions dvaluation :

- A partir des plans des locaux climatiser - A laide de la documentation technique ( courbes, tables) - A partir des consignes donnes par lenseignant ou lenseignante

Critres gnraux de performance : - Justesse de considrations sur le tracs des gaines - Utilisation du mthode appropri du calcul dun rseau des gaines - Exactitude des calculs sur les courbes et les tables

- Matriser des techniques de rpartition de lair dans le local

Prcisions sur le comportement attendu : Critres particuliers de performance

A.Classifier les rseaux de gaines B. Etudier linfluence des facteurs conomiques sur le trac des gaines C. Calculer les rseaux des gaines en utilisant les courbes et les tables D.Dcrire divers types de ventilateurs E.Rpartir lair dans un local

- Exactitudes de classification des rseaux de gaines suivant la vitesse dair et de la pression - Description juste des facteurs conomiques influant sur le trac des gaines - Exactitude des calculs - utilisation juste des courbes et des tables - Exactitude des description de divers types de ventilateurs

- Justesse de distribution de lair dans le local selon les rgles de lart

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OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU

Le stagiaire doit matriser le savoir, le savoir-faire , le savoir percevoir et le savoir-vivre , jugs pralables aux apprentissages directement requis pour latteinte de lobjectif oprationnel de premier niveau, tels que :

Avant dapprendre classifier les rseaux de gaines le stagiaire doit connatre les

paramtres suivants (A ) : 1. La vitesse dair 2. Les pressions statiques, dynamiques et totales 3. Utiliser le tube de Pitot

Avant dapprendre tudier linfluence des facteurs conomiques sur le trac des gaines le stagiaire doit (B ) :

4. Connatre les diffrents types de gaines 5. Connatre les pertes de chaleur par les gaines 6. Calculer les pertes de charges linaires 7. Calculer les pertes de charges particulires 8. Connatre le rapport des dimensions de gaines 9. Dcrire les types des coudes et des transformations

Avant dapprendre calculer les rseaux de gaines le stagiaire doit(C ) :

10. Dcrire les mthodes de calcul dun rseau des gaines 11. Utiliser les courbes 12. Utiliser les tables 13. Calculer la longueur total quivalente 14. Dcrire les accessoires de systmes de distribution dair

Avant dapprendre des divers types de ventilateurs le stagiaire doit (D) :

15. Distinguer les types de ventilateurs 16. Dcrire les caractristiques et le mode de fonctionnement des ventilateurs 17. Montrer le mode dentretien des ventilateurs 18. Dcrire les mthodes et les principes dajustement des ventilateurs

Avant dapprendre rpartir lair dans le local le stagiaire doit (E ) :

19. Connatre des critres dune bonne diffusion de lair 20. Dcrire les types des bouches de soufflage et de reprise

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Module n- 21 : RESEAU AERAULIQUE

RESUME DE THEORIES

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Dure : 8heure

I CLASSIFICATION DES RESEAUX DE GAINES

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Les rseaux de gaines ont pour but de vhiculer lair depuis la centrale de traitement jusquau local conditionner. Pour accomplir cette fonction dune manire rationnelle, linstallation doit tre calcule en tenant compte de certaines sujtions, telles que encombrement, pertes de charge, vitesse, niveau sonore, gains de chaleur et fuites. Les rseaux de gaines de soufflage et de reprise sont classs en fonction de la vitesse et de la pression intrieures. I 1 Vitesse dair Lair peut tre vhicul dans des rseaux de gaines. Soit conventionnels ou faible vitesse soit grand vitesse .La ligne de dmarcation entre ces deux systmes nest pas trs bien tablie pourront servir de guide : 1.installation de climatisation commerciale (confort) Basse vitesse jusqu 12,5m/sec

Normalement ente 6m/sec. et 11m/sec a) Grande vitesse Au-dessus de

12,5m/sec 2. Installation de climatisation industrielle (confort)

a) Base vitesse jusqu 12,5m/sec. Normalement entre 11m/sec . et 12,5m/sec. 25m/sec

b) grande vitesse de 12,5m/sec . 25m/sec

Normalement, les rseaux de prise des installation base vitesse . les vitesse recommandes pour des installations d confort , immeubles commerciaux et usines , sont les suivantes (rseau de reprise) : 1.Installation commerciale (confort)-Basse vitesse jusqu 10m/sec .Normalement entre 7,5m/sec. et 9m/sec 2.Installation de climatisation industrielle (confort)-Base vitesse jusqu 12,5m/sec. Normalement entre 9m/sec. et 11m/sec.

La vitesse de bas dun rseau de gaines, dpend principalement du niveau sonore admissible, du prix de revient initial, ainsi que des frais dexploitation. Les vitesse recommandes pour les gaines de soufflage et de reprise des rseaux basse vitesse, dictes par lexprience, sont indiques table1. Dans les rseaux grande vitesse, la vitesse dans les gaines de soufflage est gnralement limit 25m/sec Au-dessus de cette valeur , le niveau sonore peut devenir gnant et les frais dexploitation ( pertes de charge ) excessif. Le choix de la vitesse de laire leve correspondent des section de gaine plus faible et , par consquent, un moindre prix de revient. Par contre , les pertes de charge plus importantes entranent des frais dexploitation plus leve , et peuvent conduire choisir un moteur et un ventilateur dun modle suprieur . Les vitesse limites indiques table 1 pour les gaies de reprise sont valables galement pour les rseaux grande vitesse, moins quun traitement acoustique permette des vitesses plus leves.

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TABLE 1- VITESSE MAXIMALES RECOMMANDEES DANS LE RESEAUX BASSE PRESSION (m/s)

Facture limitatif-perte de charge gaines principales drivations application

facture limitatif niveau de bruit gaines

principales soufflage reprise soufflage reprise Pavillons 3,0 5,0 4,0 3,0 3,0 Appartements Chambre dhtel Chambre dhpital

5,0 7,5 6,5 6,0 5,0

Bureaux privs Bureaux de direction Bibliothques

6,0

10,0 7,5 8,0 6,0

Thtres Auditorium

4,0 6,5 5,5 5,0 4,5

Bureaux communs Restaurants Magasins de luxe Banques

7,5 10,0 7,5 8,0 6,0

Magasins courants Caftrias

9,0 10 ,0 7,5 8,0 6,0

Industrie 12,5 15,0 9,0 11,0 7,5 I-2 PRESSION Les rseaux de distribution dair sont diviss en trois catgories relativement la pression : Basse, moyenne et haute. Ces catgories qui correspondent aux classes I,II,III des ventilateurs, sont dfinies comme suite : 1.Basse pression jusqu 100mm/CE- Ventilateur classe I. 2.Pression moyenne de 100mm 170mm/CE- Ventilateur classe II. 3Haute pression de 170mm/CE jusqu' 300mm/CE- Ventilateur classe III. Ces pression correspondent la hauteur manomtrique totale, y compris les pertes de charge travers le matriel de traitement dair, le rseau de distribution et les diffuseurs dair. En araulique, on distingue 3 sortes de pressions lintrieur dun conduit :

- La pression effective pe - La pression dynamique pd - La pression totale pt.

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a) pression effective pe La pression effective est la pression de lair dans le circuit, par rapport latmosphre. Cest donc la diffrence entre la pression absolue p exerce sur les parfois intrieures et la pression atmosphrique. Donc : pe= p- pa Mesure de pe Au tube de Pitot = b) pression dynamique pd : La pression dynamique rsulte de lcoulement de laire dans le conduit, et est donne par la relation . Pd= x w2 /2

pd en pascal (pa) = masse volumique de lair(Kg / m3 ) w= vitesse de lair p= masse volumique de lair (kg/m3) La masse volumique de lair humide est trs proche de celle de lair sec ; on peut donc appliquer la formule : as = pas /287xT (T en [K])

On a alors : pasx w2

pd =

574T

pour une pression atmosphrique normal de 101000 [pa]= pd = 176x w2/T

Mesure de la pression dynamique pd=

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PRESSIONS DYNAMIQUE

VITESSE

m/s

PRESSION DYNAMIQUE

mm CE

VITESSE

m/s

PRESSION DYNAMIQUE

mm CE

VITESSE

m/s

PRESSION DYNAMIQUE

mm CE

VITESSE

m/s

PRESSION DYNAMIQUE

mm CE 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

0,24 0,37 0,54 0,73 0,96 1,21

13,0 13,2 13,4 13,6 13,8 14,0

10,1 10,4 10,7 11,0 11,4 11,7

19,2 19,4 19,6 19,8 20,0 20,2

22,1 22,5 23,0 23,5 24,0 24,4

25,4 25,6 25,8 26,0 26,2 26,4

386 39,2 39,9 40,5 41,1 41,7

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

1,49 1,81 2,15 2,53 2,93

14,2 14,4 14,6 14,8 15,0

12,1 12,4 12,7 13,1 13,5

20,4 20,6 20,8 21,0 22,2

24,9 25,4 25,9 26,4 29,9

26,6 26,8 27,0 27,2 27,4

42,4 43,0 43,7 44,3 45,0

7,5 8,0 8,5 9,0 9,5

3,37 3,83 4,33 4,85 5,40

15,2 15,4 15,6 15,8 16,0

13,8 14,2 14,6 14,9 15,3

21,4 21,6 21,8 23,0 23,2

27,4 27,9 28,4 29,0 29,5

27,6 27,8 28,0 28,2 28,4

45,6 46,3 47,0 47,6 48,3

10,0 10,2 10,4 10,6 10,8

5,99 6,23 6,48 6,73 6,98

16,2 16,4 16,6 16,8 17,0

15,7 16,1 16,5 17,0 17,3

22,4 22,6 22,8 24,0 24,2

30,0 30,6 31,1 31,7 32,2

28,6 28,8 29,0 29,2 29,4

49,0 49,7 50,4 51,1 51,8

11,0 11,2 11,4 11,6 11,8

7,25 7,51 7,78 8,06 8,34

17,2 17,4 17,6 17,8 18,0

17,7 18,1 18,5 19,0 19,4

23,4 23,6 23,8 24,0 24,0

32,8 33,3 33,9 34,5 35,1

29,6 29,8 30,0

525 53,2 53,9

12,0 12,2 12,4 12,6 12,8

8,62 8,91 9,21 9,51 9,81

18,2 18,4 18,6 18,8 19,0

19,8 20,3 20,7 21,2 21,6

24,4 24,6 24,8 25,0 25,2

35,6 36,2 36,8 37,4 38,0

REMARQUES : 1.Air STANARD (21c-760mm Hg) 2.Valeur calcules daprs la relation : pdyn =5,99x10-2v2 pdyn= pression dynamique(mm CE) V=Vitesse(m/s)

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c) PRESSION TOTALE La pression total est la somme de la effective et de la pression dynamique : Pt = pe pd Mesure de la pression totale pt :

I-3 TUBE E PILOT Tube de pitot statique Avant de dcrire le tube de pilote et de parler de son application pratique, il convient de rappeler le principe sur lequel est bas lutilisation de cet appareil de mesure . Nous avons dj dit que la pression dynamique (pd) est celle qui rsulte de la vitesse du fluide en mouvement. Ce mouvement, son tour , rsulte de la dfrence de pression entre deux points quelconques considrs. La vitesse dcoulement dpende, elle, de la rsistance que la veine daire rencontre (on peut rencontrer ) sur son passage travers un conduit (plus ou moins restreint, la plus ou moins rugueux ou sinueux). Cette rsistance lcoulement engendre une pression antagoniste dans la canalisation, tendant diminuer le dbit du fluide. Et nous savons que cette pression interne, qui nest produite par la vitesse , mais qui soppose la rsistance, est dsigne par pression statique. Ds lors, il devient clair que pour assurer, malgr tout, un coulement normal du fluide (sous un dbit et pression donnes) du travers un conduit et donc, fournir un travail , il est ncessaire que le ventilateur soit capable dexercice, chaque instant, la somme des deux pression ci-dessus (dynamique et statique), et que lon dsigne par pression total (p1). Il y a lieu de remarque ce sujet que dans la grand majorit des cas , la pression dynamique ne constitue pas un critre important, susceptible de caractriser les performances dun ventilateur (elle nest ni utilisable, ni rcuprable). Cest donc bien la pression statique qui constitue le plus sr moyen de juger de laptitude recherch sous une rsistance statique donne (et donc, de surmonter cette dernier). La mesure de la pression statique seule peut tre effectue facilement au moyen dun tube dit manomtrique deux branche, en forme dun U lune des deux branches est relie une canalisation dair, lextrmit de lautre branche tant ouverte lair environnant et donc, la pression atmosphrique. Le tube en U tant partiellement rempli deau, tout mouvement dair dans le conduit dair considr se traduira par une certaine pression dair qui sexercera Sur li niveau deau dans la branche relie la canalisation. Ce niveau sabaissera, tandis que celui de la branche ouverte lextrieur slvera. Il suffit donc alors de mesurer la diffrence de hauteur entre les deux colonnes deau au moyen dune chelle gradue. On peut ainsi exprimer la pression dair en hauteur de colonne dun liquide incompressible, de masse volumique connue ( eau, mercure).

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Manomtre liquide . la pression (par rapport latmosphre) est mesure par la dnivellation H=h1+h2 et donc par la lecture de la longueur L partir du point O qui est celui la position dquilibre latmosphre. Nota : dans le cas dun ventilateur aspirant , la position des deux mnisques se trouverait, bien entendu, inverse (par suite dune dpression statique)m Supposons quon introduit lune de ses deux branche (munie dun tuyau prolongateur en matire plastique flexible) dans le manire ce que son ce que son bout de prise de pression soit dirig perpendiculairement au courant ( angle droit avec ce dernier et affleurant la paroi interne du conduit). Dans une telle position de la seconde , labaissement du niveau de liquide dans la branche de mesure (en supposant quil sagit dun ventilateur soufflant) sera provoqu par la pression statique et la diffrence de niveau dans lappareil indiquera sa valeur en mm de CE. Si maintenant, en introduisant davantage la sonde flexible dans le conduit , la diffrence de niveau du liquide indiquera la pression totale .on pourra ainsi dduire dynamique (pd=pt-ps). Il convient de noter que , dans les deux cas, il sagit des pression relatives ; en dautres termes, on mesure les diffrence entre les pression absolues et latmosphre. Et nous avons vu quon peut dduire de la pression dynamique relative la vitesse et donc , le dbit du fluide en circulation . Quant au tube de Pitot statique, le principe de son fonctionnement est bas sur la simple combinaison des deux modes de mesure dcrites ci-dessus en un seul tube double, lun tant lintrieur de lautre et cet ensemble coud langle droit. Il sensuit que le tube central, orient convenablement, fait face la direction de lcoulement et de ce fait reoit la reoit la pression totale du flux dair. Quant au tube extrieure, il comporte un certain nombre de trous, percs radialement, sur sa priphrie. De cette manire, les entres dair dans les trous seffectuent angle droit avec le courant dair , ce qui fait que le tube extrieur enregistre bien la pression statique qui se manifeste dans le conduit.

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Il suffit ensuite de relier les deux sorties du double tube (extrieur et central ) aux deux branches dun manomtre inclin, le tube extrieure branch lextrmit suprieur (centrale) tube manomtrique et le tube intrieure (central) A la branche infrieure qui est celle du rservoir du manomtre inclin. La diffrence de niveau que lon observera ainsi dans lappareil, indiquera la pression total diminue de la pression statique et Partant la pression dynamique recherche (pression due la vitesse).

- Disposition schmatique du montage pour mesure de la pression dynamique au moyen

dun tube de Pitot statique et dun manomtre inclin ajustable. - Nota : le niveau liquide dans le manomtre st influenc du ct infrieur (+) du tube

(rservoir ) par la pression statique. La diffrence de niveau dans le tube manomtrique montre ainsi la pression totale et contrebalanc(-) par la pression statique. La diffrence de niveau dans le tube manomtrique montre ainsi la pression totale diminue de la pression statique et donc, la pression dynamique.

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Tube de Pitot Schma :

- Dtermination des surpressions et dpression (statiques, totales et dynamique) avec le tube de Pitot dans le cas dun ventilateur soufflant(croquis du haut) et dun ventilateur aspirant (croquis du bas)

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En rcapitulant la pression statique (ps ) est entirement et immdiatement utilisable pour vaincre la rsistance arodynamique dun complexe de distribution dair dans systme centralis de traitement de cet air ( canalisations arauliques, filtres, batteries chaudes et froides, units terminales, registres ,etc.). La pression dynamique (pd) ou pression de vitesse constitue , elle lnergie cintique du fluide en mouvement, la sortie du ventilateur, et nous savons que la pression totale (pt) est la somme de ps et de pd La partie dynamique de cette pression totale peut tre plus ou moins partiellement transforme en pression statique par lemploi dun divergent conique, mais pour que cette transformation puisse se faire avec un rendement acceptable, il est indispensable quun tel divergent comporte un angle au sommet voisin de 7 mais cet impratif conduit alors un encombrement important et partant, un prix dtablissement pratiquement prohibitif. Il y a donc lieu, dans la trs grand majorit des problmes de distribution et de soufflage de fluide gazeux de ne tenir compte que de la pression statique fournie ( ou disponible) et e considrer la pression dynamique comme perdue, quitte slectionner un ventilateur de dimensions plus important. Conversion des units de pression Unit N/m2 Kpa bar mbar mmCE atm at torr IB/in2 1N/m2 1 10-3 10-5 0,01 0,102 0,987.10-

5 1,02.10-5 0,75.10-

2 1,45.10-4

1kpa 1000 1 0,01 10 102 0,987.10-5

1,02.10-5

7,50 0,145

1bar 105 100 1 1000 1,02.104 0,987 1,02 750 14,50 1 mbar 100 0,1 10-3 1 10,2 0,987.10-

3 1,02.10-

3 0,75 0,0145

1mmCE 9,81 9,81.10-3

9,81.10-5

9,81.10-2

1 0,97.10-4 10-4 0,075 1,42.10-3

1atm 1,01.105 101 1,01 1010 10332 1 1.033 760 14,70 1at 9,81.104 98,1 0,981 98 10000 0,968 1 735 14,22 1torr 133 0,133 1,33.10-

3 1,33 13,6 1,32.10-2 1,36.10-

2 1 0,019

1Ib/in2 6,89.103 6,89 0,089 689 703 0,068 0,070 51,7 1 Pabs = pef + 1 (pression atm)

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Rsume thorique

Dure : 12H

II- INFLUENCE DES FACTURES ECONOMIQUES SUR LE TRACE DES GAINES

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II-1 LA CONSTRUCTION DES GAINES a) la forme de la section

le plus souvent on utilise des conduites rectangulaires car elle sont moins pertes encombrantes section gale que les conduites circulaires, bien que leurs pertes de charge et leurs dperditions caloriques soient lgrement suprieures Elles ont le grand avantage dtre plus esthtiques dans le cas ou elles sont apparentes. Par contre les conduites circulaires sont moins coteuses et se prtent particulirement bien des tracs compliqus .leur emploi est surtout limit au cas de gros dbits dans les sous-sols ou dans les combles et au cas de trs petits dbits dans des doubles parois : elles rsistent bien la pression ou la dpression et ne risquent pas dengendrer du bruit par vibration de leur parois.

b) Modes de construction Les modes de ralisation le plus souvent utiliss sont les suivants : 1.Gaines en tle dacier. Lon utilise le plus frquemment possible la to^le galvanise lavance, assemble par agrafage soudo- brasure, rivetage par rivets ou par points de soudure lectrique. Certaines pices compliques doivent tre soude : transformations, coudes, etc Lon utilise alors la tle noire, soude, et les pices sont ensuite protges sur toutes leurs faces par mtallisation (zinc projet) plutt que par galvanisation chaud qui les dformerait . 2.Gaines en tle dalliage lger. Elles sont plus faciles mettre en place et dun transport moins coteux que les gaines en acier les plus souvent utiliss sont les alliages daluminium et magnsium du type AG, choisi pour sa grand rsistance la corrosion, mme lair salin. Elles peuvent tre construites par les mmes procdes que les gaines en to^le galvanise. Pour leur utilisation bord des navires, on accrot la rsistance la corrosion par lun des nombreux applique cause de son prix de revient . On lui prfre la protalisation, les procds la framalite, etc. 3.Gaines en produits mouls Frquemment utilises pour leur prix de revient, leur insonorit dans le btiment, elles comportent des assemblages faciles notamment dans le cas de grands sries qui permettent damortir le prix de revient des moules rendant possible la ralisation de pices complexe telles que piquage simples ou multiples, section volutives , etc. 4.Gaines faonnes partire de produits isolants il existe des panneaux de produits isolants faces de feuilles minces dalliages lgers qui permettent par dcoupage et assemblage la confection de gaines isoles thermiquement et faisant galement fonction dattnuateur de bruit si la face interne laisse pntrer une partie de lnergie sonore qui sera ensuite dtruite dans la masse de lisolant aprs plusieurs rflexions : cet isolant peut tre constitu partir de fibres de verre ou de roche plus ou moins agglomres avec des rsines, et revtu ou non sur la face interne dun tissu coll, suivant la vitesse adopte pour la circulation de lair , afin dviter larrachement et lenvol ventuel des fibres si elle est trop leve. Lutilisation de matriaux combustibles est absolument prohibe pour la construction de gaines de ventilation.

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INFLUENCE DES FACTURES ECONIMIQUES SUR LE TRACE DES GAINES On devra , pour dterminer le meilleur systme considrer les frais daccusation, les frais dexploitation, ainsi que lespace disponible. Chaque cas est diffrent et doit faire lobjet dune tude spciale ; seuls des principes gnraux peuvent tre tablis pour guider dans le choix du systme le plus appropri. Les factures suivants ont une influence direct sur les frais dacquisition et dexploitation : 1.Gains ou pertes de chaleur par les gaines 2. Rapport des dimensions de la gaine. 3. perte de charge linaire 4. type des coudes ou transformations II-2 Gaines ou pertes de chaleur Les gains ou pertes de chaleur dans les rseaux de gaines de soufflage ou de reprise peuvent tre considrable. Ceci nest pas seulement vrai dans le cas de gaines passant dans un local non conditionn, mais galement dans le cas de gaines de grande longueur installes dans les locaux traites. Les changes se font depuis lextrieure de la gaine en refroidissement, et linverse en chauffage. Pour compenser les gains ou les dperditions par la gaine, il est quelquefois ncessaire de modifier la rpartition du dbit aux bouche de soufflage , par apport au calcul initial. Les principes gnraux suivants permettront de mieux comprendre les divers paramtres ayant une influence sur les gains de chaleur par les gaines. 1.pour une section donne , la gaine prsentant le plus petit primtre est le sige des gaines de chaleur les plus faible (rapport des dimensions le plus faible). Voir courbes n1 2. les gaines vhiculant de faible dbits dair basse vitesse, ont proportionnellement les gains de chaleur les plus levs. 3. on diminuera les apports calorifiques dans les gaines les calorifugeant ; par exemple, un revtement isolant donnant K= 0,60 diminuera les apports calorifiques de 90%.

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COUBRES N1 ECHANGES EN FONCTION DU COEFFICIENT DE FORME

Dans ce cas sens , il est donc avantageux de calculer les rseaux de gaines avec des coefficients de forme se rapprochant le plus possible de lunit, ainsi quavec des vitesses relativement leves, de manire limiter les gains de chaleur. Il est bien entendu que si la gaine traverse un local non conditionn, elle devra tre soigneusement calorifuge. Condensation sur les gaines

Des condensation se produisent sur les gaines lorsque leur temprature superficielle est infrieure au point de rose de lair ambiant. Les diffrences maximales entre le point de rose de lair du local et la temprature de vhicul, pour quil ny ait pas condensation, sont indiques dans la table 2. se rfrer aux remarques pour lutilisation de cette table. La table 1 donne les coefficient K des matriaux isolant les plus courants . ils permettent, laide de la table 2 de dterminer lpaisseur disolation ncessaire pour empcher le condensations.

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Table 1: coefficients de transmission travers les gaines

Type du calorifuge

Enduit Epaisseur total mm

Poids kg/m2 X10-3 kt

Tle nue Aucun Grillage et platre+20mm Lattis bois et platre-20mm

- - -

- - -

- - -

5,5 4,8 3,8

Plaques de lige Aucun Aucun Pltre 10mm Platre10mm

25 50 25 50

3,4 6,8 10,7 14,2

34 -

34 -

1,06 0,54 1,06 0,54

Papier damiante ondul

Aucun Aucun

25 50

3,6 7,1

61 -

1,64 0,96

Lige agglomr Aucun Aucun Platre10mm Platre10mm

25 50 25 50

6,6 13,2 14,2 20,1

43 -

43 -

1,11 0,63 1,11 0,63

Mate la laine minrale

Aucun Aucun

25 50

5,7 11,5

34 -

1,06 0,54

Fibre de verre Aucun 25 50

0,3 0,8

33 -

1,01 0,48

Carbonate de magnsium-85%

Aucun 25 4,9 48 1,25

coefficient de conductibilit (kcal/h.m.c) dans les gaines coefficient global pour air extrieur cal me et6m/s dans la gaine pour gaines nues non isoles

Vitesse dans les gaines (m/s)

2 4 6 8 10

Coefficients k 4,7 5,2 5,5 5,7 5,9

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TABLE 2 DIFFERENCE MAXIMALE ENTRE LE POINT DE ROSEE DU LOCAL ET LA TEMPERATURE DE LAIR VEHICULE SANS CONDENSATION SUR LA GAINE RELATION :tr-ta=(te-tr )(/k-1) avec: tr= temprature de surface de lair, suppose gale au point de rose delirium du local ta=temprature de rose de lair du local te=temprature sche de lair du local

K= coefficient de transmission global (Kcal/h.m2.c) = coefficient de transmission superficiel extrieur (Kcal/h.m2.c.) pris gal 5 pour les gaines nues brillantes et 8 pour les gaines peintes

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REMARQUES

1.Cas exceptionnels ; la condensation apparatra pour un degr hygromtrique plus faible que ce lui indiqu dans les tables, si est infrieure aux valeurs prises comme base de calcul (5 pour les gaines brillantes et 8 pour les gaines petites) .la composant de rayonnement de diminuera si la gaine es expose des surface de temprature infrieure celle du local ; si elle retrouvent proximit dun mur froid par exemple. La composante de convection sont gnes ; comme ce serait l cas pour une convection sont gnes ; comme ce serait le cas pour une gaine place proximit dune paroi prendre une valeur de degr hygromtrique de 5% infrieure celle indique dans la table lune de ces conditions existe, et de 10% infrieure si les 2 condition sont runies simultanment. 2.source : calcul bas sur un coefficient superficiel intrieur compris entre 7,2 et 35k cal/h.m2.c. la relation prcdente repose sur le principe que le gradient de temprature est directement proportionnel la rsistance thermique. On a admis que la vitesse de lair en contact avec la gaine , ntait pas suprieur environ 25/cm/s.

3. pour les conditions non envisages : appliquer la relation prcdente en

utilisant les valeurs de

(--1) k

donnes au bas de la table. 4. application : utiliser uniquement pour

les gaines nues. Prendre les valeurs indiques dans les colonnes repres mtal brillant , aussi bien pour les

gaines en aluminium que pour celles en tle dacier galvanise la condensation

sur les coudes ou autres pices de raccordement, se produira pour une

temprature plus leve de lair , du fait de laugmentation du coefficient.

Intrieur. Pour deux rseaux basse vitesse, utiliser la table prcdent, avec une vitesse double de sa valeur dans les tronon droits. Pour des vitesses

gales ou suprieurs 7,5m/s. la temprature de lair vhicul ne doit pas ^tre infrieure de plus de 0,5c, au point de ross de lair du local. les changement de section pour lesquels la pente est infrieur 1/6, peuvent

tre considrs comme des tronons droits.

5. By-pass factor et chaleur fournie par le ventilateur : tenir compte du fait , qu cause du bypasse factor, la temprature de lair sortant de la batterie est suprieur LADP tenir compte galement , de llvation de temprature, puissance absorbe par le ventilateur. 6. ruissellement : la condition nest gnralement pas assez importante pour produire un ruissellement, sauf si la temprature de surface est infrieur de plus 2 environ au point de rose de lair du local . remarquer que la table est base sur lhypothse de lgalit entre la temprature de surface et le point de rose de lair du local. Il est recommand de maintenir la temprature de surface au dessus du point de rose. 7.Elimination des condensation : La temprature de lair vhicul doit tre suffisante pour ne pas provoquer des condensations aux coudes ou pice de raccordement. Il peut tre parfois ncessaire de calorifuger uniquement ces coudes ou pices de raccordement. lisolation pourra tre applique lintrieur ou lextrieur de la gaine , et devra stendre sur une longueur gale 1,5 fois le primtre de part et dautre de transformation .(une paisseur de 10 15mm est gnralement suffisante) Si des condensations se produisent sur des tronon droits, lpaisseur de calorifuge peut tre dtermine daprs la valeur de K, tire de la relation prcdente.

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II-3- LISOLATION DES GAINES Dans toute installation comportant des gaines, leur isolation doit tre envisage. Mme en ventilation simple, le problme des changes calorifiques se pose. Lon est amen en effet parfois ventiler des locaux avec de lair extrieur conduit par des gaines traversant des locaux beaucoup plus chauds que cet air. Il est alors indispensable de faire un calcul succinct pour savoir si lisolation est ncessaire. Lon prend en gnral un officient K= 10 calories/m3/C pour une gaine en tle nue et une vitesse de lair de 5m/s dans la gaine. Cette isolation est naturellement indispensable dans les systme utilisant lair chaud soit comme mode de chauffage principal, soit comme appoint, si les gaines traversent des locaux basse temprature et qui ne doivent pas tre chauffs. Par exemple, si une gaine en tle de 1000*500 mm de section vhiculant 9000 m3/ h dair 40 traverse sur 20 m de longueur un local ou la temprature de4,8 entre lentre et la sortie. Dans les deux cas prcdents lon est en gnral loin de la zone ou ma condensation. Flau des isolants est redouter .par exemple si une gaine en tle nue est parcourue par de lair 25 et traverse un compartiment ou lair est une temprature de 35, il y aura condensation sur la gaine si lhumidit de cet air dpasse le chiffre de 57% qui est ltat hygromtrique de lair satur dhumidit 25 et qui contient 20 g de vapeur deau par Kilogramme dair sec. Pour quil y ait condensation, il faudrait donc quil y ait un fort dgagement de vapeur deau dans le local : si lair extrieur dont la temprature est de 25 a une humidit leve, par exemple de 70%, il ne contient que 13,8g deau par Kilogramme, il faudrait donc, pour quil y ait risque de condensation, quil ait un dgagement dans le local dau moins 6,2 g deau par Kilogramme dair circulant dans ce local. Dans le cas de chauffage par air chaud, les condensations ne peuvent naturellement se produire qu lintrieur de la gaine, et seulement dans le cas ou les dispositifs dhumidification dair seraient drgls et incorporeraient lair un excs deau ; ce phnomne nest gure redouter quavec les dispositifs dhumidification par injection de vapeur . Lisolation doit tre extrmement soigne dans le cas de gaines transportant de lair froid pour deux raison : dune part le prix de revient des frigories est plus leve que celui des calories et lon doit tout mettre en uvre pour diminuer les puissance installes et les puissance consommes ; dautre part, les risques de condensation deviennent important ds que lon est oblig de transporter de lair basse temprature. Ces deux phnomnes obligent faire appel pour lisolation des gaines vhiculant laire froid des matriaux prsentant la plus faible sensibilit lhumidit et une mise en uvre permettant de rduire au minimum des mouvements dair travers les faces externe de lisolant. En reprenant lexemple prcdent dune gaine de 1000*500 mm de section vhiculant 9000m3 /h5m/s, mais en supposant en outre que cet non seulement nous aurions cette fois-ci une lvation de temprature de 2,4 mais il y a risque de condensation si lair 30 atteint une humidit relative suprieur 55% ; chiffre correspondant un sec pour cette temprature. Si laire du local est humide et si les mouvements dair sont importants, les condensations peuvent attendre plusieurs dizaines de litres lheure : le ruissellement peut endommager les parois du local, abmer ce quil contient et mme rendre inutilisable de local. En plus de cet effet , chaque Kilogramme deau condense cde 600 calories lair parcourant la gaine. Une isolation ralise par 20 30 mm dun matriau courant appliqu sans prcaution spciale, qui serait trs efficace dans la gaine, serait trs efficace dans le premier exemple ou lair 40c se trouvait dans la gaine serait presque inefficace dans le cas prsent, car lisolant simbiberait rapidement deau et sa conductibilit crotrait fortement. Le remde le plus efficace consisterait enfermer lisolant dans une enveloppe rigoureusement impermable lair, condition difficile raliser tant donn les trs fortes pressions mises en jeu quand lisolant respire par suite des variation de tempratures soit de lair circulant dans la gaine soit de lair extrieure la gaine

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De bons rsultats peuvent tre obtenus en plaquant des panneaux de lige contre la gaine avec interposition dun enduit spcial en remplissant les joints entre panneaux par cet enduit et en lutilisant galement pour raliser un revtement extrieure lisse des panneaux. une toile recevant une peinture tanche enveloppera ensuite lensemble de la gaine isole. Chaque fois que cela sera possible il faudra mieux isoler lintrieure condition dutiliser un produit dont le contact avec lair ne prsente aucune inconvnient au point de vue incendie, poussires , odeurs, etc. Si lon nest pas limit par le prix de revient, une bonne solution consiste bourrer lisolant entre deux gaines mtalliques coaxiales rservant entre elles un espace dont lpaisseur est celle choisie pour lisolant. aux deux extrmits lisolant est remplac par un mastic rigoureusement tanche. Les commandes de volets et registres doivent tre galement soigneusement isoles afin quaucune pice mtallique ne risque de se couvrir de condensations. Une bonne solution est de enfermer dans des couvercles isolants. Ce sera galement le cas des servo- moteurs si on ne peut les placer dans la gaine elle-mme Exemple disolation thermique dun registre commande manuelle

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II-4 -Pertes de Charge linaires Du fait des frottement sur les parois de la gaine lair en mouvement rsistance qui se traduit par une perte de charge. Cette perte de charge est fonction de :

1. Vitesse de lair 2. Dimensions de la gaine 3. Rugosit la paroi intrieure 4. Longueur de la gaine

Elle peut tre exprime par la relation p= 6. L/D1,22 X V1,82 Dans laquelle : p = perte de charge (mm CE) L= longueur de la gaine (m) D= Diamtre de la gaine (diamtre quivalent pour une gaine rectangulaire)(mm) V= Vitesse de lair (m/sec) Cette quation a servi aux tracs des courbes n 7 tablies partire des hypothses suivantes : air 21 et sous 760 mm hg, gaines en tle galvanise. Elle peuvent tre utilises sans correction pour des temprature comprises entre 0 et 120) Dtermination des pertes de charge linaires Dans les courbes N-7 , les pertes de charge sont exprimes en mm CE par mtre de longueur quivalente. La perte de charge dun tronon de gaines donne, lue dans les courbes par la longueur du traons. La longueur quivalente doit tenir compte des coudes ou transformations ventuelles.

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COURBES N7 PERTES DE CHARGE DANS LES GAINES CIRCULAIRES

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II-5 - PERTES DE CHARGE PARTICULIERES Les pertes de charge particulires des pices de transformation sont exprimes en longueur quivalente . Cette mthode permet dappliquer ces pices de transformations, les valeurs des pertes de charge donne par les courbes n7. Les pertes de charge particulires exprimes en longueur quivalentes de gaine rectiligne, sont indiques dans la les tables. La longueur pertes quivalente totale dun tronon comportant une transformation, est gale la longueur de la partie droite, augmente de la longueur quivalente de la transformation. La longueur droite est mesure comme indiqu figure ci-dessous :

REMARQUES : Toutes les cotes sont releves partire de laxe les pices de transformation sont considres comme faisant partie du tronon de gaine prsentant la plus grande dimension.

- DETERMINATION DE LA LONGUEUR DES GAINES

Supposons que lon ait mesur la perte de charge dans un coude dtermin, pour un dbit donn, la valeur trouve tant de 0,3 mm CE. Sil nous faut trois mtres de gaines droite de mme dimension, avec le mme dbit, pour obtenir la mme perte de charge , nous dorons que la longueur quivalente du coude est de 3 mtres. Les valeurs des longueurs quivalentes pour diffrent types de coudes sont donnes dans la table jointe extraite du Manuel Carrier .

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PERTES DANS LES COUDES RECTANGULAIRES

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PERTES DANS LES COUDES RECTANGULAIRES (SUITE)

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PERTES DE CHARGES DES PIECE DE RACCORDEMENT RECTANGULAIRES (SUITE)

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PERTES DE CHARGE DES PIECES DE RACCORDEMENT RECTANGULAIRES

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PERTE DE CHARGE DES PIECES DE RACCORDEMNET CIRCULAIRES

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PERTE DE CHARGE DANS LES COUDES CIRCULAIRES

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PERTES DANS LES COUDES ET LES CIRCULAIRES REMARQUES : -1. la perte de charge dun TE est fonction de la vitesse dans le piquage. Elle reprsente la chute de pression statique entre le dbit amont et le piquage. QR est le rapport entre les dbits dans le piquage et en amont du TE -2. La perte de charge dun coude lisse 45% est la moiti de celle dun coude lisse 90

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II-6 Coefficient de forme Le coefficient de forme, rapport entre le grand et petit ct de la gaine, est un facteur important qui doit tre considr lors du calcul initial, car son augmentation entrane une augmentation des frais dacquisition et dexploitation. Le prix de revient des gains dpend du poids de tle utilise et des difficults de fabrication. La table 6 tient compte de ces facteurs. Cette table indique galement les diamtres quivalentes des gains rectangulaires, les section correspondant aux diffrents diamtres, ainsi que la classification des gaines (chiffres en gros caractres). Les gaines ont t divises en 6 classes, repres de 1 6, en utilisant comme critre, la dimension la plus grande de la gaine et son demi-primtre ; comme indiqu dans la table ci-dessous. Cette notion de classe est intressante en ce quelle permet de rparer qualitativement les cots de fabrication. Quand on passe dune classe la classe suprieure, on augmente le cot de la gaine. En effet , on aura pour une section donne, augmentation :

1. du demi-primtre et de la surface dveloppe 2. du poids de tle 3. de lpaisseur de la tle 4. de la quantit de calorifuge ncessaire Par consquent on devra, du point de vue conomique, avoir des gaines dont le coefficient de forme et la classe , soient le plus faible possible.

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FRAIS DE MONTAGE EN FONCTION DU COEFFICIENT DE FORME

FRAIS DEXPLOITATION EN FONCTION DU COEFFICIENT DE FORME Coefficient de forme

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Les frais dexploitation dune rseau de distribution peuvent tre augments lorsque les dimensions des gaines rectangulaires ne sont pas calcules daprs la table des diamtres quivalentes (table 6) .la table 6 permet de dterminer les dimensions de gaines rectangulaires qui , pour un mme dbit, donnent la mme perte de charge que la gaine circulaire dune diamtre donn. Supposons que la section dune gaine soit 30 dm2 et que les dimensions de la gaine rectangulaire soient dtermines directement daprs cette section. Le tableau ci-aprs donne les diamtres quivalents, ainsi que aprs donne les diamtres quivalents, ainsi que les pertes de charge pour un dbit daire de 7000m3 /h. Si la pression statique totale ncessaire est de 25 mm pour une longueur quivalente de 30 m.de gaine dans linstallation ci-dessus, le prix de revient de ce rseau augmentera en mme temps que le coefficient de forme, ce que montre la courbe Par consquent, le prix de revient et les frais dexploitation les plus faibles seront obtenus en utilisant des gaines circulaires. Sil est impossible, pour des raisons dencombrement, dutiliser des gaines circulaires doit donc se rapprocher autant que possible de 1 :1. II-7- CONSIDERATION SUR LE TRACE DES GAINES Il est ncessaire de tenir compte de nombreux lment:lors du trac des rseaux de distribution, notamment : pices de transformation, coudes, piquages, etc. Pices de transformation Elles sont utilises lorsquil est ncessaire de modifier la forme dun gaine .lorsque la forme ou la section dune gaine rectangulaire est modifie , alors que sa section reste la mme, la pente ne doit pas tre suprieure 1/7. ( angle de 8) Si la pente doit pourtant tre suprieure, on ne devra en aucun cas dpasser (angle de 14). Il arrive souvent que la section dune gaine doivent tre rduite pour viter un obstacle. Toutefois, il est recommand de ne pas diminuer cette section de plus de 20% de sa valeur initial . Les pices de transformation, sont valable ici aussi. Quand la transformation correspond une augmentation de section, langle au sommet ne doit pas dpasser 8 (pente de 1/7). TRANSFORMATION

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Rduction des sections Lapplication des mthodes usuelles de calcul des rseaux- de gaines, entranes une rduction de la section aprs chaque bouche ou piquage Pourtant, si la section calcule en aval du piquage correspond une diminution infrieure 50 mm sur lune des dimensions de la gaine, il est recommand de conserver la section amont jusquau piquage suivant. On peut raliser des conomies sur les frais de main- douvre pouvant atteindre 25% , en conservant la mme section sur une longueur correspondant plusieurs piquages. Les dimensions des gaines devraient tre des multiples de 50 mm, et chaque rduction de la section devrait tre telle quelle corresponde une diminution de 50 mm sur lune des dimensions. Les dimensions minimales des gaines fabriques en atelier, devraient tre de 200x 250 mm II-8 Coudes et pices de raccordement En gnra, les coudes peuvent tre diviss en deux classes : A et B pour obtenir un prix de revient minimum, il est conseill d-utiliser les coudes de la classes A, puisque le temps de fabrication dun coude classe B est denviron 2,5 fois celui dun code classes A. CLASSE DES COUDES ET TRANSFORMATION COUDES Il existe une grande varit de coudes pour gaines rectangulaires ou circulaires, dont les plus courants sont numrs ci-dessous Gaines Rectangulaires

1. coudes de rayon standard 2. coude petit rayon avec directrice 3. coude droit avec directrice Ces coudes ont t classs dans lordre dcroissant des prix de revient, qui ne correspond pas forcment une perte de charge dcroissante.

Gaines circulaires

1. coude lisse 2. coude en trois sections 3 coude en cinq sections

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Ces pertes de charge sont donnes dans les table 9 12, pour les coudes de section rectangulaire ou circulaire.

Coude a section rectangulaire a grand rayon

Un coude brusque avec directrice peut comporter soit des directrice simple, soit des directrices profiles, trs rapproches les unes des autres,.Ces coudes sont utiliss lorsque lemplacement disponible interdit lemploi de coudes standard. les coudes brusques avec directrices rapproches sont coteux et prsentent habituellement une perte de charge plus leve que les coudes court rayon, munis de directrice, ou que les coudes standard(R/D=1,25) Les coudes lisses sont recommands pour les rseaux de gaines circulaires lisses ou spirales

Coude a 90 en 3 sections

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COUDE DROIT AVEC AUBES

COUDE LISSE A 90

Un coude en 3 sections prsente le mme rapport R /D que les coudes lisses, mais sa perte de charge est plus leve que celle du coude lisse ou du coude en 5 section. Le prix du coude en 3 section est intermdiaire entre ceux du coude lisse et du coude en 5 sections, on lutilise quand on ne dispose pas de coude lisse.

Malgr son prix leve, le coude en 5 section est lutilis de prfrence au coude 3 section, quand on dsire limiter la perte de charge.

Un coude 45 peut tre lisse ou en 3 sections .Les coudes en 3 section est plus cher et prsente une plus grande perte de charge On lutilise quand on ne dispose pas de coude lisse.

Coude COUDE A 45 EN 3 SECTIONS

COUDE LISSE A 45

COUDE A 90 EN 5 SECTIONS

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Piquages Plusieurs types de piquage sont communment utiliss dans les rseaux de gaines rectangulaires. Les recommandations donnes pour les coudes section rectangulaire, sappliquent galement au piquage . la figure 1 reprsente les types de piquages les plus courants. Piquage avec coude standard, figure 1A .Dans les figures 1A et 1B, les centres des rayons intrieures et extrieures ne concident pas, D tant plus grand que D1. La diffrence principale entre les figure1a et 1B, provient du fait que le piquage pntre lintrieur de la gaine(figure 1B) et que la gaine principale conserve la me^me section. La figure 1C reprsente un piquage simple, la drivation ne sengageant pas lintrieur de la gaine. Ce genre de drivation est souvent utilis lorsque le dbit dair vers la drivation est assez faible. Le piquage angle droit (figure 1D) est le moins favorable, des points de vue de revient et pertes de charge. son utilisation est limite au cas ou lespace disponible restreint empche deffectue le piquage par un coude. Les piquage directs ( figure2) sont rarement utiliss pour les gaines secondaires. Tout fois, leur emploi est courant lorsque la gaine perte un seul diffuseur. On prvoit alors souvent des dflecteur, de faon assurer une rparation plus uniforme de lair sur toute la section de la bouche. Les piquage des gaines circulaires sont de types : simple (figure3) ou coniques (figure4). Les ts coniques 90 sont utiliss lorsque la vitesse de lair dans la drivation dposes 90 et 180 , sont reprsentes figure 5 Le calcul du rseau de gaine peut conduire diminuer le diamtre de la gaine certaine piquage. Cette rduction peut tre effectue, soit directement sur le t( figure6), soit par une pice de transformation dispos en aval du t (figure6) est prfrable, puisquelle permet dliminer la pice de transformation FIG1.DIVERS TYPES DE PIQUAGES

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FIG.2 MANCHETTE DE FIXATION DE LA BOUCHE FIG.3 TE A 90

Rduction

FIG 6 -PIQUAGE AVEC REDUCTION FIG 7 -REDUCTION APRES PIQUAGE

FIG 4 TE CONIQUE A 90 FIG 5 TES DOUBLES

TE A 90

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Dure : 4h

III -CALCUL DES RESEAUX DE GAINES

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III- 1 METHODES DE CALCUL En rgle gnrale, on sefforcera dobtenir un trac aussi simple que possible, et symtrique les bouches seront rparties de manires assurer une distribution correct de lair dans le local .le trac des gaines sera alors prvu pour relier ces diffuseur entre eux et avec lappareil, en vitant que possible les obstacles. Le calcul des rseaux basse vitesse peut tre effectu par lune des 3 mthodes suivantes :

1.Rductionh arbitraire de la vitesse 2.Perte de charge linaires constantes 3.Gaines de pression statique RESEAUX DE GAINES A BASSE VITESSES 1. Rduction arbitraire de la vitesses

Dans cette mthode, on choisit dabord la vitesse au dpart du ventilateur. On rduit ensuite cette vitesse de faon arbitraire dun tronon lautre .la vitesse de dpart ne doit pas tre suprieur aux limites indiques dans la table1.Les diamtres quivalents peuvent tre obtenus daprs les courbes n7, en fonction du dbit et de la vitesses. Connaissant la diamtre quivalent, la table6 permet de choisir les dimensions de la gaine rectangulaire . la perte de charge totale du rseau de soufflage est gale gale celle du circuit qui prsent la plus grand longueur quivalente, qui ne correspond pas forcment au circuit le plus long. Un circuit court prsentant de nombreuses transformations peut avoir une perte de charge leve. es pertes de charges particulire seront dtermines laide des tables Cette mthode nest pas souvent utilise, car elle demande une grande exprience du calcul des gaines pour donner un quilibrage satisfaisant . Elle ne doit tre utilise que pour des rseaux trs simple .il est indispensable de prvoir des registres dquilibrage, pour permettre la mise au point.

2. pertes de charge linaires constantes Cette mthode, qui sapplique aux rseaux de soufflage, de reprise et dextraction, est caractrise par le fait que lon choisit une perte de charge linaire, qui servira pur la dtermination de lensemble du rseau. Elle est suprieure la mthode de rduction arbitraire de la vitesse, car elle donne un meilleur quilibrage des rseaux symtrique. Par contre, si le rseau comporte des drivation de longueurs trs diffrentes, elle peut conduire, pour lquilibrage, crer des pertes de charge supplmentaires importantes. Un tel rseau est alors difficile quilibrer , puisque daprs le principe mme de cette mthode, il est impossible dobtenir une pression statique uniforme en amont des bouches. On commence, gnralement, par choisir une vitesses dans le traons raccord au ventilateur. On pourra se baser sur les valeurs de la table 1 et sur le niveau de bruit admissible. La vitesse ayant t choisie et le dbit dair tant connu, on dtermine la perte de charge linaire correspondante, daprs les courbes n7 On conserve alors cette perte de charge linaire pour lensemble du rseau. Pour chaque traons, connaissant maintenant la perte de charge et le d dbit , on en dduira le diamtre quivalent, puis les dimensions de la gaine rectangulaire . La table 6 permet de dterminer les dimensions de la gaine rectangulaire.

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Cette mthode de dtermination entrane une rduction automatique de la vitesses de lair dans la direction de lcoulement. La perte charge du rseau qui doit tre compens par le ventilateur, est gale celle du tronon prsentant la plus grand longueur quivalente, compte tenu de toute les transformations. 3. Mthode des gaines de pression statique le principe de cette mthode consiste dimensionner chaque tronon de telle manire que laugmentation de pression statique due diminution de la vitesse aprs chaque piquage ou diffuseur, compense exactement sa perte de charge la pression statique reste donc la mme chaque piquage ou diffuseur. La marche suivre est la suivante : choisir la vitesse dans le tronon de raccordement au ventilateur daprs la table 1 et dimensionner ce tronon daprs la table 6. Les tronon suivants sont dimensionns laide des courbes n10 (rapport L / Q) et 11 (gaine e pression statique rseau base vitesse ) connaissant le dbit Q et la longueur L , les courbes 10 permettent dobtenir directement la valeur les bouches ou piquages, compte tenu des coudes, mais non des changements de section .linfluence de ces transformation a t considre dans ltablissement des courbes n 11.il faut videmment que ces changements e section rpondent aux caractristiques donnes dans ce chapitre. Les courbes n11 permettent de dterminer la vitesse V2 admettre dans le tronon considr, connaissant la rapport L / Q (courbes n10) et la vitesse V1 dans le tronon prcdent. On calcule alors la section correspondant V2, puis laide de la table 6, les dimensions de la gaine rectangulaire et son diamtre quivalent avec cette dimension de gaine, la perte de charge dans le tronon est exactement compense par laugmentation de pression statique due la diminution de la vitesse. Pourtant, dans certains cas, ou bien la section adopte est plus faible que la valeur calcule. On aura la hauteur manomtrique prvoir pour le ventilateur. Portant, en gnral, ce gaine est assez faible pour pouvoir tre nglig. Au lieu de concevoir le rseau pour un gain net gal 0, on peut prvoir un gaine net positif ou ngatif constant. Il est vident que, dans le cas de gaine net ngatif , la mthode sapparente celle des pertes de charge linaire constantes. La hauteur manomtrique et la puissance absorbe par le ventilateur sont plus leve, ce qui peut obliger choisir un ventilateur et moteur dun modle suprieur. Cette mthode n est pas conseille, quoi quelle entrane une diminution des dimensions des gaines.

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COUBRES N10 -RAPPORT L/Q COUBRES N11 GAINS DE PRESSION STATIQUE (BASSE VITESSE)

DEBIT D AIR APRES PIQUAGE (M3/h)

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VITESSE APRE PIQUAGE

Epaisseurs pour gaines spirales Rseaux base pression

Epaisseurs Diamtre (mm) Acier galvanis Aluminium Jusqu 200 200-600 600-800

0,50 0,6 0,8

0,60 0,81,0

Construction des gaines rectangulaires Rseau basse pression *les gaines de plus de 450mm doivent tre diamantes moins dtre calorifuges par panneaux rigides ou de porte piquage ou des bouches-agrafage par pli pittshurgh ou couture longitudinale joint renforcs par fer plat de 40*3 cornire fixes la gaine soudage par points, vis Parker ou rivets distant de 150mm construction des gaines circulaires rseaux basse et haute vitesse

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poids des matriaux pour gaines

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III-2 Utilisation des courbes et des tables . DEBIT DAIR Le dbit dair traiter et vhiculer vers chaque local est dterminer daprs la feuille de calcul du bilan thermique. DIAMETRE DES GAINES Les section des gaines rectangulaires pour diffrents diamtres quivalents, tels quils sont dtermins sur les courbes 7, sont indiqus dans la table6. Les gaines rectangulaires dont les dimensions correspondent cette section prsentent , pour un m^me dbit, les mmes pertes de charge que la gaines circulaire quivalente .Remarquons que cette section est plus faible que celle de la gaine rectangulaire .On peut ainsi entrer dans la table 6, soit avec le diamtre quivalent dtermin daprs les courbes7, soit avec la section calcule partir du dbit et de la vitesse. Les dimensions des gaines rectangulaires ne doivent pas tre calcules partir de la section, ce qui, pour un dbit donn, se traduirait par une vitesse dair et des pertes de charge suprieures celles qui sont prvues VITESSE DE lAIR La vitesse de base dun rseau e gaines, dpend principalement du niveau sonore admissible, du prix de revient initial, ainsi que des frais dexploitation. Le vitesses recommandes pour les gaines de soufflage et reprise des rseau basse vitesse, dictes par lexprience, sont indiques tabl 7. Dans les rseaux grande vitesse, la vitesse dans les gaines de soufflage est gnralement limite 25m/sec . Au dessus de cette valeur, le niveau sonore peut devenir gnant et les frais dexploitation ( pertes de charge) excessifs. Le choix de la vitesse de lair dans les gaines est une question de prix . A une vitesse leve correspondent des sections e gaines plus faibles et, par consquent, un moindre prix de revient. Par contre , les pertes de charge plus importantes entranant des frais dexploitation lus levs, et peuvent conduire choisir un moteur et un ventilateur dun modle suprieur.. Les vitesses limites indiques table7 pour les gaines de reprises, sont valables galement pour les rseaux grandes vitesses, moins quun traitement acoustique des vitesses plus leves. DETERMINATION DES PERTES DE CHARGE LINEAIRES Dans les courbes 7, les pertes de charge sont exprimes en mm CE par mtre de longueur quivalente. La perte de charge dun tronon de gaines donn est donc gale au produit de la perte de charge, lue dans les courbes par la longueur du tronon. La longueur quivalente doit tenir compte des courbes ou transformations ventuelles. Les tables sont utilises lvaluation des pertes particulires dans les divers raccords et coudes. Ces pertes sont exprimes en longueur quivalentes. Les transformations sont considres comme faisant partie du tronon dont la grande dimension est la plus forte. PRESSIOIN DYNAMIQUE Une courbe de transformation de la pression dynamique est reprsente sur labaque 7. La pression dynamique est donne par labscisse du point dintersection de la droite correspondant la vitesse considre. La pression dynamique peut galement tre dtermine laide de la table. GAINES METALLIQUES SOUPLES Elles sont souvent utilises pour raccorder les groupes terminaux dans les installations grande vitesse . Leur perte de charge est suprieur celle de la gaine circulaire rigide. Voir

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les courbes 8. CONVERSION DE PRESSION A LA SORTIE DU VENTILATEUR La dtermination de la hauteur manomtrique du ventilateur doit tenir compte de la conversion de pression, due une variation de vitesse ventuelle entre lorifice de sortie du ventilateur et la gaine. Si la vitesse augmente, cest dire si la section de la gaine est plus faible que celle de sortie, on a une chute de pression statique, qui pourra tre value par la relation : ps= -6,6x 10-2 (Vd2 - Vf2 ) Dans laquelle : Vd= vitesse de lair dans les gaines(m/sec) Vf= vitesse de lair la sortie du ventilateur (m/s) ps = variation de la pression statique Si la vitesse de sortie de lair du ventilateur est plus leve que la vitesse dans la gaine , la pression statique augment dune quantit qui pourra tre value par la relation : ps = 4,5x10-2 ( V2f- V2d )

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III-3 Accessoires de systme de distribution dair. Des accessoires tels que volets pare-feu, portes de visite, absorbeurs de bruit, sont frquemment utiliss dans les rseaux de gaine. Leur perte de charge intervient dans la hauteur manomtrique du ventilateur.

Volets par-feu Leur emploi, emplacement, mode de construction, sont gnralement dicts par la rglementation.

Il existe deux types principaux de volets pare-feu utiliss dans les gaines rectangulaires :

1. Le volet simple pour gains rectangulaires qui peut tre mont dans la position verticale ou horizontale.

2. le volet pare-feu plusieurs lames, qui doit tre mont en position horizontale.

Un volet pare-feu pour gaines circulaire est reprsent. Il peut tre utilis soit dans la position horizontale, soit dans la position verticale.

SPECIFICATION DU MATERIEL Hauteur maximale hors-tout =750mm Langueur maximale hors-tout= 1250mm Langueur maximale du manchon= 300mm Manchon Acier 3,5 Voltes-jusqu 450 mm Acier 1,5 De 450 900 mm Acier2,0 Profil support de palier 75*22*3 Etrier Acier moul Ressort de blocage Bronze 1 mm

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volet coupe feu circulaire

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Spcification du matriel

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Contrle du dbit dair Dans les rseaux de distribution basse vitesse, le dbit dair dans les drivations est contrl par un registre dont la position est rgle laide dune tige de commande. Des registres papillon sont quelquefois installs dans les gaines secondaires pour contrler le dbit dair. Ils remplacent dutiliser des registres simples dans les rseaux basse vitesse, et des registres papillon dans les rseaux grande vitesse. Dans les rseaux grande vitesse, le dbit aux bouches doit pouvoir tre rgl par des registres papillon, dispos derrire celles-ci.

Portes de visite Les portes ou trappes de visite doivent tre installs dans les rseaux de gaines en amont et en aval de lquipement mont lintrieur des gaines. Des trappes de visite doivent permettre galement daccder aux fusibles des volets pare-feu.

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Rsum thorique Dure : 12h

IV DIVERS TYPES DES VENTILATEURS

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IV-1 Les ventilateurs :

a- Prsentation Classifications : Le ventilateur est lappareil essentiel dune installation de climatisation. Cest lui qui assure lcoulement de lair de soufflage ou de reprise. Il existe plusieurs sortes de classifications des ventilateurs, que le formateur explicitera laide des appareil disponibles dans latelier. a-1 Suivant la trajectoire de lair : les ventilateur centrifuges : Lair entre dans la roue en suivant une direction axiale , et sort perpendiculairement cet axe :

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Les pales sont, suivant les cas, inclines vers lavant, vers larrire, ou radiales. Les ventilateurs hlicodes (ou axiaux) : Lair entre par une direction axiale, et sort suivant une trajectoire hlicode (axe = celui de la roue) :

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Moteur axiale Avec moteur extrieur : Ventilateurs hlico-centrifuges : La trajectoire de lair est intermdiaire entre les deux modles de ventilateurs prcdents, centrifuges et hlicodes ; ci-dessous deux types de roues de ventilateurs hlico-centrifuges : a-2 Suivant leur utilisation :

- Ventilateurs brasseurs dair (sur socle, plafonniers) - Ventilateur muraux ou de parois incorpors dans une parois sur un simple

vitrage. - Ventilateurs enveloppe , les plus courants pour nos applications, - Lenveloppe est appele volute pour les ventilateurs centrifuges et virole pour

les ventilateurs hlicodes a.3 Suivant laugmentation de pression quils assurent : Rappel : Laugmentation de pression ralise par un ventilateur est la diffrence entre la pression totale moyenne au refoulement et celle laspiration :

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2 exemples ci-dessous : P = pt,1 - pt,2 (Pa). On un pascal (PA) quivaut un joule / m (j/m) Donc : la pression dun ventilateur correspond au travail volumique fournie lair Wv = P (j/m) Le travail massique correspondant est: Wm = Wv/ = P/ (j/kg) avec = masse volumique de lair entrant dans le ventilateur (kg/m). On distingue ainsi : Les ventilateurs basse pression :

Fournissant un travail massique infrieur 600 (J/kg) . Pour de lair aspirs 20C, ce travail massique correspond une augmentation de

pression de 600 x 1.22 , soit 732 Pa , (environ 75 mm CE) Les ventilateurs moyenne pression : Dont le travail massique est compris entre 600 et 3000 (J/kg) ; soit une pression maximale de 3660 PA pour de lair ) 20C. Les ventilateurs haute pression : Ils peuvent fournir un travail massique suprieur 3000 J/kg. NOTA : Ils convient de souligner quen climatisation, la plupart des ventilateurs utiliss sont des appareils basse pression

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Exemples de mesures : Courbes comparatives entre diffrents types de ventilateurs (ayant le mme dbit et la mme charge au point F), et pour diverses vitesses priphriques w (en m/s) :

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IV-2 caractristiques principales dun ventilateur 1- LE DEBIT : Cest gnralement la caractristique de basse, celle qui permet de retenir le ventilateur en climatisation. On doit parler de dbit massique Soit qm en (kg/s) ou en (kg/h) On parle aussi de dbit volumique, soit qv en (m/s) ou en (m/h) On a bien sr : qm = qv/ Avec = masse volumique moyenne de lair dans le ventilateur en (kg/m) = constant dans les ventilateurs basse pression. 2- LA PRESSION (OU CHARGE) cest la diffrence entre la pression totale au refoulement et celle laspiration : p = pt1 pt2 (Pa) 3- LA VITESSE DE ROTATION qui sexprime en (tr/mn), de symbole N parfois en radian/seconde, soit (rd/s), de symbole sil sagit de vitesse angulaire de la roue , avec = 2 x x N/60 . (rd/s) La vitesse priphrique est w = R (o R est le rayon de la roue en (m) et elle a une grande influence sur le niveau sonore du ventilateur. 4- LA PUISSANCE

On distingue : La puissance fournie par le moteur, W, qui sexprime en (W) ou en (CV). La puissance utile Wu, disponible la sortie de lappareil o : Wu = p x qv (W)

p = pression du ventilateur (pa) qv = dbit volumique (m/s) 5- LE RENDEMENT : le rendement global dun ventilateur est le rapport Wu/W. = Wu/W Wu = puissance utile en W W = puissance nominale du moteur e W Donc, = p x qv/W Ou = Wm x qm/W On peut dmontrer que le redement global dun ventilateur est le produit :

- Du rendement du moteur lectrique m = Wm/W avec Wm = puissance mcanique transmise larabe

- Du rendement araulique du ventilateur, a = Wu/ Wm

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Donc : = m x a.

IV- 3- Courbes caractristiques dun ventilateur 1-Courbe de dbut-pression

Soit le montage suivant dun ventilateur tournant vitesse constante et install sur un circuit dont on rgle le dbit en agissant sur un registre :

Le dbit est donc rglable, A chaque valeur de qv (dbit volumique), correspond une pression. Ces variations, portes graphiquement, permettant dobtenir la courbe appele caractristiques du ventilateur :

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On voit, par exemple :

- que le ventilateur centrifuge, aux pales inclines vers lavant, maintient une pression leve, presque constante, ceci faible vitesse. Il est peu bruyant.

- que les courbes des ventilateurs centrifuges pales radiales ou inclines vers larrire sont trs tombantes faible variation de dbit si forte variation de charge, ce qui est un avantage important - que le ventilateur hlicode ne maintient une pression suffisante quau prix dune vitesse de rotation trs leve ; il est ainsi trs bruyant forte charge.

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2- COURBES DEBIT PUISSACE ET DEBIT-RENDEMENT. Pour chaque type de ventilateur , on peut tudier les variations de la puissance et du rendement en fonction du dbit volumique. On obtient un ensemble de courbes, pour chaque type de ventilateur. Exemples din ventilateur centrifuge pale inclines vers larrire, ceci pour diffrentes vitesses de rotations : On constate lexistence dun rendement maximal (ici 70%) aux diffrentes vitesses de rotation, ainsi que laugmentation de la puissance avec le dbit, qui passe par un maximum. Pour des pales inclines vers lavant, un ventilateur centrifuge verrait sa puissance augmenter de manire continue avec le dbit, dou un danger pour le moteur dentranement Pour les ventilateurs hlicodes, la pression et la puissance dcroissent si le dbit augment. leur rendement reste mdiocre On veillera rester dans la zone ou le rendement au moins gale 60% IV-4 Choix dun ventilateur : Il est ncessaire de comparer : Les courbes caractristique de divers types de ventilateurs, avec, La courbe caractristique du rseaux, sur lequel doit tre install le ventilateur. IVLes courbes des ventilateurs sont fournie par les fabricants. La courbe du circuit est dtermine partir du calcul des pertes de charge totales du circuit le plus dfavoris, cest--dire la rsistance maximale du circuit. Ce calcul est explicit lors de lopration suivante. Exemple de courbe caractristique dun rseau. :

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EXEMLE DE COURBE CARACTERISTIQUE DUN RESEAU On admet que le ventilateur doit vaincre ces pertes de charge pour assurer le dbit correspondant lintrieur du rseau. On trace cette courbe, OB ; ainsi que OC qui est la somme de la rsistance maximale du rseau et de la pression dynamique dans le ventilateur :

On a donc BC = AD = Pd AC = AB + BC = Pe + Pd = Pt Le point C est donc le point de fonctionnement probable du ventilateur.

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Exemple de courbes fournie par un fabricant (CIAT) :

- ventilateur centrifuge basse pression - air + 15C et pression 760 mm hg

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Utilisation des courbes :

1. Echelles des dbits dair en m3/h x 1000 des ventilateurs simple oue et double oue. 2. Echelle des pressions totales en mm CE. 3. Courbes dbit-pression correspondant des vitesse de rotation standardises. 4. Echelles des puissance absorbes par les ventilateur simple oue et double oue (en

kw). 5. Courbes dorifice quivalent. 6. Courbes des pression dynamiques des ventilateurs simple oue et double oue. (valeur

lire sur lchelle des pression totales). 7. Droites dgale puissance absorbe. 8. Courbes dgal niveau de pression sonore pour ventilateur simple oue.

Ajouter 3 dB pour ventilateur double oue. Exemple de slection : Donnes : ventilateur simple oue dbit dair : 11000 m3/h pression totale : 67 mm CE sur la courbe ci-dessous nous relevons pour un dbit dair de 11000 m3/h et pour une pression totale de 69mm CE (pour 67 demands).

- Une vitesse de rotation de 747 tr/mn. - Une puissance absorbe par le ventilateur de 3 kw. - Une pression dynamique au refoulement de 12 mm CE . - Un niveau de pression sonore de 71 dB.

Important : la puissance des moteurs dans tous les cas doit toujours tre suprieure dau moins 20% la puissance absorbe lue sur la courbe. Avec certains ventilateurs dont la puissance absorbe varie fortement pour une mme vitesse de rotation en fonction du dbit, la majoration doit tre porte 30 % au minimum.

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IV-5 Ventilateur vitesse de rotation variables : Si lon fait varier la vitesse de rotation dun ventilateur install dans un circuit donn, on a : * le dbit qui varie proportionnellement la vitesse de rotation soit : qv,1/qv,2 = N1/N2 * la pression du ventilateur qui varie proportionnellement au carr de la vitesse de rotation : soit P1/P2 = (N1/N2) * la puissance utile qui varie proportionnellement au cube de la vitesse de rotation : soit : Wu,1/ Wu,2 = (N1/N2)3 multiplions la vitesse de rotation Nt/m par un nombre quelconque k, choisi avec cette seule restriction que la pression ne dpasse pas la zone dite des fortes pressions et que, naturellement, U, qui varie proportionnellement N, reste dans les limites admissibles pour la rsistance mcanique de la roue. Les dbits qv et qp varient proportionnellement k. Les pressions p, pd,pt varient proportionnellement k. Lindice de pression statique ip est indpendant k. Les puissances pa et pu varient proportionnellement k3. Le niveau de puissance sonore Nw est approximativement augment de 50 log k. Le rendement est indpendant de k. Masse volumique dair variable Il peut ncessaire de tenir compte de la variation de masse volumique de lair ; dune part, cause dune ventuelle variation de temprature (par exemple, chauffage de 20 80C ; dautre part, cause de leffet de laltitude. On appliquera la formule de base : = p/287 x T sachant que qm constant = qvfx 1 = qv2 x 2 qm = dbit massique (kg/s) qv = dbit volumique (m3/s) = masse volumique (kg/m3)

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Le rendement est indpendant de , dans le domaine du conditionnement dair. On remarquera que, lorsque augmente le nombre de kilogrammes dair traversant par heur, le ventilateur augmente et que la pression augmente galement : il ne faudrait surtout pas en dduire que la puissance varie comme le carr de . (Pour maintenir le dbit poids constant lorsque varie il faudrait faire varier la vitesse de rotation N comme 1/ pour que le dbit volume varier comme 1/). La pression variant comme le poids spcifique et le carr de la vitesse de rotation, donc comme le produit de et de 1/, elle variera finalement comme 1/ et la puissance absorbe variera comme 1/. Il faut faire trs attention au fait que dans ce qui prcde cest la masse volumique de lair traversant le ventilateur et tout le circuit qui change de la mme manire : si elle ne change que dans une partie du circuit, lorifice Oe quivalant au circuit pour le ventilateur change et nous arrivons alors au cas examin dans le 4e : les variations des caractristiques dpendent du type du ventilateur. Cest ainsi quun ventilateur suivi dun rchauffeur puis dun rseau verra lorifice quivalent se fermer cest--dire Oe diminuer de valeur, quant la puissance du rchauffeur augmente, la perte de charge dans le rseau augmente pour un mme dbit traversant le ventilateur, car si la mme volumique diminue quand la temprature augmente, la vitesse de lair augmente et intervient au carr. - VARIATION DES DIMENSIONS DES VENTILATEUR ET DES ORIFICES Multiplions toutes les dimensions du ventilateur par en conservant les angles, cest--dire construisons un ventilateur gomtriquement semblable au premier, avec les mmes restrictions pour que pour k. faisons-le tourner la mme vitesse Nt/m et souffler dans un orifice dont les dimensions linaires sont galement multiplies par . Les dbits qv et qp varient proportionnellement 3 Les pressions p, pd, pt varient proportionnellement Lindice de pression pa et pu varient proportionnellement 5 Le niveau de puissance sonore Np est approximativement augment de 70 log Le rendement est indpendant de . En ralit, il augmente lgrement avec ; les trs gros ventilateur ont un meilleur rendement que les petits de la mme famille. En passant dun ventilateur dont la turbine a 0.50m de diamtre un semblable dont la turbine a 2 m de diamtre, le rendement peut dans certains cas augmenter de 10%. VARIATION DE LA MASSE VOLUMIQUE DE LAIR TRAVERSANT LE VENTILATEUR ET LE CIRCUIT. Cette variation peut tre due soit celle de la temprature t, lentre du circuit comprenant le ventilateur, soit celle de la pression atmosphrique pa, soit celle de ces deux facteurs simultanment, puisque : Pa 273 = 1.293 x 760 273 + t Le dbit qv est indpendant de . Le dbit qp kg/h varie comme . Les pressions p, pd, pt varient comme . Lindice de pression statique ip est indpendant de . Les puissances pa et pu varient comme . Le niveau de puissance sonore Nw augmente approximativement de 20 log /.

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Abaque permettant de dterminer les caractristiques dun ventilateur, dont on change la vitesse de rotation :

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Dure : 8h

V- REPARTITION DE LAIR DANS LE LOCAL.

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V-1- CRITERES DUNE BONNE DIFFUSION DE LAIR TEMPERATURE Le systme de distribution de lair doit tre conu pour maintenir les tempratures dans les limites admissibles recommandes. Dans un local, la diffrence de temprature maximum pouvant tre tolre entre deux points de la zone occupe, est de 1C. les variations de temprature sont plus dsagrables en hiver quen t. On remarque davantage les fluctuations de temprature que le manque dhomognit. Ces fluctuations rsultent habituellement du systme de rgulation employ. lorsq4elles sont accompagnes par les de placement dair dont la vitesse est proche du maximum recomand2 ? les occupants peuvent en tre incommands VITESSE DE AIR Latable1 donne les valeurs recommandes des vitesse de lair dans la zone doccupation, ainsi que les ractions des occupants ces vitesses DIRCTION DU SOUFFLAGE Daprs la table 1 , on peut remarquer quun certain mouvement de lair dans un local est souhaitable et mme ncessaire. La figure 2 , reprsente lorientation recommande des jets dair par rapport une personne assise. POREE la port est la distance horizontale parcourue par la veine dair sortant dun diffuseur jusqu un point du local ou la vitesse est de 0,40m/s. et est mesure une hauteur de 2 m au dessus du sol. La porte est proportionnelle la vitesse du jet dair sortant du diffuseur, mais ne dpend pas de lcart de temprature entre lair de soufflage et lair ambiant.

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TABLE1- VITESSE DANS LA ZONE DOCCUPATION VITESSE CM/S

REACTION APPLICATION RECOMMANDEE

0-8 Air stagnant aucune 12 Favorable-base idale Toutes applications

commerciales 12-25 Assez favorable, mais 25cm/s

reprsente le maximum acceptable pour des personnes assises

32 Dfavorable- les papiers lgers senvolent

Grand magasin et magasin e dtail

38-150 Limite suprieure pour personnes se dplaant lentement- favorable

Climatisation dusines. Valeurs suprieures pour refroidissement localis

Figure 2- influence du sens de lair

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DEFLECTION DE LA VEINE DAIR On appelle dflection, la composante verticale du dplacement de lair, mesure une distance de la bouche gale la porte. INDUCTION Lair sortant de la bouche (air primaire) entrane dans son mouvement une certaine quantit dair du local (air secondaire). Ce phnomne est appel linduction . En crivant quil y a conservation de la quantit de mouvement, on obtient : M1 V1 + M2 V2 = (M1 +M2) x V3 Dans laquelle : M1 = Masse de lair primaire M2 = Masse de lair secondaire V1 = Vitesse de lair primaire V2 = Vitesse de lai secondaire V3 = vitesse de lair mlange. Le taux dinduction (R) est dfini comme le rapport de lair de mlange lair primaire : R = Air de mlange = Air primaire + air secondaire Air primaire Air primaire IMPORTANCE DE LINDUCTION La porte dpend de la vitesse initiale et du taux dinduction. Celui-ci est fonction du primtre de la bouche. Si lon considre deux bouches de mme section, celle de plus grand primtre aura la porte la plus faible. Ainsi, pour un dbit et une section donns, une bouche unique circulaire donnera linduction minimale et la porte maximale. Inversement, une fente troite et longue correspondra au maximum dinduction et au minimum de porte. EPANOUISSEMENT DES JETS DAIR Lpanouissement du jet dair est caractris par langle de diffusion la sortie du diffuseur. On distinguera lange de diffusion horizontale et langle de diffusion verticale. Lpanouissement de la veine dair rsulte de linduction. Un diffuseur sans dflecteurs produit un angle de diffusion denviron 18 20 dans les deux plans. Le type et la forme du diffuseur influent sur cet angle, mais il reste compris entre 15 et 23 pour la plupart des diffuseurs. INFLUENCE DES DEFLECTEURSS Dflecteurs normaux au plan de la bouche. Langle de diffusion est denviron 19 dans chacun des plans horizontal et vertical (figure4). Dflecteurs convergents Langle est sensiblement le mme que dans le cas prcdent 19, mais la porte est augmente denviron 15%(figure5)

84 figure 4- Epanouissement avec diffuseurs normaux figure 5- Epanouissement avec dflecteurs convergents figure 6- Epanouissement avec dflecteurs divergents figure 7 dflecteurs parallles et convergents par rapport la normale

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Dflecteurs divergents Linfluence sur langle le diffusion est trs manque. Si les dflecteurs forment avec la normale la bouche, un angle variable de 0 45, du centre vers chacune des extrmits, langle de diffusion est 60 environ (figure6), La porte est alors rduite de 50%. Pour des orientations infrieures 45, langle de diffusion diminue et la porte augmente. Avec des dflecteurs divergents, la surface libre de la bouche diminue ; donc, pour un dbit donn, la perte de charge augmentera avec langle dorientation. Les dflecteurs peuvent tre disposs de faon former un angle constant avec le normale la bouche (figure7), dans le but dviter un obstacle, par exemple. Remarquons que langle de divergence du jet d air reste sensiblement gal 19. INFLUENCE DE LA VITESSE INITIALE Une bouche est conue pour a assurer une diffusion correcte dans des limites dtermines de vitesse, pression, direction, de lair qui lui est fourni. Elles nest pas prvue pour corriger des conditions anormales dcoulement. La vitesse de sortie dune bouche sans dflecteur monte directement sur une gaine, est la rsultante de la vitesse dans la gaine et de la vitesse due la surpression, qui rgne dans celle-ci (figure8). La direction de cette rsultante peut tre modifie du fait des caractristiques physiques de la bouche. Cest ainsi que la rsultante peut tre ramene vers la normale au plan de louverture, par des dflecteurs orientables, disposs derrire la bouche. La ncessit de leur utilisation dpend des tolrances admissibles dans la direction du jet dair. Les bouches sont souvent montes sur des manchettes. On admet que des dflecteurs doivent tre monts lentre de la manchette, lorsque la vitesse dans la gaine est gale ou suprieure la vitesse de sortie ( figure9). IMPORTANCE DE LA PORTEE Il nest gnralement pas ncessaire que la porte soit gal la distance entre la bouche et le paroi oppose. On admet que la porte doit tre gale aux de cette distance (sauf lorsquil existe des sources de chaleur localises proximit de cette paroi). Ces apports de chaleur peuvent provenir, soit dquipement lectrique, soit de louverture des portes extrieures. Dans ce cas, la porte devra tre plus longue et des prcautions devront tre prises pour viter les courants dair.

DIFFERENCE DE TEMPERATURE AU SOUFFLAGE

La diffrence de temprature acceptable entre lair ambiant et lair souffl, dpend en grande partie : (1) du taux dinduction du diffuseur, (2) des obstacles se trouvant sur la trajectoire de la veine dair, (3) de la hauteur sous plafond. La figure 10 montre la trajectoire de la veine dair, suivant que le t au soufflage est positif ou ngatif. Puisque linduction dpend de la vitesse initiale, le t admissible variera avec celle-ci. DEPLACEMENT DE LAIR DANS LE LOCALLe but de la distribution de lair dans un local est provoquer un moment d