Date : page réalisée sous l’hégémonie Dreamweaver

Auteur : les anciens

Notes :

  • Pas de contenu manquant
  • Conforme à la mode PEB aout 2008
  • 12-11-2008 : 1er passage de mise en page [liens internes, tdm, en bref !, rapide passage général sur la mise en page de la feuille] – Sylvie
  • 30-03-2009 : Application des nouveaux styles de mise en page. Julien.

Diminution permanente des débits

Avant, très généralement, un ventilateur est installé lors de la construction du bâtiment ou lors d’une rénovation importante. Ensuite, il tourne dans les conditions d’installation initiales pendant toute sa durée de vie. En cas de défaillance, il est remplacé par un modèle de même type, sans que l’on se pose la question de savoir si un modèle avec d’autres caractéristiques ne conviendrait pas mieux …
Or, lors de la sélection du ventilateur, le point de fonctionnement souhaité est déterminé théoriquement en définissant le débit nécessaire et en calculant les pertes de charge du circuit pour ce débit. Ce calcul est souvent approximatif surtout s’il s’agit d’un circuit ancien, modifié à plusieurs reprises. Il s’en suit que « par mesure de sécurité », les pertes de charge sont surévaluées et que le ventilateur choisi fournit un débit plus grand que nécessaire. La perte de charge réelle est en effet inférieure à celle qui a servi de base à la sélection.  De même, les besoins thermiques ne restent pas constants en fonction des saisons. Il est dès lors judicieux de s’interroger sur la nécessité de maintenir un régime de fonctionnement identique tout au long de l’année.
Si les débits relevés dans le bâtiment sont plus importants que les valeurs recommandées, il est possible à faible coût de diminuer la vitesse du ventilateur de façon permanente :

D2 = (n1 / n2) x D1 (changement de la poulie du ventilateur)

D2 = (n2 / n1) x D1 (changement de la poulie du moteur)

  • D1 et n1 = diamètre de la poulie et vitesse de rotation d’origine
  • D2 et n2 = diamètre de la nouvelle poulie et nouvelle vitesse de rotation.
  • Si le moteur du ventilateur possède plusieurs vitesses, une commutation sur une vitesse inférieure peut s’avérer suffisante. Cette commutation peut être automatique en fonction du moment de la journée.
    Par exemple : passage en petite vitesse en journée dans la cafétéria d’un hôpital.

Ces actions sont rapidement rentabilisées, d’une part par la diminution des besoins de chauffage de l’air neuf et d’autre part par la diminution de la consommation électrique du ventilateur (la consommation électrique varie comme le cube de la vitesse de rotation (règles de similitude)).

Exemple.

Situation de départ Situation révisée
Vitesse (tr/min) 2 000 1 000
Débit d’air (m³/h) 21 600 (1 000 / 2 000) x 21 600 = 10 800
Pertes de charge (kPa) 1,4 (1 000 / 2 000)² x 1,4 = 0,35
Puissance absorbée par le ventilateur (kW) 12,2 (1 000 / 2 000)³ x 12,2 = 1,52

Soit une économie électrique de 88 % !

Attention, une modification de la vitesse de rotation du ventilateur fait varier la charge électrique du moteur. Il convient donc de mesurer l’intensité absorbée par le moteur après chaque modification de poulie et de contrôler qu’elle reste dans les limites indiquées sur sa plaque.

Calculs

Pour estimer la rentabilité d’une modification des débits de ventilation dans votre situation, cliquez ici !

Arrêt de la ventilation

Le contrôle du temps de fonctionnement est ce que l’exploitant peut gérer le plus facilement lui-même. Les interventions sont simples, les gains en énergie et usure du matériel souvent énormes. Il faut donc se demander si la durée de ventilation appliquée est nécessaire.
Dans le choix de ce mode de gestion, certaines précautions de base sont à prendre

  • Adapter le nombre d’heures de fonctionnement et l’horaire d’exploitation lorsque les besoins et les affectations des locaux changent.
  • Contrôler régulièrement la programmation de l’horloge (suspendre une étiquette à proximité avec l’horaire valable).
  • Modifier l’horaire en fonction des saisons si nécessaire.
Exemples.

  • Dans une installation de ventilation simple flux (grilles dans les menuiseries et extraction dans les sanitaires), l’extraction peut être automatiquement réduite durant les périodes d’inoccupation (une coupure complète risque de provoquer la propagation d’odeurs). Cette remarque peut conduire à prévoir des extractions à deux vitesses. Il est alors souhaitable de réaliser un zonage des besoins d’extraction afin que les zones intéressées puissent entrer dans un programme d’occupation des lieux fixé à l’avance (vertical ou horizontal).
  • Dans une installation double flux (pulsion dans les locaux et extraction dans les sanitaires, les extractions sanitaires peuvent passer en régime réduit en période d’inoccupation et dans le même temps les introductions d’air neuf sont arrêtées. Il y a alors une légère dépression dans l’ensemble des locaux intéressés. Les installations peuvent être sous le contrôle d’une ou plusieurs horloges pour la programmation des différents régimes de marche (hors gel, relance, marche normale).
  • Une horloge commande le passage de grande vitesse à petite vitesse dans un réfectoire, en fonction de l’horaire de la journée

Le temps de retour de telles opérations est souvent inférieur à 1 an.

Exemple.

Un ventilateur sanitaire extrait 1 000 m³/h, dans un immeuble de bureaux occupé de 8 à 18 h. Par rapport à un fonctionnement en continu, l’adaptation des horaires de ventilation à l’occupation permet d’économiser :

En électricité :

 

0,25 [W/(m³/h)] x 1 000 [m³/h] x 4 130 [h/an] =
1 032 [kWh/an]

 

où :

  • 0,25 W/(m³/h) est un ordre de grandeur de puissance absorbée pour une extraction seule (pour installation double flux, la puissance absorbée par les ventilateurs varient de 0,25 (installation performante) à 0,75 W (installation moyenne) par m³/h d’air transporté)).
  • 4 130 h/an est le nombre d’heures d’inoccupation des bureaux durant la saison de chauffe (35 semaines/an ou 5 880 h/an).

En chauffage :

0,34 [W/m³.K] x 1 000 [m³/h] x (16 [°C] – 5 [°C])
x 4 130 [h/an]/ 0,7 / 1 000 
=
15 446 [kWh/an] ou 1 544 litres de fuel ou m³ de gaz par an

où :

  • 16° est la température de consigne de chauffage en période de ralenti et 5° la température extérieure moyenne nocturne durant la saison de chauffe.

L’économie financière totale s’élève de 1125,5 [€/an] (à 0,622 €/litre de fuel et 0,16 €/kWh en heures creuses).

L’investissement à consentir pour une horloge programmable est de l’ordre de quelques dizaines d’euros.

Cependant, il est à noter qu’en période d’occupation, une ventilation minimale doit toujours être maintenue même en-dehors de la présence des occupants, par exemple la nuit. Un arrêt complet de la ventilation hygiénique ne doit être envisager que dans le cas d’une période d’inoccupation plus longue : vacances, inoccupation du bâtiment, …

Calculs

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Gestion de la ventilation à la demande

La gestion de la ventilation à la demande consiste à moduler les débits de ventilation en fonction du taux d’occupation des locaux. Un capteur (détection de présence, sonde CO2, …) commande soit les bouches de distribution de l’air, soit directement la vitesse du ventilateur.

Concevoir

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L’investissement à consentir pour adapter l’installation existante (bouches réglables, réglage du débit du ventilateur, …) rend la gestion de la ventilation à la demande (c’est-à-dire par sonde de qualité d’air ou détection de présence) difficilement rentable dans les immeubles de bureaux classiques. Elle ne peut se justifier que pour des débits gérés par sondes et des temps de fonctionnement à régime réduit suffisamment importants (salle de conférence, salle de réunion, piscine, …). Dans les autres cas, il faut se contenter de systèmes très simples comme la simple horloge sur l’extraction.

Calculs

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