Boîte de détente [ventilation]

Principe de fonctionnement

Imaginons que l’on veuille faire passer beaucoup d’air dans une paille, en soufflant. La vitesse de l’air va augmenter. Les forces de frottement aussi. Notre bouche devra donc augmenter le niveau de pression pour y arriver. Et un sifflement va apparaître.

De même, pour diminuer l’encombrement des conduits, on souhaite parfois transporter beaucoup d’air dans de faibles sections. Il faudra que la vitesse augmente. Le ventilateur va augmenter la pression en sortie. Mais il est alors impossible de propulser cet air directement au travers d’une bouche de local, sous peine de créer un sifflement, qui risque d’altérer le confort de travail du personnel.

La boîte de détente est l’élément qui permet de détendre l’air à la sortie d’un réseau de ventilation ou de conditionnement d’air à haute vitesse, avant de le diffuser dans un local.

Schéma principe boîte de détente.

Si en plus, on souhaite moduler les débits en fonction des besoins du local (VAV), on profitera de la boîte de détente comme organe de régulation. La boîte de détente sera alors au débit d’air ce que la vanne thermostatique est au débit d’eau.

Schéma principe boîte de détente - 02.

Détails technologiques

Une boîte de détente en VAV est constituée d’un clapet de réglage avec servomoteur et d’un caisson de détente. Celui-ci est réalisé en tôle d’acier galvanisée, tapissé intérieurement d’un matelas de laine minérale (isolation thermique et acoustique).

Schéma principe boîte de détente en VAV.

Chaque boîte remplit deux fonctions

  • adapter le débit d’air aux besoins,
  • garantir un débit d’air constant.

Malheureusement, la pression n’est pas stable dans le réseau, et à une position donnée du clapet ne correspond pas toujours une même valeur de la vitesse de l’air dans la bouche. Aussi, selon les fabricants, divers systèmes complémentaires sont utilisés pour s’assurer de l’adéquation du débit aux besoins, quelles que soient les variations de pression dans le réseau.

Voici deux exemples :

  • Des soufflets, sensibles à la pression existante dans la conduite, seront “gonflés” ou “déprimés”, pour stabiliser le débit.
  • Un capteur de pression dynamique sera inséré, puisque celle-ci est proportionnelle au carré de la vitesse, la vitesse réelle du fluide sera connue. Un actionneur pourra modifier la position du siège du clapet et la consigne de débit sera ajustée.

Les servomoteurs peuvent être actionnés par :

  • de l’électricité (24 V alternatif),
  • de l’air comprimé (source externe),
  • l’air du système lui-même.

Le débit de fuite d’une boîte de détente ne peut excéder 3 % de son débit nominal, réglé sous la pression différentielle maximale admissible de la boîte.

Le réglage de la boîte de détente se fait généralement entre 30 et 100 % du débit nominal. En dessous de 30 %, la distribution de l’air froid ne se fait plus correctement (plus d’effet Coanda) et un risque de courant d’air apparaît.

Il existe des boîte dont on peut annuler le débit (fermeture totale), mais leur coût en est nettement plus élevé et est réservé aux zones occupées de façon intermittente et dans lesquelles le conditionnement d’air peut être arrêté.