Dans les analyses des systèmes, le système d’aération est un objet qui est utilisé pour représenter une unité de traitement d’air constituée d’une ou de plusieurs zones. Celui-ci peut fonctionner comme un système traditionnel conçu pour la ventilation et la climatisation des espaces, ou fonctionner en tant que système d’aération extérieur dédié (DOAS).
Objets requis
Le système d’aération doit reposer sur les principes de base ci-après.
- Au moins un équipement de zone doit être relié à un espace conditionné.
- Il doit comporter au moins un ventilateur, mais, en général, comporte également d’autres objets comme un serpentin de chauffage et un serpentin de refroidissement.
Principes de base de conception
- Il est dimensionné à l’aide des puissances simultanées.
- Le débit d’air est dimensionné pour le pic perceptible.
- Le système est activé pendant les heures d’inoccupation pour répondre à une charge, si nécessaire.
- L’occupation est déterminée par l’ensemble des zones du système d’aération.
- Lorsque le système est un système d’aération extérieur dédié (DOAS), il est peu probable qu’il s’active, car il possède la priorité la plus faible si on le compare aux autres équipements CVC.
- À chaque pas de temps lors de la simulation du dimensionnement, la somme des débits d’air extérieurs demandés par toutes les zones est calculée. La valeur maximale de ces sommes est utilisée en tant que débit d’air extérieur de la conception.
- Si le système d’aération est un système d’aération extérieur dédié (DOAS), sa température d’alimentation est fixe. S’il s’agit d’un système d’aération traditionnel, sa température sera augmentée jusqu’à un maximum de 5,556 °C, selon les besoins.
- Lorsqu’un système fonctionne en tant que système d’aération extérieur dédié (DOAS), les autres équipements placés dans la zone sont correctement dimensionnés en tenant compte du refroidissement fourni par les équipements existants. Par exemple, si une zone qui requiert 1 000 W de refroidissement contient un régulateur de débit d’air variable fournissant 200 W de refroidissement, et qu’un climatiseur terminal autonome (PTAC) est ajouté, ce dernier sera dimensionné pour les 800 W de refroidissement restants et non pour les 1 000 W nécessaires pour l’ensemble de la zone.
| Propriété | Valeur | Remarques |
|---|---|---|
| Température d’entrée de la conception d’eau froide | N/A | Définie par la boucle d’eau froide si le serpentin à eau froide est utilisé dans le système. |
| Température de sortie de la conception d’eau froide | N/A | Définie par la boucle d’eau froide si le serpentin à eau froide est utilisé dans le système. |
| Température de l’air d’alimentation de refroidissement | 12,7778 °C | |
| Température de l’air d’entrée de chauffage | 4 °C | Part du principe que l’ensemble du chauffage est appliqué au niveau du réchauffage de la zone. |
| Température de l’air de sortie de chauffage | 12,7778 °C | Préchauffage sur le flux d’air entrant (non sur le flux d’air mixte). |
| Température d’entrée de la conception d’eau chaude | N/A | Déterminée par la boucle d’eau chaude si le serpentin à eau chaude est utilisé dans le système. |
| Température en sortie de la conception d’eau chaude | N/A | Déterminée par la boucle d’eau chaude si le serpentin à eau chaude est utilisé dans le système. |
Configuration
Le système d’aération possède six composants principaux.
- Un serpentin de préchauffage
- Un échangeur de chaleur
- Un contrôleur d’air extérieur
- Un serpentin de refroidissement
- Un serpentin de chauffage
- Un ventilateur d’alimentation
Serpentin de préchauffage
Si un serpentin de préchauffage est installé, les principes de base ci-après sont émis.
- Il est situé avant l’échangeur de chaleur (s’il est installé) pour éviter toute apparition de givre.
- La température de l’air entrant dans le serpentin est identique à la température du jour de conception.
- La température de l’air sortant du serpentin est de 4 °C.
- Si le serpentin est un serpentin à eau chaude, on estime que l’eau chaude est fournie à une température de 60 °C, avec une température de retour de 43,33 °C.
Echangeur de chaleur
L’échangeur de chaleur repose sur les principes de base suivants :
- L’échangeur de chaleur détermine l’indice de l’air de dérivation selon les besoins de la température de l’air d’alimentation requise par le système à un pas de temps donné.
| Type d’échangeur de chaleur | ||
|---|---|---|
| Perceptible | Enthalpie | |
| Rendement perceptible avec un débit d’air de chauffage de 100 % | 0.76 | 0.76 |
| Rendement perceptible avec un débit d’air de chauffage de 75 % | 0.81 | 0.81 |
| Rendement latent avec un débit d’air de chauffage de 100 % | 0 | 0.68 |
| Rendement latent avec un débit d’air de chauffage de 75 % | 0 | 0.73 |
| Rendement perceptible avec un débit d’air de refroidissement de 100 % | 0.76 | 0.76 |
| Rendement perceptible avec un débit d’air de refroidissement de 75 % | 0.81 | 0.81 |
| Rendement latent avec un débit d’air de refroidissement de 100 % | 0 | 0.68 |
| Rendement latent avec un débit d’air de refroidissement de 75 % | 0 | 0.73 |
Contrôleur d’air extérieur
Le contrôleur d’air extérieur repose sur les principes de base ci-après.
- Il possède un économiseur faisant varier le débit en fonction d’un contrôle enthalpique différentiel.
- Un dispositif de dérivation est installé autour de l’échangeur de chaleur (s’il est installé) lorsque l’économiseur est actif.
- Lorsqu’il fonctionne en tant que système d’aération extérieur dédié (DOAS), l’unité utilise 100 % de l’air extérieur.
- Le système possède une unité de ventilation contrôlée (DCV).
Serpentin de refroidissement
Le serpentin de refroidissement repose sur les principes de base ci-après.
- Le serpentin DX fonctionne à une vitesse unique, avec un coefficient de performance nominal de 3.
- Le rapport électricité/chaleur perceptible à latent est ajusté automatiquement de manière à répondre aux besoins du système lors du dimensionnement.
- Le serpentin à eau froide repose sur les principes de base ci-après.
| Propriété | Valeur | Remarques |
|---|---|---|
| Température de l’air entrant dans le serpentin | N/A | Déterminée par le jour de conception. |
| Température de l’air sortant du serpentin | ~11,11 °C | Calculée selon la température de l’air d’alimentation du système d’aération moins la chaleur du ventilateur générée (généralement entre 1,5 °C et 2 °C environ). |
| Température d’entrée de la conception d’eau froide | N/A | Définie par la boucle d’eau froide si le serpentin à eau froide est utilisé dans le système. |
| Température de sortie de la conception d’eau froide | N/A | Définie par la boucle d’eau froide si le serpentin à eau froide est utilisé dans le système. |
Serpentin de chauffage
Le serpentin de chauffage repose sur les principes de base ci-après :
- Le serpentin de chauffage de la résistance électrique possède un rendement de 100 %.
- Le serpentin de chauffage du four possède un rendement de 80 %.
- Le serpentin à eau chaude repose sur les principes de base ci-après.
| Propriété | Valeur | Remarques |
|---|---|---|
| Température de l’air entrant dans le serpentin | Variée | 4 °C avec un serpentin de préchauffage, déterminée par le jour de conception dans les autres cas. |
| Température de l’air sortant du serpentin | Variée | 12,7778 °C dans le cas d’un système d’aération traditionnel, 15,5556 °C s’il s’agit d’un système d’aération extérieur dédié (DOAS). |
| Température d’entrée de la conception d’eau chaude | N/A | Déterminée par la boucle d’eau chaude si un serpentin à eau chaude est utilisé dans le système. |
| Température en sortie de la conception d’eau chaude | N/A | Déterminée par la boucle d’eau chaude si un serpentin à eau chaude est utilisé dans le système. |
Ventilateur d’alimentation
Le ventilateur d’alimentation peut posséder un volume constant ou variable, et repose sur les principes de base ci-après.
| Propriété | Valeur | Remarques |
|---|---|---|
| Montée en pression | 996 Pa | |
| Rendement total | 0.6 | |
| Rendement du moteur | 0.94 | |
| Fraction de flux minimal | 0.3 | Uniquement pour les ventilateurs à volume variable. |