Équilibrage de l’air des systèmes CVC | Articles sur l’industrie | Dwyer Instruments

Équilibrage de l’air des systèmes CVC

Méthodes d’équilibrage de l’air

L’équilibrage de l’air d’un système de distribution est nécessaire pour diriger correctement le flux d’air afin d’optimiser la conception du système. Les débits sont testés, ajustés et équilibrés en pieds cubes par minute (PCM) ou en mètres cubes par heure (m3/h). Il existe deux méthodes traditionnelles pour équilibrer le débit d’air aux terminaux. La première est l’équilibrage séquentiel, qui consiste à régler les registres de zone et de branche en séquence. Cependant, la méthode la plus courante d’équilibrage de l’air est appelée équilibrage proportionnel.

Pour l’équilibrage proportionnel traditionnel, une hotte de débit d’air, ou hotte de capture, est l’instrument de test le plus populaire utilisé pour prendre des lectures de débit d’air. Les lectures transversales dans le conduit avec un tube de Pitot ou un thermo-anémomètre à fil chaud sont une autre méthode acceptée pour capturer le débit d’air réel.

Dwyer a conçu une variante de l’équilibrage proportionnel, qui est appelée équilibrage prédictif utilisé dans l’instrument d’équilibrage à hotte d’air SMART série SAH de Dwyer. L’équilibrage prédictif est conçu pour être un processus plus rapide et donner des résultats plus précis que l’équilibrage proportionnel traditionnel.
Equilibrage prédictif vs équilibrage proportionnel

Dans l’équilibrage proportionnel traditionnel, la hotte de débit mesurera directement le débit d’air volumétrique aux sorties ou terminaux d’un système : les registres, les grilles et les diffuseurs. La plupart des hottes de débit sont de forme conique et alignées sur les registres du plafond comme le montre la figure 1 sur l’image de gauche. Lorsqu’une hotte est placée au-dessus d’un terminal, elle génère une pression dans le système de conduits, ce qui réduit le débit d’air vers le terminal. Cette condition est appelée contre-pression. L’effet de la contre-pression peut entraîner des erreurs lors de la prise de mesures. Avant d’utiliser une hotte, de nombreux techniciens recommandent d’effectuer une traversée de conduit pour vérifier le facteur K. Certaines hottes de débit numériques comprennent une compensation de contre-pression qui tente de calculer l’effet de la contre-pression pour le technicien.

La technique d’équilibrage prédictif de Dwyer est basée sur des méthodes de bilan massique et de conservation de l’énergie. L’équilibrage prédictif, est un processus qui consiste à prédire les points de consigne de débit idéal pour chaque TUA (Terminal Under Adjustment) afin que chaque terminal soit au débit cible jusqu’à ce que le processus soit terminé. L’instrument d’équilibrage de la série SAH SMART Air Hood® de Dwyer a été conçu pour l’équilibrage prédictif. La hotte à air de Dwyer est utilisée sur la figure 1 dans l’image de droite.

L’équilibrage prédictif est déterministe et minimise le nombre ou les étapes du processus impliquées dans le test, le réglage et l’équilibrage des systèmes CVC. La figure 2 illustre une comparaison entre l’équilibrage prédictif et les processus traditionnels d’équilibrage proportionnel, montrant à quel point l’équilibrage prédictif est plus rapide.

Équilibrage proportionnel

Avec l’équilibrage proportionnel (référence à la figure 3), le technicien équilibre un terminal proportionnellement au terminal clé. Pour commencer un équilibrage proportionnel d’un système, une exigence est que le système ait un taux de 80% à 120% par rapport au débit total de conception. Les systèmes qui sont supérieurs ou inférieurs à cette plage ne seront pas équilibrés correctement. Si le système est en dehors de cette plage, la vitesse du ventilateur doit être ajustée pour se situer dans cette plage. Une fois réglé, le débit d’air de chaque terminal restera le même ratio par rapport aux autres terminaux.

Si le terminal clé 1 a un pourcentage de débit de conception de 60%, alors le terminal 2 est 57%, le terminal 3 est 65%, et le ratio par rapport au terminal clé 1 est 57% / 60% = 0,95. Cela signifie que la borne 2 fournira 95 % du volume d’air de la borne 1. Avec la borne 1 comme clé, qui fournit 100 % du débit de conception, la borne 2 fournira 95 % du débit de conception. Cela répondra aux exigences de conception. Par exemple, si le registre de la borne 3 est réglé à 525 PCM, le débit de la borne 1 peut augmenter à 550 PCM. Dans ce cas, le terminal 2 est dans la plage de conception ; 550 * 0,95 = 523 CFM.

Une fois que les terminaux sont en équilibre, avec le bon rapport de tolérance entre eux, ils restent en équilibre entre eux même si le volume d’air peut changer. Tous les terminaux du système sont alors équilibrés proportionnellement. Le RPM du ventilateur peut être réglé pour fournir le volume d’air total prévu et tous les terminaux fourniront le débit de conception dans les tolérances établies.

Ce processus nécessite que le technicien d’équilibrage ajuste le débit du terminal sous-réglage (TUA) à la clé pour obtenir la bonne proportion de débit. Le débit du terminal de la clé change lorsque le clapet du TUA est modifié. Il peut falloir plusieurs itérations pour obtenir la bonne proportion de débit.

Puisque le technicien estime où régler le débit du TUA par rapport à la clé, la tolérance peut varier considérablement, ce qui limite la précision de l’équilibrage. L’illustration de la Figure 3 montre le nombre potentiel d’étapes longues impliquées dans l’équilibrage proportionnel.

Equilibrage prédictif

Le processus d’équilibrage prédictif (référence Figure 4) commence par l’ouverture des registres pour capturer le débit total. Le débit total est réparti entre les quatre débits terminaux. Les débits terminaux sont déterminés par les charges des terminaux et des registres et par la chute de pression dans le système.

Le terminal 2 est le premier registre ajusté dans le système, et le terminal 1 est la clé. Predictive Balancing calcule le point de consigne de débit idéal pour le Terminal 2 pour TUA et prédit les débits pour les Terminaux 1, 3 et 4.

Après avoir ajusté le débit du Terminal 2 au point de consigne de débit idéal, Predictive Balancing calcule le point de consigne idéal pour le Terminal 3 et prédit les nouveaux débits pour les terminaux 1, 2 et 4.

Pour finir, Predictive Balancing calcule le point de consigne idéal pour le dernier Terminal, le numéro 4, et les flux des Terminaux 1, 2 et 3 sont correctement proportionnés à la cible.

Enfin, l’équilibrage prédictif calcule le débit idéal pour le Terminal 4 afin que le débit de la soufflerie puisse être ajusté pour amener tous les débits des terminaux aux débits cibles.

L’équilibrage prédictif surveille et compense également la charge sur la soufflerie/le ventilateur provenant des fermetures de volets pendant le processus d’équilibrage. L’illustration de la Figure 4 comparée à la Figure 3 montre à quel point l’équilibrage prédictif est plus facile et plus rapide que l’équilibrage proportionnel en ce qui concerne la quantité d’étapes impliquées dans le processus.