Guide de la diffusion d'air en climatisation

Introduire de l’air (chauffer ou climatiser) en mouvement dans une enceinte fermée occupée par des personnes n’est pas toujours très facile. La diffusion de l’air doit respecter certains passages obligés, car si cette diffusion est mal maîtrisée cela engendrera à coup sûr un inconfort et l’insatisfaction des personnes occupant cette enceinte.

 

Les critères principaux pour assurer un confort optimal sont :

Le taux de brassage représente le nombre de volume d’air traité dans un local.

On introduit souvent une certaine quantité d’air neuf (air hygiénique) avec l’air repris de la pièce à traiter, l’air neuf venant de l’extérieur doit être mélangé de façon homogène avec l’air présent dans la pièce. Si l’air n’est pas suffisamment brassé, des couches (strates) d’air vont se former successivement à des températures différentes c’est la stratification. A contrario un taux de brassage trop important causera des mouvements d’air qui gênera les occupants.

La vitesse du débit d'air au droit des bouches de soufflage à une grande importance au niveau du ressenti et du confort en général. Le confort thermique d’un être humain est une affaire d’équilibre, en effet de façon générale la chaleur produite par notre métabolisme doit être égale à la chaleur cédée à environnement. Si la vitesse de l’air est trop importante les échanges métabolisme/environnement sont déséquilibrés, et les occupants peuvent ressentir une sensation de froid plus ou moins intense.

Comme nous passons le plus clair de notre temps à l’intérieur de bâtiments de plus en plus étanche, la concentration de contaminants divers dégrade la qualité de l’air que l’on respire.

Les effets d’une mauvaise qualité de l’air sur notre santé ne sont plus à démontre, stress, malaise, maladies chroniques.

L’introduction d’air neuf extérieur en quantité suffisante permet un recyclage de l’air intérieur, mais cet apport doit être accompagné d’une extraction de l’air vicié (monoxyde de carbone, contaminants chimiques, biologiques etc).

 

On peut aussi mentionner que la résurgence sonore des équipements peut être une source de gêne importante, on doit donc en tenir compte en sélectionnant les unités de traitement d’air (CTA, UTA).

C’est la méthode la plus communément employée. Ici on peut parler d’écoulement turbulent, car l’air est introduit à grande vitesse dans la pièce au moyen de bouche de soufflage. Le volume d’air déplacé est relativement important, les températures sont uniformes ainsi que la concentration de polluants. L’air est repris pour être traité (chauffé ou refroidi) généralement à l’opposé des zones de soufflage pour garantir un balayage de la pièce. L’air vicié est rejeté à l’extérieur du bâtiment.

 

Afin de répartir de façon homogène de l’air dans une pièce on utilise un des diffuseurs. Les diffuseurs de type plafonnier sont souvent le plus utilisés car il donne de très bons résultats en chauffage comme en climatisation, il est notoirement plus facile de les raccorder puisque les gaines de ventilation sont généralement situées en faux plafond. Ici le jet d’air se fait radialement, ce qui favorise plutôt le fonctionnement en mode froid. Ces diffuseurs existent en plusieurs modèles et types, il peut être de forme ronde ou carrée. Les diffuseurs multicônes

compte tenu de leur moyen de réglage (soufflage radial, soufflage vertical) sont les mieux adaptés au fonctionnement chauffage et climatisation.

La vitesse d’air sur ce type de diffuseurs est de 0,25 m/s, la notion de portée est aussi importante, une portée trop faible ne permettra pas un mélange de l’air dans la zone d’occupation tandis qu’une portée trop importante génèrera des courants d’air.

Les diffuseurs de type de tourbillonnaire ou vortex sont de plus en plus utilisés car ils permettent une homogénéisation de la température dans la zone à traiter tout en évitant les courants d’air intempestif.

Quant à eux les diffuseurs de type mural permettent une diffusion de type conique ou plate. Les veines coniques s’obtiennent à partir d’ouvertures circulaires ou rectangulaires. Les veines plates s’obtiennent avec des ouvertures étroites et allongées. Ici la vitesse et la portée de l’air sont deux paramètres importants.

L’effet Coanda est aussi nommé veine adhérente. Lorsqu’un jet d’air est suffisamment puissant il va naturellement adhérer aux parois les plus proches, par exemple un plafond. Ce jet d’air va créer une dépression qui va induire le déplacement à basse vitesse de l’air dans la pièce. Donc l’effet Coanda permet un brassage de l’air présent dans la zone d’occupation ce qui favorise le confort des occupants.

Quelques règles à respecter pour obtenir l’effet Coanda

La diffusion (ventilation) par déplacement et aussi appelée diffusion d’air par stratification, même si ce type de ventilation date des années 1940 il ne fût vraiment exploité que assez récemment, vers 1980 en Europe.

L’air filtré est insufflé à faible vitesse (0,5 m/s maximum) en partie basse, pour être repris en partie haute en entrainant les polluants. Ce principe permet de maintenir de bonnes conditions de confort, tout en réduisant fortement les débits insufflés. Ici jusqu’à une hauteur de 2 m (hauteur d’homme) la qualité et le brassage de l’air seront parfait tandis que l’air pollué se maintiendra au-dessus de cette zone.On peut donc dire que ce type de diffusion crée deux zone distinctes, une tempérée peu poluée et une autre plus chaude moins hygiénique. En climatisation la diffusion par déplacement est indiquée quand on doit éviter trop de mouvements d'air, en mode chauffage ce mode de distribution de l'air est moins efficace.

 

En ventilation pure, la diffusion par déplacement est indiquée pour les ateliers mécaniques, textiles, les imprimeries, etc.