Dimensionnement des aérateurs statiques
EOLIOS dimensionne les aérateurs statiques et la ventilation naturelle des sites industriels
- Séléction du matériel en fonction de l’usage
- Dimensionnement des entrées d’air en fonction des conditions du site
- Calcul du débit de l’aérateur
- Etude de scénarios critiques
- Mesure des débits sur site
- Amélioration de la distribution aéraulique et l’efficacité du refroidissement
- Etude des niveaux de pollution
- Optimisation de l’emplacement
- Etude des systèmes de traitement de de l’air associés
Les aérateurs statiques permettent d’évacuer les gaz, les fumées ou les calories présentes dans un système fermé. EOLIOS accompagne les industriels dans le dimensionnement des aérateurs statiques.
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Principe de dimensionnement des aérateurs statiques
Définir la quantité d'air nécéssaire au fonctionnement de l’atelier :
La première étape du dimensionnement des aérateurs statiques consiste à déterminer les besoins en ventilation de l’atelier. Il est nécessaire de déterminer le volume d’air neuf nécessaire pour remplacer l’air vicié et maintenir une qualité d’air acceptable dans l’atelier.
Ce volume d’air dépend de la taille de l’atelier, du nombre d’occupants, des types de polluants présents et des réglementations locales. Il est également essentiel de définir le taux de renouvellement d’air, c’est-à-dire le nombre de fois par heure que l’air doit être renouvelé dans l’atelier.
Faciliter l'élévation des flux d'air naturel :
Il est important de tirer parti du flux d’air naturel dans l’atelier pour faciliter la circulation de l’air.
Les différences de température entre l’air intérieur et l’air extérieur sont un moteur essentiel de la ventilation naturelle. Afin de faciliter l’élévation des flux d’air, il est recommandé de créer des variations thermiques marquées.
Les aérateurs statiques doivent être placés de manière à profiter des courants d’air naturels, tels que les vents dominants ou la différence de pression due aux écarts de température.
Eviter les zones de pollution :
Les zones de pollution, où les polluants sont générés ou s’accumulent en plus grande quantité, doivent être identifiées et prises en compte lors de la disposition des aérateurs. Il est nécessaire de placer les aérateurs à proximité de ces zones pour capturer et évacuer efficacement les contaminants.
Les aérateurs statiques doivent également être positionnés de manière à faciliter l’élimination de l’air vicié. Il est recommandé de placer les aérateurs dans les zones les plus hautes de l’atelier pour permettre à l’air chaud et aux contaminants de s’échapper facilement.
Améliorer l’uniformité de la ventilation :
Il est important de garantir une ventilation uniforme dans tout l’atelier. Les aérateurs statiques doivent être repartis de manière à couvrir simultanément l’espace de travail, en particulier les zones mortes où l’air ne circule pas efficacement.
Eviter les obstacles et aménagements :
Il est essentiel de prendre en compte les obstacles et les aménagements de l’atelier lors du choix de l’emplacement des aérateurs statiques. Les obstructions telles que les machines, les étagères ou les équipements peuvent perturber la circulation de l’air et réduire l’efficacité des aérateurs.
Respecter la réglementation incendie :
L’aérateur statique est un dispositif passif utilisé pouvant favoriser l’évacuation des fumées dans les bâtiments. Son fonctionnement repose sur le principe de la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment. En exploitant cette différence de pression, l’aérateur permet l’évacuation des fumées toxiques et des gaz de combustion produits lors d’un incendie.
Il est important de se conformer aux réglementations locales en matière de sécurité incendie. Certaines réglementations peuvent imposer des exigences spécifiques en termes de taille et d’emplacement des aérateurs statiques, en fonction du type d’activité ou de l’occupation de l’atelier.
Respecter les réglementations en vigueur et choisir des aérateurs statiques adaptés sont donc des éléments essentiels pour assurer la prévention des incendies et la protection des personnes.
Comment choisir la taille et le type des aérateurs statique de ventilation naturelle ?
Choisir l’emplacement des aérateurs statiques :
L’emplacement des aérateurs statiques est un facteur clé pour assurer une ventilation efficace dans les ateliers industriels. Le choix de l’emplacement doit tenir compte de plusieurs paramètres pour garantir une circulation optimale de l’air dans l’espace de travail.
Définir la taille optimale :
La taille des aérateurs statiques est également un critère important à prendre en compte lors du dimensionnement.
Il est nécessaire de choisir des aérateurs dont le débit d’air est suffisant pour répondre aux besoins en ventilation de l’atelier.
Il est également essentiel de veiller à ce que la vitesse d’air maximale à la sortie de l’aérateur reste dans ses plages de fonctionnement optimal.
Déterminer le nombre d'aérateurs :
L’emplacement des aérateurs statiques est un facteur clé pour assurer une ventilation efficace dans les ateliers industriels. Le choix de l’emplacement doit tenir compte de plusieurs paramètres pour garantir une circulation optimale de l’air dans l’espace de travail.
Prendre en compte les systèmes d’insufflation ou d’extraction mécaniques déjà présents :
Avant de dimensionner les aérateurs statiques, il est important de comprendre le fonctionnement des systèmes d’insufflation ou d’extraction mécaniques déjà présents dans l’atelier. Ces systèmes sont généralement utilisés pour contrôler la température, l’humidité ou la qualité de l’air dans un espace clos ou pour le process. Les ateliers sont souvent équipés de ventilateurs ou d’extracteurs d’air pour générer un flux d’air dans l’espace de travail.
Le dimensionnement des aérateurs statiques doit être adapté en fonction des caractéristiques des systèmes mécaniques déjà présents dans l’atelier. Il est essentiel de prendre en compte les débits d’air générés par ces systèmes afin d’obtenir un équilibre optimal entre les flux d’air mécaniques et naturels. Un calcul précis du dimensionnement des aérateurs statiques permettra de garantir une ventilation équilibrée dans l’ensemble de l’atelier.
Une analyse approfondie des systèmes mécaniques permet d’optimiser la ventilation naturelle et d’assurer une collaboration harmonieuse entre les aérateurs statiques et les systèmes mécaniques. En combinaison des avantages des deux méthodes, il est possible de garantir une ventilation efficace et équilibrée dans l’atelier. L’expertise d’un spécialiste en mécanique des fluides est indispensable pour une intégration réussie des aérateurs statiques avec les systèmes mécaniques existants.
Dimensionner en fonction des entrées d’air déjà présente ou future :
Lors du dimensionnement des aérateurs statiques, il est essentiel de prendre en compte le dimensionnement des entrées d’air. Les entrées d’air sont responsables de l’apport d’air frais dans un espace clos, en complément des aérateurs statiques qui assurent la sortie de l’air vicié.
Considérer d’autres facteurs comme l’acoustique et la facilité d’entretien :
En plus des critères mentionnés ci-dessus, il est important de prendre en compte d’autres facteurs lors du dimensionnement des aérateurs statiques. En fonction du site, il est recommandé de choisir des aérateurs plus silencieux, afin de ne pas perturber le voisinage des industries.
Il est également conseillé de choisir des aérateurs économes en énergie, permettant ainsi de réduire les coûts de fonctionnement. Par ailleurs, la question des volatiles et des parasites peut se poser en fonction de l’activité de l’industrie. Enfin, il est préférable de choisir des aérateurs faciles à installer et à entretenir, afin de faciliter leur utilisation au quotidien.
Comment dimensionner précisément des aérateurs statiques ?
Quels principes physiques doivent être étudiés ?
Le dimensionnement des aérateurs statiques est une étape cruciale dans la conception d’un système de ventilation naturelle efficace. Il faut prendre en compte plusieurs facteurs tels que le plan de pression neutre, les coefficients de pression et la répartition des pressions statiques de surfaces. Dans ce chapitre, nous allons analyser en détail ces différents aspects pour permettre une meilleure compréhension du dimensionnement des aérateurs statiques.
Etude CFD des coefficients de pression
Le vent exerce une force sur les aérateurs statiques, qui peut avoir un impact significatif sur leur fonctionnement. Il est donc primordial de prendre en compte ces effets lors du dimensionnement de ces dispositifs.
Lorsque le toit est exposé au vent :
- Une surpression se crée sur la face exposée au vent.
- Une dépression se crée sur le versant opposé.
Différence de pression d’air :
- La dépression sur la face opposée aspire l’air de l’intérieur du bâtiment.
- Une surpression se crée dans le volume, proportionnelle à la force du vent.
- La circulation naturelle de l’air intérieur est ainsi créée.
Zones en surpression et dépression :
- Les zones en surpression favorisent les entrées d’air.
- Les zones en dépression favorisent les sorties d’air.
Répartition des pressions statiques de surfaces
- Les dépressions au niveau des exutoires sont le moteur de la ventilation naturelle du bâtiment.
- La dépression en toiture doit être suffisamment forte pour convertir tous les ouvrants en partie basse en entrée d’air.
Qu’est-ce que le tirage thermique ?
Le tirage thermique est basé sur le principe fondamental de la différence de densité entre l’air chaud et l’air froid. Lorsqu’une source de chaleur, telle qu’un foyer ou une chaudière, chauffe l’air à l’intérieur d’un espace confiné, cet air chaud devient moins dense et monte naturellement. Le tirage thermique est un élément essentiel à considérer lors du dimensionnement des aérateurs statiques, car il influence directement leur efficacité.
Le tirage thermique peut être calculé en fonction de plusieurs paramètres, tels que la différence de température entre l’air intérieur et l’air extérieur, la hauteur de la cheminée d’évacuation et la configuration de l’aérateur statique.
Il est important de noter que le tirage thermique peut être influencé par les conditions atmosphériques, notamment la présence de vent. En effet, le vent peut modifier les flux thermiques et créer des turbulences qui peuvent affecter le fonctionnement des aérateurs statiques. Il est donc nécessaire de prendre en compte cette interaction lors du dimensionnement des aérateurs.
Analyse et principe du plan de pression neutre
Qu’est-ce que le plan de pression neutre ?
Le plan de pression neutre est un facteur crucial pour le dimensionnement des ouvrants de ventilation naturelle soumis aux effets de tirage thermique. Il s’agit d’un plan horizontal imaginaire où la pression interne est égale à la pression atmosphérique externe.
Au niveau du plan neutre, les orifices d’entrée d’air sont peu efficaces, car la pression interne est équilibrée avec la pression atmosphérique externe. En revanche, au-dessus de ce plan, la pression interne est supérieure à la pression externe, ce qui en fait une zone idéale pour les bouches de sortie d’air. En dessous du plan neutre, une zone de dépression est créée, ce qui en fait un emplacement préférentiel pour les bouches d’entrée d’air.
Points clés à retenir concernant le point de pression neutre :
- Au niveau du plan neutre, les orifices d’entrée et d’extraction d’air sont peu efficaces.
- Au-dessus du plan neutre, la pression interne est supérieure à la pression atmosphérique externe. C’est pourquoi les bouches de sortie d’air doivent toujours se situer ici. Attention, il faudra prendre en compte les effets de vent qui peuvent annuler ponctuellement les effets de tirage thermique.
- En dessous du plan neutre, une zone de dépression est créée, ce qui rend cet emplacement idéal pour les bouches et grilles d’entrée d’air.
Lors de la conception d’un système de ventilation naturelle :
- La hauteur du plan neutre doit être prédéterminée.
- La proportion de différence de pression disponible doit être répartie entre les bouches d’entrée et de sortie d’air.
- La position précise du plan neutre et la disposition des bouches d’entrée d’air ne peuvent être vérifiées que par une méthode itérative.
