Ventilation de soufflage et d'extraction : principe de fonctionnement et caractéristiques de conception
Dans une pièce remplie d’air frais, vous pouvez mieux respirer, travailler de manière plus productive et mieux dormir.Mais ouvrir la fenêtre pour aérer toutes les 2-3 heures est problématique, êtes-vous d'accord ? Surtout la nuit, lorsque tous les membres de la famille dorment profondément.
L'une des solutions automatisées pour cette tâche est la ventilation d'alimentation et d'extraction (PVV) de la pièce. Mais comment le faire correctement ? Nous vous aiderons à étudier le principe de fonctionnement et à comprendre les caractéristiques de l'agencement.
Notre article traite des composants du système d'alimentation et d'évacuation, des règles de calcul et des normes d'échange d'air dans des pièces de différents types.
Des schémas de disposition de ventilation, des photographies illustrant les éléments individuels du système et des recommandations vidéo utiles pour installer de vos propres mains un système de ventilation dans une maison privée sont fournis.
Le contenu de l'article :
- Qu'est-ce que la ventilation ?
- Base physique du système de ventilation
- Caractéristiques de la ventilation d'alimentation et d'extraction
- Paramètres de ventilation dynamique
- Spécificités de l'installation d'une ventilation mécanique
- Caractéristiques de la construction du PVV naturel
- Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Qu'est-ce que la ventilation ?
À quelle fréquence aérons-nous la pièce ? La réponse doit être la plus honnête possible : 1 à 2 fois par jour, si vous pensez à ouvrir la fenêtre. Et combien de fois la nuit ? Une question rhétorique.
Selon les normes sanitaires et hygiéniques, la masse totale d'air dans une pièce où des personnes sont constamment présentes doit être entièrement renouvelée toutes les 2 heures.
La ventilation conventionnelle fait référence au processus d'échange de masses d'air entre un espace confiné et l'environnement. Ce processus cinétique moléculaire permet d'éliminer l'excès de chaleur et d'humidité à l'aide d'un système de filtration.
La ventilation garantit également que l'air de la pièce répond aux exigences sanitaires et hygiéniques, ce qui impose ses propres limites technologiques aux équipements qui généreront ce processus.
Le sous-système de ventilation est un ensemble de dispositifs et mécanismes technologiques d'admission, d'évacuation, de mouvement et de purification de l'air. Il fait partie d'un système de communication complet pour les locaux et les bâtiments.
Nous recommandons de ne pas comparer les concepts ventilation et climatisation – des catégories très similaires qui présentent un certain nombre de différences.
- Idée principale. La climatisation assure le maintien de certains paramètres de l'air dans un espace confiné, à savoir la température, l'humidité, le degré d'ionisation des particules, etc. La ventilation produit un remplacement contrôlé de la totalité du volume d'air par l'entrée et la sortie.
- Caractéristique principale. Le système de climatisation fonctionne avec l’air présent dans la pièce et le flux d’air frais lui-même peut être totalement absent. Le système de ventilation fonctionne toujours à la frontière entre l'espace clos et l'environnement par échange.
- Moyens et méthodes. Contrairement à la ventilation sous une forme simplifiée, la climatisation est un système modulaire de plusieurs blocs qui traite une petite partie de l'air et maintient ainsi les paramètres sanitaires et hygiéniques de l'air dans la plage spécifiée.
Système ventilation dans la maison peut être étendu à n'importe quelle échelle requise et permet, en cas d'urgence dans la pièce, un remplacement assez rapide de tout le volume de masse d'air. Ce qui se passe à l'aide de ventilateurs puissants, de radiateurs, de filtres et d'un vaste système de tuyauterie.
Vous pourriez être intéressé par les informations sur l'aménagement d'une canalisation de ventilation à partir de conduits d'air en plastique, abordées dans notre autre article.
Il existe plusieurs classes de ventilation, qui peuvent être divisées selon la méthode de génération de pression, la distribution, l'architecture et la fonction.
L'injection d'air artificiel dans le système est réalisée à l'aide d'unités d'injection - ventilateurs, soufflantes. En augmentant la pression dans le système de canalisations, il est possible de déplacer le mélange gaz-air sur de longues distances et dans des volumes importants.
Ceci est typique des installations industrielles, locaux de production et les établissements publics dotés d'un système de ventilation central.
Les systèmes de ventilation locaux (locaux) et centraux sont pris en compte. Les systèmes de ventilation locale sont des solutions « ponctuelles », étroitement ciblées pour des locaux spécifiques où le strict respect des normes est nécessaire.
La ventilation centrale offre la possibilité de créer un échange d'air régulier pour un nombre important de pièces ayant la même destination.
Et la dernière classe de systèmes : soufflage, évacuation et combinés. Les systèmes de ventilation d'alimentation et d'extraction assurent l'alimentation et l'évacuation simultanées de l'air dans un espace. Il s'agit du sous-groupe de systèmes de ventilation le plus courant.
De telles conceptions permettent une mise à l'échelle et une maintenance faciles pour une grande variété de locaux industriels, de bureaux et résidentiels.
Base physique du système de ventilation
Le système de ventilation d'alimentation et d'extraction est un complexe multifonctionnel pour le traitement ultra-rapide du mélange gaz-air. Bien qu’il s’agisse d’un système de transport forcé de gaz, il repose sur des processus physiques tout à fait compréhensibles.
Le mot « ventilation » lui-même est étroitement lié au concept de convection. C'est l'un des éléments clés du mouvement des masses d'air.
La convection est le phénomène de circulation d'énergie thermique entre des flux de gaz froids et chauds. Il y a une convection naturelle et forcée.
Un peu de physique scolaire pour comprendre l'essence de ce qui se passe. La température dans la pièce est déterminée par la température de l'air. Les molécules sont porteuses d'énergie thermique.
L'air est un mélange gazeux multimoléculaire composé d'azote (78 %), d'oxygène (21 %) et d'autres impuretés (1 %).
Étant dans un espace (pièce) fermé, nous avons une inhomogénéité de température par rapport à la hauteur. Cela est dû à l’hétérogénéité de la concentration des molécules.
Considérant l'uniformité de la pression du gaz dans un espace fermé (pièce), selon l'équation de base de la théorie de la cinétique moléculaire : la pression est proportionnelle au produit de la concentration des molécules et de leur température moyenne.
Si la pression est la même partout, alors le produit de la concentration des molécules et de la température en haut de la pièce sera équivalent au même produit de la concentration et de la température :
p=nkT, nhaut*Thaut=nbas*Tbas, nhaut/nbas=Tbas/Thaut
Plus la température est basse, plus la concentration de molécules est importante, et donc plus la masse totale du gaz est importante. C’est pourquoi on dit que l’air chaud est « plus léger » et l’air froid est « plus lourd ».
En relation avec ce qui précède, le principe de base de l'aménagement de la ventilation devient clair : L'alimentation en air (entrée) est généralement équipée par le bas de la pièce et la sortie (évacuation) par le haut.. C’est un axiome dont il faut tenir compte lors de la conception d’un système de ventilation.
Caractéristiques de la ventilation d'alimentation et d'extraction
La ventilation de soufflage et d'extraction interagit avec deux flux d'air de composition et de destination différentes, qui sont ensuite traités.
Dans le PVV, tous les équipements et systèmes supplémentaires nécessaires sont placés dans un seul cadre, qui peut être installé à l'intérieur de la loggia, dans le grenier, sur le mur extérieur de la maison, etc.
La conception spéciale de l'installation offre de nombreuses possibilités de ventilation pour presque n'importe quel nombre de pièces du bâtiment.
En plus de la fonction principale de déplacement de l'air, la ventilation d'alimentation et d'extraction comprend l'arsenal suivant de sous-systèmes auxiliaires et de fonctions supplémentaires.
Parmi lesquels figurent les suivants :
- refroidissement et chauffage de l'air ;
- ionisation et humidification des particules ;
- désinfection et filtration de l'air.
Considérons un cycle de fonctionnement typique d'un système de ventilation d'alimentation et d'extraction, basé sur un modèle de transport à deux circuits.
Dans un premier temps, l’air froid est aspiré de l’environnement et l’air chaud est extrait de la pièce. Des deux côtés, l'air passe par un système de nettoyage.
L'air froid est ensuite transféré vers chauffage (chauffage) - typique du PVV avec récupération de chaleur. De plus, la chaleur est transférée au gaz froid à partir de l'air chaud évacué, ce qui est typique des systèmes conventionnels.
Après chauffage et échange de chaleur, l'air évacué est évacué par un conduit externe et l'air frais chauffé est fourni à la pièce.
Les grands principes de la ventilation de soufflage et d’extraction sont l’efficacité et l’économie.
Le schéma classique de ventilation par soufflage et évacuation présente les avantages suivants :
- degré élevé de purification du flux d'entrée
- exploitation et maintenance accessibles des éléments amovibles
- intégrité et modularité de la conception.
Pour étendre les fonctionnalités, les unités de traitement d'air sont équipées d'unités de contrôle et de surveillance auxiliaires, de systèmes de filtrage, de capteurs, de minuteries automatiques, de silencieux, d'alarmes de surcharge du moteur électrique, unités de récupération, bacs à condensats, etc.
Paramètres de ventilation dynamique
Il existe de nombreux problèmes associés à la conception d'un système de ventilation, car si les caractéristiques sont mal calculées, un système de ventilation totalement économique peut se transformer en un « monstre » inutile de ressources énergétiques.
Ce qui affecte directement les coûts financiers de son entretien. De ce fait, l’idée même d’un fonctionnement économique des équipements n’est pas prise en compte.
Afin de concevoir correctement la ventilation de soufflage et d’extraction, il est recommandé d’effectuer des calculs algébriques des performances de l’installation et des paramètres dynamiques des flux d’air.
Il existe plusieurs méthodes et algorithmes de calcul différents, mais nous présenterons à notre attention l'une des options les plus simples et les plus fiables.
Tout ce qui concerne les processus secondaires d'humidification, d'ionisation supplémentaire et de purification secondaire peut être ignoré à ce stade.
Normes de construction
Il est irrationnel de fournir une liste complète des normes et règles sanitaires (SNiP) qui s'appliquent aux différents systèmes de ventilation, car il y a suffisamment de matériel pour quelques livres, mais il est nécessaire de connaître les constantes de référence pour les locaux d'habitation et de bureaux.
En ce qui concerne les locaux de bureaux, lors de la construction d'un système de ventilation, l'attention principale est portée aux zones où se trouvera le personnel de bureau.
De plus, toutes les normes sont indiquées par personne. Dans un immeuble de bureaux classique, sur un étage, se trouvent une gamme complète de locaux aux vocations diverses.
Par exemple, dans un bureau, 60 mètres cubes d'air doivent être remplacés en une heure, dans les salles d'opération - 30 à 40 m3, dans la salle de bain - 70 m3, dans le fumoir - à plus de 100 m3, dans les couloirs et les halls - 10 m3.
Selon les normes sanitaires générales pour les locaux d'habitation, un échange complet de masse d'air d'un montant de 30 m se produit en une heure3 par personne - calcul basé sur le nombre de résidents.
Il existe une autre approche pour calculer le volume d'air : par zone. Pour chaque mètre carré de surface habitable, il y a 3 m3.
Pour le reste des buanderies, il existe des paramètres réglementaires prêts à l'emploi. Donc, une cuisine avec une cuisinière électrique - plus de 60 m3, avec une cuisinière à gaz - plus de 80 m3, salle de bain - au moins 25 m3 etc.
De plus, il ne faut pas oublier que pour les pièces à vivre, la vitesse du flux d'air ne dépasse pas 2 m/s, et pour la cuisine et la salle de bain, la vitesse doit être de 4 à 6 m/s.
Formules et explications pour celles-ci
Passons directement aux caractéristiques et aux formules. Les calculs se déroulent en plusieurs étapes, à chacune desquelles nous calculons l'une des caractéristiques du système de ventilation.
Volume d'air de travail
Considérons le calcul du volume utile d'air (m3/h).
Pour un bureau, nous recommandons de calculer le nombre de personnes :
V=35*N,
Où N - le nombre de personnes simultanément dans la salle.
Pour les appartements et les maisons privées, il est nécessaire de faire un calcul concernant le volume habitable :
V=2*S*H,
Où: 2 — taux de renouvellement d'air par unité de temps (par heure); S - espace vital; H - hauteur des locaux.
Calcul de la section du conduit
Section conduit d'air pour la ventilation calculé en cm2. Les conduits d'air principaux sont de deux types en section transversale : ronds et rectangulaires.
La section transversale du tuyau est calculée selon le rapport :
Ssectionné=V*2,8/ω,
Où: Ssectionné - surface transversale ; V — volume d'air (m3/h); 2,8 — coefficient d'adaptation dimensionnelle ; ω — vitesse d'écoulement dans la conduite principale (m/s).
La vitesse du flux d'air traversant la conduite principale est généralement équivalente à 2-3 m/s.
Nombre et taille des diffuseurs
Voyons ensuite comment calculer le nombre et la taille des diffuseurs. Les dimensions du pulvérisateur sont généralement choisies pour être 1,5 à 2 fois plus grandes que la section transversale de la ligne principale.
Le nombre de diffuseurs est un peu plus compliqué, ils se calculent selon la formule :
N=V/(2820*ω*d2),
Où: N – le nombre de diffuseurs requis ; V – débit massique d'air (m3/h); ω – vitesse du flux d'air (m/s) ; d – diamètre du diffuseur (m), s'il est rond.
Si le diffuseur est rectangulaire, alors :
N=π*V/(2820*ω*4*a*b),
Où: π -Pi, un Et b - dimensions des sections.
Options de performances d'installation
Les deux caractéristiques les plus importantes de l'unité de ventilation sont connues : la puissance et le degré de pression généré. La puissance de la station de ventilation est calculée comme suit :
P = ΔT*V*Cv/1000,
Où: ΔT — delta de température de l'air à l'entrée/sortie (°C) ; V — débit massique d'air (m3/h); CV — capacité thermique de l'air (0,336 W*h/m³*°С).
La pression générée est déterminée à partir de la courbe caractéristique de performance du ventilateur principal.
Ce paramètre doit être équivalent à la résistance aérodynamique du réseau aérien. Les fabricants de ventilateurs fournissent un graphique de courbe dans la fiche technique du produit.
De plus, il est important d'avoir une compréhension générale du réchauffeur à flux d'air d'admission - aérotherme.Il s'agit d'une partie distincte du système de ventilation où l'air est chauffé. En passant par exemple par un radiateur thermique, l'air se réchauffe ainsi.
En conclusion, il convient de mentionner la tension d'alimentation de l'unité de ventilation. Il est recommandé d'utiliser une tension secteur de 380 V ; elle garantira un fonctionnement fiable de l'installation de toute puissance.
Spécificités de l'installation d'une ventilation mécanique
Un artisan à domicile serait sans aucun doute capable de gérer l'installation d'une unité de ventilation de type soufflage sans l'intervention des ouvriers.
Cependant, il convient de rappeler que le travail est effectué à une hauteur dangereuse pour un artiste inexpérimenté. Il est donc préférable d'impliquer ceux qui ont de l'expérience, des outils et des dispositifs de sécurité pour effectuer les étapes suivantes :
Une fois terminées les manipulations très difficiles d'installation de la centrale de traitement d'air elle-même, il ne reste plus qu'à la connecter aux communications.
Examinons de plus près ce processus à l'aide de la sélection de photos suivante.
Les informations sur la séquence d'installation des unités de ventilation forcée aideront à éviter bon nombre des erreurs les plus graves commises par des installateurs inexpérimentés.
Caractéristiques de la construction du PVV naturel
Lors du développement d'une ventilation naturelle d'alimentation et d'extraction de haute qualité, la plupart des spécialistes se conforment à une certaine « charte » des travaux de conception et d'installation.
Ces règles contribuent à créer des solutions véritablement efficaces et rentables, même pour les agencements les plus atypiques des pièces et des buanderies. dans une maison privée Et appartement multi-pièces immeubles de grande hauteur.
Dans ce cas, les couloirs agissent comme des espaces de circulation. Par conséquent, l’unité de ventilation principale du système doit être située au centre de la maison, en haut des couloirs ou des buanderies.
Par exemple, un module de ventilation pour une maison privée à 2 étages peut être situé au rez-de-chaussée, au sommet d'une buanderie ou d'un couloir principal. Pour une maison de plain-pied, en option, en partie basse des combles.
Lors de la pose de la canalisation principale, vous devez vous rappeler que l'air soufflé doit entrer dans les pièces à vivre et que l'air évacué doit sortir par les cuisines et les buanderies.
Par conséquent, les diffuseurs de soufflage sont placés à la limite conventionnelle « pièce-environnement », et les hottes sont placées dans la cuisine, la salle de bain, la buanderie et les toilettes.
Il y a des commentaires concernant la hauteur de l'emplacement des ouvertures d'entrée et de sortie d'air. La sortie du système de ventilation doit être située au-dessus du niveau du toit du bâtiment.
Cela protégera le PVV de l'admission secondaire d'air fraîchement évacué par les ouvertures d'échappement.
L'air frais doit être aspiré à une hauteur d'au moins 2 mètres du sol.
Car les petites particules abrasives et les poussières peuvent s'élever à l'aide des courants de vent jusqu'à une hauteur de plus d'un mètre et voler dans les diffuseurs d'alimentation, obstruant ainsi rapidement les filtres primaires.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
La vidéo explique et démontre les caractéristiques de la conception et de l'installation du PVV dans une maison privée :
Un autre exemple clair de solution toute faite pour la ventilation d'une maison privée en bois à 1 étage :
En résumant les informations ci-dessus, nous notons que la ventilation d'alimentation et d'extraction est un système simple à concevoir, disponible à l'achat et à l'installation.
La ventilation associée au système de chauffage permet d'organiser un équilibre entre air frais et chaud dans la pièce.
Avez-vous participé à l'aménagement de la ventilation dans votre datcha ? Ou connaissez-vous les secrets de la conception et de l'installation d'un système de ventilation dans un appartement ? Partagez votre expérience - laissez vos commentaires sur cet article.
J'ai vraiment aimé la façon dont la ventilation était utilisée comme élément intérieur. C'est bien que tu aies expliqué le principe de fonctionnement du système de ventilation, maintenant au moins je sais comment tout ça fonctionne. Je ne savais pas que la ventilation pouvait refroidir ou réchauffer l’air, c’est une information très utile. J'ai particulièrement aimé ces vidéos éducatives tout en bas de la page.
L'article décrit l'étape d'installation du V-STAT FKO 4A, mais maintenant un nouveau modèle de Satellite est sorti, bien meilleur et plus compact. Cela ressemble à un climatiseur externe.
Bonjour. Si je comprends bien, votre article contient une contradiction que je voudrais résoudre. Tout d'abord, il est précisé que « Pour créer l'effet de convection naturelle des flux d'air, les sources de chaleur sont placées le plus bas possible et les éléments d'alimentation sont placés dans le PLAFOND ou sous celui-ci » (sous la photo d'un salon avec cheminée ).
Quelques paragraphes plus tard, la situation change à l'inverse : « En relation avec ce qui précède, le principe de base de l'aménagement de la ventilation devient clair : l'arrivée d'air (soufflage) est généralement équipée au FOND de la pièce, et la sortie (évacuation) est au sommet. C’est un axiome dont il faut tenir compte lors de la conception d’un système de ventilation.
Alors, où est-il juste de faire un afflux : en haut ou en bas ?
Bonjour. Je ne suis pas un super-professionnel de la ventilation, mais je vais essayer de vous expliquer.
L'afflux peut s'effectuer de 4 manières principales : de haut en bas, de haut en haut, de bas en haut, de bas en bas.
Les 2 premières méthodes sont utilisées lorsque l'air extrait de la rue en hiver et hors saison est bien inférieur à la température de la pièce et que la pression et l'humidité de l'air à l'extérieur de la fenêtre sont plus élevées.
Les deuxième et troisième sont les plus courants dans un appareil de ventilation naturelle.
Sur la photo avec la cheminée, l'entrée d'air est la plus appropriée pour une pièce équipée d'un tel appareil, ce qui nécessite un agencement approprié du système d'alimentation en air.
REGARDEZ LA VIDÉO « LIVING HOUSE ». UN HABITANT DU VILLAGE Y EXPLIQUE TOUT SUR LA HOTTE SANS ÉLECTRICITÉ.