Conception de systèmes de climatisation pour bâtiments : nuances importantes et étapes de développement du projet

Il est difficile de nier que le maintien d'une température ambiante confortable et d'un bon échange d'air constitue la base d'un microclimat normal dans un bâtiment, quel que soit son objectif. La technologie moderne de climatisation et les équipements destinés à améliorer la ventilation peuvent créer une atmosphère confortable dans une pièce en quelques minutes seulement - avec la température souhaitée et un seuil d'humidité acceptable.

Cependant, le simple fait d’installer n’importe quel modèle de climatiseur que vous aimez ne peut pas toujours résoudre le problème de la température de l’air excessivement élevée, n’est-ce pas ? Par conséquent, une conception professionnelle et compétente des systèmes de climatisation des bâtiments est la première étape avant d’acheter un tel équipement. Choisir l'équipement optimal et l'installer au bon endroit vous permettra de refroidir ou de chauffer l'air avec le moins de consommation d'énergie et de prendre en compte les besoins de toutes les personnes présentes dans la pièce.

Dans ce document, nous examinerons les principales étapes de la création d'un projet de système de climatisation efficace, comprendrons les calculs qui doivent être effectués lors de la planification et apprendrons comment créer le schéma correct de thermorégulation de l'air.

Le besoin de climatisation

Système la climatisation, ainsi que ventilation, joue un rôle important dans le maintien d’une atmosphère confortable dans laquelle les gens peuvent vivre et travailler.L’air trop chaud affecte sérieusement le bien-être et les performances d’une personne. Il convient donc de veiller au microclimat de la pièce et à la direction du mouvement des masses d’air au stade de la construction ou de la rénovation d’un bâtiment.

Outre l'impact sur les personnes, la température et l'humidité affectent également le fonctionnement des équipements dans les bureaux ou les ateliers de production. Les températures élevées augmentent la charge sur les équipements, ce qui peut entraîner la défaillance de certains composants.

Les moteurs de machines ne sont pas les seuls à souffrir des températures élevées. Les équipements modernes équipés d'une électronique sophistiquée sont assez sensibles aux conditions de température

Maintenir une bonne température peut également devenir la base de la sécurité. Le stockage de certains matériaux dans des pièces à air trop chauffé est tout simplement inacceptable. Pour réduire le risque d'incendie, le système de refroidissement par air doit fonctionner correctement et compenser pleinement l'apport excessif de chaleur interne et externe.

Pourquoi est-il nécessaire de créer un projet ?

Le respect des normes nécessaires et un calcul précis de la charge sur le système de climatisation évite aux utilisateurs de nombreux problèmes. Le processus de création d'un plan prend en compte un grand nombre de facteurs pouvant affecter l'efficacité du fonctionnement de l'équipement. Sans tenir compte de ces nuances, le fonctionnement des composants du système de climatisation peut avoir une efficacité inacceptablement faible.

Une approche compétente de la création d'un projet permet de mettre en œuvre des tâches clés, parmi lesquelles :

• maintenir une température et une humidité optimales dans le bâtiment ;
• sélection des équipements de climatisation et de ventilation les plus adaptés ;
• possibilité de réglages de température multizones ;
• un fonctionnement doux des équipements, qui contribue à leur résistance à l'usure ;
• organiser la bonne direction du flux d'air;
• consommation d'énergie extrêmement faible pour atteindre les conditions de température spécifiées, etc.

Lors de la conception, les caractéristiques esthétiques de l'installation du climatiseur sont également prises en compte. Un système qui refroidit l'air peut être délicatement intégré à l'intérieur si son intégration dans la pièce est abordée avec compétence et expérience.

Un climatiseur monté de manière esthétique peut rester pratiquement invisible pour les invités et n'avoir absolument aucun impact sur l'idée globale de la décoration intérieure.

L'étape de planification du système de climatisation ne peut être ignorée, car il s'agit d'un plan clair qui vous permet de développer un concept efficace pour refroidir n'importe quelle pièce ou un bâtiment entier, de préparer les dessins nécessaires et les tâches spécifiques pour les équipes d'installation, les électriciens et autres spécialistes. .

Types de systèmes de climatisation

Les calculs et les caractéristiques spécifiques de la pièce influencent le choix du système de climatisation. Chacun d’eux utilise certains modèles de climatiseurs, qui peuvent être divisés en trois grands types : domestiques, industriels et commerciaux.

Les systèmes eux-mêmes sont divisés dans les types suivants :

• complexes multizonaux;
• systèmes split et multi-split ;
• refroidissement central;
• conditionnement de précision ;
• systèmes de refroidisseurs et de ventilo-convecteurs;
• systèmes avec climatiseurs de conduits ou de toit, etc.

A usage domestique, multizone, systèmes divisés et systèmes multi-split. La principale différence entre ces complexes réside dans le nombre d’unités d’équipement internes.

Système divisé implique la présence d'une unité de refroidissement interne, multisplit - cinq, et dans complexe multizonal 10 à 15 liaisons sont intégrées, qui fonctionnent grâce à une unité extérieure extrêmement puissante.

Un système de climatisation multizone est l'un des moyens les plus efficaces de refroidir l'air des pièces à des fins diverses grâce au fonctionnement indépendant des unités internes et à la puissance de l'unité externe.

L'élaboration d'un plan pour un système de climatisation efficace repose sur le calcul du bilan chaleur-air, en tenant compte de tous les facteurs clés qui affectent le microclimat à l'intérieur du bâtiment.

La conception est également soumise aux documents réglementaires et prend en compte les exigences sanitaires, architecturales, incendie et autres.

Calculs pour l'élaboration d'un plan système

Pour sélectionner la puissance optimale d'une unité extérieure en fonctionnement et calculer le nombre d'unités intérieures, la charge thermique interne et externe du bâtiment est prise en compte.

Les charges thermiques internes ont toujours une valeur positive et représentent le dégagement de chaleur des personnes vivant dans la maison, la production d'énergie thermique à partir des appareils électroménagers et des sources d'éclairage. Dans les locaux commerciaux ou de bureaux, la chaleur des équipements énergivores s'ajoute à cette charge sur le système de climatisation ; dans les bâtiments industriels - le transfert de chaleur des liquides chauds, des équipements, ainsi que la chaleur générée lors des réactions chimiques.

Les charges thermiques externes peuvent avoir des caractéristiques à la fois négatives et positives. Par conséquent, la charge externe représente un gain ou une perte de chaleur.

Les conducteurs de perte et de gain de chaleur sont clairement indiqués dans le schéma ci-dessus. Les flèches rouges indiquent les flux de déperdition de chaleur, les flèches bleues indiquent la pénétration du froid dans le bâtiment.

Les sources d’une telle charge thermique sont :

• la lumière du soleil pénétrant à travers les fenêtres à double vitrage ;
• chaleur ou froid dont les conducteurs sont les murs, les structures de fenêtres, les sols, les toitures et les plafonds ;
• perte de chaleur et gain de chaleur provenant de la ventilation d'alimentation.

Les indicateurs quantitatifs du même type de charge thermique externe peuvent passer de charges positives à négatives pendant la journée, par exemple, avec une grande amplitude de différence entre les températures de l'air diurne et nocturne, et d'une saison à l'autre. Par exemple, en été, la différence de température entre la rue et la pièce est insignifiante, la chaleur pénètre donc plus facilement dans le bâtiment. En hiver, le processus inverse se produit, dans lequel la chaleur quitte la structure plus rapidement.

Le calcul du bilan chaleur-air permet de sélectionner les équipements nécessaires et de prévoir un emplacement adapté pour l'installation du climatiseur.

Les climatiseurs modernes sont capables de réchauffer l’air lorsque cela est nécessaire. Par conséquent, lors de la conception d’un système de climatisation, il est important de prendre en compte les principales zones où des pertes de chaleur élevées sont observées.

Lors des calculs, les facteurs clés qui influencent le gain et la perte de chaleur doivent être pris en compte :

• caractéristiques climatiques de la région ;
• les matériaux à partir desquels le bâtiment est construit ;
• épaisseur des murs et présence d'isolant ;
• le nombre de caméras dans une fenêtre à double vitrage et l'efficacité énergétique globale de la structure de la fenêtre ;
• orientation du bâtiment par rapport aux points cardinaux ;
• disponibilité d'équipements et de machines produisant de la chaleur pendant le fonctionnement ;
• le nombre de personnes habitant ou séjournant régulièrement dans les locaux ;
• nombre de pièces dans un appartement ou une maison, etc.

Sur cette base, il n'est pas difficile de comprendre que seul un professionnel expérimenté peut aborder le plan d'un futur système de climatisation avec autant de précision et de compétence que possible, car lors de la préparation du projet, il est nécessaire de prévoir trop de nuances spécifiques. .

Étapes de conception

L'élaboration d'un plan des travaux nécessaires s'effectue en deux étapes successives, comprenant la préparation de tous les calculs, devis, spécifications techniques nécessaires pour les spécialistes des domaines connexes et la sélection d'une gamme modèle d'équipement adaptée.

Étape #1 - préparation des calculs et des tâches

La préparation implique de se familiariser avec le bâtiment, son emplacement, ses caractéristiques de construction et d'autres facteurs.

Les spécialistes établissent une étude de faisabilité, sur la base de laquelle le type de système de climatisation est sélectionné approximativement. Cette dernière est décrite de manière simplifiée.

Un schéma simplifié montre les éléments clés du système de climatisation, les unités de distribution de réfrigérant et les principales unités de commande des équipements de climatisation.

Le master propose des équipements potentiellement efficaces qui répondent aux besoins de la pièce selon des caractéristiques de base :

• pouvoir;
• capacité de refroidissement, de chauffage et d’air.

Après cela, un devis des travaux futurs est établi. Si le projet d'étude de faisabilité satisfait le propriétaire de l'immeuble ou de l'appartement, la phase préparatoire passe à la phase de travail.

Étape #2 – sélection du matériel adapté

À ce stade, la conception est basée sur des calculs précis qui prennent en compte la charge thermique interne et externe et les caractéristiques thermiques de l'objet. Les calculs sont effectués individuellement pour chaque pièce, après quoi l'excès de chaleur dans chaque zone est connu avec précision. Sur la base de ces données, les équipements nécessaires pour compenser les charges thermiques sont sélectionnés.

Après avoir sélectionné l'équipement, la conception des sites d'installation des climatiseurs commence, un schéma de disposition des conduits d'air est fourni et un plan de travail technique est préparé pour l'équipe d'installation et les électriciens.

Tous les matériaux préparés sont transférés au client et au fournisseur d'équipements de climatisation. Après l'installation, il est conseillé d'effectuer des travaux de mise en service qui permettront de mettre en place le fonctionnement de l'équipement.

Quels sont les risques d’une conception indépendante ?

Sans l'expérience et les connaissances appropriées, il est assez difficile d'élaborer personnellement un projet de complexe de climatisation.

Si vous ne tenez pas compte d'au moins un facteur, par exemple l'orientation de l'appartement vers le nord ou la présence de fenêtres à double vitrage à faible efficacité de rétention de chaleur, l'ensemble du système de climatisation fonctionnera de manière inefficace.

Les indicateurs d'économie d'énergie des fenêtres métal-plastique dépendent de nombreux facteurs : le nombre de chambres, la présence de pulvérisation spéciale, etc. Par conséquent, il est assez difficile de calculer indépendamment les pertes et les gains de chaleur.

De plus, les équipements de climatisation peuvent être soumis à des charges plus importantes, car pendant le processus de climatisation, ils devront constamment compenser les gains de chaleur non pris en compte par le concepteur.

De manière générale, toute faille dans le projet peut entraîner de graves problèmes :

• fonctionnement injustifié du climatiseur dans une pièce alors que la majorité des membres du ménage se trouvent dans d'autres pièces ;
• dépenses excessives électricité, qui sert à supprimer la chaleur non comptabilisée provenant de l'éclairage ou de l'équipement ;
• impossibilité de contrôle zonal de la température ;
• acheter du matériel trop puissant ou peu performant ;
• usure rapide ou panne unités du système divisé en raison d'une charge excessive, etc.

Par conséquent, l'élaboration d'un projet de climatisation, même pour une petite maison ou un bureau, doit être confiée à des professionnels.

Économiser de l'argent sur la conception peut entraîner des coûts déraisonnables lors du fonctionnement de l'équipement.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Les cinq types de systèmes de climatisation les plus courants, leurs caractéristiques, différences et capacités sont décrits en détail par le conférencier à partir de la vidéo suivante :

La conception de base des systèmes de climatisation et les recommandations pour choisir le type approprié sont données par un ingénieur CVC :

Une approche professionnelle de la climatisation des bâtiments permet d'assurer la température, la propreté, l'humidité et la mobilité de l'air nécessaires, dont dépendent le bien-être et les performances des personnes, le fonctionnement d'équipements complexes et la sécurité du mobilier ou de certains matériaux.

Le processus de conception est assez complexe et prend du temps, il doit donc être abordé de manière extrêmement responsable. C'est pourquoi vous ne devez pas planifier vous-même, mais choisir à l'avance une équipe de professionnels possédant de l'expérience, une réputation positive et l'autorisation d'effectuer de tels calculs.

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