La diffusion par type

Diffusion par mélange

La diffusion d’air par mélange est le type de diffusion utilisé le plus couramment.
L’air est introduit à une vitesse suffisante dans le local pour se mélanger avec l’air ambiant et atteindre la zone d’occupation, avec une vitesse résiduelle et un niveau sonore confortable.

Avec cette méthode, la température et la concentration des polluants sont uniformes dans le local. Un effet de déplacement est obtenu lorsque les unités de soufflage et d’extraction sont situées à l’opposé. Les charges thermiques (et principalement les charges externes sur les parois) ont une grande influence sur la circulation d’air et il faut donc choisir l’emplacement et le type d’UTD en conséquence.

Diffusion avec des grilles murales

Il est très important de placer les UTD de manière à obtenir l’effet Coanda.
En rafraîchissement, il faut éviter que la veine d’air chute prématurément dans la zone d’occupation et génère de l’inconfort, par des vitesses d’air trop importantes et une différence de température entre la veine d’air et l’air ambiant trop importante.

Lorsqu’une paroi extérieure génère des courants de convection, il y a un risque que la veine d’air descende dans la zone d’occupation au contact de ces courants de convection et que ceci occasionne un courant d’air et une non uniformité des températures dans la zone occupée. Il faut alors sélectionner une portée égale à 70 % de la longueur du local (courants de convection : courants d’air générés par une différence de la densité de l’air dans une zone).

U.T.D. : unité terminale de diffusion
Vz : vitesse maxi rencontrée dans la zone d’occupation
Air primaire : air soufflé par la grille ou le diffuseur
Air secondaire : air dans la zone d’occupation
Ak : surface efficace de l’U.T.D.
Vr : vitesse moyenne dans la zone occupée ou vitesse résiduelle
Air de mélange : mélange de l’air primaire avec l’air du local

Diffusion avec des diffuseurs plafonniers

Les diffuseurs plafonniers génèrent une veine radiale qui s’accroche facilement au plafond (effet Coanda) et ils sont particulièrement adaptés à des besoins importants en rafraîchissement.
Les diffuseurs plafonniers ont un taux d’induction élevé, donc le mélange entre l’air soufflé et l’air ambiant est très bon et le confort obtenu dans la zone occupée acceptable.
En hiver, le soufflage d’air chaud par des diffuseurs plafonniers à veine d’air radiale produit une stratification de température dans la partie haute du local avec de l’air froid près du sol. Il faut alors des diffuseurs plafonniers à jet d’air réglable pour obtenir un jet d’air vertical en hiver
et un jet radial avec effet Coanda en été.

Diffusion plafonnière avec des diffuseurs linéaires

Les diffuseurs linéaires ont un taux d’induction plus élevé que les grilles murales et permettent donc d’avoir des capacités de rafraîchissement plus importantes. Il est important d’obtenir un effet Coanda pour améliorer le confort dans la zone occupée et le diffuseur doit être conçu pour avoir une veine d’air horizontale.
Il faut sélectionner une portée égale à la longueur du local + 1 à 2 m.
Lorsque le diffuseur linéaire est situé proche d’une paroi extérieure vitrée, il est possible de diriger une fente vers la vitre pour combattre le courant de convection créé par la charge thermique extérieure.

Gaine poreuse

Elles sont fabriquées avec du tissu poreux. La perméabilité du tissu est définie d’après le débit et la longueur. Les gaines poreuses diffusent l’air à très faible vitesse. Elles sont donc utilisées uniquement pour le rafraîchissement et elles permettent d’obtenir une diffusion d’air homogène dans tout le local.

Gaine à fentes

Elles sont fabriquées avec du tissu étanche. Des fentes latérales, sur toute la longueur, permettent de diffuser l’air. Elles sont utilisées pour le rafraîchissement et le chauffage dans des locaux de faible hauteur (< 5 m). La largeur des fentes et l’angle permettent de maîtriser la portée et la vitesse résiduelle.

Gaine à induction

Des perforations sur le tissu étanche créent le phénomène d’induction.
L’air soufflé à haute vitesse induit une partie de l’air ambiant, entraînant ainsi une bonne homogénéisation des températures. Le risque de stratification est évité. Elles sont utilisées pour le rafraîchissement et le chauffage dans des locaux de grande hauteur, avec de fort ∆T.

Diffusion tourbillonnaire

La diffusion par flux tourbillonnaire peut être appliquée à tous types de locaux mais elle est particulièrement utilisée dans les cas suivants :

chauffage de locaux de grande hauteur,
rafraîchissement de locaux tertiaires avec des ∆T importants ou des obstacles dans la veine d’air.

Le jet tourbillonnaire, combiné à une vitesse d’éjection d’air importante, crée un phénomène d’induction : l’air soufflé induit entraîne de l’air ambiant et ils se mélangent. La différence de température entre l’air ambiant et l’air soufflé décroît rapidement.
Pour les locaux de grande hauteur, la diffusion tourbillonnaire permet d’augmenter la portée (diminution des forces ascensionnelles par induction) en mode chauffage.
D’autre part, le phénomène d’induction permet d’homogénéiser les températures dans le local et d’éviter un risque de stratification d’air en partie haute. Le diffuseur a des pâles orientables et le réglage de l’angle permet d’adapter la diffusion au mode de fonctionnement (mode chauffage ou mode rafraîchissement). Ce système permet ainsi d’assurer un bon confort de diffusion, en contrôlant les vitesses d’air résiduelles dans la zone d’occupation,
pour différentes conditions d’utilisation.

Diffusion dans un atelier
Forme du jet tourbillonnaire suivant le mode de diffusion

Pour les locaux de moyenne hauteur (2,5 à 3,5 m de HSP),

Diffusion par déplacement d’air

Le système de diffusion par déplacement d’air repose sur la loi suivante (simple) : “l’air chaud, plus léger que l’air froid (ou ambiant) a tendance à s’élever”. L’air frais (ou rafraîchi) est diffusé à hauteur du sol, dans la zone d’occupation. Au contact de sources chaudes (personnes, machines), il se réchauffe et monte en partie haute du local. La diffusion d’air est effectuée directement dans la zone à traiter :

à faible vitesse (0,2 à 0,4 m/s),
à une température légèrement inférieure à la température dans la zone d’occupation.

Seuls les apports thermiques dans la zone d’occupation (0 à 2 m) sont traités, ce qui permet de réduire le débit et la puissance froide à mettre en œuvre pour la climatisation d’un local par rapport à une solution traditionnelle. Il est possible également d’utiliser le free-cooling.
Le confort de ce système est très important : la faible vitesse de sortie d’air permet d’obtenir une faible vitesse d’air résiduelle et un faible niveau acoustique dans la zone d’occupation.
D’autre part, la diffusion par déplacement d’air permet d’obtenir une meilleure qualité d’air et de dépolluer plus facilement une zone que par une méthode traditionnelle. Les polluants sont évacués en partie haute du local et ne traversent qu’une seule fois la zone d’occupation avant d’être rejetés vers l’extérieur.
Le système d’orientation de la veine d’air intégré dans les diffuseurs à déplacement permet de les intégrer à des éléments décoratifs qui ne sont pas forcément dans l’axe.