Le concept de la diffusion d'air

 

Trait de mise en forme titre Le concept

Le système de diffusion représente la partie terminale et visible d’une installation de génie climatique.
La diffusion d’air conditionne la réussite ou non de l’installation. En effet, elle influence la perception de l’occupant sur son confort  et sa sensation de chaud ou de froid.
Mais le confort de l’occupant se retrouve également dans la qualité de son air intérieur et la diffusion d’air est étroitement liée à la qualité de l’air. Elle permet, lorsqu’elle est bien conçue, d’évacuer les polluants et de contribuer à l’élaboration d’un environnement sain pour l’occupant.
D’autre part, la diffusion participe également au développement durable. Elle  influence la consommation d’énergie du bâtiment et l’économie d’énergie est l’un des critères nécessaires à l’obtention HQE (haute qualité environnementale) du bâtiment.
Enfin, la diffusion d’air et le confort thermique sont également définis par la norme ISO 7730. Cette norme détermine des critères qualitatifs qui mesurent et évaluent les ambiances thermiques modérées.  Il convient donc de se préoccuper du système utilisé pour diffuser l’air préparé en centrale ou sur une unité terminale de climatisation.

Caractériser le confort

  • Le confort de diffusion dans la zone d’occupation est caractérisé par les critères suivants :
    • Absence de stratification de température dans la zone d’occupation.
    • Une bonne qualité de l’air intérieur.
    • Absence de courants d’air dans la zone d’occupation.
Local Vitesse résiduelle
Locaux d’hébergement
Hôpitaux
Locaux d’enseignement
Locaux de réunion
Bureaux
Salle de spectacle
0,15 m/s
Locaux commerciaux
Atelier
0,17 m/s
Locaux sportifs, Grands Magasins
Bâtiments du transport
Locaux industriels
0,25 m/s

 

  • Un niveau acoustique confortable dans la zone d’occupation.
Théâtre 30 dB(A) Hôpital 35 dB(A)
Cinéma 35 dB(A) Hôtel 35 dB(A)
Eglise 30 dB(A) Restaurant 40 dB(A)
Bibliothèque 35 dB(A) Conférence 35 dB(A)
Salle de classe 40 dB(A) Bureau 35 dB(A)

 

La zone d’occupation

C’est la zone du local dans laquelle la diffusion d’air doit être confortable. C’est dans cette zone que vit ou travaille l’occupant.
zone d'occupation
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

 

L'induction

  • Induction externe

Le taux d’induction d’une grille ou d’un diffuseur est le rapport entre le débit d’air mélangé et le débit d’air primaire :

(Q primaire + Q secondaire)/Q primaire

Ce rapport permet de mesurer la capacité du diffuseur à brasser l’air ambiant du local. Un taux d’induction important permet de mieux mélanger l’air neuf avec l’air ambiant du local et d’améliorer le confort.

  • Induction interne

C’est la capacité du diffuseur à induire de l’air ambiant pour avoir un débit d’air soufflé supérieur au débit d’air à son raccordement.

 

Effet Coanda

Lorsque le flux d’air est soufflé proche d’une paroi parallèle à la direction de ce flux d’air, le flux d’air primaire se mélange avec l’air du local uniquement du côté opposé à la paroi. En effet, cette surface empêche un apport d’air secondaire et il apparaît une légère dépression.
Cette dépression "aspire" le jet d’air et provoque l’adhérence du jet d’air sur la surface. C’est ce qu’on appelle "l’effet Coanda".

 

  • Dans le cas d’une diffusion murale, il est nécessaire que la distance entre le jet d’air et le plafond soit faible, de l’ordre de 0,3 m.

Diffusion Murale

  • Dans le cas d’une diffusion plafonnière, l’effet Coanda est garanti tant que l’angle de diffusion est inférieur ou égal à 45°.

Diffusion Plafond

 

 

La portée

Elle correspond à la distance mesurée entre l’unité terminale de diffusion et un point du local où le jet d’air atteint une vitesse terminale Vt prédéterminée.

  • La valeur de cette vitesse Vt influence la valeur de la vitesse maximum (Vz) rencontrée dans la zone d’occupation du local.  La portée dépend de la forme du jet d’air (radiale, conique, plate), de la configuration du local, de l’emplacement du diffuseur et des conditions de température.
  • Lorsque la veine d’air atteint une paroi, la portée XL correspond à la distance entre le centre de l’UTD et la paroi.

Sch Veineair Diffusion

 

  • Lorsque la veine d’air est introduite dans un local de grande profondeur, elle n’atteint pas la paroi opposée. La veine d’air revient vers l’UTD et alimente l’air induit. La portée correspond alors à la distance de pénétration, distance à laquelle la Vz est la plus élevée.

Sch Veineair Diffusion