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La chute de pression dans les réseaux aérauliques a un impact significatif sur le SFP. Examinons cela de plus près.
La puissance spécifique des ventilateurs – SFP - est la puissance électrique totale des ventilateurs d'une centrale de traitement d'air en kW, divisée par le débit d'air soufflé ou le débit d'air extrait, selon le plus important. Connaissant le coût de l'électricité, ce coefficient nous indique le coût du système de ventilation. Le coût en termes d'émissions de CO2 peut également être calculé.
Il existe plusieurs définitions du SFP. Le terme SFPv existe depuis de nombreuses années et est couramment utilisé par les fabricants nordiques, tandis que SFPint se trouve dans le règlement ErP 1253 par exemple.
Le SFP existe depuis de nombreuses années et on observe une tendance générale à la baisse des valeurs SFP, motivée par la nécessité de réduire la consommation d'énergie et les émissions de CO2. Il y a 30 ans, les valeurs SFP étaient souvent supérieures à
3 kW/m3/s, alors qu'aujourd'hui, les valeurs sont généralement de 1,5 kW/m3/s, voire moins. En d’autres termes, nous avons réduit de moitié le coût d’exploitation énergétique des systèmes de ventilation !
Quels sont les facteurs sur lesquels nous devons nous concentrer pour réduire le PFS ?
C'est généralement le fabricant de la centrale de traitement d'air ou du caisson de ventilation qui fournit les valeurs SFP et il est facile de penser que le SFP relève de sa responsabilité. Mais qu'est-ce que le SFP en réalité ?
SFP = (Puissance électrique)/(Débit d'air) = (Débit d'air x Pression)/(Rendement total du ventilateur x Débit d'air) = Pression/(Rendement total du ventilateur)
Cette formule montre que le SFP est une question à la fois de pression et d'efficacité. Et pour réduire ce coefficient, nous devons nous attacher à réduire la perte de charge tout en augmentant l’efficacité totale du ventilateur.
Les ventilateurs et les moteurs sont aujourd'hui bien développés et le rendement offert est élevé compte tenu du besoin de flexibilité en matière de débit d'air et de pression. On peut s'attendre à de nouveaux développements, mais chaque pourcentage d'amélioration est très difficile et coûteux.
Au niveau de la pression, statistiquement, nous constatons que la plupart des ventilateurs sélectionnés ont une pression totale oscillant entre 500 Pa et 700 Pa, mais nous observons de nombreux cas où celle-ci dépasse largement les 700 Pa. De toute évidence, plus la pression est élevée, plus le SFP est élevé. Nous observons une tendance claire selon laquelle la pression augmente avec le débit d'air.
Au niveau de la pression totale, une partie correspond à la chute de pression interne de la centrale de traitement d'air, tandis que le reste correspond à la pression externe. La pression statique externe moyenne que nous observons est de 300 Pa du côté du soufflage et de 280 Pa du côté de l'extraction. Cela signifie que la pression statique externe représente environ la moitié de la pression totale, soit la moitié de la valeur du SFP en moyenne.
On peut voir dans la formule précédemment citée que le coefficient SFP augmente avec la pression.
Dans cet exemple, une centrale de traitement d'air avec échangeur de chaleur rotatif et ventilateurs de soufflage et d'extraction est calculée avec le même débit d'air et les mêmes composants, mais avec des pressions statiques externes différentes.
L'unité comprend le chauffage et le refroidissement et, avec une pression externe de 150 Pa, la SFPv est de 1,5 kW/m3/s. La pression externe représente 32% de la SFPv. À 350 Pa, la SFPv est de 2,0 kW/m3/s, la pression externe représentant alors 57 % de cette valeur. Lorsque la pression externe est si élevée, il est difficile de compenser celle-ci, indépendamment du modèle de centrale de traitement d’air !
La pression dans le réseau aéraulique a un impact important sur le SFP du bâtiment et de faibles pressions sont essentielles pour les bâtiments à faible consommation d'énergie !
Il est aussi important de souligner que l'efficacité du dispositif de récupération de chaleur est liée à la perte de charge, donc toute réduction de la perte de charge se traduira vraisemblablement par une récupération d'énergie thermique plus faible.
La perte de charge de la centrale de traitement d'air est proportionnelle à la vitesse. Si le SFP est poussé à des niveaux très bas, cela signifie inévitablement une vitesse plus faible, ce qui peut entraîner des problèmes de stabilité. Pour obtenir un faible SFP et un fonctionnement adéquate, il est donc important de trouver un bon équilibre entre la pression dans le réseau aéraulique et la pression interne de la centrale de traitement d'air.
Les statistiques montrent que la pression du réseau aéraulique augmente avec le débit d'air. C'est tout à fait logique car les grands débits d'air desservent souvent de grands systèmes avec des gaines longues et compliquées. Il serait judicieux alors de diviser le système en plusieurs systèmes plus petits, chacun ayant sa propre centrale de traitement d'air, afin de réduire la SFP.
