S'attaquer aux fuites internes dans les unités de traitement de l'air

Les fuites d'air dans les systèmes de ventilation représentent un gaspillage et peuvent également affecter la qualité de l'air intérieur. Nous devons donc minimiser les fuites pour optimiser la consommation d'énergie et assurer la meilleure qualité d'air possible. Dans cet article, vous apprendrez à connaître les différentes origines de fuites internes et comment les éviter.

Nous distinguons les fuites internes et externes. La fuite interne se produit entre les parois de séparation des sections internes et la fuite externe est la fuite à travers l'enveloppe de l'unité entre l'intérieur et l'extérieur de l'unité.

Fuite d'air à travers et autour des filtres

Tous les types d'unités de traitement de l'air ont un potentiel de fuites d'air au niveau des filtres, ce qui aura un impact négatif sur la qualité de l'air ainsi que sur l'encrassement des gaines, avec pour conséquence une augmentation des coûts d'entretien. Les fuites au niveau du filtre sont classées en fonction de la qualité du filtre, l'objectif étant que la conception du cadre et de l'étanchéité du filtre soit adaptée à la filtration requise. Les tests doivent être effectués conformément à la norme EN 1886 et sont validées par le test Eurovent.

Ventilateurs, pressions et fuites d'air

Là où le ventilateur est installé, il y aura une haute pression du côté de la paroi de séparation et une basse pression de l'autre côté. Il est évident qu'il existe un risque de fuite sous la forme d'un retour d'air de la sortie du ventilateur vers l'entrée. Cette fuite entraînera une consommation d'énergie plus élevée, une vitesse plus élevée des ventilateurs et un niveau de bruit plus élevé.

Fuites d'air dans les sections des batteries

Lorsque des batteries sont installées, il y a un risque de fuite d'air au-delà de l'échangeur de chaleur. Il y aura un manque de puissance de chauffage ou de refroidissement mais aucune perte d'énergie réelle. Avec les batteries de refroidissement, de telles fuites peuvent provoquer de la condensation en aval dans des cas extrêmes.

Échangeurs de chaleur et fuites d'air

Les échangeurs de chaleur pour la récupération d'énergie sont également des sources potentielles de fuites. Les échangeurs de chaleur à plaques devraient présenter de faibles niveaux de fuite en eux-mêmes, mais une mauvaise installation de ces échangeurs  peut entraîner des fuites considérables avec des pertes d'énergie et une dégradation de la qualité de l'air en conséquence. Les échangeurs de chaleur à plaques bien installés présentent de faibles fuites.

Les échangeurs de chaleur rotatifs offrent l'avantage d'une grande efficacité avec un faible encombrement et un besoin de dégivrage très faible. Mais comme ils tournent, ils sont plus difficiles à étanchéifier efficacement.

Les échangeurs de chaleur rotatifs présentent quatre modes de fuite

La première est la fuite périphérique. Les fuites à la périphérie du rotor auront un effet direct sur la puissance de chauffe globale du rotor. La réduction de l'efficacité de la température peut être importante, il est donc important que le joint périphérique soit efficace.

Le deuxième mode de fuite est celui du côté de l'air neuf vers le côté de l'air extrait. Normalement, il y a une grande différence de pression entre le côté air neuf du rotor et le côté air extrait. Cette chute de pression entraîne une fuite du côté de l'air soufflé vers le côté de l'air extrait. Les fuites dans cette direction n'affecteront pas la qualité de l'air mais auront un effet sur la consommation d'énergie.

Lorsque le débit d'air du ventilateur de soufflage est correct, le débit d'air du filtre pour l'air neuf est plus élevé, ce qui signifie que la perte de charges y est plus importante. Nous devons également compenser du côté de l'extraction pour nous assurer que nous obtenons le bon débit d'air extrait. C'est un calcul assez complexe à effectuer, qui nécessite une itération pour arriver au résultat correct, mais sans cela, la consommation d'énergie des ventilateurs serait incorrecte, ce qui signifie que tout calcul annuel de la consommation d'énergie serait également erroné.

Si le ventilateur d'extraction est placé du côté de l'extraction du rotor, la fuite se fera dans l'autre sens. Ceci aura un effet néfaste sur la qualité de l'air.

Le troisième mode de fuites internes se produit lorsque les échangeurs de chaleur rotatifs fuient l'air extrait vers l'air soufflé. Ces fuites peuvent être éliminées efficacement grâce à un secteur de purge. Un petit secteur du rotor est protégé de sorte que l'air extrait ne peut pas y entrer et l'air extérieur est aspiré à travers le rotor dans les deux directions pour le purger de l'air extrait. Cette fonction de purge nettoie le rotor des impuretés et assure une haute qualité de l'air soufflé. Pour entraîner ce flux de purge, nous avons besoin d'une différence de pression, qui doit être créée par le ventilateur d'extraction. Le flux de purge doit également être ajouté au débit du ventilateur d'extraction.

Le quatrième mode de fuite va de l'extraction vers le soufflage comme ceci. Cette fuite dépend de la différence de pression entre l'extraction et le soufflage et si les ventilateurs sont correctement positionnés comme indiqué, elle peut être éliminée en créant des pertes de charges dans l'air extrait de sorte que la différence de pression soit dans la bonne direction. Cette perte de pression supplémentaire doit être prise en compte dans le ventilateur d'extraction.

Les fuites internes doivent être prises en compte dans le calcul de la puissance spécifique du ventilateur

Ce n'est que lorsque tous ces modes de fuite sont pris en compte que nous pouvons avoir un calcul correct de l'unité de traitement de l'air et, sans elle, le SFP, l'efficacité de la température et tout calcul énergétique annuel ne seraient pas corrects. Le règlement ErP 1253 définit des limites maximales pour le SFP interne ; qui est appelé SFPint. On peut s'attendre à ce que la définition du SFPint inclue les fuites.

Les fuites décrites dans les modes deux à quatre ci-dessus sont définies dans la norme EN 16798-3:2018 (Performance énergétique des bâtiments) par deux ratios : Facteur de correction de l'air extérieur et ratio de transfert de l'air vicié.

Le facteur de correction de l'air extérieur (OACF) est le rapport entre le débit d'entrée de l'air extérieur et le débit de sortie de l'air soufflé, voir la définition complète. Ce facteur doit être supérieur à 1 car cela signifie que la fuite se fait du soufflage vers l'extraction. S'il est inférieur à 1, cela signifie qu'il y a une fuite de l'extraction vers le soufflage.

Le taux de transfert d'air extrait (EATR) est le pourcentage d'air extrait qui recircule vers l'air soufflé, voir la définition complète. Ce taux correspond aux fuites dues au joint d'étanchéité du rotor, ainsi qu'aux fuites de transfert.

Voici comment concevoir des unités de traitement de l'air avec un minimum de fuites internes

Les ventilateurs de l'unité de traitement de l'air doivent être dans la bonne position pour minimiser les fuites. Les rotors doivent être équipés d'un secteur de purge et d'un système de contrôle qui peut ajuster la vitesse du rotor pour minimiser le transfert dans le rotor à un faible débit d'air, ce qui vous permet d'utiliser en toute sécurité la plus grande récupération d'énergie possible.

Assurez-vous que vous disposez d'un outil de sélection de logiciels qui peut calculer correctement les débits de fuite et les inclure dans le calcul des performances du ventilateur. Le facteur de correction de l'air extérieur et le taux de transfert de l'air extrait doivent être inclus dans la présentation technique de l'appareil.

En outre, l'unité de traitement de l'air doit être équipée de prises de mesure de la pression et de plaques réduisant la pression dans l'air extrait afin que l'unité puisse être correctement réglée pour assurer un minimum de fuites et donner une récupération d'énergie exceptionnelle et une qualité environnementale intérieure saine.