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Projet de Climatisation
Projet de Climatisation
Projet de Climatisation
Département
Projet de climatisation
Gente Florian
Cornet Sébastien vendredi 9 janvier 2009
2008 / 2009 1 / 24
Projet de climatisation
C - Travail d'exécution................................................................................................................. 12
1 - Réseau aéraulique............................................................................................................................................... 12
2 - Centrale de traitement d'air........................................................................................................................... 14
3 - Réseau hydraulique des ventilo Convecteurs............................................................................................... 14
4 - PAC réversible.................................................................................................................................................... 15
D - Devis........................................................................................................................................... 15
1 - Réseau aéraulique............................................................................................................................................... 16
2 - Détente directe.................................................................................................................................................. 16
3 - Eau glacée............................................................................................................................................................ 17
E - Conclusion.................................................................................................................................. 18
F - Annexe........................................................................................................................................ 18
1 - Résultats Visual TTH 2005.............................................................................................................................. 18
a) Infiltrations d'air.......................................................................................................................................... 18
b) Récapitulatif des déperditions................................................................................................................... 19
c) Coefficient UBAT......................................................................................................................................... 20
2 - Résultats Block-load.......................................................................................................................................... 21
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Projet de climatisation
A - Introduction
Ce projet a pour but l'étude et la compréhension de la mise en place de deux
systèmes de climatisation dans la pizzéria « Del Arte ». Deux systèmes de
climatisation correspondant à deux zones à traiter: la salle même du restaurant dans
laquelle un système ayant un débit de renouvellement d'air important est nécessaire;
et un autre système de moindre ampleur traitant 3 pièces indépendantes.
Cette étude va nous mener dans un premier temps à définir le bâtiment (parois,
vitrages, orientation) via un outil que l'on maîtrise déjà, à savoir Visual TTH 2005,
puis à définir les charges thermiques sous Block-load (activités humaines et des
machines) pour enfin connaître la puissance des éléments constituant ces systèmes de
climatisation (puissance de chauffage et puissance de climatisation).
Dans un deuxième temps, nous tracerons le réseau aéraulique, la CTA et les
installations issues des 2 options, à savoir la détente-directe et le réseau d'eau glacé
à l'aide d'Autocad ainsi que les éléments de régulation.
B - Avant projet
1- Zones
a) Zones
Afin de définir plus précisément les différentes zones à étudier, nous les avons
délimitées ci-dessous. Deux zones en ressortent: la zone 2 où seront installés des
ventilos-convecteurs et une PAC dans une première étude, puis un trisplit dans une
deuxième étude; la zone 1 étant la pièce principale du restaurant, elle sera chauffée
et climatisée par une CTA puis par un rooftop (plus économique, plus rapide à installer
et permet l'utilisation des calories de l'air vicié contrairement aux ventilos-
convecteurs).
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b) Circulation de l'air
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2- Ventilation
Le calcul de ventilation s'est fait à partir des abbaques de la RT2005.
Rooftop
Locaux de restauration: 22m3/s.pers et 163 personnes Q = 3586 m3/s
Sanitaire: 15 m3/s.pers et 2 personnes Q = 30 m3/s
Ventilo-convecteur
Bureau de direction: 18m3/s.pers et 3 personnes Q = 54 m3/s
Pause: 18m3/s.pers et 10 personnes Q = 180m3/s
Bureau cuisine: 18m3/s.pers et 4 personnes Q = 72 m3/s
–On majorera les déperditions de 10%, afin de tenir compte des pertes linéiques dont
les données ne seront pas entrées lors de notre études.
–Le mur extérieur, normalement composé de « béton plein lourd silicieux » en partie, a
été remplacé par du « béton plein avec sable de rivière » de masse volumique
équivalente.
–La résistance thermique de la toiture n'est pas homogène. En effet, l'isolation est
placée entre chaques chevrons. Cela induit des pertes linéiques, bien que celles-ci
soient négligeables lorsque l'isolation est posée correctement. Nous avons du prendre
ici une résistance « équivalente » de 3,3m²K/W.
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–Le plancher sur terre plein oblige à utiliser une résistance équivalente de
4,54m²K/W car on ne connait pas la résistence thermique du sol, ni ses dimensions.
De plus, un plancher béton se fait avec des hourdis entre les solives: ceux-ci sont
creux, rendant le matériau hétérogène donc plus difficile à déterminer
thermiquement. A noter que, cette résistence équivalente dépend du rapport
Périmètre/Surfaces du bati (les pertes augmentent avec le périmètre).
Le coefficient de pertes linéique est égal à 0,73 W/m°C (déterminé par
TTH2005).
Les ouvrants ont tous été considérés de qualité A3 (bonne étanchéité à l'air).
De plus, ils peuvent tous s'ouvrir entièrement (nous n'avons pas d'indications à ce
propos). Enfin, aucune des portes fenêtres n'a de soubassement.
b) Résultats
UBATréf = 0.429
UBAT = 0.467
D'ou un déficit sur le UbatRéf de -8.98%
Le bâtiment décrit sous TTH2005 peut ensuite être exporté sous Block-load
(via E2I-BLK)
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a) Vitrages
D'un point de vue pratique, il nous a fallu rentrer les surfaces des vitrages,
leurs orientations, leurs protections solaires... Ainsi nous avons ajouté des stores pour
les 8 fenêtres et les 2 portes-fenêtres du restaurant, et le tableau de ces fenêtres a
été mis a 30cm. De plus, nous précisons ici le coefficient K de ces vitrages.
b) Activités
Les apports thermiques des personnes dans le bâtiment sont pris en compte par
le logiciel. Il demande le nombre de personnes par pièce et leur activités. Il calcule
ensuite lui même les apports. Par exemple, nous avons pris 167 personnes dans la salle
du restaurant (266m²) soit environ 1.6m²/personne. Voilà le détail de nos choix pour
le reste du restaurant:
Activité Occupation maximal (personnes)
Bureau de direction Travail de bureau 3
Bureau de cuisine Travail de bureau 4
Pause Assis/repos 10
Restaurant travail sédentaire 167 *
Sanitaire travail sédentaire 4
* On ajoute 4 caissiers ou vendeurs aux 163 clients
c) Machines électriques
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Toutes ces machines se trouvent dans la salle du restaurant. Nous avons donc
divisé par 3 la génération totale de chaleur égale à 3500W correspondant aux 3 zones
de cette salle: droite, gauche, bas.
Hsensible = 1167W
Mlatent = 292 W
d) Diffuseurs
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e) Remarques
f) Résultats
Puissance Totale
Froid 48376
Nous ne prenons pas le résultat de puissance de la batterie froide pour juillet à
15h, bien que celle-ci soit supérieure à celui à juillet 13h: la salle risque d'être pleine à
13h, et non à 15h ! (le logiciel considère une occupation maximale tout le temps)
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Débit extrait (hors CTA) = Débit hottes + Débit Laverie + Débit VMC= 2500 + 1100 +
705 = 4300 m3/h. Soit un débit = 1,2 m3/s
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C - Travail
d'exécution
1- Réseau aéraulique
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diamètres ne correspondant pas aux débits ont été légèrement sur-dimensionnés par
endroit (et non sous-dimensionnés, ce qui entraînerait un inconfort acoustique).
Nous dimensionnons le réseau aéraulique à la vitesse silencieuse de 5 m/s. Le réseau
principal sera réalisé en gaine rectangulaire alors que les gaines souples seront
circulaires. Les dimensions des gaines est calculées à partir de la vitesse silencieuse
(v= 5m/s):
Gaines souples
Qv = V*S soit d = racine( (4*Qv)/(V*Π) )
D'où Dgaines souples = 0,2 m
Gaines rectangulaires
Ici la largeur a été calculé en prenant en compte une hauteur de gaine de 0,3m
(à cause de soucis de place en hauteur sous plafond) via la formule:
Qv = V*S
l = Qv / (V*0,3)
Tronçon Débit d'air ( m3/h) Largeur théorique (m) Largeur réel (m) Largeur mis en place (m)
OA 4860 0,9 0,8 0,8
AB 4252,5 0,79 0,8 0,8
BC 3645 0,68 0,7 0,8
CD 3037,5 0,56 0,6 0,6
DE 2430 0,45 0,45 0,6
EF 1822,5 0,34 0,35 0,35
FG 1215 0,23 0,25 0,35
GH 607,5 0,11 0,15 0,35
Pour concevoir ce réseau sous Autocad, nous avons utilisé la bibliothèque FISACAD.
Ayant observé une symétrie axiale du bâtiment, nous nous sommes servi de la fonction
« miroir » d'Autocad une fois la partie de droite créée.
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Nous avons fait en sorte de placer le même nombre de diffuseurs dans chaque
partie du restaurant afin de répartir l'air soufflé.
Afin d'éviter une montée en pression en cas de panne de l'extraction, on installe des
volets de surpression. Une surpression provoque un incofort et notamment le claquage
des portes. Il faut cependant maintenir une surpression suffissante avnt de prévenir
les infiltrations d'air dans la bâtiment. Le volet de surpression est dimensionner en
fonction de débit de soufflage.
Débit de soufflage= 2,7 m3/s et Vmax = 4 m/s (vitesse conseillé)
Section=Qv/Vmax= 0,675 m2
On a donc choisi un volet de dimension 1200 x 600, soit une section de 0,68 m 2 .
Le volet est de marque France Air.
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Etage:
Rez de chaussée:
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D - Devis
Deux solutions nous sont proposées pour climatiser: l'eau glacée et la détente
directe.
1- Réseau aéraulique
Le réseau aéraulique est utilisé dans les deux cas: sur le rooftop et sur la CTA.
C'est pour cette raison que nous le traitons dans une première partie commune.
Nous avons alors le choix entre différentes dimensions de diffuseurs: celles-ci
influent sur le niveau acoustique des diffuseurs (mesuré en NR). Il convient de garder
un niveau sonore compris entre 35 et 40 NR (fourchette considérée comme étant des
conditions d'écoute normales), idéales pour des restaurants. Nous choisissons donc le
deuxième diffuseur (34NR, 300mm par 300mm). D'après les photos des diffuseurs
mises à notre disposition, nous constatons que le modèle choisi est le DAU 40.
Ensuite, il faut ajouter les 4 diffuseurs muraux: toujours de marque France
Air, leur référence est GAC 21.
Il faut ensuite penser à rajouter au devis les gaines rigides et souples, les
réductions et éventuellement les raccord (diffuseurs)-(gaine souple) et les piquages
(gaine souple)-(gaine rigide).
Matériel Marque Nombre / longueur Prix unitaire / au mètre Prix total
Diffuseurs plafonniers France Air, DAU 40 12
Diffuseurs muraux France Air, GAC 21 4
Volet de surpression 0,8 France Air, SPFA 2
gaine Ø 0,8
gaine Ø 0,6
gaine Ø 0,35
gaine souple Ø 0,2
réduction Ø0,8 à Ø0,6 2
réduction Ø0,6 à Ø0,35 2
raccord ?
Piquage 250/800 France Air, PEP 11094616 16 8,9 142,4
2- Détente directe
C'est le système par détente directe que nous étudions en premier. C'est en
effet celui qui semble le plus rentable (pas de gaines pour relier la CTA à la salle
restaurant), ayant un meilleur rendement (il y a un échangeur en moins !).
Matériel Puissance débit (m3/h) fabricant, page Gamme Type PrixAccessoires Prix accessoires Prix total
CTA rooftop 46968 9720 FA, p659 REV 202 /
TRISPLIT - 1 unité commande +
3700 1015 MH068 FXEA4 3144,5 277,4 3421,9
extérieure France Air, p807 Multiflex programmateur
3 unités intérieures 880 à 1600 201 à 569 Type mural, MH020 FPEA 1527,3 / 1527,3
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3- Eau glacée
Ce système a aussi certains avantages, notamment le fait que la température de la
CTA est plus élevée donc moins de condensation se créé comparé au système
précédent (où il faut sur-dimensionner pour éviter cela). On peut aussi noter qu'il
n'encombre pas la toiture.
Nous avons choisi notre PAC en fonction de différents critères: elle doit être
réversible, avoir une puissance au moins égale à la somme des puissances nécessaires à
la batterie froide de la CTA et des ventilos convecteurs. Soit 48376 W minimum.
C'est pourquoi nous avons choisi le modele 200V. Ensuite, elle doit être réversible et
avoir une pompe hydraulique: nous choisisons donc la gamme ILDC-ILDH.
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Ensuite, notre CTA climaciat Airtop 100 a été choisie pour inclure une batterie
froide eau et des filtres aux normes G4+F7. De plus, elle permet de répondre à nos
besoins en débit d'air (9720m3/h) pour une vitesse à l'intérieur relativement faible
(3,1m/s).
E - Conclusion
Ce projet nous a d'abord permis de nous familiariser avec un nouveau logiciel,
Block-Load, qui permet le calcul des charges et des puissances du matériel de
climatisation. Ce fut aussi un énième rappel sur TTH2005.
De l'étude complète aux tracés des 2 installations de climatisation, ce projet
grâce à l'implantation de différents matériels nous a permis de concevoir et donc
d'assimiler plusieurs technologies du traitement de l'air et de la climatisation. La
recherche du matériel dans les catalogues nous apporte les connaissances sur les
différents modèles proposés par les constructeur tels que CIAT et France-Air.
De plus , les questions posées par ce genre de projet nous amène à réfléchir et à
trouver les solutions des problèmes posés. C'est donc un travail d'autonomie et
d'iniative, qui nous prépare à un avenir proche.
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F - Annexe
1- Résultats Visual TTH 2005
a) Infiltrations d'air
Locaux en simple ou double exposition
Surface habitable de la zone..... : 0m2
Hauteur fenêtres au-dessus de sol : inférieure à 10m
Fact. correct. hauteur....epsilon : 1.0 (EN 12831 p.69)
Tau renouv. d'air sous 50pa...n50 : 6
Classe d'exposition ..............: Site non abrité
Zone 1
------------------------------------------------------ MFt -----------
Pièce Vol. OE e V'inf VD
--------------------------------------------------------------(m3/h)--
Resto etag 477 2 0.05 286 286
Resto Dr 34 2 0.05 21 21
Resto Bas 522 1 0.03 188 188
Resto G 30 2 0.05 18 18
Sanitaires 36 0 0.01 4 4
----------------------------------------------------------------------
Total .... 1099 517 517
Zone 2
------------------------------------------------------ MFt -----------
Pièce Vol. OE e V'inf VD
--------------------------------------------------------------(m3/h)--
Bureau Dir 42 1 0.03 15 15
Pause 16 0
Bu Cuisine 17 0
----------------------------------------------------------------------
Total .... 75 15 15
Zone 3
------------------------------------------------------ MFt -----------
Pièce Vol. OE e V'inf VD
--------------------------------------------------------------(m3/h)--
Couloir 68 1 0.03 24 24
Laverie 52 1 0.03 19 19
Archives 11 0
Stock entr 11 0
Vestiaire 56 1 0.03 20 20
----------------------------------------------------------------------
Total .... 198 63 63
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c) Coefficient UBAT
Tertaire Zones 1, 2, 3
Zone climatique.......... : H2
Altitude du site......... : 150m
Surface Habitable........ : 0.00m2
Date du permis construire : 01/06/2001
Ensemble de zones.
Calcul selon l'Arrêté du 29/11/2000 (JO 30/11/2000).
------------------------------------------------------ MFt -----------
A1 : surface des parois verticales opaques y compris les
parois verticales des combles aménagés et les surfaces
projetées des coffres de volets roulants non intégrés
dans la baie ; à l'exception des parties opaques prises
en compte dans A5, A6 ou A7.
CL RESTO/LT 0.463 w/m2 x 0.80 x 187.44 m2 = 69.428
MEXT 0.433 w/m2 x 1.00 x 237.42 m2 = 102.803
Total................................................ 172.231
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a1.A1+a2.A2+a3.A3+a4.A4+a5.A5+a6.A6+a7.A7+a8.L8+a9.L9+a10.L10
UBATréf=-------------------------------------------------------------=0.429
A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7
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2- Résultats Block-load
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