Différents systèmes de ventilation
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On veut comparer la performance énergétique liée à différents système de ventilation et renouvellement d'air :
Une ventilation mécanique contrôlée (VMC) simple flux : l'air neuf entrant est pris à la température extérieure
Une VMC double flux : l'air neuf entrant est préchauffé par échange thermique avec l'air vicié sortant
L'énergie nécessaire pour le renouvellement d'air s'écrit :
: masse volumique de l'air (kg/m3) = 1,29 kg/m3
: Capacité thermique massique de l'air (Joules / kg.K) = 1 004 J / kg.K
: volume d'air à renouveler
: température souhaitée de l'air intérieur, identique à celle du chauffage
: température de l'air pris à l'extérieur mais mesurée à l'entrée des volumes intérieurs
On considère dans cette application un débit d'air Vr de 90m3/heure, correspondant au minimum requis dans un logement de 4 pièces principales. La température de l'air intérieur sera de 18 °C et les températures de l'air entrant :
VMC simple flux : air entrant à la température de l'air extérieur
VMC double flux : air entrant à 14°C
On fournit par ailleurs comme DJU (température intérieure de référence = 18°C) la valeur de 2400 K sur la saison de chauffage.
Exercice
Quelle est l'énergie nécessaire pour réchauffer l'air sur une saison de chauffage dans le cas d'une ventilation simple flux ?
les 90 m3 sont à renouveler en permanence sur la journée, soit 24h00 et sur l'ensemble de la saison de chauffage où le cumul des différences de températures (intérieure – extérieure) est exprimé par le DJU à la valeur de 2400K Kelvins.
Exercice
Que vaut ce résultat en kWh ?
Le calcul précédent est en Joules (Watt.seconde) . On divise par 3600 pour l'obtenir en Wattheure et par 1000 pour l'avoir en kWh.
Exercice
Quelle est l'énergie nécessaire pour réchauffer l'air sur une saison de chauffage (232 jours) dans le cas d'une ventilation double flux ?
Il ne faut plus utiliser le DJU pour ce calcul, car sur l'ensemble de la saison de chauffage (232 jours) l'écart de température entre l'intérieur et l'air entrant est constant :
°C.
On calcule alors l'énergie nécessaire pour chauffer 90 m3 d'air de 4°C par heure, sur une journée de 24h et une durée de 232 jours ;
, résultat en Joules que l'on convertit en kWh
Exercice
Sachant qu'une ventilation simple flux utilise un ventilateur et qu'une ventilation double flux utilise deux ventilateurs, la différence de consommation d'énergie observée selon les deux systèmes (simple – double flux) est-elle vraiment l'économie réalisée sur une année ?
Réponse : NON. Car à rendements égaux, une ventilation double flux consomme deux fois plus d'énergie pour son fonctionnement sachant qu'elle met en fonctionnement deux ventilateurs. ! Néanmoins, l'économie reste réelle.
