Brevet FR3028635A1 — publié le 20160520

OUTIL INFORMATIQUE D'AIDE A L'EQUILIBRAGE D'UN RESEAU DE VENTILATION SUR SITE L'invention concerne un outil informatique d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, sur site. Il est connu d'utiliser un régulateur de débit pour une- installation de ventilation, en particulier un régulateur appelé également registre disposé à l'intérieur d'un manchon formant raccord destiné à être utilisé 10 dans un groupe de ventilation mécanique contrôlée. Un régulateur de ce genre peut comporter un moyen de limitation automatique du débit. Lors d'une augmentation de l'aspiration provoquée par une dépression régnant en aval du régulateur, ce moyen obstrue une partie du passage du manchon. 15 Ces types de régulateur sont relativement complexes et coûteux et leur mise en oeuvre est compliquée, car leur réglage est adapté à un dimensionnement du réseau bien précis. Une autre solution consiste à utiliser un organe de restriction de passage rigide constitué d'un manchon équipé d'un orifice pré-calibré en 20 laboratoire selon une perte de charge déterminée donnant un certain débit pour une longueur de gaine déterminée. Cependant, si sur site les gaines connectées sont en fait de longueur différente de la valeur de référence prédéterminée en laboratoire, ce qui est très courant, le calibrage et les débits prédéfinis 25 pour cet organe de restriction ne sont pas respectés. L'invention résout ces problèmes en proposant un outil informatique d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation sur site, une fois le réseau de ventilation installé, d'utilisation particulièrement simple. 30 Pour ce faire, l'invention propose donc un procédé d'équilibrage 3028635 2 d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air sur site, une fois le réseau de ventilation installé. 5 L'invention propose également un outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, sur site, une fois le réseau de ventilation installé, pour la mise en oeuvre de ce procédé, comportant au moins un moyen informatique de calcul de la surface de passage d'air à appliquer à chaque branche Bi du réseau. L'installateur peut utiliser cet outil informatique in situ, lors du réglage du réseau de ventilation déjà installé en ce qui concerne son unité d'aspiration ou d'insufflation et ses gaines, et il peut alors installer sur les gaines des organes de restriction de surface adaptés pour un équilibrage de l'installation. Cet outil peut être installé sur un micro-ordinateur portable, une tablette informatique ou un téléphone intelligent. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, cet outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation 20 d'extraction ou d'insufflation d'air, sur site, comporte au moins -un moyen d'entrée manuelle de l'architecture du réseau, par exemple en pieuvre et/ou linéaire, -un moyen d'entrée manuelle du nombre N de branches dudit réseau et des paramètres de chaque branche Bi, i étant compris entre 1 25 et N et N étant supérieur ou égal à 2, -un moyen d'entrée manuelle du débit voulu en chaque branche Bi, -un moyen informatique de calcul des pertes de charge de chaque dite branche Bi et 30 -ledit moyen informatique de calcul de la surface de passage 3028635 3 d'air à appliquer à chaque branche B,. L'algorithme appliqué par cet outil informatique est particulièrement simple. Des réseaux plus complexes que les réseaux linéaires ou en 5 pieuvre peuvent également être gérés, l'outil informatique selon l'invention comportant alors une interface de saisie adéquate. De préférence, lesdits paramètres sont le type de gaine, sa forme, son diamètre aéraulique de passage équivalent, sa longueur et son nombre de coudes. 10 Ledit type de gaine est avantageusement défini par sa souplesse ou sa rigidité. L'outil peut comporter également - un moyen informatique de détermination de la branche Bn présentant la plus grande perte de charge et 15 - un moyen informatique de calcul de la différence de ladite plus grande perte de charge et de la perte de charge de chaque branche B. Il peut comporter également un moyen informatique de calcul d'un pourcentage d'ouverture à appliquer à chaque branche Bi, un pourcentage d'ouverture de 100% étant appliqué à ladite branche Bn. L'invention concerne également un procédé d'utilisation sur site d'un tel outil informatique, caractérisé en ce qu'il consiste à installer un organe de restriction de passage à orifice sécable sur chaque dites branches Bi, ledit orifice étant découpé à ladite surface de passage. L'invention concerne enfin un procédé d'utilisation sur site d'un tel outil informatique, caractérisé en ce qu'il consiste à installer un organe de restriction de passage à orifice sécable sur chaque dites branches Bi, excepté sur ladite branche Bn, ledit orifice étant découpé audit pourcentage d'ouverture. Ce procédé peut consister à installer un organe de restriction de 30 passage présentant des indexations de réglage représentatives d'une 3028635 4 surface de passage ou d'un pourcentage d'ouverture, ledit organe étant réglé à l'indexation fournie par l'outil informatique. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures illustrant uniquement des modes de réalisation préférés de l'invention. 5 La figure 1 représente un exemple d'algorithme appliqué par un outil informatique conforme à l'invention, dans le cas d'un réseau de gaines rayonnantes ou réseau couramment appelé en pieuvre. La figure 2 est une vue en perspective d'un exemple d'organe de restriction de passage, conforme à l'invention. 10 La figure 3 représente un exemple d'algorithme appliqué par un outil informatique conforme à l'invention, dans le cas d'un réseau de gaines disposées linéairement en parallèle. Selon la figure 1, un réseau en pieuvre est constitué de gaines de section circulaire dites rayonnantes, partant toutes d'un système de 15 ventilateur d'aspiration ou d'insufflation central et présentant une extrémité d'entrée ou de sortie d'air. Un outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, sur site, conforme à l'invention, comporte : 20 - un moyen 1 d'entrée manuelle du nombre N de branches du réseau et des paramètres de chaque branche B, que sont le type de gaine, de préférence sa souplesse ou sa rigidité, sa forme, son diamètre de passage, sa longueur et son nombre de coudes, et du débit voulu en chaque branche B,, i étant compris entre 1 et N et N étant supérieur ou 25 égal à 2, - un moyen 2 informatique de calcul des pertes de charge de chaque branche B, comportant une partie linéique correspondant aux longueurs de gaine et une partie singulière correspondant aux coudes et 3028635 5 - un moyen informatique de détermination de la branche B, présentant la plus grande perte de charge qui est la branche n°3 selon l'exemple représenté, et - un moyen 3 de calcul de la différence de cette plus grande 5 perte de charge et de la perte de charge de chaque branche Bi et - un moyen 4 informatique de calcul de la surface de passage d'air à appliquer à chaque branche Bi et de son diamètre, les gaines étant de section circulaire d'un diamètre de 125 mm, selon l'exemple illustré. 10 On partira de la formule Qv'/Qv = S'/S * V (dP'/dP) et pour un même débit, le ratio S7S variera comme le ratio V(dP/dP') Qv étant le débit, S la surface de restriction, dP le gradient de pression et le symbole « * » signifie une multiplication. 15 avec Qv étant le débit souhaité de la branche Bi et Qv' le débit de la branche de référence à savoir B' S étant la surface de passage de la 20 branche Bi et S' celle de la branche Bn, dP étant la PdC de la branche Bi et dP' celle de la branche Bn. Dans le cas d'un organe de restriction de surface à section circulaire, on utilisera la formule débit = 3600 * vitesse d'air * Surface 25 avec vitesse d'air = V(2* dP/p) et surface = n*02/4. Ce diamètre de surface de passage ou diamètre de restriction est donc défini par : r sel-tete-JI = 4 e Débtt *,,,r(z1Pre2st p)/(3600 » 3028635 où p est la masse volumique de l'air soit égal à 1,2 kg/m3, le débit étant en m3/h, la vitesse d'air en m/s, la surface en m2, le delta Pression en Pascal et le diamètre (I) de restriction en mètres. L'outil peut comporter également un moyen de calcul d'un 5 pourcentage d'ouverture à appliquer à chaque branché Bi, un pourcentage d'ouverture de 100% étant appliqué à ladite branche Bn, à savoir la branche n°3 selon l'exemple illustré qui est destinée à être laissée libre sans organe de restriction de passage. Chacune des autres branches auront un pourcentage d'ouverture 10 calculé selon la formule : Pourcentage d'ouverture = 100% V(PdC de Bi / PdC maxi), avec PdC maxi étant la perte de charge de la branche Bn. Selon un mode de réalisation, le procédé d'utilisation sur site d'un tel outil informatique consiste à installer un organe de restriction 15 de surface à orifice sécable sur chaque branche Bi, excepté sur ladite branche Bn, ledit orifice étant découpé au pourcentage d'ouverture. Cet organe peut être installé en tout lieu de la branche mais de préférence est installé en sortie du système de ventilation en tête de chaque gaine ou au niveau de la bouche d'entrée ou de sortie de 20 chaque branche du côté de la pièce de bâtiment ventilé. Un exemple d'organe de restriction de surface 100 est représenté sur la figure 2. Il est constitué d'un cylindre 100A pourvu de lames concentriques 10B étagées sécables, afin de conformer la section d'ouverture souhaitée. L'installateur peut alors être équipé d'un abaque 25 donnant une relation entre diamètre de restriction et la ou les lame(s) 100B à enlever de chaque organe de restriction de surface 100. L'organe de restriction de passage 100 peut présenter des indexations de réglage représentatives d'une surface de passage ou d'un pourcentage d'ouverture, l'organe étant réglé à l'indexation fournie par l'outil informatique. 3028635 En variante, les gaines peuvent être équipées d'un registre constitué d'une lame pivotante indexée, au lieu d'un tel organe de restriction de passage sécable, et dans ce cas, il est fourni à l'installateur l'angle d'inclinaison de cette lame à appliquer selon la surface de passage calculée par l'outil informatique. D'autres types d'organes de restriction peuvent également être intégrés par exemple un registre à iris ou à guillotine. L'invention est ici décrite en considérant des gaines de section circulaire, mais elle peut s'appliquer à toute forme de section de gaine. 10 Au lieu de considérer le diamètre de la gaine, il est alors nécessaire de considérer le diamètre aéraulique de passage équivalent. A titre d'exemple, selon la formule de Chézy, le diamètre aéraulique équivalent pour une gaine de section rectangulaire est égal à D = (1 x a x b)/(a + b), a étant la largeur de la gaine et b la 15 hauteur de la gaine. Les formules d'ASHRAE (acronyme pour « American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers ») peuvent également être utilisées. Selon la figure 3, un réseau est constitué de gaines de section 20 circulaire et dites linéaires, les tronçons de gaine A à F étant aboutés et les tronçons de gaine ou branches n°1 à n°6 étant disposés en parallèle sur la longueur formée par les tronçons précédents et présentant une bouche d'entrée ou de sortie d'air. Un outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau 25 de ventilation sur site, conforme à l'invention, comporte : - un moyen 10 d'entrée manuelle du nombre N de branches du réseau et des paramètres de chaque tronçon de gaine A à F et de chaque branche n°1 à n°6, que sont le type de gaine, de préférence sa souplesse ou sa rigidité, sa forme, son diamètre de passage, sa 30 longueur et son nombre de coudes, et du débit voulu en chaque tronçon 3028635 8 de, gaine et de chaque branche, i étant compris entre 1 et N et N étant supérieur ou égal à 2, - un moyen 20A informatique de calcul des pertes de charge de chaque tronçon de gaine A à F et de chaque branche n°1 à n°6 isolés, 5 comportant une partie linéique correspondant aux longueurs de gaine et une partie singulière correspondant aux coudes, - un moyen 20B informatique de calcul des pertes de charge total de chaque branche n°1 à n°6, prenant en compte les pertes de charges des tronçons de gaines associés, 10 - un moyen informatique 30 de détermination de la branche Bn présentant la plus grande perte de charge qui est la branche n°6 selon l'exemple représenté, et - un moyen informatique de calcul de la différence de cette plus grande perte de charge et de la perte de charge de chaque branche B1 15 et - un moyen informatique 40 de calcul d'un pourcentage d'ouverture à appliquer à chaque branche Bi, un pourcentage d'ouverture de 100% étant appliqué à ladite branche Bn, à savoir la branche n°6 selon l'exemple illustré qui est destinée à être laissée libre 20 sans organe de restriction de surface. Le procédé d'utilisation sur site d'un tel outil informatique consiste à installer un organe de restriction de surface à orifice sécable ou à surface de passage réglable sur chaque branche Bi, excepté sur ladite branche Bn, ledit orifice étant découpé au pourcentage 25 d'ouverture et la surface de passage étant réglée à une position représentant le pourcentage d'ouverture. Comme illustré sur la figure 3, cet organe peut être installé en tout lieu de la branche mais de préférence est installé au piquage de chaque branche avec les tronçons de gaine A à F aboutés ou au niveau 3028635 de la bouche d'entrée ou de sortie de chaque branche du côté de la pièce de bâtiment ventilé. Bien que plus particulièrement décrite dans le cas d'une installation de ventilation de type mécanique contrôlé à ventilateur 5 d'extraction d'air, l'invention peut également être appliquée à une installation à ventilateur d'insufflation d'air, sur le même principe de façon évidente pour l'homme du métier. 10 REVENDICATIONS1. Procédé d'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air sur site, une fois le réseau de ventilation installé. 2. Outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de 10 ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, sur site, une fois le réseau de ventilation installé, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant au moins un moyen informatique de calcul de la surface de passage d'air à appliquer à chaque branche B1 du réseau. 15 3. Outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est installé sur un micro-ordinateur portable. 20 4. Outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air selon ia revendication 2, caractérisé en ce qu'il est installé sur une tablette informatique. 25 5. Outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est installé sur un téléphone intelligent. 30 3028635 11 6. Outil informatique portable d'aide à l'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, sur site, selon l'une des revendications 2 à 5, comportant au moins -un moyen d'entrée manuelle de l'architecture du réseau, par exemple en pieuvre et/ou linéaire, -un moyen (1, 10) d'entrée manuelle du nombre N de branches dudit réseau et des paramètres de chaque branche B,, i étant compris entre 1 et N et N étant supérieur ou égal à 2, -un moyen (1, 10) d'entrée manuelle du débit voulu en chaque branche Bi, -un moyen (2, 20) informatique de calcul des pertes de charge de chaque dite branche B, et -ledit moyen informatique de calcul de la surface de passage d'air à appliquer à chaque branche B. 15 7. Outil informatique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits paramètres sont le type de gaine, sa forme, son diamètre aéraulique de passage équivalent, sa longueur et son nombre de coudes. 20 8. Outil informatique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit type de gaine est défini par sa souplesse ou sa rigidité. 25 9. Outil informatique selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte également -un moyen (3, 30) informatique de détermination de la branche Bn présentant la plus grande perte de charge et 3028635 12 -un moyen (3) informatique de calcul de la différence de ladite plus grande perte de charge et de la perte dé charge de chaque branche B. 5 10. Outil informatique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte également un moyen (40) informatique de calcul d'un pourcentage d'ouverture à appliquer à chaque branche B,, un pourcentage d'ouverture de 100% étant appliqué à ladite branche Bn. 10 11. Procédé d'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, sur site, une fois le réseau de ventilation installé, à l'aide d'un outil informatique selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'il consiste à installer un organe de restriction de passage (100) à orifice sécable sur chaque dites branches Bi, ledit orifice étant découpé à ladite surface de passage. 12.Procédé d'équilibrage d'un réseau de ventilation d'extraction ou d'insufflation d'air, sur site, une fois le réseau de ventilation installé, à l'aide d'un outil informatique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste à installer un organe de restriction de surface (100) à orifice sécable sur chaque dites branches Bi, excepté sur ladite branche Bn, ledit orifice étant découpé audit pourcentage d'ouverture. 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il consiste à installer un organe de restriction de passage (100) présentant des indexations de réglage représentatives d'une 3028635 13 surface de passage ou d'un pourcentage d'ouverture, ledit organe étant réglé à l'indexation fournie par l'outil informatique.