Centrales de traitement d'air et ventilation
Les bâtiments ont toujours eu besoin d'être ventilés afin d'améliorer la qualité de l'air à l'intérieur. Historiquement, la ventilation dépendait de la cheminée et d'une différence de température entre l'intérieur et l'extérieur ; plus tard, l'ouverture des fenêtres a été le moyen de purifier l'air. À l'époque moderne, la construction des bâtiments s'est développée et l'air extérieur contient davantage de polluants. L'environnement extérieur est également plus bruyant et il existe aujourd'hui des exigences claires en matière d'efficacité énergétique et de climat intérieur. La ventilation mécanique est donc devenue essentielle pour garantir un environnement intérieur sain et confortable.
Une centrale de traitement d'air au cœur de la ventilation
Une centrale de traitement d'air (CTA) est peut-être l'élément le plus essentiel d'une solution de ventilation, de chauffage et de climatisation (CVC). Il s'agit d'une installation professionnelle et complexe dont le but est de réguler et de faire circuler l'air dans les bâtiments.
L'appareil de traitement de l'air assure le processus d'admission d'air frais, de conditionnement et d'apport d'air dans un environnement intérieur, ainsi que l'extraction de l'air vicié usagé de ce même espace intérieur. Le processus décrit, à savoir l'entrée d'air dans un bâtiment et l'extraction d'air, est la ventilation. La ventilation est essentielle pour préserver un bâtiment et éviter les problèmes liés aux moisissures, au syndrome des bâtiments malsains, etc. Elle est également nécessaire pour garantir une bonne qualité de l'air à l'intérieur, car la recherche nous a appris qu'une bonne qualité de l'air est essentielle pour nous permettre de nous concentrer et d'être performants, de récupérer et de nous sentir bien à l'intérieur.
Familiarisez-vous avec notre gamme de centrales de traitement d'air
Mais pourquoi ventiler ?
Nous avons traversé les époques des poêles à feu pour le chauffage et la cuisine, des industries fumantes et des transports polluants, de la crise énergétique, des bâtiments étanches à l'air et des contagions. Au fil du temps, il est devenu évident que les êtres humains sont en meilleure santé, plus productifs et plus à l'aise dans les espaces intérieurs qui sont ventilés dans le but de garantir une bonne qualité de l'air, donc un environnement intérieur sûr et qui permet aux gens de donner le meilleur d'eux-mêmes.
Aujourd'hui, nous passons environ 90 % de notre vie à l'intérieur, et c'est dans divers locaux construits que nous travaillons, apprenons la vie, faisons de l'exercice, profitons de la culture et de l'art, visitons des médecins, récupérons et dormons. Un bon climat intérieur est essentiel pour nous permettre d'être performants et de nous épanouir. Cependant, l'être humain affecte également l'environnement bâti par son existence et ses activités. Des solutions modernes de ventilation et de climatisation intérieure sont développées pour assurer un bon climat intérieur à la fois pour les bâtiments et pour les personnes qui s'y trouvent.
En savoir plus sur le climat intérieurVentilation, et pourquoi utiliser un échangeur de chaleur ?
Lorsque la centrale de traitement d'air prend en charge le processus de ventilation, elle utilise le plus souvent un échangeur de chaleur pour exploiter l'énergie thermique ou froide des différents flux d'air. L'air extrait du bâtiment est normalement plus chaud que l'air soufflé de l'extérieur. L'échangeur de chaleur déplace alors l'énergie thermique du flux d'air extrait vers le flux d'air soufflé afin de minimiser le besoin d'énergie supplémentaire pour chauffer l'air soufflé à une température adéquate.
Il existe différents échangeurs de chaleur qui se distinguent les uns des autres par leur mode de construction et leur fonctionnement. Un échangeur de chaleur rotatif est par exemple totalement différent d'un échangeur de chaleur à plaques ou à serpentins. Ils peuvent être constitués de matériaux différents afin de les adapter à des conditions de fonctionnement différentes ou à des exigences de climat intérieur, les traitements par sorption et époxy en sont deux exemples. La température et l'efficacité de l'humidité sont des termes à comprendre en relation avec les échangeurs de chaleur.
Pour en savoir plus, consultez notre guide
Unités supplémentaires pour le chauffage ou le refroidissement
Même avec une efficacité thermique élevée, les échangeurs de chaleur ne peuvent généralement pas couvrir la totalité de la demande de chauffage ou de refroidissement - des composants supplémentaires sont généralement nécessaires. Il est courant de fournir une solution CVC avec des pompes à chaleur ou des refroidisseurs séparés, mais il est également possible de concevoir une solution avec un refroidissement et un chauffage intégrés dans la centrale de traitement de l'air. Une batterie refroidit ou réchauffe alors l'air qui circule dans la CTA
Où placer les CTA ?
Les CTA sont généralement placées au sous-sol, au niveau d'un local technique ou au sommet d'un bâtiment, à l'intérieur ou à l'extérieur. Tous ces éléments ont une incidence sur la construction du bâtiment et, éventuellement, sur l'enveloppe de l'unité. Le choix du sous-sol peut nécessiter des étages souterrains séparés, le niveau d'un local technique entre en concurrence avec l'espace locatif et le placement sur le toit nécessite que l'ensemble de la construction soit conçu pour supporter le poids de l'unité. Cette dernière solution peut également impliquer des restrictions en matière de bruit et d'esthétique.
Les centrales de traitement d'air peuvent être installées de manière centralisée ou décentralisée. Une solution centralisée nécessite normalement une grande surface au sol pour les locaux techniques, et des gaines plus grandes sont utilisées pour desservir l'ensemble du bâtiment. Une solution décentralisée est répartie sur différents étages, ce qui nécessite évidemment de l'espace pour chaque unité, mais un grand placard peut faire l'affaire. En outre, une solution décentralisée nécessite des gaines plus petites, ce qui peut permettre d'utiliser un espace supplémentaire pour la location.
Comment choisir une unité de traitement d'air ?
Il existe plusieurs paramètres qui influencent le choix des unités de traitement d'air, mais cela se résume aux spécifications des projets. Le plus souvent, ces choix reposent sur les exigences en matière de qualité de l'air, qui se traduisent par des besoins en débit d'air, lesquels se déclinent ensuite en un ensemble d'alternatives d'unités adaptées. Cependant, les projets peuvent également être confrontés à des contraintes en matière d'espace et de placement – pensez à la solution décentralisée mentionnée précédemment, ou à un projet de rénovation où la construction du bâtiment pourrait imposer des limitations.
Qu'une unité de traitement d'air soit compacte ou modulaire, le choix de l'échangeur de chaleur est un facteur déterminant important, car il influence l'efficacité énergétique, et les facteurs intérieurs et extérieurs peuvent être complètement décisifs dans ce choix. Les contrôles et les fonctionnalités peuvent également avoir un impact sur le choix de l'unité de traitement d'air – les contrôles doivent-ils être intégrés ou certaines fonctionnalités sont-elles requises pour le projet ? De nos jours, divers paramètres de durabilité sont déterminants, et un accès facile aux FDES (Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire) peut donc être très important. Tous les éléments mentionnés ci-dessus sont disponibles dans nos outils logiciels Swegon, utilisés pour concevoir des unités de traitement d'air selon les exigences définies pour le climat intérieur.
Voir notre logiciel de sélection de conception d'UTA.
Unités de traitement d'air, efficacité énergétique et carbone incorporé
L'efficacité énergétique a longtemps été un enjeu majeur dans l'industrie du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC), car l'économie des bâtiments a toujours été cruciale. Aujourd'hui, l'énergie concerne également l'approvisionnement et la durabilité, car les bâtiments dans le monde occidental doivent réduire leur dépendance énergétique. De plus, nous avons reconnu le besoin et la maturité nécessaires pour aborder également le carbone incorporé, c'est pourquoi nous avons évalué et mis en œuvre divers processus de circularité.
Les économies d'énergie ne doivent pas compromettre le confort
Aujourd'hui, les bâtiments dans le monde occidental représentent environ 40 % de la consommation énergétique totale. Il est impératif de la réduire drastiquement, mais il est important de comprendre dans ce contexte que la consommation d'énergie, le CVC et le climat intérieur sont interdépendants. Les économies d'énergie peuvent être bénéfiques pour les coûts et la durabilité, mais il est crucial de garantir un climat intérieur sain, productif et confortable pour que les occupants soient prêts à rester et à payer. Opter pour une unité de traitement d'air avec récupération de chaleur est, comparé à la simple ouverture des fenêtres, un excellent moyen de répondre à toutes ces exigences.
Un projet de rénovation ou de nouvelle construction est apparemment une situation évidente où une solution de ventilation, de chauffage et de refroidissement peut être ajustée en termes de consommation d'énergie. À ce stade, la conception peut partir d'une page presque vierge. Cependant, une unité de traitement d'air (UTA) installée et en fonctionnement peut jouer un rôle clé en matière d'économies d'énergie. Les horaires de fonctionnement, les débits d'air et les températures ont un impact considérable sur la demande énergétique d'une solution CVC, des paramètres qui peuvent être ajustés sans projets ou budgets majeurs.
En savoir plus dans notre guide sur l'efficacité énergétique
Le SFP est une mesure de l'efficacité
La puissance spécifique du ventilateur (SFP) indique la quantité d'énergie dont un ventilateur a besoin pour transporter un m³ d'air par seconde. Elle est exprimée en kW/(m³/s), ce qui nous permet de calculer le coût de la ventilation en connaissant le prix de l'électricité.
Le SFP est un facteur pertinent depuis de nombreuses années, et aujourd'hui, il y a une tendance générale vers des valeurs SFP plus faibles en raison de la nécessité de réduire la consommation d'énergie ainsi que les émissions de CO2. Il y a environ 30 ans, les valeurs de SFP étaient d'environ 3 kW/(m³/s), tandis que 1,5 kW/(m³/s), voire moins, est l'objectif dans plusieurs pays de nos jours. Lorsqu'on examine le calcul du SFP, il est évident que le SFP ne peut être réduit qu'en diminuant la perte de charge et en augmentant l'efficacité totale du ventilateur.
Cela étant dit, le SFP n'est pas une valeur idéale pour les solutions conçues avec des débits d'air variables et/ou une récupération de chaleur, car ces deux facteurs entraînent des pertes de charge plus élevées. Cependant, l'énergie utilisée par les unités de chauffage/refroidissement supplémentaires est certainement réduite lorsqu'un système de récupération est utilisé dans l'unité de traitement d'air. Une approche holistique est recommandée pour assurer une consommation d'énergie minimale tout en ne compromettant pas le climat intérieur.
Consultez le blog de notre expert pour plus d'informationsUnités de traitement d'air à certifier ou à construire selon les normes
Il est, espérons-le, clair que les gens et la planète sont étroitement liés lorsqu'il s'agit de ventilation et de climat intérieur. Les certifications de bâtiments et les normes de construction sont des moyens de répondre aux deux.
Les certifications de bâtiments reconnues mondialement telles que BREEAM, LEED et WELL, avec des approches distinctes, encouragent les progrès en matière d'efficacité énergétique et de réduction des coûts, de santé et de bien-être humains en relation avec les bâtiments et les environnements intérieurs. Il existe également des normes de construction qui spécifient comment construire pour prendre soin du bâtiment, de l'occupant et de la planète. La norme Passivhaus est peut-être la plus connue de celles-ci. Enfin, les unités de traitement d'air sont souvent certifiées par diverses organisations industrielles mondiales et locales, comme Eurovent, par exemple.
En savoir plusCarbone incorporé
Les principes de circularité tels que réduire, réutiliser et concevoir pour le démontage sont mis en avant alors que le carbone incorporé dans l'industrie de la construction se traduit par des émissions liées à la fabrication, au transport, à l'installation, à l'entretien et à l'élimination des matériaux de construction. L'échange de matériaux, l'utilisation de moins de matériaux, la rénovation de produits et la réutilisation d'unités existantes sont des exemples de principes de circularité dans l'industrie du CVC. Beaucoup de ces principes sont applicables aux unités de traitement d'air.
Il doit fonctionner comme prévu, et la maintenance est essentielle
Le fait qu'une solution de climat intérieur soit en place n'est pas une garantie que tout fonctionne parfaitement. Il peut être tout à fait utile de réviser une solution pour s'assurer que les éléments tangibles sont installés et mis en service comme prévu, et que la fonctionnalité disponible dans les systèmes de contrôle est utilisée de manière optimale – assurez-vous que tout fonctionne aussi bien que possible. Il est important de garder à l'esprit que l'utilisation d'un bâtiment peut évoluer au fil du temps et que des ajustements peuvent être nécessaires pour maintenir une efficacité énergétique tout en offrant un bon climat intérieur aux occupants.
Même l'unité de traitement d'air la mieux ajustée peut entraîner une consommation d'énergie inutile en raison de filtres encrassés et de conduits poussiéreux. Non seulement cela obligera l'unité à fonctionner plus intensivement, mais il y a aussi un risque important d'endommager le ventilateur de l'UTA, provoquant des nuisances sonores ou n'assurant pas un bon climat intérieur.
Un bon plan de maintenance n'est pas seulement un facteur important en soi, une bonne maintenance consiste également à faire les choses correctement. Par exemple, un filtre mal installé entraînera des pertes de charge qui affecteront négativement la consommation d'énergie.
INSIDE pour en savoir plus sur l'UTA
Le paysage des solutions numériques et de l'intelligence artificielle offre des opportunités auparavant insoupçonnées. La connectivité actuelle permet de surveiller et de contrôler une solution CVC depuis presque n'importe où dans le monde, et l'IA peut aider à prévoir et à anticiper les scénarios opérationnels attendus ou les besoins de maintenance projetés. Cela contribue à optimiser davantage la consommation d'énergie et à prolonger considérablement la durée de vie, tant des unités CVC individuelles que des solutions de climat intérieur dans leur ensemble.
