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Poutres climatiques nouvelles générations
Présenté par Benoît TERRIER
Historique des poutres• Evolution technologique du produit
Augmentation de la puissance froide de 300W/ml à 600W/m avec conditions de confort optimales
Diminution des débits d’air primaire de 8m3/h/m2 à 4m3/h/m2, Ecombrement diminué (poutre de 1,2m ou 1,35m pour obtenir la modularité maximale
et respecter une faible hauteur ~25cm disponible dans le faux-plafond)
Nota : débit d’air primaire calculé pour une trame de 1,35m x 5,40m
Montage à la façade à la façade // à la façade // à la façade // à la façade à la façade à la façade
Débitair primaire60m3/h 60m3/h 30m3/h à 50m3/h 30m3/h 30m3/h 0-30m3/hPression constante
Pfroide/ml 300W/m 430W/m 600W/m 500W/m 400-500W/m
Taux Induction 3 4,2 6,3 variable variable
Il y a 20 ans Il y a 15 ans Il y a 10 ans Il y a 7 ans Il y a 2 ans maintenant
Poutre fermée 600mm large
Poutre fermée 600mm large
HAUTE INDUCTION
Poutre ouverte300mm large
Poutre VAV
Poutre Hybride VAV
Buses d’induction
Procédé de climatisation à AIR et EAU - INDUCTIONApport de l’air neuf préparé en CTA (bien déshumidifié)
Alimentation en Eau fraîche (14/17°C) / Chaude (40°C/30°C)
Batterie à eau
Air ambiantAir soufflé
Air primaire
Air soufflé
Batteries terminales sèches - absence de condensationTempérature d’eau froide élevées (14°C/17°C)
pour être au dessus du point de rosée
1 vol/h
5 vol/h
Environ 100Pa
6 vol/h
Principe des poutres climatiques
Halton Room Systems
Eté: rafraîchissement et surface fenêtre chaude
760 W = 70 W/m2
28 W
28 W28 W
28 W
2 fenêtre 1200x1800apports: 350 W
100 W 200 W
Exemples de calculs des vitesses d’air et températures par CFD
Avantages des poutres climatiques
• Excellentes conditions de confort• régulation de la température intérieure avec de faible vitesse de diffusion• très faible niveau sonore (pas de ventilateur, pas de parties mobiles)• très bonne qualité d’air (1 à 2 fois plus de débit d’air que les débits d’air
hygiéniques réglementaires)• Hygiène
• batterie sèche avec pas d’ailettes importants (4mm)• pas de condensats, pas de filtres, pas de bac
de récupération, pas de pompe de relevage• construction ouvrante (par le dessous) pour le
nettoyage et la maintenance (sans avoir à accéderdans le faux plafond)
• Economie• améliore la flexibilité des espaces• améliore la productivité et l’efficacité des utilisateurs• coût d’investissement compétitif• économie d’exploitation• très peu de maintenance• possibilité d’utiliser le free cooling, • consommation d’énergie faible (poutre à haute induction)
Poutres et développement durable:Impacts sur les cibles HQE
• Faibles vitesses résiduelles• 2 à 3 fois plus de débit d’air neuf
(critères Europe du Nord, revêtement et pollution)• Niveau sonore très faible• Augmentation du COP groupe froid
(avec des groupes distincts pour la centrale et les poutres)• Fonctionnement en free cooling• Durée de vie poutre = durée de vie bâtiment• Besoin en maintenance faible• Flexibilité (HAC + HVC)• Eclairage• Usines et laboratoires ISO 9001 et 14000
Cible n° 02 procédés et produits de construction
Cible n° 08, confort
Cible n° 13, “Qualité de l’air”:
Cible n° 02 adaptabilité et durabilité du bâtiments
Cible n° 04 “Gestion de l’énergie”:
Cible n° 04 “Gestion de l’énergie”:
Cible n° 09, confort acoustique
Cible n° 10 “Confort visuel” :Cible n° 02 procédés et produits de construction
Niveau "très performant"
Niveau "performant"
Niveau "base"
PROFIL ENVIRONNEMENTAL SELON LES 14 CIBLES
3 ciblesau
moins 4 ciblesau
moins7 cibles au plus
Poutres VAV
Avantages des poutres VAV
– Faible maintenance
– Faible niveau sonore
– Confort optimal
– Intégration architecturale
– Performances énergétiques
– Régulation embarquée sur la poutre testée d’usine
– Variation du débit d’air en fonction du CO2
– Variation du débit d’air (free cooling ou transformabilité)
– Minimiser l’air hygiénique pendant l’occupation uniquement ou selon mode GBT
– Flexibilité dans la gestion des débits d’air (gestion du débit d’air par façade)
Basses consommations et Bien-être
•Confort premium suivant norme NF EN ISO 7730 et 15251
•Efficacité énergétique
•Flexibilité du bâtiment
Types de poutres Hybrides VAV
BDB CBR
CSW CCE
150mm
La gestion des salles de réunion
ou du free cooling
HAQ = Halton Air Quality
HAQ 1 2 1 2 3 4
Pression constante par zone
Halton HFSBoîte VAV
Halton PTSRegistre Tout ou Rien
Réseau d’air à pression constante
Halton MSSSection de mesure
/ / /
Réseau d’air à pression constante
HAQMOTORISE 2 2 4 BOITES VAV
EN CONTRÔLEHAQ DE PRESSIONMANUEL
1 1 3REGISTREMOTEUR TOR
Halton MSS ~15mMesure de pression statique
~30m
GESTION PAR GROUPE DE POUTRESPRESSION CONSTANTE
MSS
21
PIECE ZONE Poutre
BUREAU 1Hors occ. 2
BUREAU 1Occ. 2
SALLE DE 1REUNION 2Hors occ.SALLE DE 1REUNION 2Occ.SALLE DE 1REUNION 2Occ. Max
30m3/h
60 à 240m3/h
240m3/h
~1.5vol/h
~1.5vol/h
0m3/h 30m3/h ~1.5vol/h30m3/h
BUSES HAQ TOTAL - ACH
DEBIT D AIR PRIMAIRE
30m3/h30m3/h
30m3/h
60m3/h
30m3/h 0m3/h
0m3/h ~1.5vol/h0m3/h ~0vol/h0m3/h 0m3/h
30m3/h
30m3/h 0m3/h 30m3/h ~1.5vol/h
~0.75vol/h
~0.75vol/h30m3/h 0 à 90m3/h 30 à 120m3/h ~6vol/h
0m3/h 0m3/h 0m3/h ~0vol/h
30m3/h 0 à 90m3/h 30 à 120m3/h ~6vol/h~1,5 à 6vol/h
30m3/h 90m3/h 120m3/h ~6vol/h
~6vol/h30m3/h 90m3/h 120m3/h ~6vol/h
1
2
Transformation d’un bureau en sdr(rajout du moteur du HAQ en travaux prenneur)
Transformation d’un bureau en sdr(rajout de la sonde C02 en travaux prenneur)
Poutres passives assistées BDB
Système de climatisation à air et eau
• convection naturelle en rafraîchissement (convection assistée)
• convection assistée en chauffage
Batteries terminales sèches - absence de condensation
Températures d’eau froide élevées (14°C/16°C) pour être au dessus du point de rosée
Températures d’eau chaude basses (35°C)
Nécessité d’apporter l’air neuf (sec) par une CTA adaptée
Basse pression 60 Pa
Poutre froide passive BDBPrincipe
BDB est une poutre passive assistée avec diffuseur à débit d’air variable.
Rafraichissement et ventilation
Poutre passive 2 tubes réversibles chaud/froid..
Poutre BDB
Partie diffuseur
Partie poutre
Mode rafraichissement
Coupe batterie
Coupe diffuseur
Mode chauffage : Boost
Coupe batterie
Coupe diffuseur
Applicationszone externe
Poutre froide passive assistée avec diffuseur intégré
Zone interne(salle de réunion)
diffuseur actif
Diffuseur actif VHC
• Diffuseur motorisé• Diffuseur VAV à portée
constante• Réseau d’air à pression
constante
HAC 428 / certificationEubac Contrôle du débit d’air
1. Bouton 1 – 2 - 3 2. Sonde de présence3. Sonde C02
Contrôle de la Température1. Contrôle du débit d’eau et fonction boost
Régulation embarquée poutre froide
« LonWorks »
• Le débit d’air neuf est controlé grâce à la position du HAQ motorisé par un signal proportionnel 0-10V
• Réseau d’air à maintien de pression constante nécessaire
• Gestion de la température en pilotant les vannes d’eau et la position du HAQ pour la modulation du débit d’air.
Roomtemperature
Poutre froide passive BDBPrincipe de régulation
HRC-I
HAC 428 Module d’extension éclairage
HMS-I-PL
cvc, éclairage et store
Régulation embarquée poutre froide
« Lon/BACNET »
Module d’extension
gestion store
Coffret de Régulation : Intégration d’usine
Régulateur précablé
Broches connexion directe Alim
Passe-fils pour sondes
Fusible thermique
Couvercle vissé
Chargement programme ET tests !
Régulation sur la technologie de réseau ouvert et interopérable LonWorks ™
1 Coffret électrique monté sur le côté de la poutre2 Boitier d’ambiance HCP DL-X câblé3 Vanne ABQM (moteur de vanne câblé mais corps de vanne non monté sur la poutre)
Principe de Fonctionement régulation embarquée
Sonde CO2 Sonde HDP
Régulateur de T° HCP DL4
HAQ Motorisé
Contact feuillure
Actionneur de vanne
Mise en Service :
• Liste Pré requis– Equipe Installateur ou metteur au
point présente sur site– Câblage des poutres effectué– Alimentation 230V
– Bus connecté sur tous les régulateurs jusqu'à la GTB
– Raccordement des sondes CO2 (alimentation et câblage des
sondes y compris la masse) – Montage des vannes sur le réseau
– Contact de feuillure à câbler
– …
• Répérage des ID des poutres sur les plans (étiquettes code barre)
Poutres Radiante CBR
CBR Poutre active avec panneau radiant intégré
• Solution industrielle multiservice– Rafraichissement : Rayonnement &
Convection– Chauffage: Rayonnement– Intégration luminaire (Microprisma)
• Modularité et finition sur mesure– Possibilités de customiser la poutre– Intégration d’éléments
Coupe CBR
Panneau radiant
Poutre froide CCE
Avantages de la solution
• Chauffage par rayonnement sans besoin d’air neuf
• Installation facile et rapide (Ventilation, rafraichissement, chauffage et éclairage)
• Poutre esthétique pour une vision architecturale du bâtiment
• Solution pour traitement acoustique
• Modulation des débit d’air, VAV
• Applications typiques : Bureaux ouvert, bureaux en open space et salle de réunion
Chauffage sans ventilation / Nuit
Poutre combinant les fonctions de rafraichissement et de chauffage par rayonnement et convection
Entretien
Habillage gaine, chemin de câbles.
Modèle industriel
Modèles
Modèle formes arrondies
CBR avec luminaire intégré
Poutre CCE avec Panneaux acoustique et luminaire
Application CBR & CSW
Poutres à jet tourbillonaire CSW
Conditions de confort optimales avec une diffusion d’air hélicoidale - 360º
Swirl Comfort Unit Solution
• Poutre nouvelle génération adaptable
• Puissance en froid 30 - 70 W/m2.
• diffusion d’air à jet rotatif 360O :• Excellent mélange d’air
(induction interne et externe)• Fort effet coanda (effet de
plafond)• Faibles vitesses résiduelles dans
la zone d’occupation• Faible portée d’air permettant
facilement son implantation dans l’espace des bureaux.
Swirl air distribution : Room simulation
Etude de cas
Bureau 3.6 m x 5.2 m, hauteur 2.7 m.Charge:
soleil / façade 200 Wéclairage 250 Wéquipements 300 Woccupants 140 W Total 890 W
Puissance de rafraichissment:Débit d’air 30 L/s, 17ºC (2 x 15 L/s)Puissance batterie 613 W (2 x 307 W)
Conditions
zig – zag, 600x600 module Aligné, 600x600 module
CSW zig - zag
Vitesse résiduelle dans la zone d’occupation 0.11 m / s
CSW zig - zag
vitesse > 0.30 m / s 1 %vitesse > 0.25 m / s 2 %vitesse > 0.20 m / s 5 %
CSW aligné
Vitesse résiduelle dans la zone d’occupation 0.11 m / s
CSW inline
vitesse > 0.30 m / s 1 %vitesse > 0.25 m / s 3 %vitesse > 0.20 m / s 7 %
CSW-simulationDistance entre 2 poutres 1,8m
Bureau 2,9x5,81,7l/s/m250W/m2
5.8 m2.9 m
v3
v1v1
v1v1
v1
v1
dMax. jet velocitiesNozzle jetNozzle jet, isothermaldt (nozzle jet-room air)
v1~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.2 °C
v3~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.2 °CHeat sources and their location may influence the velocity and direction of the jet
vlim = 0.15 m/s
CSW-simulation Distance entre 2 poutres 1,2m
Bureau 2,9x5,81,7l/s/m250W/m2
5.8 m2.9 m
v3
v1b v1
v1v1
v1
v1
dMax. jet velocitiesNozzle jetNozzle jet, isothermaldt (nozzle jet-room air)
v1~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.2 °C
v1b~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.1 °C
v3~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.3 °CHeat sources and their location may influence the velocity and direction of the jet
vlim = 0.15 m/s
CSW-simulationDistance entre 2 poutres 0,6m
Bureau 2,9x5,81,7l/s/m250W/m2
5.8 m2.9 m
v3
v1b v1
v1 v1
v1
v1
Max. jet velocitiesNozzle jetNozzle jet, isothermaldt (nozzle jet-room air)
v1~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.2 °C
v1b~0.10 m/s<0.05 m/s
-0.1 °C
v3~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.3 °CHeat sources and their location may influence the velocity and direction of the jet
vlim = 0.15 m/s
CSW-simulationDistance entre 2 poutres 0m
Bureau 2,9x5,81,7l/s/m250W/m2
5.8 m2.9 m
v3
v1v1
v1
v1b
v1
v1
Max. jet velocitiesNozzle jetNozzle jet, isothermaldt (nozzle jet-room air)
v1~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.2 °C
v1b~0.10 m/s<0.05 m/s
-0.1 °C
v3~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.4 °CHeat sources and their location may influence the velocity and direction of the jet
vlim = 0.20 m/s
CSW-simulationPression réseau 50-120
5.8 m2.9 m
v3
v1v1
v1v1
v1
v1
5.8 m2.9 m
v3
v1v1
v1v1
v1
v1
50Pa70Pa
5.8 m2.9 m
v3
v1v1
v1v1
v1
v1
100Pa5.8 m2.9 m
v3
v1v1
v1v1
v1
v1
120Pa
Max. jet velocitiesNozzle jetNozzle jet, isothermaldt (nozzle jet-room air)
v1~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.1 °C
v3~0.15 m/s<0.05 m/s
-0.2 °C
CBC VS CSW
3-point HAQ : Halton air quality
Halton CSW Comfort Unit - 365 Comfort by 360º Swirl
Innocupation:Débit d’air neuf minimum
Occupation:Débit d’air neuf par bureau
Boost:Débit d’air neuf par occupant
: salle de réunionCO2
Température
Occupation
Occupation
Schéma simplifié – Halton Fan Optimizer
LON
BUS
Open80%
Abbréviations
HFO Halton Fan OptimiserRC Régulateur adaptable monté sur la poutreFG Moteur 0-10 vM Moteur du terminal, 0-10 vZM1 Boite de détente soufflage - régulation de pressionZM2 Boite de détente reprise - régulation de débit d’air
Produits
HFS Boite de détente soufflage - régulation de pressionMSS Capteur de pression HFB Boite de détente reprise - régulation de débit d’airMSD, MSA Unité de la mesure de débit d’air
PC Régulateur de pressionPE Capteur de pressionFE Mesure de débit d’airVF Débit d’air variableHz Commande á vitesse variable
Maxi running point (all HAQ are in use mode simultaneously)
Mini running point (all HAQ are in minimum airflow position)
Running point
HFO
Reduction de la puissance de ventilation
020406080
100120140160180
Hiver
Hiver O
cHive
r Rela
nce
EtéEté
Over B
oost
EastWestSouthNord
Nord
Ouest
Sud
Consigne de pression glissante
SET POINT PRESSURE
Créons le bien-être