1. Introduction aux Systèmes à poutre froide active de DADANCO EUROPE

1.1 Qu'est-ce qu'un système à poutre froide active?

Une poutre froide active est un système eau-air qui utilise l'énergie véhiculée par les deux courants de fluide pour réaliser le refroidissement ou le chauffage requis dans un espace.

L'air fourni par le dispositif de commande d'air central aux poutres froides actives est appelé air primaire. L'air primaire est fourni aux poutres froides actives à un volume constant et à une pression statique relativement basse (typiquement inférieure à 125 Pa). Dans l'unité terminale de Poutre Froide Active, l'air primaire est déchargé dans une chambre de mélange à travers une série de buses. Une zone de basse pression relative est créée à l'intérieur de la chambre de mélange, ce qui induit de l'air ambiant à travers la bobine d'eau secondaire dans une chambre de mélange. L'air ambiant induit est appelé air secondaire.

Dans le mode de refroidissement, l'air primaire est frais et sec, satisfaisant une partie de la charge sensible de la pièce et toute sa charge latente. La bobine d'eau secondaire à l'intérieur de l'unité terminale de poutre froide active est alimentée avec de l’eau refroidie pour compenser la charge sensible interne restante de la pièce. La température de l'eau refroidie est toujours fournie au-dessus de la température de point de rosée de conception de la pièce pour empêcher la transpiration / condensation sur la bobine d'eau.

1.1a Qu'est-ce que le ratio d'entrainement?

Le ratio d'entraînement est un ratio du volume d'air secondaire (entraîné) au volume d'air primaire. Typiquement, ce rapport définit une mesure de l'efficacité de la performance d'induction des poutres froides actives. Ce rapport est typiquement de l'ordre de 2,5 à plus de 4 pour meilleure performance des poutres froides actives. Ce rapport doit être pris en considération lors de l'évaluation des unités de poutre froide active différentes. Cependant, il faut noter que le ratio d'entraînement est directement affecté par la densité d'ailettes de la bobine secondaire.

1.1b Une poutre froide active n'est-elle pas une unité d'induction?

Oui - bien en quelque sorte. Les poutres froides actives fonctionnent sur la base d'un principe d'induction bien établi. La principale différence entre les anciennes unités d'induction et les poutres froides actives est que ces dernières utilisent une pression statique d'air primaire très faible (typiquement inférieure à 0,5 " colonne d’eau) et sont installés dans le plafond (par opposition au montage au sol/mur). En outre, les poutres froides actives de DADANCO EUROPE utilisent de nouvelles buses brevetées qui réduisent considérablement le bruit généré par rapport aux unités d'induction plus anciennes avec des buses rondes classiques.

1.2 Quelles sont les applications courantes de poutres froides actives?

En outre, en raison de très faible niveau de bruit des poutres froides actives, les bâtiments qui ont des exigences spéciaux de niveaux de bruit sont de bons candidats. Enfin, les zones où il ya une grande préoccupation sur la qualité de l'environnement intérieur sont des candidats idéaux car les chambres sont dotées d'un bon contrôle de l'air de ventilation et de l'humidité en tout temps et dans toutes les conditions de charge.

En raison des économies d'énergie importantes possibles avec des systèmes à poutre froid active, l'application la plus courante est probablement dans les bâtiments qui s'efforcent d'obtenir la certification LEED par le Conseil pour les Constructions Ecologiques aux Etats-Unis. Il existe un certain nombre de domaines où les poutres froides actives peuvent aider à obtenir des crédits LEED, y compris l'efficacité énergétique, la qualité de l'air intérieur et le contrôle individuel de la température.

1.3 Comment les poutres froides actives DADANCO EUROPE ACB ™ peuvent-elles spécifiquement m'aider à réduire le coût d'installation d'un système à poutre froide active?

Il existe de nombreux éléments dont les unités DADANCO EUROPE peuvent réduire les coûts:

• Une diminution potentielle de l'air primaire entraînant une diminution du réseau de conduits
• Des longueurs plus courtes d'unités qui s'intègrent dans des modules de plafond traditionnel T-barre
• Nombre optimal d'unités pour couvrir une zone spécifique
• La réduction de la dimension de l’étage en raison du système de canalisation plus petit entraînant la réduction de la hauteur du bâtiment ou encore d'autres étages peuvent être construites dans la même hauteur globale du bâtiment
• Petits élévateurs et locaux techniques, donnant plus de superficie louable.

2. Comparaison de DADANCO EUROPE et d' autres systèmes

2.1 Pouvez-vous comparer les unités d'induction «anciennes» avec les unités DADANCO EUROPE ACB ™ ?

Les principales différences entre les poutres froides actives et les unités d'induction plus anciennes sont:

• Fixation au plafond par opposition à la fixation au sol/mur
• Réduit significativement la pression statique du ventilateur
• Niveau de bruit plus bas
• Exige généralement moins de débit d'air primaire

2.2 Comment comparez-vous un système à poutre froide active avec un système tout-air comme VAV?

Les deux systèmes auront la même capacité de réfrigération et de chauffage requise et, par conséquent, le refroidisseur et la chaudière communs. Les principales différences, et la base de comparaison, sont dans le système de traitement de l'air. Grâce aux débits d'air primaire et à la pression fortement réduits, les économies d'énergie du ventilateur des systèmes à poutre froide active par rapport aux systèmes VAV sont spectaculaires. En outre, comme les poutres froides actives n'ont pas de pièces mobiles, les coûts de maintenance sont minimes.

En ce qui concerne le coût d'installation, l'espace requis pour placer les unités d'AHU, les conduits et les canalisations est considérablement réduit. Les conduits plus petits offrent également des économies de coûts installées. Il n'y a pas de connexions d'alimentation principale aux poutres froides actives, ce qui réduit les frais de câblage.

Voici les principaux points de comparaison:

2.3 Les pertes de pression sont-elles comparables dans les systèmes tout-air et ACB?

Oui. Lors de la comparaison des deux systèmes, il est nécessaire de tenir compte des pertes de l'AHU, des filtres, des pertes de l'air extérieur et de la voie d'air de retour, de la perte du conduit d'air d'alimentation et de la boîte VAV et de ses conduits et les sorties en aval ou l'unité terminale de ACB. Comme le système de conduit pour le système à poutre froide active est beaucoup plus petit, il est possible de concevoir le système de conduit à des vitesses inférieures sans se soucier des contraintes d'espace, réduisant ainsi les pressions de fonctionnement du ventilateur du système. En plus de la conception du système de conduits, les pertes de charge de la boîte VAV, du conduit aval et des sorties d'alimentation seront très proches ou supérieures à l'unité terminale de poutres froides actives typiquement sélectionnées à 0,5 "colonne d’eau ou moins.

3. Énergie

3.1 En comparant les économies d'énergie d'un système ACB avec d'autres systèmes, quels éléments, en termes d'utilisation d'énergie, ne sont pas soumis aux économies d'énergie?

Le refroidisseur, la tour de refroidissement et les pompes à eau refroidie et à eau du condenseur associées. En outre, l'énergie liée à l'équipement habituel tels que les divers ventilateurs d'échappement, pompes de puisard, etc. ne sont pas affectés.

3.2 En comparant les économies d'énergie d'un système à poutre froide active avec d'autres systèmes, quels éléments, en termes d'utilisation d'énergie, sont soumis aux économies d'énergie?

La puissance utilisée par les ventilateurs est la principale différence, avec les ventilateurs d'air primaire du système ACB manipulent beaucoup moins d'air, et donc nécessitent moins d'énergie. Si le système avait un ventilateur d'air de retour, l'économie serait plus grande, car ce ventilateur sera également plus petit. Les heures d'exploitation sont les mêmes, aussi bien que le coût de l'énergie.

3.3 Les principales économies d'énergie avec les systèmes à poutre froide active est dans la puissance du ventilateur. Quelle est la situation avec l'énergie de pompage?

Il y a une légère augmentation de l'énergie totale de la pompe en raison du système d'eau secondaire. Cependant, alors que l'énergie totale de la pompe pour les systèmes d'ACB, primaires et secondaires, est supérieure en comparaison avec un système tout-air, elle ne réduit pas significativement les économies d'énergie réalisées avec la puissance du ventilateur.

Comme pour tout exercice en comparant la consommation d'énergie entre les systèmes alternatifs, chaque installation doit être examinée séparément.

4. Conception du système

4.1 L'unité de traitement de l'air peut-elle servir toutes les poutres froides actives du périmètre pour un étage?

Ce n'est pas la solution idéale. La meilleure méthode est de zoner l’AHU pour servir chaque exposition et les zones intérieures. Cela permettra de réinitialiser la température de l'air primaire en fonction de chaque zone requise.

Si des traitements d'air séparés par l'exposition ne sont pas possibles, il y a un potentiel de refroidissement excessif de certaines pièces à faibles charges partielles tandis que d'autres sont à leurs charges de refroidissement de conception. Une approche consiste à ajouter des bobines de réchauffage au système de conduit desservant chaque exposition périmétrique. Une autre approche (souvent plus préférable) est de prévoir une roue de récupération de chaleur sensible en aval de l'unité de traitement d'air afin de fournir l'air primaire sec et thermiquement neutre aux poutres froides actives. L'air sec neutre de la pièce sera capable de gérer les charges latentes de la pièce et la charge sensible sera entièrement manipulée par la poutre froide active. Cette méthode permettra de minimiser le temps dont vous auriez potentiellement besoin de réchauffer l'air primaire. Oui, vous ajouterez de l'électricité statique supplémentaire au ventilateur AHU, mais cela est bien meilleur que de payer pour un réchauffage important afin de minimiser le refroidissement excessif des zones à faible charge.

4.2 Quelle est l'influence de la chaleur du moteur du ventilateur sur l'air primaire dans une unité de traitement d'air d'aspiration?

L'effet est d'augmenter la température de l'air sortant du traitement de l'air. Le changement peut être représenté sur un graphique psychométrique comme une augmentation de la chaleur sensible, avec la condition de l'air sortant déplacée vers la droite quelle que soit la hausse de la température du thermomètre sec. Il peut être considéré comme réchauffement. Cette hausse doit être prise en compte dans la conception du système, car la condition d'air primaire fournie aux unités de poutre froide active doit toujours être celle utilisée dans le processus de sélection.

4.3 Combien d'unités peuvent être contrôlées à partir d'une vanne de commande?

Une seule vanne de commande peut contrôler plusieurs unités dans une zone, avec un seul capteur de température commandant cette vanne. La tuyauterie et les vannes après la vanne de contrôle doivent être telles que le débit d'eau à chaque unité est au débit de conception requis pour chacune.

Vous pouvez obtenir des crédits LEED supplémentaires si vous fournissez à chaque occupant un contrôle individuel de la climatisation. Ceci peut être réalisé en prévoyant une valve de commande et capteur de température à chaque poutre froide actif.

5. Conception d'eau refroidie

5.1 Comment évite-t-on la condensation dans des environnements à forte humidité?

L'air extérieur est pré-conditionné et déshumidifié dans l'unité de traitement d'air primaire, avec tout air de retour nécessaire pour compenser le total d'air primaire. Le bâtiment est maintenu à une légère pression positive par rapport à l'extérieur pour contrôler l'infiltration d'air humide. Une fois que l'air déshumidifié est dans l'espace, le point de rosée est surveillé et la température de l'air primaire sera contrôlée pour maintenir le niveau d'humidité de conception de la pièce afin d'éviter la condensation sur la poutre. Si le système ne peut pas maintenir le niveau d'humidité de conception de pièce alors le dernier recours serait d'augmenter la température de l'eau froide secondaire.

5.2 Qu'en est-il avec le système s’arrêtant la nuit? L'air humide ne s'infiltre-t-il pas et ne causera-t-il pas de condensation au démarrage?

Si le système HVAC a l'intention de faire fonctionner le système HVAC pour maintenir une température de point de consigne de réinitialisation pendant les périodes inoccupées, le système peut et devrait être activé pendant la nuit avec les amortisseurs d'air extérieur fermés pour maintenir des températures de recul pour économiser l'énergie. Cela pourrait causer une infiltration mineure de l'air humide. À Singapour, par exemple, notre expérience indique que l'humidité de l'espace peut augmenter de 10 à 15% pendant un week-end fermé.

Pour y remédier, au démarrage, après une période inoccupée, le système d'air primaire est utilisé pendant que le système d'eau secondaire reste éteint. Peu à peu, le système d'air primaire sèche le bâtiment et abaisse le taux d'humidité. Une fois le niveau d'humidité réduit, le système d'eau secondaire est démarré. De cette manière, le fonctionnement de l'air primaire refroidi et déshumidifié enlever l'humidité hors du bâtiment avant que les pompes d'eau froide secondaire ne soient déclenchées.

5.3 Quelle est la plus basse température de l'eau refroidie secondaire (SCHW) sans condensation?

Une base pour décider d'une température d'eau refroidie secondaire est de la relier à la température du point de rosée de la pièce. En théorie, une surface à la température de point de rosée de la pièce a le potentiel de condenser la vapeur d'eau de l'air. Dans certaines conditions atmosphériques, le film d'air sur cette surface agira comme une couche d'isolation et permettra à la température de la surface de tomber en dessous du point de rosée de la pièce avant que la condensation ne commence. L'efficacité du film d'air dépend de la vitesse de l'air et de la vitesse du fluide dans les tubes. Une vitesse d'air élevée sur la bobine et la faible vitesse de l'eau à l'intérieur des tubes de la bobine réduisent au minimum le potentiel de transpiration de la bobine. Ceci a pour effet de baisser la "température apparente du point de rosée de la pièce" d'environ 2 à 3°F. Par conséquent, pour une température de point de rosée de la pièce de 55°F, une température d'eau secondaire minimum serait de 53°F. Nous recommandons toutefois que la température de l'eau refroidie secondaire soit au point de rosée ou légèrement au-dessus du point de rosée pour assurer une certaine sécurité et pour atténuer le risque lorsque les conditions ambiantes varient.

5.4 Comment maintenir la température de l'eau secondaire?

Il existe trois méthodes:

En faisant circuler de l'eau refroidie primaire à travers un échangeur de chaleur à plaques avec de l'eau secondaire traversant l'autre côté. La pompe à eau secondaire à vitesse variable fait circuler la totalité de la quantité d'eau secondaire d'un côté tandis qu'une vanne modulante contrôle le débit d'eau primaire pour atteindre la température d'eau secondaire de conception. Un capteur dans la sortie de la conduite d'eau secondaire commande la vanne de modulation.

Circulation de l'eau refroidie primaire L'utilisation d'une vanne de mélange qui permet la quantité d'eau primaire dans le côté d'aspiration de la pompe de circulation d'eau secondaire. Il doit y avoir une connexion dans la boucle d'eau primaire pour retourner une quantité d'eau égale à celle introduite pour maintenir la température de l'eau secondaire. Un capteur dans la côté de sortie de la pompe à eau secondaire commande la vanne de mélange.

L'eau refroidie mélange les unités séparée spécialisée à eau refroidie primaire et secondaire. Cette option fournit l'efficacité énergétique ultime de la centrale thermique, mais elle a généralement un coût en capital plus élevé. L'unité de refroidissement primaire sert l'AHU uniquement et il existe une centrale de refroidissement secondaire spécialisée qui reçoit et sert de l'eau refroidie secondaire provenant des poutres froides actives. Unités d'eau refroidie primaire et secondaire.

5.5 Quelle proportion de la charge est manipulée par l'air primaire et quelle proportion par la bobine secondaire?

Si vous commencez une conception et avez besoin d'une sensation pour la répartition de la charge entre l'air primaire et l'eau secondaire, permettez à l'air primaire de gérer la charge de transmission calculée comme une charge à l'état stable. Il s'agit d'un calcul simple et rapide en utilisant l'air extérieur de conception moins la température de l'air ambiant, les zones de maçonnerie et de vitrage et les facteurs U respectifs. L'air primaire traitera également toute la charge latente de la pièce.

La charge secondaire est la somme des personnes, des lumières, du matériel de bureau et de la charge solaire. Les trois premiers seront basés sur des normes de conception normales ou les valeurs en bref, et le troisième par référence à des tables de charge solaire ou votre programme de calcul de charge de chaleur. Ne pas inclure la charge d'air extérieur, car le gestionnaire d'air primaire va gérer cela.

5.6 Quelle est l'importance de la mise en service exacte de l’eau?

La mise en service précise est plus importante qu'avec les systèmes de climatisation réguliers. Rappelez-vous, plus de 70% de la capacité de refroidissement totale délivrée par la poutre froide active est fourni par la bobine secondaire. En outre, les débits d'eau à travers la bobine sont relativement faibles (environ 1 - 2,5 gpm). Cela représente un défi pour les ingénieurs de mise en service ainsi que pour les concepteurs car une baisse mineure du débit d'eau à l'unité aura un impact significatif sur la capacité fournie de l'unité. Nous recommandons de mettre en service de l'eau pour chaque unité. Cela peut être fait par une vanne d'équilibrage /setter de circuit ou une vanne de contrôle automatique de débit qui permettra de s'assurer que chaque unité reçoit le débit d'eau de conception.

6. Performance de l'unité

6.1 Les unités terminales peuvent-elles être connectées en série?

Ce n'est pas recommandé. Le facteur limitant est le volume et la vitesse de l'air primaire entrant dans le plénum de la première unité. Une vitesse trop élevée peut générer des bruits indésirables et des chutes de pression excessives. Généralement, la disposition des poutres froides actives ne se prête pas à la connexion en série. Si la conception exige que les unités soient connectées en série, contactez DADANCO EUROPE pour discuter d'une plus grande connexion d'entrée d'air primaire, et peut-être d’un plus grand plénum.

6.2 Les systèmes ACB sont-ils bruyants? Pourquoi sont-ils plus silencieux que les anciens systèmes basés sur l'induction?

Non.

Les anciennes installations utilisaient des buses circulaires de différentes tailles et configurations. La buse brevetée multilobé DADANCO EUROPE est beaucoup plus silencieuse, en raison de la configuration de la buse et en partie du fait de la pression de fonctionnement inférieure.

7. Tuyauterie et isolation

7.1 Avez-vous besoin d'isoler la conduite d'eau de retour dans le faux plafond?

Dans les plénums de plafond utilisés pour l'air de retour, cela dépend de la température de l'eau secondaire de retour. Si l'écoulement vers les bobines était à, par exemple, 57°F, alors la température d'eau de retour pourrait être typiquement 62-63°F. A ces températures, il n'y a aucun danger de condensation et l'isolation sur la tuyauterie de retour n'est pas nécessaire. Le plénum de plafond utilisé par l'air de retour serait probablement à une température d'environ 77-78°F avec un point de rosée typiquement de 55°F.

C'est une pratique observée dans de nombreuses installations plus anciennes. Même s’ils ont isolé invariablement la tuyauterie dans le riser à la pièce de l'unité car l'air n'était plus immobile effectivement et la température pourrait être plusieurs degrés au-dessus de la température du plénum du plafond.

Si le tuyau doit être isolé, n'oubliez pas que l'isolation serve de réduire les gains thermiques et non pas d'éviter la condensation. Le coûteux pare-vapeur n'est pas nécessaire. Cela peut signifier quelques lignes de plus dans la spécification d'inclure une isolation thermique pour la tuyauterie, mais la réduction des coûts pour le client en vaut la peine.

8. Chauffage

8.1 Les poutres froides actives peuvent-elles être utilisées avec succès dans le chauffage au plafond ou si je devais encore utiliser un rayonnement à tube à ailettes?

Sur la base des essais précédents, il n'y a aucune préoccupation lorsque la perte de chaleur le long du périmètre est de 250 BTU/lft ou moins. Entre 250 et 350 BTU/lft de chauffage par le dessus est acceptable si l'air chaud est dirigé vers la fenêtre horizontalement et frappe la fenêtre à une vitesse d'environ 75 fpm. Entre 350-400 Btu/lft, il est parfois acceptable de décharger l'air chauffé par le haut et directement descendre la fenêtre. À ces niveaux et au-dessus d’eux, il est généralement recommandé d'utiliser le rayonnement normal des tubes à ailettes pour traiter le projet de préoccupations.

9. Test, mise en service et la maintenance

9.1 Comment mesure-t-on le débit d'air primaire de la poutre froide active?

Le moyen de mesurer avec précision le débit d'air primaire dans la poutre froide active est en lisant la pression statique provenant du tube de mise en service qui prélève un échantillon du plénum d'air primaire. Un diagramme de débit d'air primaire par rapport à la pression statique est fourni pour chaque unité. Ne pas utiliser de lectures dans le conduit près de l'appareil et présumer qu'il sera le même dans le plénum à des fins de mise en service. Cette mesure pourrait être jusqu'à 0,3" de colonne d’eau.

9.2 Les inspections de la bobine sont-elles nécessaires et, dans l'affirmative, à quelle fréquence?

Pour le fonctionnement de la bobine sèche, la bobine doit être inspectée une fois par an pour toute matière étrangère et aspirée si nécessaire.

9.3 Dois-je utiliser des filtres de charpie avec une poutre froide active?

L'utilisation de filtres à charpie est un héritage de vieux systèmes d'induction montés au sol où la bobine était à côté de tapis peluches et de débris. Avec les poutres froides actives installées au plafond et avec des vitesses de surface sur la bobine de moins de 100fpm, il n'y a pas de force suffisante pour induire des peluches ou des débris dans la bobine. Comme les bobines sont conçues pour être sèches, il y a peu de chance de la saleté et de granulat collant à la bobine. Bien qu'il ne soit pas nécessaire, des écrans de charpie sont disponibles.

9.4 La condensation se produira-t-elle si j'ai des contrôles mauvais ou mal entretenus?

Ça pourrait se passer. Avec des contrôles de qualité installés, les capteurs détecteront les changements de la température de l'eau secondaire et /ou le point de rosée de la pièce haut et auront initié le programme de commandes préréglé pour émettre une alarme avec le mainteneur. La première étape consisterait à réinitialiser la température de l'air primaire vers le bas pour tenter d’enlever l'humidité de l'espace. Si après un certain temps, des conditions satisfaisantes ne sont pas atteintes, le dernier recours consiste à réinitialiser la température de l'eau secondaire vers le haut. La dernière étape consisterait à arrêter complètement la pompe d'eau secondaire jusqu'à ce que la panne soit corrigée.