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AP 2.4: Mise en situation d'une ventilation mécanique controlée

I. Introduction

Les ressources énergétiques mondiales s’épuisent !

Nous consommons trop d’énergie et nous produisons trop de CO2 !

Alors que faire pour réduire tout cela ?

                           

L’idée proposée par ce matériel : récupérer une partie de l’énergie utilisée grâce au Système Double Flux

Ce système repose sur le principe du transfert de chaleur entre deux flux (deux débits d’air) présentant des températures différentes. Le transfert naturel de chaleur entre ces deux airs peut se mettre en place.

  

Physiquement, le transfert s’opère entre deux plaques comme le montre la figure ci-dessous :

Après avoir procédé à la mise sous tension de la VMC, vous allez observer le fonctionnement de l’échangeur récupérateur de chaleur.

Le système présenté ici de manière didactisée, équipe principalement des logements ou des pavillons, allant du T2 (2 pièces principales type chambre et séjour) au T5 et plus. Précisément ici, la VMC DuolixMax équipe un T3.

Cette VMC est équipée de conduits permettant de véhiculer l’air neuf extérieur dans l’habitat puis de reprendre cet air chaud (dit « air vicié ») dans les pièces de service (Salle de bain, WC et Cuisine) pour le rejeter à l’extérieur au travers de bouches spécifiques.

Cet air neuf pourra, suivant certains scénarios de fonctionnement, récupérer de la chaleur de l’air chaud intérieur rejeté grâce à un échangeur de chaleur sensible.

 

Cet équipement permet trois modes de fonctionnement :

1)      Mode Absence :   Cas où le logement est inoccupé. Le débit total est réduit à son minimum

2)      Mode Cuisine :     Cas où le logement est occupé. Le débit total extrait est augmenté manuellement pour prendre en compte l’extraction des effluents de la préparation de repas pendant un temps défini (30min). Au-delà de ce temps le débit d’air extrait en cuisine retombe à sa valeur minimale.

3)      Mode Boost : Cas de la sur-ventilation nocturne en été. Rafraîchissement des locaux par augmentation des débits totaux entrants et extraits

 

Le mode activé est repérable sur la télécommande :

On se propose au cours de cette activité d’étudier le principe de fonctionnement de ce dispositif de ventilation permettant une certaine économie d’énergie et particulièrement son efficacité.

II. Découverte de la VMC

2.1  Principe de fonctionnement

En suivant la procédure, mettre en route la VMC en mode « absence ». Mettez vous devant les bouches et voir où sont celle qui « aspirent » et celle qui « soufflent ». Dessiner, à l’aide de flèches de couleur les flux d’air sur les dessins ci-dessous :

2.2 Etude de l’efficacité de la VMC

En partant du principe que le système est équilibré (débit d’air entrant = débit d’air extrait), on pourra écrire :

a. Relever, pour chacun des modes de fonctionnement, les 4 températures

(Relever d’abord les tensions présentes sur les fiches BNC puis convertissez la valeur en degré Celsius à l’aide du ficher Excel : sonde_temp_CTN.xls)

 

Compléter le tableau :

b. Calculer l’efficacité énergétique

c. Analysez et commentez ces résultats 

   

  

a. Indiquez les valeurs des débits d’extraction d’air minimums et maximums d’après le tableau ci-dessus, pièce par pièce.

  

Evaluation des débits d’air dans les circuits :

Pour évaluer le débit d’air à un point précis d’un circuit, nous allons nous aider d’un anémomètre présent sur le support (option VM22).

L’utilisation de la relation ci-après permettra alors de définir le débit volumique « Qv » d’air véhiculé.

2.3 Calcul de l’énergie échangée

Mesure des débits d’air.

Dans le cadre de la ventilation mécanique des logements, les débits d’air normalisés concernent l’extraction seulement. Ainsi l’arrêté du 24 mars 1982 indique, en fonction du nombre de pièces principales (chambres et salon/séjour) les valeurs règlementaires maximales d’air à extraire dans le logement et minimales en cuisine (en cas d’absence ou d’utilisation de la cuisine). Le tableau précdent ces valeurs.

Pour chaque mode de fonctionnement (Absence, Cuisine et Boost) et en laissant un minimum de 10min entre chaque changement de régime pour toute nouvelle mesure :

a. Indiquez les vitesses d’air (m/s) obtenues par lecture à l’aide de l’anémomètre (au niveau du soufflage air vicié rejet)

b.En déduire les débits d’air en m3/h en chacun de ses points

c.Conclure vis-à-vis des résultats obtenus et des valeurs de la réglementation

d.Calculez la puissance échangée dans les différents modes

f.      Mesure de la puissance électrique absorbée

 

A l’aide de l’élément « Voltcraft/energy monitor 3000 », relevez la puissance absorbée par la VMC.

           

 

 

 

 

g. En déduire l’énergie réellement économisée grâce à la VMC en 24 heures (on estime que la VMC fonctionne en mode cuisine pendant 12H, en mode Boost pendant 2H et en mode absence pendant 10H). Conclure.

 

  

III. Efficacité énergétique de la VMC

L’utilisation d’une VMC Double Flux entraine-t-elle une diminution significative de la déperdition thermique due au renouvellement d’air ?

On réalise des mesures sur une VMC double flux (3 bouche d’extraction de l’air et 5 bouches d’insufflation)

Selon la norme européenne EN308, les constructeurs définissent l’efficacité de l’échangeur à plaques de leur VMC par la formule suivante :

a. Calculer à partir des résultats précédents, l’efficacité de la VMC Double Flux en PV et GV,

b. Que veut dire ce résultat (à quoi correspond, d’après vous, cette efficacité) ?