Qu’est-ce qu’un amortisseur de volume manuel ?
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Vous êtes-vous déjà demandé ce qu’est réellement un amortisseur de volume manuel (MVD) ?
J’ai commencé à poser cette question à des centaines de personnes dans l’industrie HVAC/R, y compris des techniciens en balance d’air. J’ai reçu la même réponse de 99 % des personnes à qui j’ai posé la question : « Un amortisseur de volume manuel est un dispositif installé dans le conduit pour atténuer le » débit d’air » à un CFM spécifique (pieds cubes par minute) vers une seule sortie ou entrée, ou une zone spécifique ou une ligne secondaire. «
C’est vrai, mais ce n’est qu’une utilisation d’un MVD. Cet article explique d’autres façons d’utiliser un MVD auxquelles vous n’auriez peut-être pas pensé.
Lors de la conception d’un système CVC, l’une des tâches importantes de l’ingénieur en mécanique est de calculer le débit d’air nécessaire et la pression statique que le système doit surmonter pour fournir la quantité d’air appropriée à chaque zone donnée.
Le fabricant de ventilateurs a déjà calculé les pertes de pression statique à travers les filtres et les serpentins dans une unité emballée dans leur état de laboratoire. La pression statique (force de l’air poussant vers l’extérieur contre le conduit) est le plus grand voleur d’énergie dans un système CVC. L’ingénieur essaiera d’éliminer autant de cela que possible lors de la conception du système. Il essaiera de dimensionner correctement le conduit en fonction du volume d’air et de la distance qu’il doit parcourir pour acheminer jusqu’au point le plus éloigné du système. Il y aura des aubes directrices insérées dans les sections coudées, des décollages à 45 degrés au lieu de 90 degrés, des boîtes de chute à faible pression statique, etc. Il y a de nombreuses facettes de la statique qu’il doit surmonter.
Je ne veux pas vous ennuyer avec tout ça. Je suis sûr que vous obtenez l’image.
Exemple 1
Prenons un étage typique d’un système VAV d’immeuble de grande hauteur qui a un ventilateur et 52 boîtes VAV (30 zones périmétriques avec serpentins de réchauffage et 22 zones intérieures). La boîte VAV la plus éloignée du ventilateur est à environ 250 pieds de la décharge du ventilateur. Au niveau du ventilateur, la pression statique de refoulement dans le conduit est de 2,40″ (toutes les pressions indiquées sont mesurées en colonne d’eau et sont des approximations). La pression statique au premier boîtier VAV le plus proche du ventilateur est de 2,10″, et le boîtier VAV le plus éloigné du ventilateur est de 0,80″. Le capteur de pression statique du ventilateur est situé aux deux tiers en aval du ventilateur dans le conduit ; sa pression statique est de 1,55″.
Des problèmes surviennent
Maintenant, nous commençons à régler chaque boîtier VAV pour l’air total pour ses modes de chauffage et de refroidissement et proportionnons les sorties desservies par chaque boîtier VAV. Ce faisant, nous remarquons que toutes les boîtes VAV les plus proches du ventilateur (environ 15 à 25 d’entre elles) sont presque fermées en mode refroidissement complet, et créent beaucoup de bruit. Pourquoi?
Parce que la pression statique la plus proche du ventilateur est très élevée (de l’ordre de 2,00″) en raison du fait que vous en avez besoin dans l’ensemble pour pouvoir fournir la bonne quantité d’air à la boîte VAV la plus éloignée.
Voici un exemple de la pression statique de 2,00 « . Lorsque vous êtes à l’unité de climatisation et que vous voulez inspecter le ventilateur, vous devez ouvrir la porte du côté de l’aspiration. Il faut à peu près toute la force que j’ai pour ouvrir cette porte. Vous pouvez donc imaginer combien de bruit certaines de ces boîtes VAV induisent lorsqu’elles sont à peine ouvertes et délivrent quelque part dans le voisinage de 200 CFM pour une boîte VAV de 6″ à 3 000 CFM pour une boîte VAV de 16 » (Ceci est en mode de refroidissement. Imaginez le mode de chauffage, lorsque seulement environ la moitié de la quantité d’air est nécessaire.)
La plupart de vos boîtes VAV périmétriques qui desservent les zones le long du périmètre du sol sont généralement à environ 20 pieds du conduit principal et les boîtes intérieures sont à environ 4 pieds du conduit principal. En plus de la pression statique élevée dans le conduit principal, une pression statique supplémentaire traverse chacune des branches qui desservent les boîtes, gaspillant davantage l’efficacité du ventilateur. Cela exerce une pression supplémentaire sur le moteur du registre dans les boîtiers VAV. En mode chauffage, les registres dans les boîtes VAV sont presque complètement fermés, provoquant une vitesse de jet et un flux d’air irrégulier à travers les serpentins de réchauffage, rendant ainsi le serpentin de réchauffage très inefficace dans son mode de transfert de chaleur.
Solution : Amortisseur de volume manuel (MVD)
Voici ce que le MVD réalise dans cette application : tout en réduisant la pression statique dans ces branches, le flux d’air est instantanément détourné vers l’aval sans perte de pression statique en remplissant tous les conduits avant les boîtiers VAV avec des quantités inutiles de pression d’air. Cela réduit la vitesse du ventilateur, ce qui permet d’économiser de 15 à 25 % sur la consommation d’énergie totale de l’unité.
Vous commencez à fermer le MVD jusqu’à ce que chaque registre de boîte VAV (dans son mode de refroidissement complet) soit à peu près complètement ouvert à 100 %, tout en modulant toujours le contrôle. Votre vitesse diminue maintenant dans la boîte VAV, mais vous avez toujours le volume d’air requis par la conception. Désormais, les serpentins de réchauffage dans leur mode de chauffage auront un flux d’air beaucoup plus large, ce qui leur permettra d’avoir un transfert de chaleur très uniforme et efficace.
Dernier point, mais non des moindres, le facteur de bruit : en réduisant la pression statique au niveau de la dérivation sortant du conduit principal, nous permettons au registre du boîtier VAV de s’ouvrir davantage, tout en fournissant la même quantité d’air. Cela élimine la vitesse du jet, ce qui réduit le bruit de la lame du registre dans la boîte VAV.
En conclusion, non seulement le MVD limite le débit d’air, ce qui permet d’économiser des centaines, voire des milliers de dollars sur la facture d’énergie, mais il amortit également la pression statique, la pression totale, la pression dynamique et le bruit.