CTA à débit d'air Constant (Bibliothèque)

Ventilation à débit d'air constant (DAC)

Cet objet est utilisable pour tous les calculs.

Avec la RE2020, la notion de CTA DAC, DAV et double flux a évoluée (§6.3.3.1 de la méthode).

1 Le principe

Les centrales à débit soufflé et extrait constants DAC sont aussi utilisées pour la fourniture de l’air hygiénique et le traitement thermique des locaux, hors résidentiel.

La DAC est constituée des éléments suivants (§ 8.4.3.2 de la méthode), tous optionnels, excepté les ventilateurs :

• ventilateurs,
• boîte de mélange (pour recyclage),
• échangeur,
• batterie antigel (non utilisable en STD/SED),
• batteries de préchauffage et pré-refroidissement,
• humidification,
• rafraîchissement nocturne.

Les centrales fonctionnent de la façon suivante :

• en période d’occupation au sens de la ventilation : fonctionnement correspondant au mode occupation des scénarios (débits et taux de renouvellement d’air),
• en période d’inoccupation au sens de la ventilation : fonctionnement correspondant au mode inoccupation des scénarios (débits et taux de renouvellement d’air).

Toutefois :

• en phase de relance du chauffage ou du refroidissement, la centrale fonctionne avec les débits correspondant à l’occupation et avec un taux d’air neuf d’inoccupation,
• lorsqu’un besoin de chauffage ou un besoin de refroidissement est détecté, la centrale fonctionne au pas de temps suivant avec les débits correspondant à l’occupation et un taux d’air neuf d’inoccupation. Lorsque le besoin cesse, au pas suivant la centrale revient au fonctionnement d’inoccupation.

En RE2020, les puissances des ventilateurs sont aussi à préciser lorsque la CTA fonctionne en mode chauffage et/ou climatisation. Les débits des bouches est aussi modifié. La puissance consommées par les CTA en période de chauffage sera donc impactée.

Le changement de régime de fonctionnement en période de relance ou en cas de besoin ne concerne que la centrale à recyclage. Celle-ci est en relation avec l’émission par l’intermédiaire des bouches de soufflage et de reprise.

Une CTA DAC n'est pas prévue pour fonctionner en usage d'habitation (même si l'interface permet ce paramétrage). Depuis la version 8.0.0.0 du moteur de calcul de RT2012, cette prise en compte est rendue impossible. Pour un usage d'habitation, une ventilation double-flux thermodynamique parait plus adaptée.

2 Recyclage

Cela correspond au § 8.4.3.7.1 de la méthode Th-BCE

Le recyclage (ou boîte de mélange) est caractérisé par trois paramètres :

• le taux minimal d'air pour le renouvellement d'air hygiénique (uniquement en DAC) (valeur comprise entre 0 et 1).
• la température extérieure en dessous de laquelle le taux d’air neuf est minimal.
• la température extérieure au dessus de laquelle le taux d’air neuf est maximal.

Dans la RT 2005, ces deux températures étaient définies conventionnellement et fixées respectivement à 15 °C et 25 °C.

Pour les CTA avec recyclage, on distingue deux types de fonctionnement du cycle économiseur/free cooling :

• La régulation standard : le taux d’air neuf est toujours minimal en mode refroidissement,
• La régulation optimisée : Le débit d’air neuf est maintenu supérieur au débit minimal en mode refroidissement si la température extérieure est inférieure à la température intérieure.

En RE2020, le taux d'air neuf de recyclage d'une CTA DAV est conventionnel (§ 6.3.3.1.2 de la méthode). La saisie n'est donc pas à renseigner.

3 L'échangeur double flux

Il est décrit de manière identique à celui d'une ventilation double flux .

4 Le traitement thermique

Le traitement thermique des VMC double flux est autorisé par la méthode Th-BCE via l'Arrêté du 16 avril 2013 modifiant l’annexe à l’arrêté du 20 juillet 2011. Cependant les versions actuelles du moteur de calcul ne le permettent pas, et bloquent le calcul via le message "Erreur dans le jeu de données RT : Vous ne pouvez pas connecter un réseau distribution CTA de chaud à des simple flux ou double flux.". En attendant la version future du moteur de calcul, il est donc nécessaire de saisir une CTA.

Issu du § 8.4.3.7.2 de la méthode Th-BCE

4.1 La sécurité anti-gel

La température de l’air en sortie coté rejet ne doit pas descendre en dessous d’une certaine valeur, afin d’éviter le givrage de l’échangeur. Les valeurs par défaut suivantes peuvent être utilisées dans le cas où il n’existe pas de valeurs données au niveau national:

• Bâtiment résidentiel : 5 °C
• Échangeurs à plaques en bâtiment non résidentiel : 0 °C
• Échangeurs rotatifs en bâtiment non résidentiel : -5 °C
• Valeur par défaut :5 °C.

La sécurité antigel n'est pas prise en compte en STD/SED.

4.2 La batterie de préchauffage

L'utilisateur fournit la température extérieure au dessous de laquelle le préchauffage est enclenché (uniquement en DAC), ainsi que la consigne de température de l'air soufflé.

En STD, la batterie de préchauffage ne peut pas suivre de consigne. Si le chauffage est réalisé uniquement par la ventilation, il faut alors créer un émetteur de type "Diffusion d'air chaud par réseau aéraulique".

La consigne de pré-chauffage ne doit jamais être supérieure à la consigne de chauffage sans quoi les calculs ne seront pas cohérents. Voir explications

4.3 L'humidificateur

4.3.1 Le rafraîchissement adiabatique estival

Cette nouvelle entrée est disponible à partir de la version 8 du moteur RT2012. Il est pris en compte en STD/SED, mais pas en dimensionnement ni RTex. Il n'est pas pris en compte dans le calcul RT2012 mais il est pris en compte pour celui de la Dies (calcul E+).

Les données d'entrée moteur correspondantes sont :

• Le type d'humidificateur, direct ou indirect (sur air extrait)
• Le rendement de l'humidificateur d'été (c'est-à-dire la part du flux d'air qui est humidifiée à saturation avant mélange, 100% signifiant la saturation de l'air en eau)

Une définition de ce rendement est implicitement donnée dans le document "Référentiel « Energie – Carbone » pour les bâtiments neufs – Méthode d’évaluation de la performance énergétique et environnementale des bâtiments neufs Annexe - Fiches algorithmes" du CSTB, pp.125 et suivantes. Cette efficacité permet d'ajuster linéairement l'effet de l'humidification : 0% pas d'humidification, 100% humidification maximale, c'est-à-dire à saturation de l'air en humidité. On peut aussi le voir comme la part du flux d'air qui est humidifiée à saturation avant mélange.

• Température de base (Theta i base) : Température de consigne de base de la régulation de débit d’air en mode rafraichissement adiabatique (voir profil hystérésis ci-dessous). Elle est comprise entre 22°C et 30°C, typiquement 24°C.

• Delta Theta i 1: Ecart entre Theta_i_Base et la température de début d’activation du rafraichissement adiabatique : Compris entre 0°C et 5°C, typiquement 1°C.
• Delta Theta i 2: Ecart entre Theta_i_Base et la température d’activation à plein débit du rafraichissement adiabatique  : Compris entre 0°C et 5°C, typiquement 1°C.

Un humidificateur indirect génère une humidification sur l'air extrait. Il est donc nécessaire d'avoir un échangeur réel, c'est-à-dire dont le rendement sera supérieur à 0, sans quoi ce rafraîchissement ne profitera pas à l'air soufflé. Lors du déclenchement de ce rafraichissement adiabatique indirect, le bypass est désactivé. Le rafraichissement adiabatique indirect fonctionne uniquement pendant la saison de climatisation.

La température de base (Theta i base) sur laquelle est régulé le rafraîchissement adiabatique est la température de l'air qui va être rafraîchi : air repris si rafraîchissement adiabatique indirect, air soufflé si rafraîchissement adiabatique direct.

En STD, le rafraîchissement adiabatique n'est possible que si le calcul de l'humidité est réalisé "au pas de temps". Voir les paramètres de simulation pour le calcul des systèmes et de l'humidité.

4.3.2 L'humidification standard

Elle est décrite dans la méthode Th-BCE et prise en compte dans les calculs Cep, Tic et E+.

L'utilisateur fournit le type d'humidificateur (vapeur ou pulvérisation), ainsi que la consigne d'humidification en kg eau / kg d'air sec.

• humidificateur à vapeur : la température après humidificateur est identique à la température en entrée. La consommation d'énergie (supposée électrique) liée à la vaporisation de l'eau est calculée à partir de la chaleur latente de l'eau (§8.4.3.2)
• humidificateur par pulvérisation ou ruissellement : La température en sortie tient compte de l'évaporation de l'eau. Aucune consommation d'électricité n'est considérée.

L'humidificateur n'est pris en compte que sur la saison de chauffage (pas sur la saison de refroidissement/climatisation, ni sur la mi-saison).

4.4 La batterie de pré-refroidissement

L'utilisateur fournit :

• la température de consigne de pré-refroidissement sur l'air soufflé
• la température de dimensionnement de la batterie (uniquement en DAC). Cette température de dimensionnement de la batterie (température d'eau qui passe dans la batterie) permet de prendre en compte la condensation de l'humidité qui sera plus ou moins importante. Cette condensation est calculée en fonction de l'écart de température entre cette température de dimensionnement de batterie et l'air. Le débit d'air aura également une influence. Cette température de dimensionnement doit être inférieure d'au moins 2°C à la température de consigne de pré-refroidissement.
• la température extérieure au dessus de laquelle le pré-refroidissement est enclenché.

Notion de groupe refroidi et limite de puissance disponible : Si le concepteur souhaite effectuer un abaissement de température en limitant la puissance de climatisation ou en ne répondant pas à une température de consigne, le groupe est-il malgré tout climatisé ? Lorsque qu'il y a utilisation d'une batterie froide sur une CTA DAC pour faire du pré-refroidissement et sans qu'il y ait d'autres équipements de climatisation dans le bâtiment, doit-on obligatoirement considérer le groupe (type CE1) concerné comme climatisé ?.

La consigne de pré-refroidissement ne doit jamais être inférieure à la consigne de climatisation sans quoi les calculs ne seront pas cohérents.

4.5 Le rafraîchissement nocturne

L'option rafraîchissement nocturne est disponible en cliquant sur .

4.6 STD/SED

Pour prendre en compte la ventilation en simulation, vous devez soit définir des scénarios, soit affecter des bouches de ventilation, des entrées d'air et des ventilations mécaniques. Pour plus de détails, voir la page Calcul Aéraulique

Pour le calcul STD, outre les caractéristiques de l'échangeur, il faut renseigner les facteurs de puissance spécifiques (SFP) des ventilateurs à leur point de fonctionnement, en reprise et en soufflage, selon le cas (en Wh/m³)

Les données de débit sont fournies par les bouches de ventilations qui seront rattachées à ce caisson de ventilation.

5 Pour en savoir plus

Voir ici dans la FAQ dédiée à la DAC.