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