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Guide technique la ventilation et la climatisation 1 Guide technique pour le ch

Guide technique la ventilation et la climatisation 1 Guide technique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation L es systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) représentent une part importante de la consommation électrique des bâtiments résidentiels et tertiaires. Une étude récente réalisée par l’ADEREE sur la caractérisation du marché marocain des systèmes CVC, a estimé l’énergie utilisée pour le chauffage, la climatisation et la cuisson à 70 % de l’énergie totale consommée dans les logements. L’ADEREE a élaboré ce guide pour les ingénieurs, les gestionnaires de l’énergie et les techniciens du bâtiment afin de leur fournir un outil de formation pratique, traitant du choix et du dimensionnement de systèmes CVC adaptés aux besoins de chaque bâtiment. Ce guide décrit les composants, le fonctionnement et la structure des différents types de CVC : ➦ appareils de climatisation individuels et centralisés ➦ appareils réversibles de climatisation et de chauffage, pompes à chaleur ➦ appareils de ventilation mécanique simple et double flux VMC ➦ appareils de chauffage ➦ réseaux de distribution de la chaleur. Des notions de confort hygrothermique sont rappelées, elles déterminent l’objectif des systèmes CVC qui est de procurer aux occupants des locaux des conditions climatiques optimales. Ce guide présente aussi les outils indispensables pour : ➦ garantir un bon choix des systèmes CVC pour répondre aux exigences de performances énergétiques minimales du Règlement Thermique de Construction au Maroc. ➦ réaliser un dimensionnement optimal des installations. ➦ maîtriser les dispositions, normes et contraintes à appliquer aux réseaux de distribution. Enfin ce guide présente des cartes de données météorologiques définies pour dimensionner les systèmes CVC : température extérieure sèche et humide de base de l’été et de l’hiver, humidité relative moyenne correspondant aux températures sèches de base de l’été et zonage climatique adapté au Règlement Thermique de Construction au Maroc. Sommaire exécutif 3 Guide technique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation Table des matières Introduction 7 Partie 1 : Notions de base 9 1. Les chaudières 10 1.1. Le cycle de combustion comme source de chaleur 10 1.1.1. Description d’une chaudière 10 1.1.2. Types de système de combustion 11 1.1.3. Performance énergétique 11 2. Les pompes à chaleur 12 2.1. Description et principe de fonctionnement 12 2.2. Unités Air/Air 13 2.3. Unités Air/Eau 13 2.3.1. Groupes de production d’eau glacée 13 2.3.2. Pompes à chaleur réversibles sur boucle d’eau 13 2.3.3. Types des ventilateurs 14 2.4. Unités Eau/Eau 14 2.5. Les compresseurs 15 2.6. Performance énergétique d’une pompe à chaleur 15 2.7. Les machines à absorption comme source de froid et de chaleur 16 3. Les équipements de ventilation mécanique contrôlée VMC 17 3.1. VMC simple ou double flux 17 3.1.1. VMC simple flux 17 3.1.2. VMC double flux 17 3.2. Différents types de ventilateurs 18 3.2.1. Ventilateurs centrifuges 18 3.2.2. Ventilateurs hélicoïdes 18 3.2.3. Ventilateurs tangentiels 18 4. Types d’installations de chauffage, climatisation et ventilation mécanique 19 4.1. Systèmes centralisés 19 4.1.1. Avantages 20 4.1.2. Inconvénients 20 4.1.3. Liste des équipements centralisés et leur codification 21 4.1.4. Origine et marques des équipements 21 4.2. Systèmes individuels 22 4.2.1. Avantages 22 4.2.2. Inconvénients 22 4.2.3. Origine et marques des équipements individuels de chauffage des locaux 22 4.2.4. Origine et marque des systèmes individuels de climatisation 23 4.2.4.1. Répartition indicative par taille d’équipement 23 4.2.4.2. Répartition indicative par domaine 23 4.2.4.3. Répartition indicative par zone géographique 23 4.2.4.4. Parc estimatif de climatiseurs individuels installés 24 4.2.4.5. Consommation estimée d’énergie des équipements de CVC individuels et part de leur consommation par rapport aux autres équipements 24 4.3. Ventilation mécanique contrôlée (VMC) 25 4.3.1. Définition 25 4.3.2. VMC avec centrale de traitement d’air 25 4.3.3. VMC sans centrale de traitement d’air 25 4.3.4. Typologie de ventilation 26 4.3.4.1. Alimentation naturelle + évacuation naturelle 26 4.3.4.2. Ventilation à alimentation mécanique 26 4.3.4.3. Ventilation à extraction mécanique 27 4.3.4.4. Ventilation mécanique double flux 27 5. Notions de confort hygrothermique 28 5.1. Différents paramètres régissant le confort hygrothermique 28 5.2. Facteurs objectifs 28 5.2.1. Paramètres relatifs à l’ambiance 28 5.2.1.1. Température des parois 28 5.2.1.2. Humidité de l’air 29 5.2.1.3. Vitesse de l’air 29 5.2.2. Paramètres relatifs à l’occupant 30 5.2.2.1. Activité physique 30 Table des matières 4 Guide technique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation Guide technique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation 5.2.2.2. Vêtement 30 5.2.3. Facteurs subjectifs 31 5.2.4. Qualité de l’air : confort olfactif et hygiénique 32 Partie 2 : Dimensionnement des installations 33 6. Paramètres déterminant le dimensionnement des installations de chauffage, de climatisation et de ventilation 34 6.1. Conditions internes de température et d’hygrométrie 35 6.2. Conditions extérieures de calcul 35 6.3. Taux de renouvellement d’air et les déperditions ou apports associés 35 6.3.1. Taux de renouvellement d’air suivant la nature du local 35 6.3.2. Échanges thermiques dus au renouvellement d’air 37 6.4. Apports internes et les apports à travers les parois extérieures dans le cas des installations de refroidissement 39 6.4.1. Apports thermiques par conduction 39 6.4.2. Apports sensibles solaires à travers les parois vitrées 40 6.4.3. Apports sensibles dus à l’éclairage artificiel 40 6.4.4. Apports dus aux équipements 40 6.4.5. Apports dus aux occupants 40 6.5. Charge frigorifique de pointe des équipements terminaux de refroidissement 41 6.6. Déperditions à travers les parois extérieures dans le cas des installations de chauffage 42 6.7. Dimensionnement des équipements de chauffage : 42 7. Réseaux de distribution 43 7.1. Réseaux aérauliques 43 7.1.1. Dispositions générales 43 7.1.2. Isolation thermique des réseaux aérauliques 43 7.1.2.1. Épaisseur minimale 43 7.1.2.2. Mise en œuvre 43 7.2. Réseaux hydrauliques 43 7.2.1. Isolation thermique des tuyauteries de chauffage, de ventilation et climatisation 43 7.2.1.1. Épaisseur minimale 43 7.2.1.2. Mise en œuvre 44 Annexes 45 Annexe 1. Le cycle de combustion comme source de chaleur 46 Annexe 2. Propriétés de l’air humide 47 Annexe 3. Conditions extérieures de calcul de la charge frigorifique 49 Annexe 4. Conditions extérieures de calcul de la charge de chauffage 50 Annexe 5. Zonage climatique 51 Annexe 6. Carte des températures sèches de base de l’été 52 Annexe 7. Carte des températures humides de base de l’été 53 Annexe 8. Carte des températures sèches de base de l’hiver 54 Annexe 9. Carte des humidités relatives minimales moyennes correspondant aux températures extérieures sèches de base de l’été 55 Annexe 10. Carte des isolignes de température sèche de base de l’été 56 Annexe 11. Cartes des Isolignes de température extérieure humide de base de l’été 57 Annexe 12. Cartes des Isolignes de température extérieure sèche de base de l’hiver 58 Annexe 13. Fiche de vérification des installations de chauffage 59 Annexe 14. Fiche de vérification des installations de conditionnement d’air 60 Conclusion 61 Sommaire 5 Guide technique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation Liste des figures Listes des figures Figure 1 Répartition de l’énergie utilisée dans les logements 7 Figure 2 Coupe schématique d’une chaudière (source : énergétique du bâtiment, Claude-Alain Roulet) 11 Figure 3 Schéma de principe d’une pompe à chaleur en mode chauffage 12 Figure 4 Transfert d’énergie d’une PAC en mode chauffage 12 Figure 5 Pompe à chaleur réversible 12 Figure 6 Unité extérieure et intérieure d’un climatiseur individuel de type split système 13 Figure 7 Unité autonome de climatisation (air/air) du type mono-bloc (roof-top) 13 Figure 8 Refroidisseur de liquide à condensation par air et ventilateurs hélicoïdes 14 Figure 9 Refroidisseur de liquide à condensation par air et ventilateurs centrifuges (source : Trane) 14 Figure 10 Cycle typique d’un refroidisseur à absorption à combustion directe 17 Figure 11 Schéma de fonctionnement d’une ventilation double flux à échangeur thermique 17 Figure 12 Ventilateur centrifuge 18 Figure 13 Ventilateur hélicoïde 18 Figure 14 Ventilateur tangentiel 18 Figure 15 Extracteur tourelle 18 Figure 16 Extracteur caisson 19 Figure 17 Schéma général d’un système CVC centralisé. 19 Figure 18 Ventilo-convecteur 20 Figure 19 Pompe à chaleur 20 Figure 20 Origine des équipements CVC 21 Figure 21 Climatisation individuelle 22 Figure 22 Répartition régionale du parc de climatiseurs individuels 23 Figure 23 Pourcentage de la consommation énergétique des CVC par rapport à la consommation énergétique totale suivant les zones climatiques du Maroc 24 Figure 24 Appareil de mesure du confort thermique (Thermal Comfort Meter) 32 Figure 25 Plages de confort hygrothermiques pour des activités de bureau 34 Figure 26 Apports internes et externes de chaleur 39 Figure 27 Diagramme psychométrique pour l’air humide 47 Figure 28 Carte du zonage climatique au Maroc adapté aux besoins du RTCM 51 Figure 29 Carte des 38 stations météorologiques et leurs températures sèches de base de l’été 52 Figure 30 Carte des 38 stations météorologiques et leurs températures humides de base de l’été 53 Figure 31 Carte des 38 stations météorologiques et leurs températures sèches de base de l’hiver 54 Figure 32 Carte des humidités relatives minimales moyennes correspondant aux températures extérieures sèches de base de l’été. 55 Figure 33 Carte des iso-températures extérieures sèches de base de l’été calculées en se basant sur la correction par rapport à l’altitude. 56 Figure 34 Carte des iso-températures extérieures humides de base de l’été uploads/Geographie/ guide-chaffage-ventilation-et-cilmatisation.pdf