Dans la conception de systèmes CVC commerciaux et industriels, leUnité de traitement d'air (CTA)est le cœur de tout le système. La sélection de la bonne taille de CTA pour un bâtiment n'est jamais un jeu de devinettes basé sur des « règles empiriques ». Un surdimensionnement entraîne des démarrages et des arrêts fréquents, des pics d'énergie et une capacité de déshumidification réduite ; le sous-dimensionnement ne parvient pas à maintenir la température et l’humidité réglées dans des conditions météorologiques extrêmes.

Cet article analysera en profondeur comment calculer le débit d'air des AHU (CFM) et la capacité de refroidissement/chauffage à partir de zéro, et explorera les pièges de dimensionnement qui doivent être évités dans les applications d'ingénierie réelles.

1. Comment calculer le débit d'air de la CTA (CFM)

CFM (pieds cubes par minute) est la mesure de base mesurant la capacité de distribution d'air d'une CTA. Dans différents scénarios d'application (tels que les immeubles de bureaux généraux ou les usines pharmaceutiques à haute -propreté), la logique de calcul du CFM varie. La méthode de calcul la plus courante et la plus basique est basée surChangements d'air par heure (ACH).

Formule de base :

CFM=(L × L × H × ACH) / 60

• L × W × H:Volume de la pièce (Longueur × Largeur × Hauteur en pieds).
• ACH :Changements d'air par heure. Les changements d'air standard de l'ASHRAE varient selon l'espace (par exemple, les bureaux généraux sont généralement 4 à 6 fois, tandis que les salles d'opération ou les salles blanches peuvent être 15 à 20 fois ou plus).
• 60:Constante pour convertir les heures en minutes.

Exemple de calcul pratique :

Supposons que vous dimensionniez une CTA pour une salle de conférence commerciale de 50 pieds × 40 pieds avec un plafond de 10 pieds. Selon les spécifications de conception, cet espace nécessite 6 changements d'air par heure (ACH=6).

1. Calculer le volume :50 × 40 × 10=20 000 cu. pi.
2. Appliquer la formule :PCM=(20 000 × 6) / 60
3. Résultat:La CTA de cette zone doit fournir au moins2 000 PCMdu flux d'air.

2. Comment calculer la capacité de refroidissement et de chauffage d'une AHU

Connaître le débit d’air ne suffit pas ; les ingénieurs doivent calculer la capacité de traitement de la charge thermique de la CTA, généralement mesurée en BTU/h, en tonnes ou en kW. La chaleur totale est égale à la somme de la chaleur sensible et de la chaleur latente.

A. Chaleur sensible

La chaleur sensible fait référence à la chaleur pure qui provoque un changement de température (sans changement d'humidité). La formule est :

q_s= 1.08 × PCM × ΔT

• q_s:Charge thermique sensible (BTU/h)
• 1.08:Air constant dans des conditions standard (basé sur la densité de l'air et la chaleur spécifique)
• PCM :Flux d'air
• ΔT:Différence de température entre la température intérieure de conception et la température de l'air soufflé (degré F)

B. Chaleur latente

La chaleur latente implique la condensation ou l'évaporation de l'humidité de l'air. Ceci est crucial pour les zones à forte humidité-ou les endroits densément peuplés (comme les théâtres et les halls d'hôtel).

q_l= 4840 × PCM × ΔW

• q_l:Charge thermique latente (BTU/h)
• 4840:Constante de chaleur latente
• ΔW:Différence d'humidité absolue entre l'air repris et l'air soufflé (lb d'eau / lb d'air sec)

Capacité totale=q_s + q_l
(Remarque : 1 tonne de refroidissement = 12 000 BTU/h)

3. Facteurs clés influençant le dimensionnement de votre CTA

En laboratoire, les formules ci-dessus sont impeccables. Mais dans les vrais projets CVC, l'équipe d'ingénierie deShanghai Airkosuggère que vous deviez prendre en compte ces quatre variables dynamiques :

• Besoin en air frais/air d'appoint- :L'introduction d'air frais extérieur consomme énormément d'énergie pour le pré-refroidissement ou le pré-chauffage. Intégrer unVentilateur récupérateur d'énergie (VRE/VRC)Le module peut réduire considérablement la charge de conception du serpentin de refroidissement.
• Altitude et densité de l'air :Les formules standards sont basées sur le niveau de la mer. Vous devez appliquer un facteur de correction d'altitude pour les projets à haute-altitude, sinon la capacité réelle de la CTA sera compromise.
• Chute de pression du filtre :Au fil du temps, l'accumulation de poussière sur les filtres-à haute efficacité entraîne une augmentation de la pression statique du système. La puissance du ventilateur et le choix du modèle doivent laisser une marge de perte de charge suffisante.
• Enveloppe du bâtiment :L'orientation des parois de verre, les valeurs R- de l'isolation et la réflectivité thermique du toit modifient directement les valeurs extrêmes de ΔT.

4. Pièges courants lors de la sélection

1. Le piège du surdimensionnement :Les ingénieurs ajoutent souvent une marge de sécurité de 10 %-20 % à chaque étape. Une unité surdimensionnée refroidit trop rapidement, ce qui entraîne un cycle court du compresseur et ne parvient pas à déshumidifier correctement l'espace.
2. Ignorer la chaleur du moteur du ventilateur :Les ventilateurs à entraînement direct-ou à entraînement par courroie-situés à l'intérieur du boîtier de la CTA génèrent de la chaleur. Cette augmentation de température du moteur doit être prise en compte dans le calcul de la charge de refroidissement totale.