LA VENTILATION PAR DÉPLACEMENT

par Michel Tardif ing.

Centre de technologie de l’énergie de Canmet

Automne 2007

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ObjectifsLe concept de la ventilation par déplacementLes avantages associés à ce mode de gdistribution d’airLes applicationsLa R&D au CTEC-Ottawa

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P i ’i té à l til tiPourquoi s’intéresser à la ventilation par déplacement ?

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Un peu d’histoire…

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La ventilation par déplacement…Existe depuis ….?Scientifiquement étudié par Baturin en 1940q pTout d’abord développé et appliqué dans les pays Scandinaves Durant les années 70 pour des applications industriellesV l fi d é 80 E d lVers la fin des années 80 en Europe dans les bâtiments commerciauxIntroduit aux Etats Unis durant les années 90Introduit aux Etats-Unis durant les années 90

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Une définitionLa ventilation par déplacement peut se définir comme une technique permettant de remplacer l’air vicié en diffusant l’air par la partie basse de l’espace à une températurel air par la partie basse de l espace à une température légèrement moins élevée que l’air ambiant , à une vitesse relativement faible et avec une évacuation par le plafond.L’objectif avec la ventilation par déplacement est de créer deux zones, soit une zone avec stratification ( zone occupée ou partie basse) et une zone de mélange ( partie haute)

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Illustration du concepttiré de ‘Displacement ventilation in non-industrial premises’ Rehva guidebookp p g

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ZONE D’OCCUPATIONtiré de ASHRAE handbook Fundamentals 2005 ch33

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L’effet plumetiré de Price hvac comtiré de Price-hvac.com

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Effet plume- personne assisetiré de ‘Displacement ventilation in non industrial premises’ Rehva guidebooktiré de Displacement ventilation in non-industrial premises Rehva guidebook

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Mouvements ascendants & descendantstiré de ‘Displacement ventilation in non-industrial premises’ Rehva guidebookp p g

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Gradient de températuretiré de ‘Displacement ventilation in non industrial premises’ Rehva guidebooktiré de Displacement ventilation in non-industrial premises Rehva guidebook

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Gradient de températureStandard 55 ASHRAEDifférence limite de température de 3K entre la ptête et les piedsTypiquement le gradient se situe entre 1,5 et 2,0 K/mLa position des sources de chaleurs est déteminante pour le gradientdéteminante pour le gradient.

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Gradient de températuretiré de ‘Displacement ventilation in non industrial premises’ Rehva guidebooktiré de Displacement ventilation in non-industrial premises Rehva guidebook

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Les polluantsLa ventilation par déplacement réduit la concentration de polluants inhaléeMeilleure qualité d’air lorsque les sources de chaleur et les sources de contaminants sont

ié ( l l )associées ( par exemple les personnes )Deux principaux indices de mesure soit la concentration de CO2 et l’âge moyen de l’airconcentration de CO2 et l âge moyen de l air

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Profil de concentrationtiré de ‘System Perfromance Evaluation and Design guidelines for Displacement ventilation’ ASHRAE RP-949

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Efficacité de ventilationtiré de ‘Displacement ventilation in non industrial premises’ Rehva guidebooktiré de Displacement ventilation in non-industrial premises Rehva guidebook

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La diffusion d’air

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Pièce avec un système de diffusion d’air de type ‘mélange’

ti é d P i htiré de Price-hvac.com

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Pièce avec un système de diffusion de type déplacement par le mur

tiré de Price-hvac.com

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Pièce avec un système de diffusion de type déplacement par le plancherdép ace e t pa e p a c e

tiré de Price-hvac.com

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Diffuseurs

Le choix des diffuseurs est particulièrement pimportant en ventilation par déplacement.Le concept de zone adjaçente et la caractéristique de vitesse d’air limite ( 0,2m/s) pour une distance ‘L’ recherchée sont importantes pour le confort des occupantsimportantes pour le confort des occupants

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Zones adjaçentes pour deux types de diffuseurstiré de ‘Displacement ventilation in non-industrial premises’ Rehva guidebook

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Les avantages associés à la gventilation par déplacement

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Caractéristiques générales reconnuesMeilleure qualité d’air ( ventilation effectiveness)Meilleure diffusion d’air ( air change effectiveness)( g )Potentiel d’économie d’énergie ( refroidissement gratuit , réduction d’air neuf , travail réduit du compresseur)Potentiel de réduction du niveau de bruit ( vitesse d’air réd ite )d’air réduite )Facilité d’aménagement ( diffuseur de plancher)

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Meilleure qualité d’airti é d ‘S t P f E l ti d D i id li f Di l t til ti ’ ASHRAE RP 949tiré de ‘System Perfromance Evaluation and Design guidelines for Displacement ventilation’ ASHRAE RP-949

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Meilleure diffusion d’airtiré de ‘System Perfromance Evaluation and Design guidelines for Displacement ventilation’ ASHRAE RP-949

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Potentiel d’économie d’énergiePotentiel d économie d énergietiré de ‘Displacement ventilation in non-industrial premises’ Rehva guidebook

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Edifice à bureau Seattletiré de ‘System Perfromance Evaluation and Design guidelines for Displacement ventilation’ ASHRAE RP 949RP-949

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Edifice à bureau Seattletiré de ‘System Perfromance Evaluation and Design guidelines for Displacement ventilation’ ASHRAE RP-949

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Différents types de bâtiments Seattletiré de ‘System Perfromance Evaluation and Design guidelines for Displacement ventilation’ ASHRAEtiré de ‘System Perfromance Evaluation and Design guidelines for Displacement ventilation’ ASHRAE

RP-949

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Considérations énergétiquesKWhKWh

Quantité d’air neuf réduite Bénéfice annuel

Période de refroidissement gratuit

Bénéfice ponctuel

étendue

Température Bénéfice annueld’alimentation plus élevée

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Crédits alloués à la ventilation par déplacement

LEED QEI crédit 2 1 point ( ventilation effectiveness )

ASHRAE GREEN GUIDE green tip #5g p

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Les applicationspp

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Différents types de bâtimentstiré de ‘Displacement ventilation in non industrial premises’ Rehva guidebooktiré de ‘Displacement ventilation in non-industrial premises’ Rehva guidebook

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Différents types de bâtimentstiré de ‘Displacement ventilation in non industrial premises’ Rehva guidebooktiré de ‘Displacement ventilation in non-industrial premises’ Rehva guidebook

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Différents types de bâtimentstiré de ‘Displacement ventilation in non industrial premises’ Rehva guidebooktiré de ‘Displacement ventilation in non-industrial premises’ Rehva guidebook

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Grandes lignes directrices:

Meilleure application lorsque les sources de contaminants sont associées aux sources de h lchaleurs

Plafond > 2.4 mètresCharge interne de refroidissement < 120 w/m2Charge interne de refroidissement < 120 w/m2

Tenir compte du confort des occupants en limitant le gradient vertical de température à l’intérieur des limites Faire une sélection rigoureuse des diffuseurs

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La recherche par le CTEC OttawaLa recherche par le CTEC-Ottawa

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Trois projets en cours Revue de conception avec les firmes de Génie-conseilÉvaluation de la performance ‘in situ’ des systèmes de ventilation par déplacement2 projets avec ventilation murale1 projet avec ventilation par le plancher

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PartenariatsUniversité ConcordiaUniversité LavalUniversité de CalgaryCNRC

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ObjectifsAméliorer les connaissances de la ventilation par déplacement en milieu froidMettre à la disposition des concepteurs des lignes directrices appropriés au type de diffusion

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DuréePremière phase mai 2008Deuxième phase sur 4 ans débutant en 2008p

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Merci