EP4145052A1 - Self-calibration of a ventilation system - Google Patents
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- EP4145052A1 EP4145052A1 EP22192267.7A EP22192267A EP4145052A1 EP 4145052 A1 EP4145052 A1 EP 4145052A1 EP 22192267 A EP22192267 A EP 22192267A EP 4145052 A1 EP4145052 A1 EP 4145052A1
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Definitions
- a non-limiting example of known residential ventilation installation comprises a ventilation system comprising a fan 1 for extracting a flow of air at fixed or variable speed, preferably placed in a volute of a central box 2 comprising a number N of air inlet tappings such that the three air inlet tappings 3 1 , 3 2 , 3 3 visible on the figure 1 , each connected to a first end of an air extraction duct 4 1 , 4 2 , 4 3 , a plurality of air extraction vents such as the three extraction vents 5 1 , 5 2 , 5 3 each connected to the other end of an extraction duct, and at least one rejection device 6 such as a roof cap, connected to an outlet 7 of the central box 2 via a rejection duct 8.
- a ventilation system comprising a fan 1 for extracting a flow of air at fixed or variable speed, preferably placed in a volute of a central box 2 comprising a number N of air inlet tappings such that the three air inlet tappings 3 1 , 3 2 , 3 3 visible
- the extraction ducts equipped with extraction vents lead, for example, into wet rooms (bathroom, toilets, kitchen) and are made up of mechanical parts that can adapt the opening (or passage section) of the air according to one or more parameters such as, but not limited to, the humidity level of the room, detection of the presence of a person, or by any mechanical action (kitchen pull, etc.).
- the air extraction fan 1 and the extraction vents are generally independent of each other.
- the air extraction fan 1 extracts an overall airflow by supplying arrangement of the vents an overall pressure allowing them to operate at the correct extraction rate.
- Each extraction vent constitutes a flow regulator with adjustable passage opening which operates by modifying the passage section of the air entering the corresponding duct according to humidity or customer needs without taking into account the state of the centralized exhaust fan 1. In a so-called jump speed system depending on the flow, the system can detect a variation in the flow and adapt the speed of the fan 1 in order to modify the pressure available for the vents.
- the extraction mouths 5 1 , 5 2 , 5 3 of the figure 1 are replaced by mouths 5 1 , 52 and 53 whose function is purely aesthetic, and the flow regulators with adjustable passage opening are constituted by registers 5 1 , 52 and 53 each comprising a movable shutter, and placed at the inside the air inlet tappings of the central box 2.
- Each damper will adjust the position of the flap in order to meet the extraction flow rate requirement of the room to which it is connected via the extraction duct, depending on information from sensors such as, but not limited to, humidity sensors, VOCs, etc.
- each tapping is additionally equipped with a flow sensor.
- Each damper can thus regulate the position of the associated flap to make the flow measured by the flow sensor correspond to a set flow.
- Flow sensors are expensive devices.
- the pressure drops may have changed, for example due to fouling of the extraction ducts.
- the object of the present invention is to overcome the limitations of the prior art by proposing a simple solution for precisely determining the pressure drops of a ventilation installation, consisting in determining in situ the pressure drops of the installation, whether either at the time of the first commissioning of the installation, or at any time during the use of the installation.
- said open position preferably corresponds to a maximum position for which the flow regulator associated with the i th air extraction or blowing duct allows passage of a maximum flow.
- the method further comprises the determination and memorization in situ of a pressure drop coefficient kR associated with said at least one exhaust or air inlet duct.
- Each flow regulator can be an air extraction or insufflation mouth arranged at a second end of the corresponding air extraction or insufflation duct.
- each flow regulator is a register arranged inside the corresponding air inlet or outlet tapping of said central box.
- the self-calibration means can also be capable of determining a pressure drop coefficient kR associated with said at least one exhaust or air inlet duct.
- each extraction branch (each branch comprising an extraction duct and, at the two ends of the duct, an extraction mouth and a damper extraction), and on the other hand, of the rejection branch or branches (each rejection branch comprising a rejection sheath and a roof cap).
- the air extraction fan 1 can be a fan whose turbine rotates at a fixed speed.
- the fan may be variable speed. In this case, it is possible to control the speed of rotation of the turbine (for example by a control at constant speed or at constant pressure or at constant flow, or at constant torque).
- a self-calibration method aims to allow self-calibration means included in the central box 2 (typically a controller not shown) to determine in situ at least the pressure drop coefficient k i associated with each duct of each branch B i of the installation.
- the coefficients k i thus determined are stored in a memory (not shown) associated with the controller.
- the controller is then able to calculate, at any time during operation of the ventilation installation, the actual pressure drop ⁇ Pg i of a 4i duct of the branch B i for any flow rate Q i , by application of the first equality of the relation (1) or (2).
- the ventilation system is equipped, inside the central box 2, with a pressure sensor (not shown) which measures the value ⁇ P.
- This pressure sensor has a measurement point placed between the roof of the airflow air flow extraction fan 1 and the air inlet tappings 3 1 , ... 3 i , ... 3N, and another measurement point outside to measure the atmospheric pressure P 0 serving as a reference.
- the method preferably begins with a preliminary phase 100 aimed at defining the reference (setting to zero) of the position of the flaps of the various 5" dampers i and at estimating the internal air leaks of the installation.
- Knowledge by the controller of the position of the registers can indeed be made necessary according to the technology used for these dampers, for example in the non-limiting case where these dampers use a stepper motor without a position sensor to change the position of the damper, that is to say to move a shutter between an open position and a closed position corresponding to mechanical stops.
- the preliminary phase 100 begins with a step 101 during which the controller, preferably positioned inside the central box 2, sends each register 5" i (i varying from 1 to N) a stop search order.
- the controller commands the closing of all the dampers (step 102) so that each damper 5′′ i finds itself in a closed position in which it allows the passage of a minimum leak rate.
- the controller then activates the air extraction fan 1 at at least a given speed and triggers the measurement or the estimation of the air flow QT of the fan (step 103).
- This measurement or estimation can be implemented in various ways.
- a first solution consists in using a flow sensor at the outlet of the fan, the flow sensor being for example an ultrasound sensor or a vane/iris flow meter with pressure drop measurement.
- Another solution consists in using a map of the fan stored beforehand in the memory associated with the controller, this map giving on the one hand the value of the flow QT according to the power absorbed by the fan, its speed of rotation and its control, and on the other hand, the pressure P ⁇ made available by the air extraction fan 1 according to the flow rate QT.
- this map giving on the one hand the value of the flow QT according to the power absorbed by the fan, its speed of rotation and its control, and on the other hand, the pressure P ⁇ made available by the air extraction fan 1 according to the flow rate QT.
- this measured or estimated flow must be very low and corresponds only to the internal leaks of the casing since all the dampers are closed.
- the controller preferably generates a visual and/or audible alarm (step 104) and the self-calibration process ends, until the problem is resolved.
- the preliminary phase 100 ends with a step 105 during which the controller stores in its associated memory the value of the measured or estimated flow rate QT, divided by the number N of registers, so as to be able to take into account later these leak values per register.
- the self-calibration process can be continued by the steps making it possible to determine at least the pressure drop coefficient k i of each sheath 4 i in each branch B i , and preferably also the pressure drop coefficient k R of the rejection sheath.
- Sub-case 1 the coefficient a is equal to 2 :
- the controller then commands the starting of the fan 1 at a given speed (any), which allows the system to deliver an available pressure P ⁇ (step 120).
- the controller triggers the measurement of ⁇ P (by the pressure sensor) and the measurement of the air flow QT according to any of the methods described above.
- the memory associated with the controller has the pressure drop coefficient k i for the branch B i tested and the pressure drop coefficient k R .
- Steps 110 to 140 are repeated until the pressure drop coefficients associated with the N branches have been determined.
- Sub-case 2 the coefficient a is not equal to 2 :
- the ventilation system does not have any pressure sensor and is therefore not able to measure the value ⁇ P.
- FIG. 5 represents the possible steps for implementing a self-calibration method in accordance with the present invention and particularly suited to this case, and for which the fan 1 is here a variable-speed fan:
- the method preferably begins with the preliminary phase 100 aimed at defining the reference (zeroing) of the position of the flaps of the various 5" dampers i and at estimating the internal air leaks of the central box 2, described above in reference to the figure 4 .
- the controller must then proceed by selecting pairs of registers, as will be described below:
- the controller then commands the starting of the fan 1 at a given speed (any), which allows the system to deliver an available pressure P ⁇ (step 220).
- the controller triggers the measurement or estimation of the air flow QT according to any of the methods described above. As only the first damper 5" i is in the open position, the air flow QT measured corresponds to the flow Q i in the first branch B i , except for tapping leaks. During step 230, the controller also triggers the measurement of the value ⁇ P v_i which corresponds to the pressure of fan 1 when only the first register of the first branch B i is open This measurement is obtained by using the map of the fan, as stored in the memory associated with the controller.
- the controller then commands the closing of the first register 5" i , and the opening, preferably to the maximum, of a second register 5" i+1 of a second branch B i+1 , for example the register 5" 2 and (step 240). Steps similar to steps 220 to 230 are then applied for this second branch B i+1 .
- the controller commands the starting of the fan 1 at a given speed (any), which allows the system to deliver a new available pressure P ⁇ (step 250).
- the controller triggers the measurement of the air flow QT according to any of the methods described above.
- the air flow QT measured corresponds to the flow Q i+1 in the second branch B i+1 , apart from tapping leaks.
- the controller also triggers the measurement of the value ⁇ P v_i+1 which corresponds to the pressure of the fan 1 when only the second register of the second branch B i+1 is open.
- the controller then controls the simultaneous opening, preferably maximum, of the registers of the first branch B i and of the second branch B i+1 (step 270), then controls the starting of the fan 1 at a given speed (any), and triggers the measurement of the air flow QT according to one any of the methods described above (step 290).
- the air flow QT measured corresponds to the sum of the flow rates Qi and Q i+1 in the first and the second branch, to the leaks of tappings close.
- the controller also triggers the measurement of the value ⁇ P v_i_i+1 which corresponds to the pressure of fan 1 when only the first register and the second register of the first branch B i , respectively the second branch B i +1 , are open.
- the controller has a system of three equations with three unknowns consisting of the three pressure drop coefficients k i , k i+1 and kR sought and can therefore calculate and then store these coefficients in step 300.
- Steps 210 to 300 are repeated for another pair of branches, until all the pressure drop coefficients k i have been calculated.
- Steps a) to i) above are repeated for another pair of registers comprising at least one register different from those constituting the pair of the previous iteration, until the coefficient associated with each is obtained. sheath of the installation.
- the self-calibration methods in accordance with the invention have been described in a non-limiting manner in the case of an air extraction ventilation installation.
- the principles of the invention are nevertheless applicable to the case where the ventilation installation is air-blown. It suffices in this case to replace the air extraction fan 1 with an air supply fan.
- the N air extraction ducts 4 1 , 4 2 , 4 3 become air blowing ducts, and the rejection duct 8 becomes an air inlet duct, preferably equipped with a filter of air. In this case, the pressure drop of this filter must be taken into account in the calculation of the coefficient kR.
- the processes have been described within the framework of the installation schematized on the figure 2 for which flow regulators with adjustable passage opening are dampers 5 1 " , 5 2 " , 5 3 " installed in the tappings of the central box 2.
- the flow regulators can be the adjustable mouths 5 1 , 5 2 , 5 3 shown schematically on the installation of the figure 1 .
- a self-calibration procedure at any time, whether it is on the first installation of the central box 2 and the associated outlets, or after this first installation (for example during an operation of maintenance, or following an incident), and thus to know precisely the pressure drop coefficients of the environment in which the ventilation system operates. Thanks to the invention, it is possible in particular to regularly re-evaluate the coefficients k i , and thus estimate the state of fouling of the ducts. In the case of an air blowing installation, a regular reassessment of the kR coefficient also makes it possible to assess the state of clogging of the air inlet duct filter, and to change it if necessary. .
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Abstract
L'invention a notamment pour objet une installation de ventilation comprenant : - un caisson central (2) avec un ventilateur (1) d'extraction ou d'insufflation d'air, - N gaines d'extraction ou d'insufflation d'air (4<sub>1</sub>, 4<sub>2</sub>, 4<sub>3</sub>), chacune raccordée à un piquage d'entrée ou de sortie d'air dudit caisson central (2) ; - au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air (8), et - un régulateur de débit ( 51",52",53") à ouverture de passage réglable pour chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air (4<sub>1</sub>, 4<sub>2</sub>, 4<sub>3</sub>). L'installation est caractérisée en ce que le caisson central (2) comporte des moyens d'auto-calibration aptes à déterminer et mémoriser in situ un coefficient de perte de charge associé à chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air (4<sub>1</sub>, 4<sub>2</sub>, 4<sub>3</sub>).The invention relates in particular to a ventilation installation comprising: - a central box (2) with a fan (1) for extracting or blowing air, - N ducts for extracting or blowing air (4<sub>1</sub>, 4<sub>2</sub>, 4<sub>3</sub>), each connected to an air inlet or outlet of said central box ( 2); - at least one exhaust or air inlet duct (8), and - a flow regulator (51", 52", 53") with adjustable passage opening for each extraction or insufflation duct (4<sub>1</sub>, 4<sub>2</sub>, 4<sub>3</sub>) The installation is characterized in that the central box (2) comprises self-calibration means suitable for determining and memorizing in situ a pressure drop coefficient associated with each air extraction or air supply duct (4<sub>1</sub>, 4<sub>2< /sub>, 4<sub>3</sub>).
Description
La présente invention concerne de manière générale le domaine de la ventilation, et plus précisément un procédé d'auto calibration d'une installation de ventilation de type VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée), comprenant :
- un caisson central comportant un ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air à vitesse variable,
- N gaines d'extraction ou d'insufflation d'air, une première extrémité de chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air étant raccordée à un piquage d'entrée ou de sortie d'air dudit caisson central,
- au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air, et
- un régulateur de débit à ouverture de passage réglable pour chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air.
- a central box comprising a variable-speed air extraction or supply fan,
- N air extraction or blowing ducts, a first end of each air extraction or blowing duct being connected to an air inlet or outlet tapping of said central box,
- at least one exhaust or air inlet duct, and
- a flow regulator with adjustable passage opening for each air extraction or air supply duct.
Comme schématisée sur la
En variante, comme schématisée sur la
Dans certains systèmes connus, chaque piquage est en outre équipé d'un capteur de débit. Chaque registre peut ainsi réguler la position du volet associé pour faire correspondre le débit mesuré par le capteur de débit à un débit de consigne. Les capteurs de débit sont cependant des dispositifs onéreux.In certain known systems, each tapping is additionally equipped with a flow sensor. Each damper can thus regulate the position of the associated flap to make the flow measured by the flow sensor correspond to a set flow. Flow sensors, however, are expensive devices.
Or, pour maitriser les débits d'extraction de chaque pièce sans avoir recours à des capteurs de débit onéreux, il est nécessaire de connaître précisément d'une part, la pression rendue disponible par le ventilateur 1 d'extraction, et d'autre part, les pertes de charges pour chaque gaine de l'installation, à savoir les différences de pression dans chaque gaine à un débit donné. A la première mise en service d'un système de ventilation à ventilateur d'extraction tel que celui schématisé sur l'une quelconque des
En outre, au bout d'une certaine durée d'utilisation de l'installation, les pertes de charges peuvent avoir évolué, par exemple en raison d'un encrassement des gaines d'extraction.In addition, after a certain period of use of the installation, the pressure drops may have changed, for example due to fouling of the extraction ducts.
La présente invention a pour but de pallier les limitations de l'art antérieur en proposant une solution simple pour déterminer précisément les pertes de charge d'une installation de ventilation, consistant à déterminer in situ les pertes de charge de l'installation, que ce soit au moment de la première mise en service de l'installation, ou à tout moment au cours de l'utilisation de l'installation.The object of the present invention is to overcome the limitations of the prior art by proposing a simple solution for precisely determining the pressure drops of a ventilation installation, consisting in determining in situ the pressure drops of the installation, whether either at the time of the first commissioning of the installation, or at any time during the use of the installation.
Plus spécifiquement, la présente invention a pour objet un procédé d'auto calibration d'une installation de ventilation mécanique contrôlée, VMC, ladite installation VMC comprenant :
- un caisson central comportant un ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ;
- N gaines d'extraction ou d'insufflation d'air, une première extrémité de chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air étant raccordée à un piquage d'entrée ou de sortie d'air dudit caisson central ;
- au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air, et
- un régulateur de débit à ouverture de passage réglable pour chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air,
- a central box comprising a fan for extracting or blowing air;
- N air extraction or blowing ducts, a first end of each air extraction or blowing duct being connected to an air inlet or outlet tapping of said central box;
- at least one exhaust or air inlet duct, and
- a flow regulator with adjustable passage opening for each air extraction or air supply duct,
Dans un premier mode de réalisation possible, la détermination in situ d'un coefficient de perte de charge ki associé à la ième gaine d'extraction ou d'insufflation d'air comporte les étapes successives suivantes :
- a) on commande le régulateur de débit associé à la ième gaine d'extraction ou d'insufflation d'air pour qu'il soit dans une position ouverte et tous les autres régulateurs de débit pour qu'ils soient dans une position fermée ;
- b) on active le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air à une vitesse donnée ;
- c) on détermine le débit QT du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air et on mesure la différence ΔP entre la pression atmosphérique P0 et la pression P- mise à disposition par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ;
- d) on calcule le coefficient de perte de charge ki à partir du débit QT déterminé et de la différence ΔP mesurée.
- a) controlling the flow regulator associated with the i th air extraction or blowing duct so that it is in an open position and all the other flow regulators so that they are in a closed position;
- b) the extraction or air supply fan is activated at a given speed;
- c) the flow rate QT of the air extraction or supply fan is determined and the difference ΔP is measured between the atmospheric pressure P 0 and the pressure P - provided by the exhaust or air supply fan;
- d) the pressure drop coefficient k i is calculated from the determined flow rate QT and the measured difference ΔP.
Dans ce cas, le coefficient de perte de charge ki peut être calculé à l'étape d) par application de la relation
Dans un deuxième mode de réalisation possible, la détermination in situ d'un coefficient de perte de charge ki associé à la ième gaine d'extraction ou d'insufflation d'air comporte les étapes successives suivantes :
- a) on commande le régulateur de débit associé à la ième gaine d'extraction ou d'insufflation d'air pour qu'il soit dans une position ouverte et tous les autres régulateurs de débit pour qu'ils soient dans une position fermée ;
- b) on active le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air à une première vitesse donnée v1 ;
- c) on détermine, pour cette première vitesse donnée, le débit QT
v1 du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air et on mesure la différence ΔPv1 entre la pression atmosphérique P0 et la pression P- mise à disposition par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ; - d) on active le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air à une deuxième vitesse donnée v2;
- e) on détermine, pour cette deuxième vitesse donnée, le débit QT
v2 du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air et on mesure la différence ΔPv2 entre la pression atmosphérique P0 et la pression P- mise à disposition par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ; - f) on calcule le coefficient de perte de charge ki à partir des débits QTv1 et QTv2 déterminés et des différences ΔPv1 et ΔPv2 mesurées aux étapes c) et e).
- a) controlling the flow regulator associated with the i th air extraction or blowing duct so that it is in an open position and all the other flow regulators so that they are in a closed position;
- b) the air extraction or supply fan is activated at a first given speed v1;
- c) we determine, for this first given speed, the flow rate Q T
v1 of the air extraction or blowing fan and the difference ΔP v1 is measured between the atmospheric pressure P 0 and the pressure P − provided by the air extraction or blowing fan; - d) the air extraction or supply fan is activated at a second given speed v2;
- e) we determine, for this second given speed, the flow rate Q T
v2 of the air extraction or blowing fan and the difference ΔP v2 is measured between the atmospheric pressure P 0 and the pressure P − provided by the air extraction or blowing fan; - f) the pressure drop coefficient k i is calculated from the flow rates Q Tv1 and Q Tv2 determined and the differences ΔP v1 and ΔP v2 measured in steps c) and e).
Dans ce cas, le coefficient de perte de charge ki peut être calculé à l'étape f) par résolution du système d'équations :
Dans des modes de réalisations possibles, ladite position ouverte correspond de préférence à une position maximale pour laquelle le régulateur de débit associé à la ième gaine d'extraction ou d'insufflation d'air permet le passage d'un débit maximum.In possible embodiments, said open position preferably corresponds to a maximum position for which the flow regulator associated with the i th air extraction or blowing duct allows passage of a maximum flow.
Dans des modes de réalisations possibles, le procédé comporte en outre la détermination et mémorisation in situ d'un coefficient de perte de charge kR associé à ladite au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air.In possible embodiments, the method further comprises the determination and memorization in situ of a pressure drop coefficient kR associated with said at least one exhaust or air inlet duct.
Dans le cas du premier mode de réalisation précité, la détermination in situ du coefficient de perte de charge kR est réalisée au niveau de l'étape d), par application de la relation suivante :
Dans ce cas, la détermination in situ du coefficient de perte de charge kR peut être réalisée par les étapes additionnelles suivantes :
- e) on commande tous les régulateurs de débit pour qu'ils soient dans une position ouverte ;
- f) on active le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air à une vitesse donnée ;
- g) on détermine le débit QT du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air et on mesure la différence ΔP entre la pression atmosphérique P0 et la pression P- mise à disposition par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ;
- h) on calcule le coefficient de perte de charge kR par application de la relation suivante :
- e) all the flow regulators are controlled so that they are in an open position;
- f) the extraction or air supply fan is activated at a given speed;
- g) the flow rate QT of the extraction or air supply fan is determined and the difference ΔP is measured between the atmospheric pressure P 0 and the pressure P - made available by the extraction or supply fan d 'air ;
- h) the pressure drop coefficient kR is calculated by applying the following relationship:
Dans un autre mode de réalisation possible dans lequel, le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air est à vitesse variable, la détermination in situ d'un coefficient de perte de charge associé à chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air et d'un coefficient de perte de charge kR associé à ladite au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air peut comporter les étapes suivantes:
- a) sélectionner une paire constituée d'un premier régulateur de débit et d'un deuxième régulateur de débit de l'installation de ventilation;
- b) commander le premier régulateur de débit de la paire sélectionnée pour qu'il soit dans une position ouverte et tous les autres régulateurs de débit pour qu'ils soient dans une position fermée ;
- c) activer le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air à une vitesse donnée ;
- d) déterminer le débit QT du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air et mesurer la pression ΔPv_i du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air;
- e) commander le premier régulateur de débit de la paire sélectionnée pour qu'il soit dans une position fermée, et le deuxième régulateur de débit de la paire sélectionnée pour qu'il soit dans une position ouverte ;
- f) réitérer les étapes c) et d) ci-dessus de manière à déterminer le débit QT du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air et mesurer la pression ΔPv_i+1 du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ;
- g) commander le premier régulateur de débit et le deuxième régulateur de débit de la paire sélectionnée pour qu'ils soient simultanément dans une position ouverte ;
- h) réitérer les étapes c) et d) ci-dessus de manière à déterminer le débit QT du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air et mesurer la pression ΔPv_i_i+1 du ventilateur 1 d'extraction ou d'insufflation d'air ;
- i) déduire les valeurs des coefficients ki, ki+1 associées aux gaines des deux régulateurs de débit de la paire sélectionnée, et le coefficient kR associé à ladite au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air (8);
- a) selecting a pair consisting of a first flow regulator and a second flow regulator of the ventilation installation;
- b) controlling the first flow regulator of the selected pair to be in an open position and all the other flow regulators to be in a closed position;
- c) activating the extraction or air supply fan at a given speed;
- d) determining the flow rate Q T of the air extraction or supply fan and measuring the pressure ΔP v_i of the air extraction or supply fan;
- e) commanding the first flow regulator of the selected pair to be in a closed position, and the second flow regulator of the selected pair to be in an open position;
- f) repeating steps c) and d) above so as to determine the flow rate Q T of the air extraction or supply fan and measure the pressure ΔP v_i+1 of the extraction or supply fan air;
- g) controlling the first flow regulator and the second flow regulator of the selected pair so that they are simultaneously in an open position;
- h) repeating steps c) and d) above so as to determine the flow rate Q T of the extraction or air supply fan and measure the pressure ΔP v_i_i+1 of the extraction or
supply fan 1 air injection; - i) deduce the values of the coefficients k i , k i+1 associated with the ducts of the two flow regulators of the selected pair, and the coefficient kR associated with said at least one exhaust or air inlet duct (8) ;
La présente invention a également pour objet une installation de ventilation comprenant :
- un caisson central comportant un ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ;
- N gaines d'extraction ou d'insufflation d'air, une première extrémité de chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air étant raccordée à un piquage d'entrée ou de sortie d'air dudit caisson central ;
- au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air, et
- un régulateur de débit à ouverture de passage réglable pour chaque gaine d'extraction ou d'insufflation d'air,
- a central box comprising a fan for extracting or blowing air;
- N air extraction or blowing ducts, a first end of each air extraction or blowing duct being connected to an air inlet or outlet tapping of said central box;
- at least one exhaust or air inlet duct, and
- a flow regulator with adjustable passage opening for each air extraction or air supply duct,
Chaque régulateur de débit peut être une bouche d'extraction ou d'insufflation d'air disposée à une deuxième extrémité de la gaine d'extraction ou d'insufflation d'air correspondante. En variante, chaque régulateur de débit est un registre disposé à l'intérieur du piquage d'entrée ou de sortie d'air correspondant dudit caisson central.Each flow regulator can be an air extraction or insufflation mouth arranged at a second end of the corresponding air extraction or insufflation duct. As a variant, each flow regulator is a register arranged inside the corresponding air inlet or outlet tapping of said central box.
Les moyens d'auto calibration peuvent en outre être aptes à déterminer un coefficient de perte de charge kR associé à ladite au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air.The self-calibration means can also be capable of determining a pressure drop coefficient kR associated with said at least one exhaust or air inlet duct.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les figures annexées :
- La
figure 1 , déjà décrite ci-avant, illustre schématiquement une installation de ventilation à bouches d'extraction réglables ; - La
figure 2 , déjà décrite ci-avant, illustre schématiquement une installation de ventilation à registres d'extraction réglables ; - La
figure 3 représente une modélisation des pertes de charge correspondant à une installation de ventilation à registres d'extraction réglables de lafigure 2 ; - La
figure 4 illustre des étapes possibles pour un premier procédé d'auto calibration conforme à la présente invention ; - La
figure 5 illustre des étapes possibles pour un deuxième procédé d'auto calibration conforme à la présente invention.
- There
figure 1 , already described above, schematically illustrates a ventilation installation with adjustable extraction vents; - There
figure 2 , already described above, schematically illustrates a ventilation installation with adjustable extraction registers; - There
picture 3figure 2 ; - There
figure 4 illustrates possible steps for a first self-calibration method in accordance with the present invention; - There
figure 5 illustrates possible steps for a second self-calibration method in accordance with the present invention.
Dans les figures, les éléments identiques ou équivalents porteront les mêmes signes de référence. Les différents schémas ne sont pas à l'échelle.In the figures, identical or equivalent elements will bear the same reference signs. The various diagrams are not to scale.
Dans une installation de ventilation telle que représentée schématiquement sur la
La
- P- est la pression mise à disposition
par le ventilateur 1 d'extraction d'air au niveau du caisson central 2; - P0 est la pression atmosphérique (considérée dans la suite comme nulle par souci de simplification);
- ΔP est la différence entre la pression P0 et la pression P- mise à disposition
par le ventilateur 1 d'extraction d'air ; - PR est la pression au niveau de la
sortie 7 du caisson central 2, reliée à la gaine de rejet 8 ; - kR est un coefficient de perte de charge de la branche de rejet composée de la gaine de rejet 8 et du moyen de rejet 6 ;
- ΔPv est la pression générée par le ventilateur ;
- ΔPi est la perte de charge de la branche de rejet ;
- Bi est une ième branche du réseau aéraulique (i étant un entier
variant de 1 à N); - Pi est la pression à l'entrée du registre 5"i de la branche Bi ;
- ΔPi est la perte de charge créée
par le registre 5"i de la branche Bi ; - ΔPgi est la perte de charge créée de la branche Bi, en dehors du registre 5"i, en d'autres termes, la perte de charge associée à la gaine d'extraction 4i;
- kregi est le coefficient de perte de charge créée
par le registre 5"i de la branche Bi, pour une position donnée du registre 5"i; - ki est le coefficient de perte de charge associé à la branche Bi, en dehors du registre 5"i, en d'autres termes, le coefficient de perte de charge associé à la gaine d'extraction 4i;
- Qi est le débit au niveau de chaque branche Bi;
- QT est le débit du ventilateur 1 d'extraction d'air.
- P - is the pressure provided by the
air extraction fan 1 at the level of thecentral box 2; - P 0 is the atmospheric pressure (considered hereinafter as zero for the sake of simplification);
- ΔP is the difference between the pressure P 0 and the pressure P − provided by the
air extraction fan 1; - P R is the pressure at the
outlet 7 of thecentral box 2, connected to therejection sheath 8; - kR is a pressure drop coefficient of the rejection branch composed of the
rejection sheath 8 and the rejection means 6; - ΔP v is the pressure generated by the fan;
- ΔP i is the pressure drop of the rejection branch;
- B i is an i th branch of the aeraulic network (i being an integer varying from 1 to N);
- P i is the pressure at the inlet of
register 5" i of branch B i ; - ΔP i is the pressure drop created by
register 5" i of branch B i ; - ΔPg i is the pressure drop created from the branch B i , outside the
register 5″ i , in other words, the pressure drop associated with the extraction duct 4 i ; - kreg i is the pressure drop coefficient created by
register 5" i of branch B i , for a given position ofregister 5"i; - k i is the pressure drop coefficient associated with branch B i ,
outside register 5″ i , in other words, the pressure drop coefficient associated with extraction duct 4 i ; - Q i is the flow rate at each branch B i ;
- QT is the flow rate of
exhaust fan 1.
Le ventilateur 1 d'extraction d'air peut être un ventilateur dont la turbine tourne à vitesse fixe. En variante, le ventilateur peut être à vitesse variable. Dans ce cas, on peut commander la vitesse de rotation de la turbine (par exemple par une commande à vitesse constante ou à pression constante ou à débit constant, ou à couple constant).The
Il est connu que la perte de charge ΔPgi peut être calculée classiquement par la relation (1) suivante :
[Math. 1]
[Math. 1]
Dans des implémentations possibles du procédé selon l'invention, on peut considérer que ce coefficient a est égal à 2, de sorte que la relation (1) ci-dessus devient la relation (2) suivante :
[Math. 2]
[Math. 2]
Un procédé d'auto calibration conforme à l'invention a pour but de permettre à des moyens d'auto-calibration compris dans le caisson central 2 (typiquement un contrôleur non représenté) de déterminer in situ au moins le coefficient ki de perte de charge associé à chaque gaine de chaque branche Bi de l'installation. Les coefficients ki ainsi déterminés sont mémorisés dans une mémoire (non représentée) associée au contrôleur. A l'issue de l'auto calibration, le contrôleur est alors en mesure de calculer, à n'importe quel moment lors du fonctionnement de l'installation de ventilation, la perte de charge réelle ΔPgi d'une gaine 4i de la branche Bi pour tout débit Qi, par application de la première égalité de la relation (1) ou (2).A self-calibration method according to the invention aims to allow self-calibration means included in the central box 2 (typically a controller not shown) to determine in situ at least the pressure drop coefficient k i associated with each duct of each branch B i of the installation. The coefficients k i thus determined are stored in a memory (not shown) associated with the controller. At the end of the self-calibration, the controller is then able to calculate, at any time during operation of the ventilation installation, the actual pressure drop ΔPg i of a 4i duct of the branch B i for any flow rate Q i , by application of the first equality of the relation (1) or (2).
Plusieurs procédés d'auto calibration conformes à la présente invention vont à présents être décrits. Tous ces procédés consistent à déterminer in situ au moins les coefficients ki de perte de charge pour l'ensemble des gaines de l'installation, en commandant les registres pour qu'ils occupent différentes positions d'ouverture, selon un séquencement particulier différant d'un procédé à l'autre, et en mesurant ou estimant in situ les débits QT obtenus à différentes étapes du séquencement. Ces procédés diffèrent entre eux selon que l'on dispose ou non, dans le système de ventilation (en l'occurrence dans le caisson central 2), d'un capteur pour mesurer la différence ΔP entre la pression P0 et la pression P- mise à disposition par le ventilateur 1 d'extraction d'air.Several self-calibration methods in accordance with the present invention will now be described. All these methods consist in determining in situ at least the coefficients k i of pressure drop for all the ducts of the installation, by controlling the registers so that they occupy different opening positions, according to a particular sequencing differing from from one process to another, and by measuring or estimating in situ the QT flow rates obtained at different stages of the sequencing. These methods differ from each other depending on whether or not one has, in the ventilation system (in this case in the central box 2), a sensor for measuring the difference ΔP between the pressure P 0 and the pressure P - made available by the
On suppose dans ce cas que le système de ventilation est équipé, à l'intérieur du caisson central 2, d'un capteur de pression (non représenté) qui mesure la valeur ΔP. Ce capteur de pression a un point de mesure placé entre le pavillon du ventilateur 1 d'extraction de flux d'air de débit d'air et les piquages d'entrée d'air 31, ...3i, ...3N, et un autre point de mesure à l'extérieur pour mesurer la pression atmosphérique P0 servant de référence.It is assumed in this case that the ventilation system is equipped, inside the
La
Le procédé débute de préférence par une phase préliminaire 100 visant à définir la référence (mise à zéro) de la position des volets des différents registres 5"i et à estimer les fuites d'air internes de l'installation. La connaissance par le contrôleur de la position des registres peut en effet être rendue nécessaire selon la technologie utilisée pour ces registres, par exemple dans le cas non limitatif où ces registres utilisent un moteur pas à pas sans capteur de position pour changer la position du registre, c'est-à-dire pour faire évoluer un volet entre une position ouverte et une position fermée correspondant à des butées mécaniques.There
The method preferably begins with a
La phase préliminaire 100 débute par une étape 101 lors de laquelle le contrôleur, positionné de préférence à l'intérieur du caisson central 2, envoie à chaque registre 5"i (i variant de 1 à N) un ordre de recherche de butée. Lorsque tous les registres sont en butée, le contrôleur commande la fermeture de tous les registres (étape 102) de sorte que chaque registre 5"i se retrouve dans une position fermée dans laquelle il permet le passage d'un débit de fuite minimum.The
Le contrôleur active alors le ventilateur 1 d'extraction d'air à au moins une vitesse donnée et déclenche la mesure ou l'estimation du débit d'air QT du ventilateur (étape 103). Cette mesure ou estimation peut être mise en œuvre de diverses manières.The controller then activates the
Une première solution consiste à utiliser un capteur de débit en sortie du ventilateur, le capteur de débit étant par exemple un capteur à ultrason ou un débitmètre à hélice/iris avec mesure de perte de charge.A first solution consists in using a flow sensor at the outlet of the fan, the flow sensor being for example an ultrasound sensor or a vane/iris flow meter with pressure drop measurement.
Une autre solution consiste à utiliser une cartographie du ventilateur mémorisée au préalable dans la mémoire associée au contrôleur, cette cartographie donnant d'une part, la valeur du débit QT en fonction de la puissance absorbée par le ventilateur, de sa vitesse de rotation et de sa commande, et d'autre part, la pression P- mise à disposition par le ventilateur 1 d'extraction d'air en fonction du débit QT. Ainsi, en mesurant la puissance consommée et la vitesse du ventilateur, on peut obtenir une estimation du débit QT, et de la pression P-.Another solution consists in using a map of the fan stored beforehand in the memory associated with the controller, this map giving on the one hand the value of the flow QT according to the power absorbed by the fan, its speed of rotation and its control, and on the other hand, the pressure P − made available by the
Une autre solution peut être utilisée si le ventilateur 1 est un ventilateur à réaction. En effet, dans ce cas, les courbes reliant la pression P- au débit QT pour différentes vitesses du ventilateur sont bijectives. La mesure de la pression P- par le capteur de pression permet ainsi de déduire le débit QT Another solution can be used if
D'autres solutions pourraient consister à mesurer la différence de pression dans le pavillon et l'admission d'air dans le caisson central 2.Other solutions could consist of measuring the pressure difference in the roof and the air intake in the
Quelle que soit la solution choisie pour mesurer ou estimer le débit QT, ce débit mesuré ou estimé doit être très faible et correspond aux seules fuites internes du caisson puisque tous les registres sont fermés.Whatever solution is chosen to measure or estimate the flow QT, this measured or estimated flow must be very low and corresponds only to the internal leaks of the casing since all the dampers are closed.
Si le débit QT mesuré ou estimé correspondant aux fuites internes est trop élevé, par exemple supérieur à un seuil mémorisé Qfseuil dans la mémoire associée au contrôleur, cela peut signifier qu'une entrée d'air n'est pas fermée (piquage non raccordé, bouchon manquant sur le caisson, etc). Dans ce cas, le contrôleur génère de préférence une alarme visuelle et/ou sonore (étape 104) et le processus d'auto calibration prend fin, jusqu'à ce que le problème soit réglé.If the measured or estimated flow rate QT corresponding to the internal leaks is too high, for example greater than a stored threshold Q fthreshold in the memory associated with the controller, this may mean that an air inlet is not closed (spigot not connected , cap missing on the box, etc.). In this case, the controller preferably generates a visual and/or audible alarm (step 104) and the self-calibration process ends, until the problem is resolved.
Dans le cas contraire, la phase préliminaire 100 se termine par une étape 105 au cours de laquelle le contrôleur mémorise dans sa mémoire associée la valeur du débit QT mesuré ou estimé, divisée par le nombre N de registres, de manière à pouvoir prendre en compte ultérieurement ces valeurs de fuite par registre.Otherwise, the
Le processus d'auto calibration peut être poursuivi par les étapes permettant de déterminer au moins le coefficient de perte de charge ki de chaque gaine 4i dans chaque branche Bi, et de préférence également le coefficient de perte de charge kR de la gaine de rejet.The self-calibration process can be continued by the steps making it possible to determine at least the pressure drop coefficient k i of each sheath 4 i in each branch B i , and preferably also the pressure drop coefficient k R of the rejection sheath.
Comme vu précédemment, la perte de charge ΔPgi peut être calculée dans ce cas par la relation (2) donnée ci-avant. Ainsi, chaque coefficient de perte de charge ki peut être déterminé par la relation (3) suivante :
[Math. 3]
[Math. 3]
Les étapes suivantes sont réalisées pour calculer chaque coefficient de perte de charge ki et le coefficient de perte de charge kR de la branche de rejet :The following steps are carried out to calculate each head loss coefficient k i and the head loss coefficient k R of the rejection branch:
Le contrôleur commande l'ouverture, de préférence maximale, d'un seul registre 5"i, par exemple le registre 5"1 (i = 1) et la fermeture de tous les autres registres (étape 110). Le contrôleur commande alors le démarrage du ventilateur 1 à une vitesse donnée (quelconque), ce qui permet au système de délivrer une pression disponible P- (étape 120).The controller commands the opening, preferably to the maximum, of a
Lors d'une étape 130, le contrôleur déclenche la mesure de ΔP (par le capteur de pression) et la mesure du débit d'air QT selon l'une quelconque des méthodes décrites ci-avant. Comme seul le registre 5"i est en position ouverte, le débit d'air QT mesuré correspond au débit Qi dans la branche Bi, aux fuites de piquages près, de sorte que le contrôleur peut procéder (étape 140) au calcul du coefficient de perte de charge en appliquant la relation (4) suivante :
[Math. 4]
[Math. 4]
Lors de cette étape 140, le contrôleur peut également procéder au calcul du coefficient de perte de charge kR de la branche de rejet en appliquant la relation (5) suivante :
[Math. 5]
[Math. 5]
A l'issue de l'étape 140, la mémoire associée au contrôleur dispose du coefficient de perte de charge ki pour la branche Bi testée et du coefficient de perte de charge kR.At the end of
Les étapes 110 à 140 sont réitérées jusqu'à ce que les coefficients de perte de charge associées aux N branches aient été déterminés.
On constate que selon ce procédé, le calcul du coefficient de perte de charge kR de la branche de rejet est réalisé à chaque itération des étapes 110 à 140. En pratique, les valeurs de kR obtenues à chaque itération ne sont jamais égales. On doit alors réaliser un choix par une méthode permettant d'obtenir la valeur de kR la plus proche de la réalité, par exemple en effectuant une moyenne des valeurs de kR obtenues à chaque itération.It can be seen that according to this method, the calculation of the pressure drop coefficient kR of the rejection branch is carried out at each iteration of
Comme vu précédemment, la perte de charge ΔPgi peut être calculée dans ce cas par la relation (1) donnée ci-avant. Ainsi, chaque coefficient de perte de charge ki et le coefficient de perte de charge kR peuvent être déterminés par les relations (6) suivantes :
[Math. 6]
[Math. 6]
Des étapes similaires aux étapes 110 à 140 et décrites ci-avant vont dans ce cas devoir être réalisées pour calculer chaque coefficient de perte de charge ki et le coefficient de perte de charge kR de la branche de rejet. Néanmoins, pour pouvoir s'affranchir de la non connaissance du coefficient a, les étapes 120 et 130 vues précédemment doivent être conduites non pas pour une seule vitesse du ventilateur 1 d'extraction d'air, mais pour au moins deux vitesses différentes v1 et v2 du ventilateur 1, de manière à avoir deux couples de mesures [ΔPv1, QT
[Math. 7]
- ΔPv1 est la différence ΔP pour la vitesse v1 ;
- ΔPv2 est la différence ΔP pour la vitesse v2 ;
- QT
v1 est le débit QT pour la vitesse v1 ; - QT
v2 est le débit QT pour la vitesse v2 ; - ΔPV_v1 est la pression du ventilateur, obtenue par cartographie, pour la vitesse v1 ; et
- ΔPV_v2 est la pression du ventilateur, obtenue par cartographie, pour la vitesse v2.
[Math. 7]
- ΔP v1 is the difference ΔP for the speed v1;
- ΔP v2 is the difference ΔP for the speed v2;
- Q T
v1 is the flow rate QT for the speed v1; - Q T
v2 is the QT rate for the speed v2; - ΔP V_v1 is the fan pressure, obtained by mapping, for speed v1; And
- ΔP V_v2 is the fan pressure, obtained by mapping, for speed v2.
Dans le procédé décrit en référence à la
- le contrôleur commande l'ouverture, de préférence maximale, de l'ensemble des N registres, puis commande alors le démarrage du ventilateur 1 à une vitesse donnée (quelconque), ce qui permet au système de délivrer une pression disponible P-;
- le contrôleur déclenche la mesure de ΔP (par le capteur de pression), et la mesure ou l'estimation du débit d'air QT et de la pression disponible P- selon l'une quelconque des méthodes décrites ci-avant. Comme tous les registres sont en position ouverte, le débit d'air QT mesuré correspond à la somme des débits Qi dans la branche Bi, aux fuites de piquages près ;
- le contrôleur détermine alors le coefficient de perte de charge kR par application de la relation (5).
- the controller commands the opening, preferably maximum, of all of the N registers, then commands the starting of the
fan 1 at a given speed (any), which allows the system to deliver an available pressure P − ; - the controller triggers the measurement of ΔP (by the pressure sensor), and the measurement or estimation of the air flow QT and of the available pressure P - according to any of the methods described above. Like all registers are in the open position, the measured air flow QT corresponds to the sum of the flow rates Q i in the branch B i , except for tapping leaks;
- the controller then determines the pressure drop coefficient kR by applying equation (5).
On note que les étapes précédentes pourraient être effectuées pour n'importe quelles positions des registres. Néanmoins, l'ouverture maximale des registres est préférée car plus le débit total QT est élevé, plus grande est la précision sur le calcul de KR.It is noted that the preceding steps could be carried out for any positions of the registers. Nevertheless, the maximum opening of the registers is preferred because the higher the total flow rate QT, the greater the precision on the calculation of KR.
Dans le cas où le coefficient a n'est pas égal à 2, les deux premières étapes précédentes sont effectuées pour deux vitesses v1 et v2 différentes du ventilateur 1, de sorte que le contrôleur peut déterminer alors le coefficient de perte de charge kR par résolution de la relation (7b) ci-avant.In the case where the coefficient a is not equal to 2, the first two previous steps are carried out for two different speeds v1 and v2 of the
Il convient de noter que la détermination du coefficient kR n'est pas obligatoire ici en ce sens que la connaissance de ce coefficient ne sert pas à déterminer le débit dans chaque Qi branche.It should be noted that the determination of the coefficient kR is not obligatory here in the sense that the knowledge of this coefficient is not used to determine the flow rate in each Q i branch.
A la différence du cas précédent, on suppose ici que le système de ventilation ne dispose d'aucun capteur de pression et n'est donc pas en capacité de mesurer la valeur ΔP.Unlike the previous case, it is assumed here that the ventilation system does not have any pressure sensor and is therefore not able to measure the value ΔP.
La
Le procédé débute de préférence par la phase préliminaire 100 visant à définir la référence (mise à zéro) de la position des volets des différents registres 5"i et à estimer les fuites d'air internes du caisson central 2, décrite ci-avant en référence à la
Le contrôleur doit alors procéder en sélectionnant des paires de registres, comme cela va être décrit ci-après :
Le contrôleur commande l'ouverture, de préférence maximale, d'un premier registre 5"i d'une première branche Bi, par exemple le registre 5"1 (i = 1) et la fermeture de tous les autres registres (étape 210). Le contrôleur commande alors le démarrage du ventilateur 1 à une vitesse donnée (quelconque), ce qui permet au système de délivrer une pression disponible P- (étape 220).The controller must then proceed by selecting pairs of registers, as will be described below:
The controller commands the opening, preferably maximum, of a
Lors d'une étape 230, le contrôleur déclenche la mesure ou l'estimation du débit d'air QT selon l'une quelconque des méthodes décrites ci-avant. Comme seul le premier registre 5"i est en position ouverte, le débit d'air QT mesuré correspond au débit Qi dans la première branche Bi, aux fuites de piquages près. Lors de l'étape 230, le contrôleur déclenche également la mesure de la valeur ΔPv_i qui correspond à la pression du ventilateur 1 lorsque seul le premier registre de la première branche Bi est ouvert. Cette mesure est obtenue en utilisant la cartographie du ventilateur, telle que mémorisée dans la mémoire associée au contrôleur.During a
Le contrôleur commande ensuite la fermeture du premier registre 5"i, et l'ouverture, de préférence maximale, d'un second registre 5"i+1 d'une seconde branche Bi+1, par exemple le registre 5"2 et (étape 240). Des étapes similaires aux étapes 220 à 230 sont alors appliquées pour cette seconde branche Bi+1. Ainsi, le contrôleur commande le démarrage du ventilateur 1 à une vitesse donnée (quelconque), ce qui permet au système de délivrer une nouvelle pression disponible P- (étape 250). Puis, lors d'une étape 260, le contrôleur déclenche la mesure du débit d'air QT selon l'une quelconque des méthodes décrites ci-avant. Comme seul le second registre 5"i+1 est en position ouverte, le débit d'air QT mesuré correspond au débit Qi+1 dans la seconde branche Bi+1, aux fuites de piquages près. Lors de l'étape 260, le contrôleur déclenche également la mesure de la valeur ΔPv_i+1 qui correspond à la pression du ventilateur 1 lorsque seul le second registre de la seconde branche Bi+1 est ouvert.The controller then commands the closing of the
Le contrôleur commande alors l'ouverture simultanée, de préférence maximale, des registres de la première branche Bi et de la seconde branche Bi+1 (étape 270), commande ensuite le démarrage du ventilateur 1 à une vitesse donnée (quelconque), et déclenche la mesure du débit d'air QT selon l'une quelconque des méthodes décrites ci-avant (étape 290). Comme le premier et le second registres des branches Bi et Bi+1 sont en position ouverte, le débit d'air QT mesuré correspond à la somme des débits Qi et Qi+1 dans la première et la seconde branche, aux fuites de piquages près. Lors de l'étape 290, le contrôleur déclenche également la mesure de la valeur ΔPv_i_i+1 qui correspond à la pression du ventilateur 1 lorsque seuls le premier registre et le second registre de la première branche Bi, respectivement la seconde branche Bi+1, sont ouverts.The controller then controls the simultaneous opening, preferably maximum, of the registers of the first branch B i and of the second branch B i+1 (step 270), then controls the starting of the
A l'issue de l'étape 290, la mémoire associée au contrôleur dispose donc de trois couples de mesures, à savoir :
- le couple (Qi ; ΔPv_i) obtenu à l'étape 230 ;
- le couple (Qi+1 ; ΔPv_i+1) obtenu à l'étape 260 ;
- le couple (QT ; ΔPv_i_i+1) obtenu à l'étape 290 ;
- the pair (Q i ; ΔP v_i ) obtained in
step 230; - the pair (Q i+1 ; ΔP v_i+1 ) obtained at
step 260; - the pair (QT; ΔP v_i_i+1 ) obtained at
step 290;
Ces trois couples de valeurs sont suffisants pour permettre au contrôleur d'effectuer, lors d'une étape 300, les calculs des coefficients de perte de charge ki, ki+1 et kR. En effet, d'après la modélisation représentée sur la
[Math. 8]
[Math. 9]
avec Ki = ki+kregi These three pairs of values are sufficient to allow the controller to perform, during a
[Math. 8]
[Math. 9]
with K i = k i + kreg i
Par ailleurs, lorsque seul le second registre de la seconde branche Bi+1 est ouvert (étapes 250 et 260), on a la relation (10) suivante :
[Math. 10]
[Math. 11]
avec Ki+1 = ki+1+kregi+1 Moreover, when only the second register of the second branch B i+1 is open (
[Math. 10]
[Math. 11]
with K i+1 = k i+1 +kreg i+1
Enfin, lorsque le premier registre et le second registre des branches Bi et Bi+1 sont simultanément ouverts (étapes 280 et 290), on a la relation (12) suivante :
[Math. 12]
avec la variable
[Math. 12]
with variable
Avec les relations (9), (11) et (12) ci-dessus, le contrôleur dispose d'un système de trois équations à trois inconnues constituées par les trois coefficients de perte de charge ki, ki+1 et kR recherchés et peut donc calculer puis mémoriser ces coefficients à l'étape 300.With the relationships (9), (11) and (12) above, the controller has a system of three equations with three unknowns consisting of the three pressure drop coefficients k i , k i+1 and kR sought and can therefore calculate and then store these coefficients in
Les étapes 210 à 300 sont réitérées pour une autre paire de branches, jusqu'à ce que tous les coefficients de perte de charge ki aient été calculés. On peut par exemple, comme indiqué sur la
Comme dans le cas du procédé décrit en référence à la
En résumé, lorsque le système ne dispose pas de capteur de pression lui permettant de mesurer ou d'estimer la valeur ΔP, le procédé selon la
- a) sélectionner une paire constituée d'un premier registre et d'un deuxième registre;
- b) commander (étape 210) le premier registre de la paire sélectionnée pour qu'il soit dans une position ouverte et tous les autres registres pour qu'ils soient dans une position fermée ;
- c) activer (étape 220) le ventilateur 1 d'extraction d'air à une vitesse donnée ;
- d) déterminer (étape 230) le débit QT du ventilateur (1) d'extraction d'air et mesurer la pression ΔPv_i du ventilateur 1 d'extraction d'air ;
- e) commander (étape 240) le premier registre de la paire sélectionnée pour qu'il soit dans une position fermée, et le deuxième registre de la paire sélectionnée pour qu'il soit dans une position ouverte ;
- f) réitérer les étapes c) et d) ci-dessus de manière à déterminer (260) le débit QT du ventilateur 1 d'extraction d'air et mesurer la pression ΔPv_i+1 du ventilateur 1 d'extraction d'air ;
- g) commander (étape 270) le premier registre et le deuxième registre de la paire sélectionnée pour qu'ils soient simultanément dans une position ouverte ;
- h) réitérer les étapes c) et d) ci-dessus de manière à déterminer (290) le débit QT du ventilateur 1 d'extraction d'air et mesurer la pression ΔPv_i_i+1 du ventilateur 1 d'extraction d'air ;
- i) déduire (étape 300) les valeurs des coefficients ki, ki+1 associées aux deux registres de la paire sélectionnée, et le coefficient kR.
- a) selecting a pair consisting of a first register and a second register;
- b) controlling (step 210) the first register of the selected pair to be in an open position and all the other registers to be in a closed position;
- c) activating (step 220) the
air extraction fan 1 at a given speed; - d) determining (step 230) the flow rate Q T of the air extraction fan (1) and measuring the pressure ΔP v_i of the
air extraction fan 1; - e) controlling (step 240) the first register of the selected pair to be in a closed position, and the second register of the selected pair to be in an open position;
- f) repeating steps c) and d) above so as to determine (260) the flow rate Q T of the
air extraction fan 1 and measure the pressure ΔP v_i+1 of theair extraction fan 1 ; - g) controlling (step 270) the first register and the second register of the selected pair so that they are simultaneously in an open position;
- h) repeating steps c) and d) above so as to determine (290) the flow rate Q T of the
air extraction fan 1 and measure the pressure ΔP v_i_i+1 of theair extraction fan 1 ; - i) deducing (step 300) the values of the coefficients k i , k i+1 associated with the two registers of the selected pair, and the coefficient k R .
Les étapes a) à i) ci-dessus sont réitérées pour une autre paire de registres comportant au moins un registre différent de ceux constituant la paire de l'itération précédente, jusqu'à ce que l'on ait obtenu le coefficient associé à chaque gaine de l'installation.Steps a) to i) above are repeated for another pair of registers comprising at least one register different from those constituting the pair of the previous iteration, until the coefficient associated with each is obtained. sheath of the installation.
Les procédés d'auto calibration conformes à l'invention ont été décrits de façon non limitative dans le cas d'une installation de ventilation à extraction d'air. Les principes de l'invention sont néanmoins applicables au cas où l'installation de ventilation est à insufflation d'air. Il suffit dans ce cas de remplacer le ventilateur 1 d'extraction d'air par un ventilateur d'insufflation d'air. Les N gaines d'extraction d'air 41, 42, 43 deviennent des gaines d'insufflation d'air, et la gaine de rejet 8 devient une gaine d'entrée d'air, équipée de préférence d'un filtre d'air. Dans ce cas, la perte de charge de ce filtre doit être prise en compte dans le calcul du coefficient kR. En outre, les procédés ont été décrits dans le cadre de l'installation schématisée sur la
Dans tous les cas, il est possible de lancer une procédure d'auto calibration à tout moment, que ce soit à la première installation du caisson central 2 et des bouches associées, ou après cette première installation (par exemple lors d'une opération de maintenance, ou suite à un incident), et de connaître ainsi avec précision les coefficients de pertes de charges de l'environnement dans lequel évolue le système de ventilation. Grâce à l'invention, on peut notamment réévaluer régulièrement les coefficients ki, et estimer ainsi l'état d'encrassement des gaines. Dans le cas d'une installation d'insufflation d'air, une réévaluation régulière du coefficient kR permet d'évaluer également l'état d'encrassement du filtre de la gaine d'entrée d'air, et procéder à son changement si nécessaire.In any case, it is possible to launch a self-calibration procedure at any time, whether it is on the first installation of the
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