EP4220023A1 - Regulation of the pressure supplied by a fan for extracting or blowing air in a ventilation installation - Google Patents
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- EP4220023A1 EP4220023A1 EP22211975.2A EP22211975A EP4220023A1 EP 4220023 A1 EP4220023 A1 EP 4220023A1 EP 22211975 A EP22211975 A EP 22211975A EP 4220023 A1 EP4220023 A1 EP 4220023A1
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- F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
- F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
Definitions
- a non-limiting example of known residential ventilation installation comprises a ventilation system comprising a fan 1 for extracting an air flow, preferably placed in a volute of a central box 2 comprising a number N of taps air inlet such as 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 an air flow, preferably placed in a volute of a central box 2 comprising a number N of taps air inlet such as the three air inlet tappings 3 1 , 3 2 , 3 3 visible on the figure 1 , each connected to a first end of
- 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, without limitation, the humidity level of the room, the 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 air flow by providing the vents with an overall pressure allowing them to operate at the correct extraction flow.
- 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 choice of the pressure available for an extraction valve is generally defined so that it can regulate the necessary flow rates whatever the conditions of the installation and the needs of the other valves. This can lead to overconsumption of the fan's motorized turbine and unnecessary pressure drops in the aeraulic network.
- the extraction mouths 5 1 , 5 2 , 5 3 of the figure 1 are replaced by mouths 5 1 ′ , 5 2 ′ And 5 3 ′ whose function is purely aesthetic, and the flow regulators with adjustable passage opening are constituted by registers 5 1 " , 5 2 " And 5 3 " each comprising a movable flap, and placed 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 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.
- the static pressure supplied by the fan is generally regulated to remain constant, but this does not necessarily constitute optimum operation since the dampers must compensate for the excess pressure by maintaining smaller openings, thus creating load loss.
- the value of the minimum static pressure is then determined as being the maximum pressure among the theoretical necessary pressure values calculated for all the ducts of the installation.
- the method continues by calculating, for each regulation valve, the opening position making it possible to obtain, for this minimum static pressure thus determined, the air flow required per duct, then by controlling the regulation valves to that they are positioned at the calculated opening positions.
- pressure regulation is carried out using the calculated minimum pressure as set point and the pressure measured in the common trunk as a measure.
- a main drawback of the method described in the previous document is that it is sequential and requires determining the value of the minimum static pressure each time the ventilation needs change before being able to act on the opening positions of the control valves. .
- the object of the present invention is to overcome the limitations of the prior art by proposing a simple solution making it possible to automatically adapt the pressure supplied by the fan to its minimum, and without having to calculate it beforehand.
- the step of adjusting the pressure supplied consists of controlling said supplied pressure in a closed loop by adjusting the speed of rotation of the turbine of the extraction or air blowing fan to reduce the difference between a measurement of said supplied pressure and a pressure setpoint depending on a current open position Pos ref of the reference flow regulator.
- said pressure setpoint is slaved to reduce a difference between the current open position Pos ref of the reference flow regulator and a predefined setpoint CPOS.
- said pressure setpoint is determined by fuzzy logic as a function of the current opening position Pos ref of the reference flow regulator and a current rotational speed of the turbine of the extraction or insufflation fan d 'air.
- Said maximum passage opening predefined for the reference flow regulator is preferably less than the maximum opening that the reference flow regulator can reach.
- Said maximum passage opening predefined for the reference flow regulator is advantageously between 90% and 98% of the maximum opening that the reference flow regulator can reach.
- the passage opening modulation and the steps of determining the reference flow regulator and adjusting the pressure supplied by the air extraction or supply fan are repeated each time. variation of the pressure supplied by the air extraction or blowing fan and/or each variation of a flow set point per duct corresponding to a need for extraction or air blowing per 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 invention is also applicable to the case where the flow regulators with adjustable passage opening are air extraction or blowing vents as shown diagrammatically in the figure 1 .
- the pressure sensor can for example have a measurement point placed between the roof of the extraction fan 1 and the air inlet tappings and another measurement point outside to measure the atmospheric pressure P 0 serving as reference.
- the sensors able to determine the ventilation needs are preferably placed in the tappings of the central box 2, for example connected to an electronic card associated with each damper and configured to drive the damper motor and modulate the damper opening position.
- These sensors can be capable of detecting the humidity level, the CO 2 level, the presence of a person, and/or any parameters capable of providing information on the quality of the air.
- the invention is based on the principle of elementary physics which demonstrates that, in order to operate a ventilation installation permanently at an optimum pressure which is a compromise between the need for air renewal in the building, the electrical consumption of the ventilation system ventilation and heat losses, it suffices to have the least pressure drop possible in the installation, which amounts to reducing the available pressure to a minimum, while satisfying the necessary flow rate criteria defined by the regulations.
- each extraction branch (each branch comprising an extraction sheath and, at the two ends of the sheath, an extraction mouth and an extraction damper), and on the other hand, of the or rejection branches (each rejection branch comprising a rejection sheath and a roof cap).
- the air extraction fan 1 is a fan whose turbine rotates at variable and controllable speed.
- the search for an optimum in the pressure P ⁇ provided by the fan 1 consists, in accordance with the invention, in ensuring that at least one of the registers (or more generally one of the flow regulators) of the installation is maintained at the widest possible opening while ensuring that all flow requirements per duct are met.
- a method 100 for regulating the pressure supplied by the air extraction fan 1 at the level of the central box 2 essentially comprises, in accordance with the invention, the steps summarized below, controlled by a controller preferably carried by the main electronic card, the latter being advantageously positioned inside the central box 2:
- each register 5 I " is modulated so that a flow rate Q i passing through each damper tends towards a flow rate set point CQ i per duct corresponding to a need for extracting or blowing air per duct, for a current pressure P - supplied by the fan 1 extraction, measured by the pressure sensor.
- This step 101 conventionally comprises the determination of the air flow passing through each damper, the comparison of this determined air flow with the flow set point per duct, and the modulation of the closing of the passage opening according to the result. of the comparison. For example, if the damper is of the type having a movable flap in rotation to more or less close the passage opening, the modulation will consist in controlling the rotation of the flap.
- method 100 further comprises, in accordance with the invention, the following steps:
- step 102 the register which has the largest passage opening at the end of step 101 is determined among the N registers. This register thus determined will constitute a reference register for the next step.
- the pressure supplied by the air extraction fan 1 is then adjusted to tend to obtain, for the reference register determined in step 102, a passage opening of the reference register corresponding to a predefined maximum passage opening, while respecting the flow set point for the duct associated with this reference damper.
- step 103 consists in checking, during a step 103a, whether a current open position Pos ref occupied by the reference register corresponds to a set position, or at the very least is between a high level and a defined low level, and to make an adjustment 103b (namely an increase or a decrease) of the pressure supplied by the fan 1 for extracting or insufflating air as long as the condition of the step 103a is not verified.
- Steps 101 to 103 are repeated preferably at each pressure variation supplied by the air extraction fan 1 and/or at each variation a flow setpoint per duct corresponding to a new air extraction need.
- the flow setpoint CQ i per duct is determined according to the needs to satisfy the renewal of air in the rooms concerned. It may be the result of control laws taking into account the measurements made by the various sensors.
- the function f is determined by experimentation.
- the function f can be a polynomial regression, a function of point interpolations (“mapping”), an equation resulting from fluid dynamics or any other form of mathematical calculation making it possible to obtain the position of the register.
- the values of the pressure drop coefficients k i associated with each extraction duct 4 i have been determined beforehand and stored in a memory of the main electronic board.
- Each calculated value Pos i is communicated to the register concerned 5 I " so that its closure means adopts this position.
- the main electronic card and the electronic cards associated with each register carry communication means capable of exchanging information over a communication link, preferably a Bus link.
- the communication link is preferably wireless between the main electronic card and the electronic cards associated with each outlet.
- Function block 20 represents the reference register determination made in step 102 of the figure 4 , which corresponds to the register which has the greatest passage opening at the moment in question.
- Stage 103 of the figure 4 is here implemented by a closed-loop control 30 of the pressure P - supplied by the fan 1 which adjusts, by a command U, the speed of rotation of the turbine of the fan 1 to reduce the difference ⁇ between a measurement of the pressure P - and a pressure setpoint W itself adjusted, at the level of a functional block referenced 40 on the figure 5 , to obtain, from the opening position Pos ref occupied by the reference register and determined in step 102, an opening position Pos max ref corresponding to a predefined maximum passage opening, while respecting the flow rate setpoint CQ ref for the duct associated with this reference damper.
- the corrector 31 used in the closed-loop servo-control 30 can be a proportional corrector, a proportional-integrator corrector, a proportional Integrator-Derivative corrector, an RST regulator, a control corrector by state feedback, a predictive control corrector or any other known corrector.
- the preset maximum open position Pos max ref is preferably lower than the maximum open position actually attainable for the reference register. Indeed, when a damper is completely open, it is at its maximum saturation position for which it can no longer be considered that there is perfect equality between the setpoint CQ i and the actual flow rate Q i so that the relationship (4) above would not be accurate.
- the predefined maximum opening position Pos max ref is preferably greater than or equal to a low level set for example at 90% opening, and less than or equal to a high level set for example at 98% opening.
- any damper will adapt its opening position according to the pressure P - available (function block 10 and step 101).
- the pressure P ⁇ decreases
- both the reference damper and the other dampers will increase their passage opening to maintain the flow rate corresponding to the flow setpoint associated with their branch.
- the dampers must reduce their passage opening to maintain the flow corresponding to the flow set point.
- the functional block 40 can be realized by using an adjustment by level of thresholds, as schematized on the figure 6 .
- the aforementioned high level and low level correspond to the activation thresholds for the increase, respectively, of the decrease, of the pressure setpoint W.
- An increase slope 41 and a decrease slope 42 are in also used to apply an increase in the setpoint W or a decrease in the setpoint W depending on whether the current open position Pos ref occupied by the reference register is greater than the high level, respectively less than the low level.
- These slopes 41 and 42 both have the dimension of a setpoint over time (for example an increase/decrease of 5 Pascals per minute).
- the high level, the low level and the two slopes 41, 42 thus constitute the adjustment parameters of the pressure setpoint W.
- a limiter 43 is advantageously used to ensure that the setpoint W remains within the capacity limits of the air extraction fan 1.
- the two limit values Limmin and Lim max of the limiter 43 correspond respectively to the minimum pressure and to the maximum pressure that the fan 1 can supply, for respectively a minimum speed and a maximum speed of this fan.
- the functional block 40 can also be implemented, as shown schematically in the figure 7 , using the classic principles of adjusting a fuzzy control (or fuzzy logic) (fuzzification then defuzzification). This makes it possible to add, in addition to the Pos ref input variable, other input variables (for example the speed Vit ref of the fan turbine).
- This solution has the advantage of being able to dynamically modify the value of the two slopes 41, 42 of the previous solution, in other words of increasing or decreasing the pressure setpoint W more or less rapidly.
- the functional block 40 can also be produced by nesting correctors. This consists of adding to the closed-loop servo-control 30 a regulation loop in which the setpoint W becomes the variable to be servo-controlled as schematized on the figure 8 .
- the functional block 40 comprises another servo loop, comprising a second corrector 44 and which adjusts, by a command U', the pressure setpoint W to reduce a difference ⁇ ' between the current open position Pos ref occupied by the reference register and determined in step 102, and a predefined CPOS setpoint (for example a setpoint fixed at 95%), corresponding to the predefined maximum opening position Pos max ref cited above.
- the functional block 20 on the one hand, and the functional block 40 associated with the closed-loop servo-control 30 on the other hand interact and bring about a convergence of the system towards a stable state which makes it possible to satisfy the needs of the system. all of the ducts while guaranteeing operation at a minimum P- pressure, optimizing acoustic discomfort and system consumption.
- block 40 includes the acceleration/deceleration slopes of the setpoint pressure W (slopes 41 and 42 in the case of the adjustment by level of thresholds illustrated in the figure 6 ; Output in acceleration in the case of a fuzzy control illustrated on the figure 7 ; and correction 44 in the case of a regulation nesting illustrated on the FIG. 8 ), motor speed variations are dampened in the event of a setpoint change, promoting the continuous stability of the system.
- relation (4) requires knowledge of the pressure drop coefficients k i associated with the extraction ducts 4 i , these having been determined beforehand and stored in a memory of the electronic card main. These coefficients may have been determined using simulation software in which the parameters of the installation have been entered (such as the number of ducts, lengths and geometry of the ducts, position of the dampers).
- An advantage of determining in situ the pressure drop coefficients k i associated with the extraction ducts 4 i lies in the fact that the self-calibration phase can be carried out not only when the installation is put into service for the first time, but also at any time during the use of the installation, which makes it possible in particular to take into account a possible evolution of the pressure drops, linked for example to fouling of the extraction ducts.
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de régulation de la pression fournie par un ventilateur à vitesse de rotation ajustable dans une installation de ventilation comprenant en outre: - N gaines d'air, chacune raccordée à un piquage d'un caisson central comportant ledit ventilateur; et - N régulateurs de débit à ouverture de passage réglable, associés chacun à une gaine d'air. Le procédé comprend une modulation (101) d'une ouverture de chaque régulateur de débit pour qu'un débit le traversant tende vers une consigne de débit par gaine, pour une pression courante fournie par le ventilateur ; et, en parallèle de la modulation (101) :
- la détermination (102), parmi les N régulateurs de débit, d'un régulateur de référence qui présente la plus grande ouverture de passage ;
- l'ajustement (103) de la pression fournie par le ventilateur pour tendre à obtenir, pour ce régulateur de référence, une ouverture maximum de passage prédéfinie.
The subject of the invention is a method for regulating the pressure supplied by a fan with adjustable rotation speed in a ventilation installation further comprising: - N air ducts, each connected to a tapping of a central box comprising said fan; and - N flow regulators with adjustable passage opening, each associated with an air duct. The method comprises modulating (101) an opening of each flow regulator so that a flow passing through it tends towards a flow setpoint per duct, for a current pressure supplied by the fan; and, in parallel with the modulation (101):
- the determination (102), among the N flow regulators, of a reference regulator which has the largest passage opening;
- the adjustment (103) of the pressure supplied by the fan in order to tend to obtain, for this reference regulator, a predefined maximum passage opening.
Description
La présente invention concerne de manière générale le domaine de la ventilation, et plus précisément un procédé de régulation de la pression fournie par un ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air comprenant une turbine à vitesse de rotation ajustable dans une installation de ventilation, ladite installation de ventilation comprenant en outre:
- une pluralité de 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 d'un caisson central comportant ledit ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ;
- au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air, et
- une pluralité de régulateurs de débit à ouverture de passage réglable, associés chacun à une gaine d'extraction ou d'insufflation d'air parmi ladite pluralité de gaines d'extraction ou d'insufflation d'air.
- a plurality of air extraction or blowing ducts a first end of each air extraction or blowing duct being connected to an air inlet or air outlet tapping of a central box comprising said air extraction or supply fan;
- at least one exhaust or air inlet duct, and
- a plurality of flow regulators with adjustable passage opening, each associated with an air extraction or blowing duct among said plurality of air extraction or blowing ducts.
Comme schématisée sur la
Pour ce type d'installation, le choix de la pression disponible pour une bouche d'extraction est généralement défini pour qu'elle puisse réguler les débits nécessaires quels que soient les conditions de l'installation et les besoins des autres bouches. Ceci peut engendrer des surconsommations de la turbine motorisée du ventilateur et des pertes de charges inutiles du réseau aéraulique.For this type of installation, the choice of the pressure available for an extraction valve is generally defined so that it can regulate the necessary flow rates whatever the conditions of the installation and the needs of the other valves. This can lead to overconsumption of the fan's motorized turbine and unnecessary pressure drops in the aeraulic network.
En variante, comme schématisée sur la
Dans ces systèmes à registres, la pression statique fournie par le ventilateur est généralement régulée pour rester constante, mais ne constitue pas pour autant un optimum de fonctionnement puisque les registres doivent compenser l'excès de pression en maintenant des ouvertures plus réduites, donc créer de la perte de charge.In these damper systems, the static pressure supplied by the fan is generally regulated to remain constant, but this does not necessarily constitute optimum operation since the dampers must compensate for the excess pressure by maintaining smaller openings, thus creating load loss.
Ainsi, dans la plupart des systèmes de ventilation connus, les débits d'extraction par gaine sont souvent :
- soit très au-dessus des besoins exprimés par la règlementation, ce qui engendre des excès de consommation électrique et de déperditions thermiques ;
- soit très en dessous de ce même besoin en rendant le système inopérant pas excès de perte de charges.
- either far above the requirements expressed by the regulations, which generates excess electricity consumption and heat loss;
- either far below this same need by rendering the system inoperative due to excessive pressure drop.
Il existe en conséquence un besoin de faire fonctionner un système de ventilation, de préférence en permanence, à un optimum de pression statique fournie par le ventilateur qui est un compromis entre besoin de renouvellement d'air, consommation électrique du système de ventilation et déperditions thermiques.There is therefore a need to operate a ventilation system, preferably permanently, at an optimum static pressure supplied by the fan which is a compromise between the need for air renewal, electrical consumption of the ventilation system and heat loss. .
Pour répondre au besoin de réduire la consommation énergétique tout en réduisant les nuisances sonores, le document
- on convertit chaque demande de ventilation de pièce en demandes de débit d'air associé à chaque conduit de distribution ;
- on calcule pour chaque conduit de distribution la valeur de pression nécessaire théorique dans le tronc commun pour assurer le débit demandé, en considérant que seule la vanne associée à ce conduit est en position d'ouverture maximale et en prenant en compte les pertes de charge pendant le trajet de l'air dans chaque conduit.
- each room ventilation request is converted into air flow requests associated with each distribution duct;
- for each distribution duct, the theoretical necessary pressure value is calculated in the common trunk to ensure the requested flow rate, considering that only the valve associated with this duct is in the maximum open position and taking into account the pressure drops during the air path in each duct.
La valeur de la pression statique minimale est alors déterminée comme étant la pression maximale parmi les valeurs de pression nécessaires théoriques calculées pour tous les conduits de l'installation. Le procédé se poursuit en calculant, pour chaque vanne de régulation, la position d'ouverture permettant d'obtenir, pour cette pression statique minimale ainsi déterminée, le débit d'air demandé par conduit, puis en commandant les vannes de régulation pour qu'elles se positionnent aux positions d'ouverture calculées. Enfin, une régulation en pression est réalisée en utilisant comme consigne la pression minimale calculée et comme mesure la pression mesurée dans le tronc commun.The value of the minimum static pressure is then determined as being the maximum pressure among the theoretical necessary pressure values calculated for all the ducts of the installation. The method continues by calculating, for each regulation valve, the opening position making it possible to obtain, for this minimum static pressure thus determined, the air flow required per duct, then by controlling the regulation valves to that they are positioned at the calculated opening positions. Finally, pressure regulation is carried out using the calculated minimum pressure as set point and the pressure measured in the common trunk as a measure.
Un inconvénient principal du procédé décrit dans le document précédent est qu'il est séquentiel et nécessite de déterminer la valeur de la pression statique minimale à chaque fois que les besoins en ventilation changent avant de pouvoir agir sur les positions d'ouverture des vannes de régulation.A main drawback of the method described in the previous document is that it is sequential and requires determining the value of the minimum static pressure each time the ventilation needs change before being able to act on the opening positions of the control valves. .
De plus, une variation brutale de consigne induit ici un risque d'inconfort acoustique accompagné d'un risque d'instabilité du système (effet de pompage).In addition, a sudden change in setpoint here induces a risk of acoustic discomfort accompanied by a risk of instability of the system (pumping effect).
La présente invention a pour but de pallier les limitations de l'art antérieur en proposant une solution simple permettant d'adapter automatiquement la pression fournie par le ventilateur à son minimum, et sans avoir à la calculer au préalable.The object of the present invention is to overcome the limitations of the prior art by proposing a simple solution making it possible to automatically adapt the pressure supplied by the fan to its minimum, and without having to calculate it beforehand.
Plus spécifiquement, la présente invention a pour objet un procédé de régulation de la pression fournie par un ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air comprenant une turbine à vitesse de rotation ajustable dans une installation de ventilation, ladite installation de ventilation comprenant en outre:
- une pluralité de 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 d'un caisson central comportant ledit ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ;
- au moins une gaine de rejet ou d'entrée d'air, et
- une pluralité de régulateurs de débit à ouverture de passage réglable, associés chacun à une gaine d'extraction ou d'insufflation d'air parmi ladite pluralité de gaines d'extraction ou d'insufflation d'air,
ledit procédé de régulation comprenant une modulation d'une ouverture de passage de chaque régulateur de débit pour qu'un débit traversant chaque régulateur de débit tende vers une consigne de débit par gaine correspondant à un besoin d'extraction ou d'insufflation d'air par gaine, pour une pression courante fournie par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air; et étant caractérisé en ce qu'il comporte, en parallèle de la modulation d'ouverture de passage de chaque régulateur de débit: - une étape de détermination, parmi ladite pluralité de régulateurs de débit, d'un régulateur de débit dit de référence qui présente la plus grande ouverture de passage;
- une étape d'ajustement de la pression fournie par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air pour tendre à obtenir, pour le régulateur de débit de référence, une ouverture de passage correspondant à une ouverture maximum de passage prédéfinie, tout en respectant la consigne de débit pour la gaine associée au régulateur de débit de référence .
- a plurality of air extraction or blowing ducts, a first end of each air extraction or blowing duct being connected to an air inlet or air outlet tapping of a central box comprising said air extraction or blowing fan;
- at least one exhaust or air inlet duct, and
- a plurality of flow regulators with adjustable passage opening, each associated with an air extraction or blowing duct from among said plurality of air extraction or blowing ducts,
said regulation method comprising modulating a passage opening of each flow regulator so that a flow passing through each flow regulator tends towards a set flow rate per duct corresponding to a need for extraction or blowing of air by duct, for a current pressure supplied by the exhaust or air supply fan; and being characterized in that it comprises, in parallel with the aperture modulation of passage of each flow regulator: - a step of determining, among said plurality of flow regulators, a so-called reference flow regulator which has the largest passage opening;
- a step of adjusting the pressure supplied by the extraction or air blowing fan to tend to obtain, for the reference flow regulator, a passage opening corresponding to a maximum predefined passage opening, while respecting the flow setpoint for the duct associated with the reference flow regulator.
Dans des modes de réalisation possibles, l'étape d'ajustement de la pression fournie consiste à asservir en boucle fermée ladite pression fournie en ajustant la vitesse de rotation de la turbine du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air pour réduire l'écart entre une mesure de ladite pression fournie et une consigne en pression dépendant d'une position d'ouverture courante Posref du régulateur de débit de référence.In possible embodiments, the step of adjusting the pressure supplied consists of controlling said supplied pressure in a closed loop by adjusting the speed of rotation of the turbine of the extraction or air blowing fan to reduce the difference between a measurement of said supplied pressure and a pressure setpoint depending on a current open position Pos ref of the reference flow regulator.
Dans des modes de réalisation possibles :
- si la position d'ouverture courante Posref du régulateur de débit de référence est supérieure à un niveau haut prédéfini, ladite consigne en pression est augmentée;
- inversement, si la position d'ouverture courante Posref du régulateur de débit de référence est inférieure à un niveau bas prédéfini, la consigne en pression est diminuée ;
- si la position d'ouverture courante Posref du régulateur de débit de référence est comprise entre le niveau haut prédéfini et le niveau bas prédéfini, ladite consigne en pression est inchangée.
- if the current open position Pos ref of the reference flow regulator is greater than a predefined high level, said pressure set point is increased;
- conversely, if the current open position Pos ref of the reference flow regulator is lower than a predefined low level, the pressure setpoint is reduced;
- if the current open position Pos ref of the reference flow regulator is between the predefined high level and the predefined low level, said pressure set point is unchanged.
Dans des modes de réalisation possibles, ladite consigne en pression est asservie pour réduire un écart entre la position d'ouverture courante Posref du régulateur de débit de référence et une consigne CPOS prédéfinie.In possible embodiments, said pressure setpoint is slaved to reduce a difference between the current open position Pos ref of the reference flow regulator and a predefined setpoint CPOS.
En variante, ladite consigne en pression est déterminée par logique floue en fonction de la position d'ouverture courante Posref du régulateur de débit de référence et d'une vitesse de rotation courante de la turbine du ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air.As a variant, said pressure setpoint is determined by fuzzy logic as a function of the current opening position Pos ref of the reference flow regulator and a current rotational speed of the turbine of the extraction or insufflation fan d 'air.
Ladite ouverture maximum de passage prédéfinie pour le régulateur de débit de référence est de préférence inférieure à l'ouverture maximale que peut atteindre le régulateur de débit de référence.Said maximum passage opening predefined for the reference flow regulator is preferably less than the maximum opening that the reference flow regulator can reach.
Ladite ouverture maximum de passage prédéfinie pour le régulateur de débit de référence est avantageusement comprise entre 90% et 98% de l'ouverture maximale que peut atteindre le régulateur de débit de référence.Said maximum passage opening predefined for the reference flow regulator is advantageously between 90% and 98% of the maximum opening that the reference flow regulator can reach.
Dans des modes de réalisation possibles, la modulation d'ouverture de passage et les étapes de détermination du régulateur de débit de référence et d'ajustement de la pression fournie par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air sont réitérées à chaque variation de la pression fournie par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air et/ou à chaque variation d'une consigne de débit par gaine correspondant à un besoin d'extraction ou d'insufflation d'air par gaine.In possible embodiments, the passage opening modulation and the steps of determining the reference flow regulator and adjusting the pressure supplied by the air extraction or supply fan are repeated each time. variation of the pressure supplied by the air extraction or blowing fan and/or each variation of a flow set point per duct corresponding to a need for extraction or air blowing per duct.
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 comprenant une turbine à vitesse de rotation ajustable,
- une pluralité de 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
- une pluralité de régulateurs de débit à ouverture de passage réglable, associés chacun à une gaine d'extraction ou d'insufflation d'air parmi ladite pluralité de gaines d'extraction ou d'insufflation d'air,
ladite installation étant en outre configurée pour mettre en œuvre le procédé de régulation de la pression fournie par le ventilateur d'extraction ou d'insufflation d'air ci-avant.
- a central box comprising a fan for extracting or insufflating air comprising a turbine with adjustable speed of rotation,
- a plurality of air extraction or blowing ducts, a first end of each air extraction or blowing duct being connected to an air inlet or air outlet of said central box;
- at least one exhaust or air inlet duct, and
- a plurality of flow regulators with adjustable passage opening, each associated with an air extraction or blowing duct from among said plurality of air extraction or blowing ducts,
said installation being further configured to implement the process for regulating the pressure provided by the above extraction or air blowing fan.
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.Each flow regulator can be an air extraction or insufflation mouth arranged at a second end of the corresponding air extraction or insufflation duct.
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.As a variant, each flow regulator is a register arranged inside the corresponding air inlet or outlet tapping of said central box.
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 procédé de régulation de la pression fournie conforme à la présente invention ; - La
figure 5 illustre un schéma fonctionnel possible d'opérations susceptibles d'être mises en œuvre pour implémenter les étapes de lafigure 4 ; - La
figure 6 illustre schématiquement un principe d'ajustement de la pression par niveau de seuils ; - La
figure 7 illustre schématiquement un principe d'ajustement de la pression par logique floue ; - La
figure 8 illustre schématiquement un principe d'ajustement de la pression par une imbrication de correcteurs.
- 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 method of regulating the pressure supplied in accordance with the present invention; - There
figure 5 illustrates a possible block diagram of operations that could be implemented to implement the steps of thefigure 4 ; - There
figure 6 schematically illustrates a principle of pressure adjustment by threshold level; - There
figure 7 schematically illustrates a principle of pressure adjustment by fuzzy logic; - There
figure 8 schematically illustrates a pressure adjustment principle by nesting correctors.
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.
L'invention va être décrite dans le cadre non limitatif de l'installation de ventilation par extraction d'air schématisée à la
- N gaines d'extraction 41, 42, 43, une première extrémité de chaque gaine d'extraction d'air étant raccordée à un piquage d'entrée d'air 31, 32, 33 d'un caisson central 2
comportant un ventilateur 1 d'extraction; - au moins une gaine de rejet d'air 8, et
- N régulateurs de débit à ouverture de passage réglable, sous forme de registres motorisés
- N extraction ducts 4 1 , 4 2 , 4 3 , a first end of each air extraction duct being connected to an
3 1 , 3 2 , 3 3 of aair inlet connection central box 2 comprising anexhaust fan 1; - at least one
air exhaust duct 8, and - N flow regulators with adjustable passage opening, in the form of
motorized dampers
L'invention est également applicable au cas où les régulateurs de débit à ouverture de passage réglable sont des bouches d'extraction ou d'insufflation d'air comme schématisé sur la
On considère également que l'installation comporte les éléments suivants, non représentés sur la
- au moins une carte électronique principale constituant l'intelligence du système à partir de laquelle toutes les opérations de calculs, mesures et commandes nécessaires à la régulation sont lancées ;
- un capteur de pression ou tout moyen permettant de mesurer ou d'estimer la pression fournie par le ventilateur 1 dans le caisson central ;
- de capteurs aptes à déterminer les besoins de ventilation dans chaque pièces dans lesquelles les gaines débouchent.
- at least one main electronic card constituting the intelligence of the system from which all the operations of calculations, measurements and commands necessary for the regulation are launched;
- a pressure sensor or any means making it possible to measure or estimate the pressure supplied by the
fan 1 in the central box; - sensors capable of determining the ventilation needs in each room into which the ducts open.
Le capteur de pression peut par exemple avoir un point de mesure placé entre le pavillon du ventilateur 1 d'extraction et les piquages d'entrée d'air et un autre point de mesure à l'extérieur pour mesurer la pression atmosphérique P0 servant de référence.The pressure sensor can for example have a measurement point placed between the roof of the
Les capteurs aptes à déterminer les besoins de ventilation sont de préférence placés dans les piquages du caisson central 2, par exemple reliés à une carte électronique associée à chaque registre et configurée pour piloter le moteur du registre et moduler la position d'ouverture du registre. Ces capteurs peuvent être aptes à détecter le taux d'humidité, le taux de CO2, la présence d'une personne, et/ou tout paramètres susceptibles de renseigner sur la qualité de l'air.The sensors able to determine the ventilation needs are preferably placed in the tappings of the
L'invention repose sur le principe de la physique élémentaire qui démontre que, pour faire fonctionner une installation de ventilation en permanence à un optimum de pression qui est un compromis entre le besoin de renouvellement d'air du bâtit, la consommation électrique du système de ventilation et les déperditions thermiques, il suffit d'avoir le moins de pertes de charges possible dans l'installation, ce qui revient à réduire au minimum la pression disponible, tout en satisfaisant les critères de débits nécessaires définis par la réglementation.The invention is based on the principle of elementary physics which demonstrates that, in order to operate a ventilation installation permanently at an optimum pressure which is a compromise between the need for air renewal in the building, the electrical consumption of the ventilation system ventilation and heat losses, it suffices to have the least pressure drop possible in the installation, which amounts to reducing the available pressure to a minimum, while satisfying the necessary flow rate criteria defined by the regulations.
Dans une installation de ventilation telle que représentée schématiquement sur la
La
- P- est la pression statique 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 ;
- ΔPR 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, et correspond à la somme des débits Qi au niveau de chaque branche Bi.
- P - is the static pressure provided by the
air extraction fan 1 at 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; - k R is a pressure drop coefficient of the rejection branch made up of the
rejection sheath 8 and of the rejection means 6; - ΔP R is the head loss 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 ;
- Q T is the flow rate of the
air extraction fan 1, and corresponds to the sum of the flow rates Q i at the level of each branch B i .
Le ventilateur 1 d'extraction d'air est un ventilateur dont la turbine tourne à vitesse variable et commandable.The
Il est connu que la perte de charge ΔPgi dans chaque branche Bi peut être calculée 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]
Ainsi, les seuls éléments susceptibles d'ajouter de la perte de charge à l'installation des
La recherche d'un optimum dans la pression P- fournie par le ventilateur 1 consiste, conformément à l'invention, à s'assurer qu'au moins un des registres (ou plus généralement un des régulateurs de débit) de l'installation est maintenu à une ouverture la plus grande possible tout en garantissant que tous les besoins en débit par gaine sont satisfaits.The search for an optimum in the pressure P − provided by the
Conformément à la
Lors d'une étape référencée 101 sur la
En parallèle de l'étape 101 de modulation, le procédé 100 comporte en outre, conformément à l'invention, les étapes suivantes :In parallel with
Lors d'une étape 102, le registre qui présente la plus grande ouverture de passage à l'issue de l'étape 101 est déterminé parmi les N registres. Ce registre ainsi déterminé va constituer un registre de référence pour l'étape suivante.During a
Lors d'une étape 103, la pression fournie par le ventilateur 1 d'extraction d'air est alors ajustée pour tendre à obtenir, pour le registre de référence déterminé à l'étape 102, une ouverture de passage du registre de référence correspondant à une ouverture maximum de passage prédéfinie, tout en respectant la consigne de débit pour la gaine associée à ce registre de référence.During a
Dans un mode de réalisation possible, l'étape 103 consiste à vérifier, lors d'une étape 103a, si une position d'ouverture courante Posref occupée par le registre de référence correspond à une position de consigne, ou à tout le moins est comprise entre un niveau haut et un niveau bas définis, et à réaliser un ajustement 103b (à savoir une augmentation ou une diminution) de la pression fournie par le ventilateur 1 d'extraction ou d'insufflation d'air tant que la condition de l'étape 103a n'est pas vérifiée.In one possible embodiment,
Les étapes 101 à 103 sont réitérées de préférence à chaque variation de pression fournie par le ventilateur 1 d'extraction d'air et/ou à chaque variation d'une consigne de débit par gaine correspondant à un nouveau besoin d'extraction d'air.
La
Le bloc fonctionnel 10 représente les opérations effectuées pour déterminer la position Posi que doit occuper le moyen d'obturation de chaque registre
[Math. 3]
[Math. 3]
La consigne CQi de débit par gaine est déterminée suivant les besoins pour satisfaire le renouvellement d'air dans les pièces concernées. Elle peut-être la résultante de lois de commandes prenant en compte les mesures effectuées par les différents capteurs.The flow setpoint CQ i per duct is determined according to the needs to satisfy the renewal of air in the rooms concerned. It may be the result of control laws taking into account the measurements made by the various sensors.
La fonction f est déterminée par expérimentation. La fonction f peut être une régression polynomiale, une fonction d'interpolations de points (« cartographie »), une équation issue de la dynamique des fluides ou tout autre forme de calcul mathématique permettant d'obtenir la position du registre.The function f is determined by experimentation. The function f can be a polynomial regression, a function of point interpolations (“mapping”), an equation resulting from fluid dynamics or any other form of mathematical calculation making it possible to obtain the position of the register.
La variable ΔPi est quant à elle déterminée par la relation (4) suivante, qui résulte de la relation (2) ci-avant, dans laquelle on a remplacé le débit Qi par la consigne de débit CQi, et considéré que la pression atmosphérique P0 est nulle :
[Math. 4]
[Math. 4]
Les valeurs des coefficients ki de perte de charge associé à chaque gaine d'extraction 4i ont été déterminées au préalable et mémorisées dans une mémoire de la carte électronique principale.The values of the pressure drop coefficients k i associated with each extraction duct 4 i have been determined beforehand and stored in a memory of the main electronic board.
Chaque valeur calculée Posi, est communiquée au registre concerné
Le bloc fonctionnel 20 représente la détermination du registre de référence effectuée à l'étape 102 de la
[Math. 5]
[Math. 5]
L'étape 103 de la
Il convient de noter à ce stade que la position d'ouverture maximum prédéfinie
Le principe de l'ajustement de la consigne en pression W repose sur le constat que, pour maintenir la consigne de débit associée à la gaine dans lequel ce registre se trouve, tout registre va adapter sa position d'ouverture en fonction de la pression P- disponible (bloc fonctionnel 10 et étape 101). En d'autres termes, si la pression P- diminue, tant le registre de référence que les autres registres vont augmenter leur ouverture de passage pour maintenir le débit correspondant à la consigne de débit associée à leur branche. En revanche, si la pression P- augmente, les registres doivent réduire leur ouverture passage pour maintenir le débit correspondant à la consigne de débit.The principle of adjusting the pressure setpoint W is based on the observation that, to maintain the flow setpoint associated with the duct in which this damper is located, any damper will adapt its opening position according to the pressure P - available (
Le bloc fonctionnel 40 applique en conséquence le principe d'ajustement précédent de la façon suivante :
- si la position d'ouverture courante Posref occupée par le registre de référence est supérieure au niveau haut prédéfini, la consigne W en pression est augmentée. Il s'ensuit que la pression disponible P- va augmenter, et que le registre de référence (ainsi d'ailleurs que tous les autres registres) va être commandé pour se fermer un peu plus de manière à maintenir sa consigne de débit ;
- inversement, si la position d'ouverture courante Posref occupée par le registre de référence est inférieure au niveau bas prédéfini, la consigne W en pression est diminuée. Il s'ensuit que la pression disponible P- va diminuer, et que le registre de référence (ainsi d'ailleurs que tous les autres registres) va être commandé pour s'ouvrir un peu plus de manière à maintenir sa consigne de débit ;
- si la position d'ouverture courante Posref occupée par le registre de référence est située entre le niveau bas et le niveau haut prédéfini, la consigne W en pression est inchangée.
- if the current open position Pos ref occupied by the reference register is greater than the predefined high level, the pressure setpoint W is increased. It follows that the available pressure P - will increase, and that the reference damper (as well as all the other dampers) will be controlled to close a little more so as to maintain its flow setpoint;
- conversely, if the current open position Pos ref occupied by the reference register is lower than the predefined low level, the pressure setpoint W is reduced. It follows that the available pressure P - will decrease, and that the reference damper (as well as all the other dampers) will be commanded to open a little more so as to maintain its setpoint of debit ;
- if the current open position Pos ref occupied by the reference register is located between the low level and the predefined high level, the pressure setpoint W is unchanged.
Le bloc fonctionnel 40 peut être réalisé en utilisant un ajustement par niveau de seuils, comme schématisé sur la
Le bloc fonctionnel 40 peut également être réalisé, comme schématisé sur la
A titre d'exemple non limitatif schématisé sur la
- si le registre le plus ouvert est complètement ouvert ET si la turbine du ventilateur tourne à faible vitesse, alors il faut augmenter rapidement la pression
- si le registre le plus ouvert est faiblement ouvert ET si la turbine du ventilateur tourne à grande vitesse, alors il faut diminuer rapidement la pression.
- si le registre le plus ouvert est complètement ouvert ET si la turbine du ventilateur tourne à grande vitesse, alors il faut augmenter doucement la pression
- si le registre le plus ouvert est faiblement ouvert ET si la turbine du ventilateur tourne à faible vitesse, alors il faut diminuer doucement la pression.
- si le registre le plus ouvert est très ouvert ET que le ventilateur tourne à vitesse normale alors il faut maintenir la pression.
- if the most open damper is completely open AND if the fan impeller is running at low speed, then the pressure must be increased quickly
- if the most open damper is slightly open AND if the fan impeller is rotating at high speed, then the pressure must be reduced quickly.
- if the most open damper is fully open AND the fan impeller is spinning at high speed, then the pressure needs to be increased slowly
- if the most open damper is slightly open AND if the fan impeller is running at low speed, then the pressure must be reduced slowly.
- if the most open damper is very open AND the fan is running at normal speed then the pressure must be maintained.
On comprend ici qu'il y a une infinité de possibilités pour réaliser la commande floue. Ces possibilités sont traitées lors de la mise au point par itérations successives pour arriver à un réglage satisfaisant permettant la stabilité nécessaire au système mais aussi sa réactivité. L'application des principes de la logique floue permet de déterminer la consigne de pression W. Dans l'exemple non limitatif de la
Le bloc fonctionnel 40 peut également être réalisé par une imbrication de correcteurs. Cela consiste à ajouter à l'asservissement en boucle fermée 30 une boucle de régulation dans laquelle la consigne W devient la variable à asservir comme schématisé sur la
Dans tous les cas, grâce à l'utilisation du limiteur 43, on garantit que la vitesse de rotation du moteur du ventilateur ne se retrouvera jamais inférieure à une vitesse minimale en deçà de laquelle le ventilateur ne peut pas fonctionner.In any case, thanks to the use of the
On constate que le bloc fonctionnel 20 d'une part, et le bloc fonctionnel 40 associé à l'asservissement en boucle fermée 30 d'autre part, interagissent et entraînent une convergence du système vers un état stable qui permet de satisfaire aux besoins de l'ensemble des gaines tout en garantissant un fonctionnement à une pression P- minimale, optimisant la gêne acoustique et la consommation du système. En outre, le fait d'avoir deux régulations réalisées en parallèle, à savoir d'une part, la modulation de l'ouverture de passage des registres pour tendre vers une consigne de débit par gaine en fonction à la pression courante délivrée par le ventilateur, et d'autre part, l'ajustement de la pression délivrée par le ventilateur pour tendre à obtenir, pour le registre de référence, une ouverture de passage correspondant à une ouverture maximum de passage prédéfinie, permet d'éviter d'avoir des variations brutales dans la consigne de variation de vitesse de rotation de la turbine du ventilateur 1, même dans le cas d'une variation brutale dans l'une des consignes de débit par gaine. Ceci contribue également à optimiser la consommation du système ainsi que la gêne acoustique, car une variation brutale de la vitesse de rotation du moteur est plus perceptible à l'oreille humaine qu'une variation douce. En effet, comme le bloc 40 inclut les pentes d'accélération/décélération de la pression de consigne W (pentes 41 et 42 dans le cas de l'ajustement par niveau de seuils illustré sur la
Comme indiqué précédemment, l'application de la relation (4) nécessite la connaissance des coefficient ki de perte de charge associés aux gaines d'extraction 4i, ceux-ci ayant été déterminés au préalable et mémorisés dans une mémoire de la carte électronique principale. Ces coefficients peuvent avoir été déterminés grâce à un logiciel de simulation dans lequel on a rentré les paramètres de l'installation (tels que le nombre de gaines, longueurs et géométrie des gaines, position des registres).As indicated previously, the application of relation (4) requires knowledge of the pressure drop coefficients k i associated with the extraction ducts 4 i , these having been determined beforehand and stored in a memory of the electronic card main. These coefficients may have been determined using simulation software in which the parameters of the installation have been entered (such as the number of ducts, lengths and geometry of the ducts, position of the dampers).
En variante préférée, ces coefficients peuvent avoir été déterminés lors d'une phase d'auto calibration de l'installation faite in situ. Une telle phase d'auto calibration peut par exemple comporter les étapes suivantes :
- 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 ;
- on
active le ventilateur 1 d'extraction ou d'insufflation d'air à une vitesse donnée ; - on détermine le débit QT du ventilateur 1 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 1 d'extraction ou d'insufflation d'air. La détermination du débit QT peut être faite en utilisant une cartographie du ventilateur mémorisée au préalable dans une mémoire de la carte électronique principale, 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 dispositionpar 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- ; - on calcule le coefficient de perte de charge ki à partir du débit QT déterminé et de la différence ΔP mesurée par application de la relation (6) suivante :
[Math. 6]par le registre 5"i de la branche Bi, pour une position donnée du registre 5"i. Chaque registre ayant été caractérisé au préalable, les valeurs kregi sont connues pour chaque valeur de débit possible Qi et pour chaque position possible du registre, et mémorisées dans la mémoire de la carte électronique principale.
- 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;
- the
fan 1 for extracting or blowing air is activated at a given speed; - the flow rate Q T of the extraction or
air supply fan 1 is determined and the difference ΔP is measured between the atmospheric pressure P 0 and the pressure P - made available by the extraction orsupply fan 1 of air. The determination of the flow rate Q T can be made using a map of the fan stored beforehand in a memory of the main electronic card, this map giving on the one hand, the value of the flow rate Q T 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 theair extraction fan 1 as a function of the flow rate Q T . Thus, by measuring the power consumed and the speed of the fan, it is possible to obtain an estimate of the flow rate Q T , and of the pressure P − ; - the pressure drop coefficient k i is calculated from the flow rate Q T determined and the difference ΔP measured by applying the following relationship (6):
[Math. 6]register 5" i of branch B i , for a given position ofregister 5" i . Each register having been characterized beforehand, the values kreg i are known for each possible flow rate value Q i and for each possible position of the register, and stored in the memory of the main electronic card.
Un avantage de déterminer in situ les coefficient ki de perte de charge associés aux gaines d'extraction 4i réside dans le fait que la phase d'auto-calibration peut être faite non seulement à la première mise en service de l'installation, mais également à tout moment au cours de l'utilisation de l'installation, ce qui permet notamment de prendre en compte une évolution possible des pertes de charges, liées par exemple à un encrassement des gaines d'extraction.An advantage of determining in situ the pressure drop coefficients k i associated with the extraction ducts 4 i lies in the fact that the self-calibration phase can be carried out not only when the installation is put into service for the first time, but also at any time during the use of the installation, which makes it possible in particular to take into account a possible evolution of the pressure drops, linked for example to fouling of the extraction ducts.
Claims (11)
ladite installation étant en outre configurée pour mettre en œuvre un procédé de régulation de la pression fournie par le ventilateur (1) d'extraction ou d'insufflation d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
said installation being further configured to implement a method of regulating the pressure supplied by the fan (1) for extracting or insufflating air according to any one of Claims 1 to 8.
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