Les simulations de Mécanique des Fluides Numérique (MFN), une approche numérique basée sur ordinateur, jouent un rôle majeur dans la compréhension et l’optimisation des systèmes de Chauffage, Ventilation et Climatisation (CVC) dans divers environnements et conditions de fonctionnement.
Les simulations MFN, pour l’essentiel, impliquent l’application de méthodes numériques pour analyser le comportement de flux des fluides, le transfert de chaleur et d’autres phénomènes liés.
Appliquées spécifiquement aux systèmes CVC, ces simulations offrent des avantages importants à tous les intervenants d’un projet:
- Assurez-vous que votre concept fonctionnera comme prévu avec un haut degré de confiance.
- Optimisez le système sans étendre l’infrastructure de laboratoire ni accroître les coûts de
- Analysez les espaces présentant des phénomènes complexes dans lesquels il est impossible de réaliser des tests.
- Minimisez les coûts de fonctionnement de l’installation tout en améliorant le confort.
- Bénéficiez d’une assistance sur mesure et des conseils d’une équipe dédiée d’experts en MFN.
- Facilitez les décisions de conception initiales.
- Développez votre connaissance des phénomènes complexes de diffusion de l’air.
Les simulations CFD ont de nombreuses applications lorsqu’elles sont utilisées dans les systèmes CVC. Ci-dessous, nous aimerions vous présenter un certain nombre de situations dans lesquelles les simulations CFD fournissent des informations précieuses.
Confort
les simulations permettent d’analyser le confort des occupants. En évaluant diverses variables telles que la vitesse, la température ou l’humidité de l’air, les simulations MFN permettent une analyse complète. Ceci inclut un examen approfondi des diverses techniques de ventilation, y compris la ventilation mixte, la ventilation par déplacement et les installations visibles. La MFN joue un rôle essentiel dans la comparaison et la compréhension des différences de vitesse d’air et de température entre ces systèmes. Ces connaissances permettent aux ingénieurs d’optimiser efficacement la conception du système et d’améliorer l’indice de confort global.
Dans ce projet, le confort thermique d’un restaurant a été analysé. Les contours de température ont été évalués au niveau des sièges des clients.
Qualité de l’air
la MFN permet d’étudier la qualité de l’air intérieur des bâtiments. Dans ces études, la qualité de l’air est une variable critique pour identifier les zones dans lesquelles le renouvellement de l’air est insuffisant et calculer l’efficacité de la ventilation. Les simulations peuvent aussi être utilisées pour évaluer la répartition des polluants, des pathogènes ou du CO2. La MFN se révèle notamment utile pour analyser les systèmes équipés d’unités à induction, dans lesquels l’air primaire induit l’air secondaire pour son traitement : la MFN aide à optimiser la ventilation et contribue en fin de compte à une meilleure santé humaine.
La probabilité d’infection au COVID dans un bureau a été étudiée pour ce projet, avec une ventilation par dépla- cement. Les contours montrent que le risque d’infection est plus élevé au-dessus de la personne infectée.
Charges thermiques
dans des bâtiments dotés de grandes surfaces vitrées, les rayons du soleil peuvent impacter la répartition de la température interne et affecter le confort thermique des occupants. Les simulations MFN permettent une évaluation complète des éléments tels que revêtements de verre, rideaux, etc., afin de mitiger les rayonnements et d’obtenir l’optimisation finale du système complet.
Pour cete étude, l’effet du rayonnement solaire a été évalué. La surface vitrée sur la façade du rez-de-chaussée d’un centre commercial permetait au rayonnement solaire de chauffer la zone occupée et d’en accroître la température.
Optimisation
les simulations peuvent être utilisées non seulement pour étudier les conditions en état constant, mais aussi dans des scénarios de transition. Ceci permet d’analyser l’évolution temporelle des différentes variables et fournit un outil précieux pour optimiser les contrôles de la Gestion Technique des Bâtiments (BMS). Il est par exemple possible de déterminer le délai optimal de démarrage du système de refroidissement / chauffage pour atteindre la température de consigne. Une autre application pratique consiste à évaluer le temps de fonctionnement requis pour qu’un système réduise effectivement la concentration de pathogènes à un niveau donné.
Pour cete chambre d’hôtel, une simulation de transition a été effectuée. L’objectif était de déterminer le temps nécessaire pour ateindre la température de confort.
Dépannage
dans les cas où un dysfonctionnement dans un système CVC existant cause une nuisance, du bruit ou d’autres problèmes, et où la cause est incertaine, l’analyse MFN peut identifier rapidement le problème et proposer des solutions. Cette application est particulièrement utile pour améliorer la performance des systèmes déjà installés.
Deux systèmes d’alimentation ont été comparés dans cete galerie de musée. Les vitesses d’air près des principaux tableaux devaient être aussi faibles que possible. La MFN a permis de déterminer la meilleure option.
