Le nombre de refroidisseurs d’air industriels dont une usine a besoin ne dépend pas seulement de la surface au sol. Le volume de l'atelier, le débit d'air requis, les sources de chaleur, la hauteur du plafond, la ventilation et la capacité de débit d'air de chaque refroidisseur affectent tous la quantité finale.
Un simple calcul peut fournir un nombre préliminaire d'unités, mais l'agencement final doit également tenir compte de l'endroit où la chaleur est générée et de la manière dont l'air refroidi circulera dans l'usine.
1. Commencez par le débit d'air total requis
La première étape consiste à estimer le débit d’air total requis pour l’atelier.
Un calcul de base est le suivant :
Débit d'air requis (m³/h)=Volume de l'atelier (m³) × Changements d'air requis par heure
Le volume de l'atelier est calculé comme suit :
Longueur × Largeur × Hauteur moyenne
Par exemple, une usine mesurant 50 m × 30 m avec une hauteur moyenne sous plafond de 8 m a un volume de :
50 × 30 × 8 = 12,000 m³
Si l’avant-projet prévoit 20 changements d’air par heure :
12,000 × 20 = 240,000 m³/h
L’usine aurait donc besoin d’environ 240 000 m³/h de débit d’air total comme point de départ.
Le taux de renouvellement d'air-approprié dépend de l'application réelle et doit être évalué en même temps que la charge thermique et les conditions de ventilation.
2. Divisez le débit d'air requis par le débit d'air par unité
Une fois le débit d’air total connu, le nombre préliminaire de refroidisseurs d’air industriels peut être calculé.
Nombre de refroidisseurs d'air=Débit d'air total requis ÷ Débit d'air par refroidisseur
Par exemple:
Débit d'air total requis : 240 000 m³/h
Débit d'air par refroidisseur : 20 000 m³/h
Alors:
240,000 ÷ 20,000 = 12
Le besoin préalable est donc de 12 refroidisseurs d’air industriels.
Si le modèle sélectionné prévoit plutôt 15 000 m³/h, le calcul devient :
240,000 ÷ 15,000 = 16
La même usine aurait besoin de plus d’unités car chaque refroidisseur fournit moins de débit d’air.
3. Pourquoi la surface au sol seule ne suffit pas
Une approche courante consiste à calculer le nombre de refroidisseurs en fonction de la superficie de l'usine.
Par exemple:
Un refroidisseur d'air tous les 100 m².
Cela peut produire des résultats très différents dans des bâtiments présentant des hauteurs de plafond différentes.
Considérons deux usines avec la même surface au sol de 2 000 m² :
| Usine | Hauteur moyenne | Volume d'air |
|---|---|---|
| Usine A | 4 m | 8,000 m³ |
| Usine B | 10 m | 20,000 m³ |
La surface au sol est identique, mais l'usine B a un volume d'air 2,5 fois supérieur.
Par conséquent, un calcul fiable de refroidisseur d’air industriel doit prendre en compte le volume cubique plutôt que les seuls mètres carrés.
4. Tenez compte de la charge thermique de l'usine
Les exigences en matière de débit d’air peuvent changer considérablement lorsque l’usine contient d’importantes sources de chaleur internes.
Les exemples incluent :
- Matériel de soudage
- Fours
- Fours
- Presses à injecter
- Compresseurs
- Moteurs
- Matériel de séchage
- Lignes de production à haute-température
Une usine dotée de machines lourdes et générant continuellement de la chaleur peut nécessiter un système de refroidissement différent de celui d'un entrepôt avec un gain de chaleur interne relativement faible.
Si la chaleur est concentrée dans une seule zone de production, l’ajout du même nombre de refroidisseurs dans tout le bâtiment n’est peut-être pas la solution la plus appropriée.
L'équipement doit être positionné en fonction de la répartition réelle de la chaleur.
5. Vérifiez la hauteur du plafond
La hauteur du plafond affecte à la fois le volume d’air total et la manière dont l’air refroidi atteint la zone de travail.
Dans un atelier avec-plafond élevé, la simple augmentation du débit d'air ne garantit pas un meilleur refroidissement au niveau du sol.
La conception doit prendre en compte :
- Hauteur de montage
- Direction de soufflage de l'air
- Vitesse de l'air
- Distance entre les refroidisseurs
- Hauteur des machines
- Structure du toit
- Emplacements des travailleurs
Pour les refroidisseurs d'air industriels-montés au plafond, la hauteur d'installation et la direction de soufflage sont particulièrement importantes, car le flux d'air doit atteindre efficacement la zone occupée.
6. Regardez la répartition du flux d'air
Supposons qu'une usine ait besoin de 240 000 m³/h et que 12 refroidisseurs soient sélectionnés.
Il existe plusieurs façons d'agencer les unités.
Si les 12 unités sont concentrées près d’un côté du bâtiment, le débit d’air total peut répondre aux exigences calculées, mais les zones éloignées peuvent rester chaudes.
Une meilleure disposition répartit le flux d’air selon :
Unité de refroidissement → Zone de production → Élimination de l'air chaud
L'emplacement des portes, des fenêtres, des ventilateurs d'extraction, des machines, des étagères de stockage et des cloisons internes doit donc être pris en compte avant de décider du nombre et de la position finale des unités.
7. Pensez à la ventilation et à l’échappement
Les refroidisseurs d’air industriels par évaporation introduisent de l’air refroidi dans l’usine. L’air chaud et l’humidité supplémentaire doivent quitter le bâtiment.
Cela signifie que le nombre d'unités de refroidissement doit être pris en compte ainsi que la ventilation disponible.
Vérifiez si l'usine dispose de :
- Aérateurs de toit
- Ventilateurs d'extraction
- Portes ouvertes
- Fenêtres
- Ouvertures murales
- Ventilation mécanique
Si le bâtiment ne peut pas évacuer efficacement l’air chaud et humide, l’installation de refroidisseurs d’air par évaporation supplémentaires ne produira peut-être pas d’améliorations proportionnelles du refroidissement.
8. Tenez compte de la température et de l'humidité locales
Un refroidisseur d’air par évaporation ne produit pas le même effet de refroidissement dans toutes les conditions météorologiques.
L'air sec offre un plus grand potentiel d'évaporation, tandis qu'une humidité relative élevée réduit le potentiel de refroidissement disponible.
Pour cette raison, la quantité d’équipement doit être évaluée en fonction des conditions estivales locales, notamment :
- Température extérieure
- Humidité relative
- Température du bulbe humide
- Conditions d'exploitation saisonnières
Une usine située dans un climat chaud et sec peut nécessiter une configuration différente de celle fonctionnant dans un climat chaud et humide, même lorsque les deux bâtiments ont des dimensions identiques.
9. Avez-vous besoin de plus d’unités petites ou de moins d’unités plus grandes ?
Le besoin total en débit d’air ne détermine pas nécessairement à lui seul la configuration finale.
Par exemple, une usine peut avoir besoin de 240 000 m³/h.
Cela pourrait théoriquement être fourni par :
- 10 unités × 24 000 m³/h
- 12 unités × 20 000 m³/h
- 16 unités × 15 000 m³/h
Les trois combinaisons fournissent à peu près le même débit d’air total.
Toutefois, le choix pratique dépend de la configuration du bâtiment.
Un plus grand nombre d'unités peuvent offrir une plus grande flexibilité dans la répartition du flux d'air entre les différentes zones de production, tandis que des unités plus grandes peuvent simplifier l'installation là où l'atelier dispose d'un agencement approprié.
La sélection doit donc équilibrer la capacité de débit d'air, les positions d'installation, les zones de refroidissement, l'accès pour la maintenance et le coût du projet.
10. Exemple : Calcul du nombre de refroidisseurs d'air pour une usine
Considérons un atelier de production avec :
Longueur : 60 m
Largeur : 40 m
Hauteur moyenne : 8 m
Étape 1 : Calculer le volume d'air
60 × 40 × 8 = 19,200 m³
Étape 2 : Estimer le débit d’air requis
Supposons une valeur de conception préliminaire de 20 changements d’air par heure :
19,200 × 20 = 384,000 m³/h
Étape 3 : Sélectionnez le débit d'air le plus froid
Supposons qu’un refroidisseur d’air industriel fournisse :
24,000 m³/h
Étape 4 : Calculer le nombre d'unités
384 000 ÷ 24,000=16 unités
Le calcul préliminaire donne donc 16 aéroréfrigérants industriels.
La conception réelle du projet doit ensuite vérifier si 16 unités assurent une distribution d'air appropriée et si le climat local, les sources de chaleur, la ventilation et les conditions d'installation soutiennent l'agencement proposé.
11. Quand le nombre calculé peut nécessiter un ajustement
Le nombre calculé de refroidisseurs d’air industriels ne correspond pas nécessairement à la quantité finale de la commande.
Un ajustement peut être requis lorsque l’usine a :
Charges thermiques internes très élevées
De grandes différences de température entre les zones de production
Plafonds extrêmement hauts
Ventilation restreinte
Les grosses machines bloquent le flux d’air
Plusieurs ateliers indépendants
Zones nécessitant différents niveaux de refroidissement
A l’inverse, les zones qui ne nécessitent pas de refroidissement ne doivent pas nécessairement être incluses dans le calcul.
Par exemple, un bureau, un entrepôt ou une zone de traitement fermée peut nécessiter une solution de refroidissement différente de celle d'un grand hall de production ouvert.
12. Informations nécessaires pour déterminer la quantité finale
Pour un projet de refroidisseur d’air industriel, un fournisseur ou un ingénieur CVC aura normalement besoin de :
Longueur et largeur d'usine
Hauteur moyenne sous plafond
Zone nécessitant un refroidissement
Température estivale locale
Humidité relative
Principales sources de chaleur
Disposition des équipements de production
Nombre de travailleurs
Ventilation existante
Emplacements des ventilateurs d'extraction
Positions des portes et fenêtres
Approvisionnement en eau disponible
Alimentation électrique disponible
Heures d'ouverture requises
Plus ces conditions sont définies avec précision, plus le calcul de la quantité d'équipement et de l'implantation sera fiable.
Quantité de refroidisseur d'air industriel : formule clé
Pour une estimation préliminaire, utilisez :
Volume de l'atelier=Longueur × Largeur × Hauteur moyenne
Débit d'air requis=Volume de l'atelier × Changements d'air requis par heure
Nombre de refroidisseurs d'air industriels=Débit d'air requis ÷ Débit d'air par unité
Arrondissez toujours le résultat calculé à un nombre entier pratique d'unités, puis vérifiez la disposition et les conditions de fonctionnement avant de finaliser la sélection de l'équipement.
Considérations finales
Il n’existe pas de règle universelle telle que « un refroidisseur d’air industriel pour 100 m² d’espace d’usine ». Le nombre correct dépend du volume d'air total, du débit d'air requis, de la charge thermique, de la hauteur du plafond, de l'humidité, de la ventilation et de la répartition du débit d'air.
Pour une estimation préliminaire du projet, calculez le volume de l'atelier, déterminez le débit d'air total requis et divisez-le par le débit d'air nominal du refroidisseur d'air industriel sélectionné. La quantité obtenue constitue un point de départ pour la conception du système et ne remplace pas la vérification des conditions réelles en usine.
Pour une proposition précise de refroidisseur d'air industriel, les dimensions de l'usine, la hauteur du plafond, le climat local, les sources de chaleur, la disposition de ventilation et l'agencement de la production doivent être évalués ensemble.
