29 mars 2020

Centrale de ventilation

Fonctionnement d’une CTA

L’organe principal de filtration dans une installation de ventilation de salles blanches est évidemment la centrale de traitement d’air (en abrégé CTA) et son ventilateur centrifuge. Cet équipement contient plusieurs étapes de filtration. Une filtration adéquate en CTA protégera les filtres terminaux placés dans le plafond de la salle propre. OplusR est intégrateur de CTA et propose des solutions 4.0 pour le suivi à distance du fonctionnement de nos CTA. Ci-dessous, un synoptique pour la supervision d’une installation, on peut y voir deux CTA, la première pour préparer l’air neuf et la seconde pour réaliser le brassage de la salle 2.


En règle générale, de l’air neuf est aspiré par la centrale de traitement d’air afin de maintenir un taux de renouvellement d’air hygiénique et/ou une surpression dans les salles blanches. Cet air extérieur est bien plus pollué que l’air recyclé venant de la salle, c’est pourquoi il faut un filtre à poches après le caisson de mélange air neuf / air recyclé, cela peut être un F5 ou F7. On prévoit en général une batterie de froid pour déshumidifier l’air neuf car en été cet air est chargé d’humidité et à température élevée.

Ensuite, l’air mélangé (air recycle + air neuf) est mis sous de bonnes conditions, il est prévu une batterie de froid pour la climatisation, une batterie de chauffage et fréquemment une zone d’humidification à vapeur.

Le ventilateur est placé à l’aval de ces éléments afin de favoriser le mélange d’air. Un silencieux à l’aval de la CTA est prévu afin de limiter la nuisance sonore du ventilateur. Vient enfin le caisson pour la filtration terminale. Cette filtration dépend évidemment des objectifs à atteindre en terme particulaire, O+R propose des filtres de type dièdre E10 ou E11.

Des sondes de mesure en température, débit et humidité sont placées dans les CTA et les signaux sont renvoyés à la supervision. L’ensemble de ces valeurs est accessibles partout et 24/24 par les opérateurs via une liaison 4G développées par OplusR.

Tous les domaines où on trouve des CTA

Montage des CTA en toiture

Les options des centrales de traitement d’air sont infinies : le débit, les puissances thermiques, la surpression, le type de filtres, etc.

Le choix d’une bonne CTA est loin d’être anodin, il faut bien déterminer les puissances thermiques à mettre en œuvre et la pression à fournir. Il faut toujours préférer l’utilisation d’un variateur de vitesse pour régler précisément la surpression, surtout ne pas utiliser de clapets ou registres à laminer, c’est un trou énergivore.

Caractéristiques

Le prix de l’énergie a énormément évolué et l’un des points énergivores des CTA est la déshumidification. En été, afin d’atteindre des valeurs d’humidité dans l’air conformes aux normes, il n’est pas rare de devoir condenser la vapeur présente dans l’air. Pour cela, il faut refroidir l’air chaud à une température proche de 10°c. Dès lors, on voit trop souvent des installations qui nécessitent de l’eau chaude en été. Quelle folie, plus il fait chaud à l’extérieur, plus le besoin en condensation est important et plus il faut réchauffer l’air refroidi car il n’est pas imaginable de souffler de l’air à 10° dans des salles blanches.

Nous avons développé des techniques et des régulations pour éviter ces trous énergétiques, nos régulations possèdent d’ailleurs un mode de fonctionnement économique, mais toujours dans les valeurs imposées par les normes évidemment.


Certains clients imposent des hauteurs importantes d’isolant de gaines, mais ne s’intéressent que très peu à la CTA, alors qu’il s’agit de l’organe le plus énergivore. Investir dans une isolation de gaines à l’aide d’un matelas plus épais n’a aucun sens si la CTA n’a pas été correctement déterminée.

Les fuites d’air sont également énergivores : la norme impose au minimum une classe de fuite C pour les gaines de ventilation. Une salle blanche se doit d’être le plus étanche possible.

Lorsqu’il existe un débit d’air rejeté à l’extérieur autre que celui causé par les fuites, il est possible de placer des échangeurs afin de récupérer les calories. Toutefois, dans le cadre de la mise en oeuvre de systèmes de récupération, il est important de noter que, du fait de leur conception, ces derniers sont soumis à des fuites d´air.

Ces fuites, conformément à la norme VDI 3803-5, sont à prendre en compte dès la phase d´étude. Les règles de l´art font état des taux de fuite suivants:

  • Echangeur à plaques: env. 0,2 %
  • Echangeur à contre courant: env. 0,5 %
  • Roue de récupération (sans prise en compte de la purge et de l´air transféré par rotation): env. 5 %, système très peu utilisé par O+R.

Ces valeurs sont basées sur des mesures réalisées conformément à la norme DIN EN 308 à débit nominal et sous une différence de pression de 400 Pa entre le soufflage et la reprise.

En pratique, ces valeurs peuvent évoluer en fonction du mode de dimensionnement et de fonctionnement. En phase étude, le cas échéant, le taux de renouvellements d´air doit respecter les préconisations de la norme DIN EN 13779 annexe A.4 et A.6 et doit être fonction de la qualité d´air repris, de la position des ventilateurs et des différences de pression.

Par contre, pour les productions pathogènes ou en atmosphère explosive, il vaut mieux travailler sur un débit d’air neuf à 100 %. Les échangeurs classiques ne conviennent pas.

Notre société propose donc des échangeurs à plaques mais tout à fait étanches. Ils sont testés en usine à l’aide d’eau sous pression et un certificat de tests d’usine est fourni. La présence du client est évidemment possible.

Lorsque la CTA doit se placer en hauteur, la société O+R construit la charpente dans son atelier de construction mécanique. Tous nos opérateurs possèdent leur permis d’engin de levage.

Groupe de froid

Nous installons le groupe de production d’eau glacée également. Nous prévoyons un réservoir tampon pour éviter le démarrage trop fréquent des compresseurs.

L’humidification et la déshumidification

Dans le domaine des salles blanches, il faut tantôt déshumidifier l’air (plutôt en été), tantôt l’humidifier (plutôt en hiver).
La technique la plus simple pour la déshumidification est de surdimensionner le besoin en eau glacée et de condenser la vapeur d’eau présente dans l’air neuf venant de l’extérieur. C’est une technique très simple, mais si elle n’est pas correctement utilisée, elle conduit au besoin de réchauffer l’air après condensation. O+R a mis au point des techniques et une régulation pour éviter cela.
Cette technique simple a pourtant un défaut, afin de ne pas prendre la batterie froide sous glace, on ne peut pas condenser l’air en dessous de 0°c.
Dès lors, pour atteindre des valeurs très basses en humidité relative, on peut utiliser aussi un déshumidificateur, dans ce cas on peut atteindre des valeurs très basses. Ceci est obligatoire notamment lors de l’emballage de produits pulvérulents. L’investissement d’un déshumidificateur sera toujours plus élevé que l’utilisation d’eau glacée.

Pour les humidificateurs d’air, plusieurs solutions techniques sont utilisées : infrason, résistances électriques, électrodes, etc. O+R utilise le plus fréquemment la technique de résistances électriques.

Pompe à chaleur

En tant que constructeur de salles blanches dans leur globalité, nous sommes amenés également à placer des groupes de production d’eau glacée. Nous proposons à nos clients de rendre ces machines réversibles afin de les faire travailler en hiver en mode pompe à chaleur.

Le rendement financier est plus intéressant avec une pompe à chaleur plutôt qu’avec une énergie fossile.

Nos pompes à chaleur captent l’énergie dans l’air extérieur jusqu’à une température de –12°c.

Nous ne préconisons pas de prendre l’énergie dans le sol ou une nappe phréatique, en effet, en ventilation, la température de l’eau chaude est assez basse et donc la pompe à chaleur pourra travailler dans une zone de COP élevée. Ceci évitera un investissement lourd tout en garantissant un coefficient de performance élevé.

Nous avons également déjà fourni des installations de refroidissement pour l’exportation, montées sur une structure en acier inoxydable.

Pour ce projet en Mauritanie, nous avons fourni 10 ensembles groupe de froid et groupe de pompes pour refroidir des variateurs de vitesse. La puissance des groupes de froid variait de 20 à 140 kW.

Salles propres suivant leur application

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