Article technologique

Sections d'angle pour conduits d'air

Solutions d'aubes directrices haute performance pour souffleries, systèmes CVC et applications industrielles

Aperçu Principes et Efficacité Points forts Applications Installation Documentation Références

Introduction aux aubes directrices

Dans le domaine de la gestion du flux d'air, la conception des angles de conduits joue un rôle clé dans l'efficacité et la fonctionnalité de la ventilation, des systèmes CVC et des souffleries. Lorsque l'air est forcé de faire un virage serré, comme c'est souvent nécessaire dans les réseaux de conduits, il rencontre une résistance hydraulique accrue, entraînant des pertes de charge et une turbulence plus élevées. Cela compromet non seulement l'efficacité du système en exigeant plus d'énergie pour maintenir le flux d'air, mais impacte également l'intégrité structurelle du réseau de conduits en raison des pressions inégales exercées par les flux turbulents.

C'est là que les aubes directrices, également connues sous le nom d'aubes d'angle ou aubes de guidage, entrent en jeu (Fig.1). Conçues pour être installées à l'intérieur des angles, les aubes d'angle de conduit permettent à l'air de négocier le virage avec une résistance minimale, réduisant efficacement les pertes de charge et atténuant la turbulence sans avoir besoin de l'espace supplémentaire que les coudes à rayon doux exigent. Cela fait des aubes directrices une solution idéale pour gérer efficacement le flux d'air dans un espace compact.

Fig.1. Assemblage de section d'angle d'aubes directrices Tunnel Tech

Sections d'aubes de guidage haute performance concurrençant les solutions CVC génériques.

La solution traditionnelle pour surmonter les phénomènes nuisibles mentionnés d'augmentation de la turbulence, de perte de charge et de bruit dans un conduit à courbure prononcée est de concevoir des coudes de conduit radiaux (Fig.2 et Fig.4, cas 2). Ces coudes, bien qu'efficaces pour atténuer quelque peu la turbulence, le bruit et les pertes de charge (qui sont courants dans un virage serré comme on le voit dans la Fig.4, cas 1), ont leur propre ensemble de problèmes.

Plusieurs réseaux de conduits de ventilation traditionnels avec un virage fait de tôle courbée doucement avec des directeurs de flux pliés sont présentés dans la Fig.2 à gauche. L'image représente quelques exemples de variantes standard couramment utilisées dans les conduits CVC, par exemple conformes aux normes de conduits DW144.

De telles solutions de conduits sont courantes et rentables pour les petites applications en génie civil, les petites entreprises et les systèmes CVC de faible puissance où le coût de l'énergie n'est pas un facteur significatif. Cependant, cette conception n'est pas une bonne solution pour les systèmes de ventilation et de refroidissement à moyenne et grande échelle et la production d'électricité de haute capacité, la métallurgie, les turbomachines, les échangeurs de chaleur, la récupération de chaleur fatale et les applications modernes d'énergie verte et renouvelable où l'efficacité hydraulique et les économies d'énergie sont indispensables.

Cependant, il n'est pas nécessaire de construire un conduit non standard personnalisé chaque fois que la consommation d'énergie d'un réseau hydraulique doit être optimisée à la perfection. La même Figure 2 à droite montre une variante de la section d'aubes de guidage diagonales de Tunnel Tech, qui est économe en énergie, à faible bruit et à faible turbulence, tout en répondant aux normes de l'industrie pour les systèmes CVC, mais peut également être utilisée dans des cas d'utilisation industrielle à grande échelle et haute puissance. Un exemple d'installation à grande échelle où la section d'aubes directrices diagonales peut être facilement intégrée est montré dans la Fig.3.

Coude lisse CVC traditionnel à moyenne échelle avec aube séparatrice en tôle, norme DW144 (à gauche), et assemblage diagonal d'aubes directrices haute performance Tunnel Tech pour conduits d'air standard (à droite)

Fig.2. Coude lisse CVC traditionnel à moyenne échelle avec aube séparatrice en tôle, norme DW144 (à gauche), et assemblage diagonal d'aubes directrices haute performance Tunnel Tech pour conduits d'air standard (à droite).

Sections de virage de conduit d'air Tunnel Tech à grande échelle pour souffleries, production d'électricité et applications industrielles

Fig.3. Sections de virage de conduit d'air Tunnel Tech à grande échelle pour souffleries, production d'électricité et applications industrielles.

Conception d'aubes directrices pour la réduction de la perte de charge, de la turbulence et du bruit

Pour comparer différentes conceptions d'angles de virage, les pertes de charge (ΔP) et les modèles d'écoulement simulés par CFD sont donnés dans la Fig.4 ci-dessous. La vitesse du flux d'air d'entrée de 20 m/s et un conduit carré de 2×2 m ont été choisis comme exemple de démonstration. La plage de vitesse de 20 m/s a été choisie à des fins de démonstration, car normalement les souffleries verticales de qualité professionnelle pour la chute libre indoor fonctionnent la plupart du temps dans des modes où la vitesse du flux dans la section rotative varie entre 10 et 30 m/s. Les calculs CFD ont été effectués pour 1 atmosphère standard à 20°C et une humidité de l'air nulle avec un gaz compressible et une paroi adiabatique avec une rugosité de 250 µm. Un maillage de 6 à 10 millions de cellules par domaine a été utilisé. Un profil d'entrée plat et une turbulence de 2 % ont été appliqués à la limite d'entrée. La turbulence a été traitée à l'aide du modèle k-ε.

NB ! Veuillez noter que les illustrations montrées dans la Fig.4 sont des exemples particuliers, présentés uniquement dans le but d'illustrer les principes de fonctionnement et de comparer quelques types de sections d'angle rotatives. Ces cas ne peuvent être interprétés comme généraux pour absolument tous les cas d'utilisation. Pour chaque système de ventilation réel ou autre réseau hydraulique, les paramètres hydrauliques spécifiques, la taille et la forme du conduit, la rugosité et les irrégularités structurelles, les inhomogénéités de flux et les paramètres physiques exacts du gaz doivent être pris en compte pour chaque point de calcul. Vous pouvez commander un tel calcul pour un système spécifique en nous contactant.

Les cas de conception suivants sont décrits :

Section d'angle sans aubes de guidage.
Section d'angle à courbure douce (r = ½ de la hauteur du conduit) avec directeurs de flux courbés radialement. La perte de charge dépend également du nombre et de la géométrie des entretoises de conduit. L'exemple avec un nombre minimisé de plaques séparatrices de flux d'air de forme optimale est présenté.
Plaques fines simples courbées radialement (10-20mm d'épaisseur).
Aubes directrices typiques non optimisées des concurrents les plus proches.
Aubes directrices Tunnel Tech (TTE-TV) avec un profil optimisé.

Le problème le plus important des conduits à courbure ronde avec un petit nombre de séparateurs à plaques pliées simples (ou sans aubes de guidage du tout) est le modèle de distribution de pression et de vitesse à la sortie de la section de virage (Fig.4, cas 2, voir la section transversale de sortie). Ce modèle montre que la vitesse augmentera de la paroi extérieure vers la paroi intérieure de chaque sous-domaine de flux, conduisant à un flux non uniforme, une grande turbulence et du bruit. Plus le rayon de virage est petit, plus la possibilité de décollement du flux, de distorsion du champ de pression et de vitesse, de niveau de bruit et de valeur de perte de charge est grande.

La seule façon de surmonter ces problèmes est un grand rayon de courbure d'une telle section d'angle et une augmentation du nombre d'aubes de guidage du flux d'air. Vient ici le deuxième problème – l'espace accru nécessaire pour loger de tels coudes et le coût matériel de plusieurs entretoises radiales de conduit d'air, dimensionnées à la section transversale du conduit. Dans les grands systèmes de conduits, la mise en œuvre de coudes à rayon doux peut conduire à des structures déraisonnablement grandes, rendant cette approche peu pratique dans de nombreux scénarios, en particulier là où l'espace est limité. L'espace supplémentaire nécessaire est indiqué par les lignes pointillées dans la Fig.4, cas 2 ci-dessous. Il faut augmenter la hauteur et la largeur de chaque virage d'un minimum de ½ de la taille du conduit. Pour les souffleries à recirculation, cela signifie une augmentation des dimensions du bâtiment de plusieurs mètres dans chaque direction, ce qui entraîne des coûts de conduits plus élevés et des investissements en capital plus importants. De plus, chaque diviseur de flux coûtera le même prix que la paroi du conduit.

Fig.4. Sections d'angle dans un réseau de conduits - comparaison de conception et de performance

La solution optimale pour les souffleries et la ventilation industrielle réside dans les aubes rotatives de section de virage avec un profil d'aile disposé le long de la diagonale, comme illustré dans la Figure 4, cas 3-5.

Toutes les images CFD ci-dessus correspondent à la section d'angle de conduit d'air avec une entrée de 2x2m à une vitesse de flux d'air de 20 m/s, à titre d'exemple, le plus pertinent pour les cas d'utilisation de la chute libre indoor et des souffleries subsoniques à basse vitesse.

La Figure 4 cas 3 montre une section d'angle avec de simples aubes de guidage faites de fines tôles métalliques pliées. La Fig.4 cas 4 est le meilleur exemple d'aubes rotatives disponibles chez les concurrents les plus proches de TunnelTech. Les deux ont une longueur de corde plus petite et une forme de profil aérodynamique non optimisée, ce qui entraîne ce qui semble être une non-uniformité résiduelle du flux à la sortie de la section, une plus grande résistance aérodynamique et du bruit dans le conduit d'air. Les aubes fines faites de simples tôles métalliques pliées dépassent généralement les niveaux de bruit admissibles même à faible vitesse d'air, et une option avec un profil épais et court avec un faible rapport corde/épaisseur aura également une surface plus petite, ce qui est indésirable dans les applications où des aubes directrices refroidies sont utilisées pour le transfert de chaleur.

Dans la partie inférieure de la Figure 4 cas 5, l'angle de conduit d'air équipé d'aubes directrices haute performance Tunnel Tech (pour commander, référez-vous au p/n suivant : TTE-TV-90) est présenté. Comme on peut le voir sur les coupes transversales, le flux est plus uniforme dans le cas d'aubes de guidage correctement profilées, ce qui entraîne moins de perte de charge et une faible turbulence.

Le profil de pression/vitesse de l'air en sortie est également bien meilleur pour les sections d'angle de Tunnel Tech équipées d'aubes à longue corde que dans les autres cas. Cela se traduit par une qualité aérodynamique Tunnel Tech inégalée, comme en témoignent de nombreux avis de parachutistes professionnels et d'autres clients.

Toutes les données discutées ci-dessus, y compris la longueur de corde et les options de refroidissement, sont également disponibles dans le Tableau 1.

Tableau 1. Paramètres comparatifs pour les cas 1-5 de la Figure 4.

Cas / Type d'aube	ΔP (Pa) (*)	ξ (*)	Longueur de corde (mm)	Refroidissement
1. Pas d'aubes, virage serré	114	0.47	—	Non
2. Section d'angle à courbure douce	41	0.17	> 2000	Non
3. Plaques fines simples courbées radialement	80	0.33	250–500	Non
4. Aubes directrices des concurrents les plus proches	88	0.37	280	Oui
5. Aubes directrices optimisées Tunnel Tech	57	0.24	500	Oui

Les valeurs du coefficient de perte hydraulique pour la plage de vitesse jusqu'à 100 m/s pour la section de virage de conduit avec les aubes TunnelTech et celles des concurrents, sans variation due au choix des données initiales, sont données dans la Fig.5.

Plus de détails sur les pertes hydrauliques le long de la longueur du conduit, la résistance locale et le coefficient de perte hydraulique totale sont donnés ci-dessous.

Comparaison de la section de virage Tunnel Tech et celle d'un concurrent. Coefficient de perte hydraulique de Darcy-Weisbach pour la même géométrie et les mêmes conditions de calcul initiales.

Fig.5. Comparaison de la section de virage Tunnel Tech et celle d'un concurrent. Coefficient de perte hydraulique de Darcy-Weisbach pour la même géométrie et les mêmes conditions de calcul initiales.

Atténuation de la turbulence pour des calculs fiables de sécurité hydraulique et structurelle

Fig.6. Échelle de turbulence de la section d'aubes d'angle Tunnel Tech (m) @ 20 m/s

Un profil de pression/vitesse lisse et prévisible est particulièrement important pour les applications où une turbulence élevée ou un décollement du flux ne sont pas acceptables, telles que les souffleries expérimentales, les installations de chute libre indoor et les applications haute puissance. Ces phénomènes parasites, ainsi que les pulsations de pression causées par le décollement du flux et la turbulence à grande échelle, sont également inacceptables dans les installations qui nécessitent l'absence de vibrations induites acoustiquement et où aucun écart de pression statique n'est autorisé en raison des exigences de stabilité structurelle du conduit d'air. De plus, ces flux turbulents sont une source courante de bruit, nuisant davantage à la performance globale du système et au confort fourni aux utilisateurs finaux.

Il convient également de considérer que les irrégularités de flux ont tendance à se développer et à s'intensifier davantage si des redresseurs spéciaux, des nids d'abeilles, des filets de déturbulisation ou d'autres dispositifs de gestion du flux d'air ne sont pas utilisés [1-3]. Une analyse dynamique des gaz précise nécessite de calculer la résistance de chaque élément de conduit d'air suivant en tenant compte du profil réel de pression/vitesse d'entrée, qui est généré dans l'élément précédent du réseau hydraulique. Pour les longs réseaux hydrauliques, il est souvent impossible d'effectuer une simulation CFD de l'ensemble du système en raison des dimensions énormes. Pour une telle situation, des calculs semi-empiriques approximatifs impliquant des nombres adimensionnels de fluide et des critères de géométrie [4] ou des logiciels basés sur de telles méthodes sont utilisés. De plus, la modélisation FEA pour déterminer la stabilité structurelle du conduit est généralement effectuée avec un champ de pression statique stable appliqué aux parois du conduit. Ainsi, de graves irrégularités de flux se développant en aval peuvent également introduire des erreurs dans les enquêtes critiques pour la sécurité des structures porteuses.

Les méthodes approximatives ne traitent généralement pas de la distorsion du profil de vitesse à l'entrée de l'élément de réseau hydraulique, et prennent au mieux en compte si le profil est développé ou non encore développé (uniforme), et les paramètres de la couche limite. Dans les souffleries et les systèmes de ventilation industrielle, chaque virage de flux peut provoquer une non-uniformité et un fort tourbillon de flux, ce qui conduit à une incertitude dans les calculs de résistance hydraulique dans les longs réseaux hydrauliques. Par conséquent, dans la mesure du possible, il faut éviter l'apparition de grandes irrégularités de profil de vitesse.

On peut voir sur la Fig.6 et d'après ce qui a été démontré ci-dessus que les paramètres des sections de virage avec les aubes directrices TunnelTech sont tels qu'ils ne créent pas de perturbations de flux supplémentaires mais peuvent également être utilisés pour amortir les tourbillons et la non-uniformité en aval de la section de virage. Ainsi, la section rotative avec les aubes TunnelTech peut également agir comme un redresseur de flux efficace, si elle est installée après le ventilateur axial, le diffuseur de conduit, l'échangeur de chaleur, la section de test, la ramification ou le piquage dans un conduit, ou tout autre objet générant de la turbulence.

Coefficient de résistance locale

Les caractéristiques de résistance locale de l'angle de virage peuvent être calculées à l'aide de l'équation bien connue de Darcy-Weisbach :

ΔP = ξ · ρ · v² / 2

Où :

ΔP – pertes de charge totales (chute de pression) en Pa ;
ξ – coefficient de résistance locale (Darcy-Weisbach) ;
ρ – densité du fluide (kg/m³) ;
V – vitesse du fluide à la section transversale d'entrée (m/s).

Ces paramètres, qui déterminent l'efficacité énergétique du conduit d'air, dépendent fortement de la conception des aubes directrices.

Selon [4], la résistance totale d'un élément hydraulique complexe peut être représentée comme une somme de la résistance de friction longitudinale ξ_L et de la résistance locale ξ₀ :

ξ_SUM = ξ_L + ξ₀

Pour un conduit d'air rectiligne, la résistance longitudinale est proportionnelle à la longueur et inversement proportionnelle au diamètre hydraulique, ce qui est exprimé par la formule :

ξ_L = (L / D) · f

où f est le facteur de friction de Darcy.

Dans le cas de tuyaux de forme simple (c'est-à-dire cercle, carré, hexagonal), f peut être exprimé par une dépendance non linéaire uniquement au nombre de Reynolds – voir Chapitre 2 dans [4] ou https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation

Le facteur de friction f pour un tuyau rond simple (conduit circulaire) à parois lisses, avec un profil d'écoulement stabilisé développé à l'entrée et pour un régime turbulent (nombres de Reynolds Re > 4×10³) peut être calculé par la formule :

f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²

Pour les conduits réels, la rugosité doit également être prise en compte.

La Fig.7 ci-dessous montre un tracé du facteur de friction de Darcy en fonction du nombre de Reynolds Re pour diverses rugosités relatives de paroi, publié pour la première fois par Nikuradze dans [5-8]. Ce graphique est également connu sous le nom de diagramme de Moody [9] ou corrélation de Colebrook-White [10-11]. Une étude moderne pour les tuyaux lisses peut être trouvée dans [12].

Ce diagramme montre la dépendance complexe de f(Re) pour un tuyau rond ayant différentes rugosités. Pour les tuyaux carrés et autres non circulaires, le diagramme sera plus compliqué. Ainsi, les régimes d'écoulement (nombre de Reynolds), la forme du conduit et la rugosité relative de la paroi doivent être pris en compte.

Diagramme de Moody (alias Nikuradze), montrant le facteur de friction de Darcy-Weissbach fD tracé en fonction du nombre de Reynolds Re pour diverses rugosités relatives

Fig.7. Diagramme de Moody (alias Nikuradze), montrant le facteur de friction de Darcy–Weissbach f_D tracé en fonction du nombre de Reynolds Re pour diverses rugosités relatives – Diagramme original : S Beck et R Collins, Université de Sheffield, partagé sous CC BY-SA 4.0, wikimedia.org

Dans le cas de conduits réels rugueux, il est toujours possible de représenter la résistance totale comme une somme ξ_SUM = ξ_L + ξ₀ de la résistance longitudinale et de la résistance locale.

Cette représentation de la somme simplifie l'étude des paramètres du conduit, car la résistance locale ξ₀ peut être calculée pour une géométrie d'élément simplifiée – par exemple, dans une formulation périodique du problème avec un domaine de calcul plus petit ou dans une version 2D du problème. Notez la taille énorme du domaine de calcul des exemples montrés dans la Fig.4, où la section a une hauteur de 3 et une longueur de 18 mètres, et la convergence de la grille commence à apparaître adéquatement à une taille de plus de 10 millions d'éléments de maillage. Une variante de la formulation du problème avec des conditions périodiques ou 2D pour ces cas pourrait avoir un ordre de grandeur plus petit de nombre d'éléments de maillage, et le calcul simplifié de chaque point de vitesse pour le graphique ΔP(v) ne prendrait que quelques minutes voire secondes plutôt que des heures.

Ainsi, le partitionnement en la somme de deux résistances peut simplifier considérablement les calculs – on peut déterminer rapidement la résistance locale ξ₀ et ensuite la résistance longitudinale ξ_L peut être ajoutée. Cette dernière peut être estimée rapidement à partir de tableaux connus ou par des formules approximatives utilisant des équations simplifiées basées sur des nombres adimensionnels et des paramètres de géométrie de conduit d'air. Pour les éléments hydrauliques et de réseau de conduits avec des changements brusques de direction d'écoulement (coudes angulaires, coudes doux, coudes à différents angles avec et sans aubes directrices), une approche et une méthode similaires sont présentées dans les chapitres 6-1 et 6-2 du complet Handbook of hydraulic resistance [4].

Points forts du produit

Les aubes directrices de flux d'air de Tunnel Tech (produit TTE-TV) sont à la pointe de cette technologie, offrant une efficacité inégalée dans la gestion du flux d'air. Nos produits sont conçus pour un large éventail d'applications, des installations de chute libre indoor et souffleries aux systèmes CVC et de ventilation, incarnant la pointe de la conception aérodynamique et de l'efficacité énergétique.

Performance de la section d'aubes directrices dans les conduits d'air

Les aubes de guidage de flux d'air haute performance de Tunnel Tech établissent la norme de l'industrie en matière de puissance et d'efficacité aérodynamique. Nos aubes directrices à économie d'énergie sont conçues pour minimiser le frottement aérodynamique, assurant un flux d'air fluide et réduisant la consommation d'énergie.

Les aubes directrices de TunnelTech ont d'excellentes caractéristiques de résistance locale de conduit d'air. Les paramètres de résistance, calculés à l'aide de l'équation de Darcy-Weisbach, comme décrit ci-dessus, sont présentés dans les figures suivantes (voir Fig.8 ci-dessous) et dans la Fiche technique des aubes directrices.

En général, pour le cas où la taille du conduit est inconnue, les valeurs sont données pour un élément idéalisé présentant des conditions aux limites latérales périodiques, sans tenir compte de la contribution apportée par la résistance de paroi supplémentaire le long de la longueur, la rugosité et l'influence d'autres paramètres locaux. Dans la Fig.8, les valeurs pour un élément d'angle rotatif idéalisé avec des aubes Tunnel Tech sont données, calculées dans l'approximation de séquence périodique infinie de 15 pales avec des conditions aux limites périodiques.

Fig.8. Coefficient de résistance locale de l'aube directrice Tunnel Tech et perte de charge correspondante.

Si le système CVC ou autre système hydraulique est constitué de conduits qui ne changent généralement pas la forme de la section transversale de la zone d'écoulement le long du trajet d'écoulement, il est pratique d'estimer la résistivité par unité de longueur pour des calculs approximatifs (à estimer, bien sûr, pour toute la plage de vitesse) :

K_L = ξ_L / L = f / D_h

où D_h est un diamètre hydraulique de conduit. La valeur de K_L est facile à déterminer à partir des ouvrages de référence, comme discuté ci-dessus. Ainsi, en multipliant cela par la longueur, et en ajoutant les valeurs de résistance locale ξ₀ obtenues à partir des fiches techniques ou calculées indépendamment, il est possible d'estimer rapidement la perte de charge totale dans le système.

ξ_SUM = K_L · L + ξ₀

Les exemples illustratifs ci-dessus montrés dans la Fig.4 d'un conduit carré de 2×2 mètres avec les paramètres de gaz et la rugosité utilisés dans le calcul ont une résistivité par unité de longueur de l'ordre de KL = ξL / L ~ 2,1 Pa. Cette valeur s'applique lors de l'évaluation d'un conduit carré sans tenir compte des coudes, des aubes ou d'autres équipements internes. Pour une longueur totale de 21 mètres que la masse d'air parcourt le long du conduit, cela donnera une perte de charge d'environ 44 Pascals. En ajoutant à cela la valeur indiquée dans la Fig.8 (11 Pa pour une vitesse de 20 m/s prise selon la fiche technique des aubes directrices (Tableau A.2.1), on obtient une résistance totale de 55 Pa pour une section de conduit carré réelle de 2×2 avec des aubes rotatives à l'intérieur. Cette valeur est en bon accord avec la valeur indiquée dans la Fig. 4, cas 5.

Plus d'informations sur les moyens approximatifs de calculer les résistances de conduits de toute forme sans utiliser de méthodes CFD peuvent être facilement trouvées dans <a href="#references">[4]</a> ou une littérature similaire.

NB ! Veuillez noter que les exemples montrés dans la Fig.4 ne sont qu'un cas particulier pour démontrer le fonctionnement des aubes rotatives et ne peuvent être utilisés pour évaluer un conduit arbitraire ! La Figure 8 est applicable dans un contexte plus large, cependant, les paramètres spécifiques du conduit du client doivent être pris en compte. Chaque système spécifique nécessite une analyse détaillée, que vous pouvez commander auprès de Tunnel Tech. Pour un calcul précis de la résistance hydraulique du conduit et une évaluation experte de la consommation d'énergie de votre équipement de ventilation ou de soufflerie, veuillez nous contacter.

Des informations supplémentaires sur les services et la R&D peuvent également être trouvées sur la page Technologie et dans la section Services.

Aubes directrices pour le refroidissement et le chauffage industriels

Uniques parmi les aubes de guidage pour conduits d'air industriels, nos produits offrent la capacité de faire circuler un liquide de refroidissement à un débit élevé, permettant un refroidissement ou un chauffage efficace de l'air lorsqu'il traverse le conduit. Cette fonctionnalité ouvre de nouvelles possibilités en matière de régulation thermique pour l'utilisation d'aubes de contrôle climatique intérieur et d'échangeurs de chaleur intégrés aux conduits d'air à faible résistance, offrant à nos clients des solutions polyvalentes pour leurs besoins en flux d'air.

Évaluées à l'aide de la méthode de calcul HTC_L (Coefficient de transfert thermique par mètre linéaire), qui quantifie le flux thermique (en Watts) par mètre de longueur d'aube directrice pour chaque Kelvin de différence de température moyenne logarithmique (ΔT_LMTD) entre l'air extérieur et le liquide de refroidissement de l'aube d'angle, nos aubes de guidage sont conçues pour une dissipation thermique efficace dans diverses conditions de flux d'air, garantissant une performance stable et une régulation de la température.

Les paramètres du coefficient de transfert thermique pour les aubes directrices refroidies à l'eau sont présentés dans la Fig.9, tant pour l'air humide que pour l'air sec, où ΔP [kPa] représente la différence de pression d'eau entre les ports d'entrée et de sortie de l'aube (bleu et rouge dans la Fig.10).

Fig.10. Canaux de refroidissement des aubes directrices

Fig.9. Coefficient HTC_L. Air sec (HR=0%) et humide (HR=90% à 30 °C) à différentes différences de pression de liquide de refroidissement (eau) entre les ports d'entrée et de sortie du canal de refroidissement.

Aubes directrices pour la récupération de chaleur fatale

Les aubes directrices refroidies avec canaux d'échange de chaleur intégrés offrent une solution polyvalente pour la récupération de chaleur fatale dans une variété d'applications. Lorsqu'elles sont intégrées dans des systèmes d'échange de chaleur, ces aubes peuvent capturer l'énergie thermique excédentaire qui serait autrement perdue, la transférant vers des systèmes de récupération de chaleur, améliorant ainsi considérablement l'efficacité globale du système.

Dans les applications pratiques, cette technologie peut être utilisée dans de multiples domaines. Par exemple, dans les processus industriels, les aubes directrices refroidies peuvent récupérer la chaleur résiduelle des gaz d'échappement et la rediriger pour préchauffer les fluides ou l'air entrants, réduisant ainsi la consommation d'énergie. Dans les systèmes CVC, des principes similaires sont employés via des dispositifs tels que les ventilateurs récupérateurs de chaleur (VRC) et les ventilateurs récupérateurs d'énergie (VRE), qui transfèrent la chaleur entre les flux d'air d'échappement et entrants. Ce processus minimise l'énergie requise pour chauffer ou refroidir l'air entrant, conduisant à des économies d'énergie substantielles.

De plus, les aubes directrices refroidies peuvent être intégrées dans des systèmes utilisés dans les secteurs de la production d'électricité et des énergies renouvelables. Par exemple, dans les systèmes de cogénération (CHP), la chaleur résiduelle de la production d'électricité est récupérée et utilisée à des fins de chauffage, améliorant l'efficacité globale du système. Dans les systèmes d'énergie géothermique, ces aubes peuvent aider à gérer l'énergie thermique extraite de la terre, optimisant les processus de transfert de chaleur.

Dans les initiatives d'énergie verte et renouvelable, la récupération de chaleur fatale joue un rôle critique dans la réduction de l'empreinte carbone et l'amélioration de la durabilité des systèmes énergétiques. Cette approche s'aligne sur les principes de fabrication sans gaspillage (lean manufacturing) en améliorant l'efficacité des ressources et en réduisant les coûts d'exploitation grâce à une gestion efficace de la chaleur. De plus, dans les projets ESG, l'intégration de telles technologies démontre un engagement à minimiser l'impact environnemental et à optimiser l'utilisation des ressources, s'alignant sur des objectifs de durabilité plus larges.

Récupération de chaleur – Projets connexes

Tunnel Tech possède une vaste expérience dans la mise en œuvre de projets impliquant des systèmes d'échange de chaleur et CVC conçus pour la récupération de chaleur fatale à l'aide d'aubes directrices refroidies. En intégrant ces aubes dans des configurations d'échange de chaleur, conçues pour capturer et réutiliser l'énergie thermique qui serait autrement perdue, Tunnel Tech permet une récupération plus efficace de la chaleur résiduelle de divers processus industriels et commerciaux. Cette approche améliore non seulement l'efficacité énergétique, mais soutient également les objectifs de durabilité en réduisant la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.

Applications

Nos aubes directrices desservent un large éventail d'industries et d'applications

Systèmes CVC

Bâtiments commerciaux	Optimisation des conduits ; efficacité énergétique ; réduction des coûts d'exploitation ; amélioration de la santé et de la sécurité grâce à une gestion efficace de la qualité de l'air et de la température ;
Complexes résidentiels	Assurer des environnements de vie confortables avec une qualité et un flux d'air optimaux ; amélioration de la santé et de la sécurité ;
Centres de données (Data Centers)	Les aubes de gestion thermique du flux d'air maintiennent des niveaux critiques de température et d'humidité pour la performance et la longévité des serveurs ;

Systèmes de ventilation pour le génie civil

Hôpitaux et établissements de santé	Les aubes directrices à fonctionnement silencieux assurent un contrôle vital de la qualité de l'air pour protéger les patients et le personnel ; amélioration de la santé et de la sécurité par une gestion efficace de la qualité de l'air et de la température
Établissements d'enseignement	Créer des environnements d'apprentissage propices grâce à une meilleure circulation de l'air

Contrôle environnemental

Électronique, biotechnologie, agroalimentaire et autres installations de haute technologie / Salles blanches	Régulation de la température et de l'humidité pour la production de haute technologie ; les aubes de guidage de climatisation maintiennent des normes de flux d'air strictes pour la fabrication et la recherche
Enceintes sportives	Assurer le confort et la sécurité des athlètes et des spectateurs

Applications industrielles et spécialisées

Construction et maintenance de tunnels	Améliorer la qualité de l'air et la sécurité des travailleurs dans les environnements de tunnels ;
Installations industrielles	Optimisation des conduits ; efficacité énergétique ; développement durable ; réduction des coûts d'exploitation ;
Fonderies et installations industrielles lourdes	Efficacité énergétique ; réduction des coûts d'exploitation ; récupération de l'énergie thermique fatale ; décarbonation et ESG ; conduits d'air CVC pour usage intensif ; gestion thermique ;
Génie maritime	Améliorer les systèmes de ventilation sur les navires et les sous-marins pour le confort de l'équipage et la fiabilité des équipements ;
Exploitation minière et construction souterraine	Fournir une ventilation cruciale aux sites miniers et autres structures souterraines, réduisant ainsi les risques de conditions dangereuses ;

Chacune de ces applications bénéficie considérablement de la conception avancée et de la fonctionnalité des aubes directrices TunnelTech, marquant un bond en avant dans la gestion efficace du flux d'air. En choisissant les aubes de guidage d'air à faible traînée de TunnelTech, les clients peuvent s'attendre non seulement à atteindre, mais aussi à dépasser leurs objectifs de performance système, tout en

•réduisant la consommation d'énergie * jusqu'à 30 %
•réduisant le bruit * de 60 %, par rapport aux conduits d'air conventionnels.

* – résultats expérimentaux pour la géométrie de la soufflerie TT45Pro.

Pour toute demande de renseignements et plus de détails sur la manière dont nos aubes directrices peuvent être adaptées à vos besoins spécifiques, veuillez contacter notre équipe. Laissez TunnelTech être votre partenaire pour obtenir des solutions optimales de gestion du flux d'air.

Installation et maintenance

Guide d'installation

•
Dimensions et spécifications
Vérifiez les dimensions du conduit et les spécifications des aubes directrices avant l'installation
•
Options de montage
Disponible en configurations à brider, à boulonner et à souder
•
Manutention de charge
Suivez les directives de manutention de charge pour un transport et un positionnement sûrs
•
Installation étape par étape
Instructions d'installation détaillées fournies avec chaque livraison de produit

Conseils de maintenance

•
Calendrier d'inspection
Inspections visuelles régulières pour assurer l'alignement des aubes et l'intégrité structurelle
•
Procédures de nettoyage
Nettoyage périodique pour éliminer l'accumulation de poussière et de débris sur les surfaces des aubes
•
Surveillance de l'usure
Surveiller les signes de corrosion, d'érosion ou de dommages mécaniques
•
Guide de dépannage
Résoudre les problèmes courants tels que les vibrations, le bruit ou l'efficacité réduite du flux d'air

Documentation

Fiche technique produit TTE-TSA

Les informations techniques sur les assemblages de sections d'angle de soufflerie Tunnel Tech et les paramètres des aubes directrices sont disponibles dans une fiche technique complète pour les produits TTE-TSA et TTE-TV. La documentation contient des informations sur les options de conception, les résistances locales pour les angles de virage de flux horizontaux et verticaux à 90 degrés, ainsi que les paramètres hydrauliques et de transfert de chaleur pour les aubes directrices refroidies.

Télécharger la fiche technique TTE-TSA (PDF)

Références et publications connexes

Des informations supplémentaires sur la conception et l'optimisation des aubes rotatives pour les souffleries, les réseaux de conduits industriels, les conduits CVC et les équipements de gestion du flux d'air, les redresseurs de ventilateur, etc. peuvent être trouvées aux liens ci-dessous :

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Voir aussi :

Diagramme de Moody : en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart
Darcy-Weisbach : en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
Facteur de friction : en.wikipedia.org/wiki/Fanning_friction_factor, en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae
Perte par frottement : en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss