La définition de la centrale de traitement de l’air de la norme ANSI/AHRI 430-2009 indique qu’il s’agit d' » un ensemble encastré fabriqué en usine, composé d’un ou plusieurs ventilateurs et d’autres équipements nécessaires pour assurer une ou plusieurs des fonctions de circulation, de nettoyage, de chauffage, de refroidissement, d’humidification, de déshumidification et de mélange de l’air….. »
La CTA est utilisée pour contrôler les paramètres suivants de l’espace.
- Température
- Humidité
- Mouvement d’air
- Propreté de l’air
Tiré.Through ou Blow-Through
Il existe essentiellement deux types de centrales de traitement d’air qui sont en usage et ce sont les « Draw-Through » ou les « Blow-Through ».
Dans le type Draw-Through, le ventilateur tire l’air à travers le caisson de mélange, les filtres et la batterie de refroidissement avant de le décharger de la sortie du ventilateur vers l’espace à conditionner ou vers le réseau de gaines. La conception peut être verticale ou horizontale. Dans ce cas, la section avant le ventilateur a une pression négative.
Dans le type Blow-Through, le ventilateur souffle l’air à travers la boîte de mélange, les filtres et la batterie de refroidissement avant de les décharger dans l’espace à conditionner ou dans le réseau de gaines. Dans ce cas, la section après le ventilateur a une pression positive.
Une unité de traitement de l’air où (1) est l’air d’alimentation, (2) la section du ventilateur, (3) l’isolateur de vibrations, (4) la batterie de refroidissement, (5) le filtre et (6) le conduit d’air mélangé.
Composants de la centrale de traitement d’air
Voici quelques-uns des composants de la centrale de traitement d’air qui peuvent être contenus dans l’équipement.
Le boîtier
Le boîtier qui contient tous les autres composants d’une CTA est généralement fait de métal, certains sont peints pour éviter la corrosion.
Dans les sections où se trouvent les ventilateurs et la bobine, on utilise 1 à 2 pouces de mousse de polyuréthane ou PU pour les isoler afin d’éviter la condensation sur le panneau. Un bac de drainage est également utilisé par précaution en cas de condensation de l’eau.
Fan
Un ventilateur centrifuge est utilisé pour faire circuler l’air dans les différentes parties des sections du bâtiment. Les types typiques de ventilateurs disponibles sont les suivants : incliné vers l’arrière, courbé vers l’arrière, courbé vers l’avant et profilé aérodynamique.
Le choix du ventilateur dépendra du volume d’air et de la pression statique requis du système. Habituellement, le concepteur du système utilisera un logiciel spécialisé pour effectuer cette sélection.
Afin de réduire l’effet des vibrations sur le panneau, le moteur et le ventilateur sont généralement installés sur l’isolateur de vibrations, sauf lorsque l’ensemble d’entraînement est externe au boîtier du ventilateur.
Ces dernières années, l’utilisation d’un système à volume d’air variable (VAV) est de plus en plus populaire car le volume d’air évacué peut varier en fonction de la condition de charge. Si la charge est élevée, la vitesse du ventilateur sera plus élevée et si la charge est plus faible, la vitesse du ventilateur sera plus faible.
La vitesse du ventilateur est variée en utilisant un variateur de fréquence au lieu d’un moteur conventionnel tel que le moteur PSC. L’inverseur de fréquence permet un meilleur contrôle de la vitesse du ventilateur car toute une gamme de vitesse de ventilateur, de super faible à super élevée, peut maintenant être utilisée en fonction des conditions de charge requises.
Cette technologie a permis une meilleure utilisation de l’énergie et va de pair avec la volonté d’opter pour une énergie plus verte.
Cooling Coil
Cooling Coil est utilisé pour refroidir et déshumidifier l’air. Les serpentins de refroidissement DX (expansion directe) et CW (eau glacée) peuvent être utilisés en fonction de la conception du système.
Ces serpentins sont disposés en rangées avec un espacement différent des ailettes. Des ailettes en aluminium et des tubes en cuivre sont utilisés dans la conception des serpentins. Les ailettes hydrophiles résistantes à la corrosion sont également utilisées en raison de leur moindre coût et de leur moindre résistance à la vitesse de l’air.
Filtres
Les filtres servent à éliminer de l’air les particules et les contaminants de différentes tailles. Le type de filtre à air utilisé dépendra beaucoup de l’application du système.
Le filtre à panneaux est de forme plate et rectangulaire et fournit une filtration minimale de faible efficacité qui est acceptable pour l’industrie de la climatisation. Le filtre à haute vélocité est disposé verticalement tandis que le filtre à basse vélocité est disposé en forme de V. La vitesse typique de l’air qui se déplace à travers les filtres est de l’ordre de 2 à 3 m/s.
Le filtre HEPA est très efficace et est capable d’atteindre des efficacités allant jusqu’à 99,97 %, en éliminant de l’air les particules minuscules et les bactéries en suspension. Il est généralement utilisé dans les applications de salles blanches telles que les sols de production de semi-conducteurs, les salles d’opération et les processus critiques.
Le filtre électrostatique est utilisé pour éliminer les particules de l’air en utilisant des électrodes hautement chargées qui ionisent l’air. Le filtre à sac est capable d’éliminer les particules de poussière et est jeté après utilisation. Le filtre à rouleau est utilisé pour la filtration à grande vitesse où la partie utilisée est enroulée automatiquement/manuellement.
Humidificateurs
Pendant l’hiver, le niveau d’humidité de l’air peut être faible d’où un inconfort pour les occupants. On augmente l’humidité de l’air en utilisant les humidificateurs. Voici les humidificateurs les plus couramment utilisés :
Le type à pulvérisation comporte un collecteur et des buses de pulvérisation qui pulvérisent de l’eau avec une pression de 15 psi ou plus.
Le type à cuvette à vapeur comporte une cuvette et un serpentin de chauffage pour réchauffer l’eau de la cuvette. L’évaporation de l’eau provoquée par le chauffage augmentera le taux d’humidité de l’air environnant.
Le type grille à vapeur possède de minuscules trous sur le tuyau pour distribuer la vapeur qui y circule. Dans ce cas, l’eau qui est chauffée pour produire la vapeur à fournir à la grille est conditionnée pour éviter que l’odeur ne soit rejetée dans la pièce.
Caisse de mélange
Cette caisse possède des entrées d’air qui sont fixées aux clapets. C’est l’endroit où l’air extérieur et l’air de retour sont mélangés pour fournir la bonne proportion d’air à distribuer dans l’espace à conditionner.
.