Parce qu'il n'est pas possible de montrer tous les détails nécessaires à une bonne installation de certains équipements CVC sur les plans d'étage ou les plans à grande échelle, il est nécessaire que le concepteur du système CVC montre ces informations dans les détails de connexion des équipements. Ces détails montreront tous les raccords de conduits et de tuyauterie requis, ainsi que les exigences de support et les accessoires divers tels que les thermomètres, les manomètres et les connecteurs de tuyaux flexibles.
De plus, il est courant que des détails soient élaborés pour décrire divers éléments associés aux systèmes CVC, tels que les supports de tuyaux, les bordures de toit et les pénétrations à travers l'enveloppe du bâtiment. Par conséquent, nous avons fourni certains des détails les plus importants que chaque ingénieur et technicien CVC doit connaître.
Échangeurs de chaleur à coque et tube en U
Les échangeurs de chaleur à coque et tube en U sont constitués d'un faisceau de tubes en U en cuivre monté dans une coque cylindrique en acier. Le flux de fluide froid circule normalement à travers les tubes du faisceau de tubes, et le flux de fluide chaud circule normalement à travers l'enveloppe (autour du faisceau de tubes). La chaleur est transférée du fluide chaud au fluide froid à travers les parois des tubes. Les échangeurs de chaleur à coque et à tube sont couramment utilisés pour transférer la chaleur de la vapeur à l'eau ou à la saumure. Cependant, ils peuvent également être utilisés pour transférer la chaleur de l'eau à l'eau, de l'eau à la saumure ou de la saumure à l'eau. Des chicanes sont installées dans la coque pour diriger le flux d'eau à travers les tubes si l'échangeur de chaleur est utilisé pour transférer la chaleur de l'eau à l'eau, de l'eau à la saumure ou de la saumure à l'eau.
Un minimum de deux passages du fluide à travers le faisceau de tubes est requis pour les échangeurs de chaleur à calandre et tube en U. Pour la plupart des applications CVC, les échangeurs de chaleur à coque et à tube mesurent entre 3 et 6 pieds de long et 6 et 12 pouces de diamètre, bien que des échangeurs de chaleur plus grands soient disponibles. La figure ci-dessous illustre les raccordements de tuyauterie à un échangeur de chaleur à tube et calandre vapeur-eau chaude.
Échangeurs de chaleur à plaques et cadres
Les connexions pour les échangeurs de chaleur à plaques et à châssis sont limitées aux connexions de fluide chaud et froid d'entrée et de sortie, qui font normalement partie intégrante de la tête fixe (avant) de l'échangeur de chaleur {bien que des connexions puissent également être prévues dans la tête mobile (arrière) tête de l'échangeur de chaleur]. Selon la configuration des canaux des plaques de l'échangeur de chaleur, les raccords d'entrée et de sortie des fluides chaud et froid peuvent être situés soit du même côté de la tête fixe de l'échangeur de chaleur, soit disposés en diagonale.
Il est courant que les fluides chauds et froids circulent à travers des échangeurs de chaleur à plaques et cadres dans une configuration à contre-courant ; c'est-à-dire que les fluides chaud et froid s'écoulent dans des directions opposées à travers l'échangeur de chaleur. Cet agencement, dans lequel le gradient de température entre les fluides chaud et froid reste essentiellement constant, maximise l'efficacité du transfert de chaleur de l'échangeur de chaleur et permet également une température de croisement entre les fluides chaud et froid. La figure ci-dessous est un détail de connexion pour un échangeur de chaleur à plaques et châssis.
Pompes
Il existe de nombreux types de pompes, y compris les pompes à aspiration en bout, à couplage direct, en ligne, à carter divisé horizontal, à carter divisé vertical et à déplacement positif. Les types de pompes les plus couramment utilisés pour les systèmes hydroniques sont les pompes à aspiration en bout et en ligne, qui sont toutes deux des pompes centrifuges.
Les pompes à aspiration axiale sont fixées à un châssis de base en acier intégral qui est monté sur place sur une base en béton. La base en béton peut être une dalle d'entretien ménager de 4 pouces de hauteur sur laquelle le châssis de base de la pompe est monté avec des isolateurs à ressort. Cependant, le montage préféré est une base d'inertie en béton sur laquelle le châssis de base de la pompe est boulonné. Une base d'inertie en béton est un bloc de béton à ossature d'acier d'environ 6 pouces de haut et 6 pouces de plus que la base de la pompe sur tous les côtés, qui est supportée par des isolateurs à ressort.
La base d'inertie en béton fournit une base rigide pour maintenir l'alignement de l'arbre de la pompe et réduire le mouvement vibratoire causé par la rotation du moteur de la pompe. Le raccord du tuyau d'aspiration de la pompe est parallèle à l'arbre de la roue et le raccord du tuyau de refoulement est perpendiculaire à l'arbre de la roue. Des connecteurs de tuyaux flexibles sont utilisés sur les raccords de tuyaux d'aspiration et de refoulement pour les pompes à aspiration finale afin d'isoler les vibrations générées par la pompe du système de tuyauterie. Les raccords d'aspiration et de refoulement des pompes en ligne sont alignés les uns avec les autres et perpendiculaires à l'arbre de la pompe/roue. Les petites pompes en ligne sont supportées par le système de tuyauterie. Les grandes pompes en ligne nécessitent l'installation de supports de tuyauterie près des raccords d'aspiration et de refoulement. Les très grosses pompes en ligne seront supportées à partir du sol du bâtiment, généralement sur une dalle de béton de 4 pouces de haut.
Les raccords de tuyauterie requis pour les pompes comprennent des vannes d'arrêt sur l'aspiration et le refoulement de la pompe, une vanne d'équilibrage sur le refoulement de la pompe, un clapet anti-retour et un débitmètre sur le refoulement de la pompe et des manomètres. En option, une vanne polyvalente, qui remplit les fonctions de vanne d'arrêt, de vanne d'équilibrage et de clapet anti-retour, peut être installée sur le refoulement de la pompe. Il est courant qu'un diffuseur d'aspiration, dont la taille est similaire à celle d'un coude de tuyau à 90° à grand rayon, soit utilisé sur le raccordement du tuyau d'aspiration pour les pompes à aspiration finale. Cela permet au tuyau d'aspiration de descendre verticalement dans le diffuseur d'aspiration. Dans le cas contraire, il est nécessaire de prévoir cinq diamètres de canalisation de canalisation droite en amont du raccord d'aspiration de la pompe. Si un diffuseur d'aspiration ou la longueur nécessaire de tuyau droit en amont du raccord d'aspiration de la pompe n'est pas fourni, des turbulences indésirables dans l'écoulement du fluide se produiront au niveau du raccord d'aspiration de la pompe, ce qui compromettra les performances de la pompe et peut également endommager la pompe.
Les pompes à aspiration finale varient en taille de 3 à 6 pieds de long et de 1 à 3 pieds de large. L'arbre du moteur est relié à l'arbre de la turbine par un accouplement.
Les pompes en ligne sont soit verticales soit horizontales, ce qui décrit l'orientation de l'arbre moteur/turbine. L'arbre du moteur est relié directement à l'arbre de la turbine. Les pompes en ligne varient en taille de 1 à plus de 3 pieds de haut (dimension de la roue à l'extrémité du moteur) et de 1 à 3 pieds entre les raccords d'aspiration et de refoulement.
bobine de chauffage
Les serpentins à eau chaude nécessitent des raccordements de tuyauterie d'alimentation en eau de chauffage et de retour, et les serpentins à vapeur nécessitent des raccordements de tuyauterie d'alimentation en vapeur et de retour de condensat.
unité split-system sans conduit
Les connexions aux unités à système divisé sans conduit comprennent la tuyauterie d'aspiration de réfrigérant, de liquide et éventuellement de gaz chaud entre les unités intérieure et extérieure, la connexion du tuyau d'évacuation des condensats au bac de récupération et les connexions électriques aux unités intérieure et extérieure. Étant donné que les unités intérieures sont montées au mur sous le plafond ou encastrées dans le plafond, il est courant qu'il n'y ait pas suffisamment d'espace pour le pas de la tuyauterie d'évacuation des condensats. Par conséquent, une petite pompe à condensat est généralement installée à côté de l'unité intérieure pour recevoir le condensat du bac de vidange du serpentin de refroidissement et le pomper jusqu'au point d'évacuation vers le système d'eaux pluviales du bâtiment. Le raccordement de la tuyauterie d'évacuation des condensats au système d'eaux pluviales du bâtiment doit être effectué avec un clapet anti-retour afin d'éviter que la surcharge d'eaux pluviales qui peut survenir lors de fortes pluies ne déborde de la pompe à condensats.
Les unités à système divisé sans conduit utilisent généralement une alimentation électrique de 208/240 V/1Φ. Si une pompe à condensat est requise, elle doit être spécifiée pour utiliser une alimentation de 120 V/1Φ et être fournie avec un cordon et une prise pour servir de moyen de déconnexion. Dans ce cas, l'ingénieur électricien concevrait une prise de disjoncteur de fuite à la terre (GFCI) près de la pompe à condensat comme source d'alimentation électrique. La figure ci-dessous illustre les détails de connexion pour une unité de système divisé sans conduit, respectivement.
Unité terminale VAV alimentée par ventilateur
La figure ci-dessous illustre les connexions associées à une unité terminale VAV alimentée par un ventilateur parallèle avec un serpentin de chauffage à eau chaude. Les connexions d'une unité terminale VAV alimentée par un ventilateur en série avec un serpentin de chauffage à eau chaude seraient similaires, mais le serpentin de chauffage à eau chaude serait monté sur la sortie de l'unité terminale.
Les raccordements de la tuyauterie d'eau de chauffage (selon le type de vanne de régulation) sont similaires à ceux illustrés dans les serpentins de chauffage avec vanne à 2 (ou 3) voies. De plus, un connecteur de conduit flexible est requis. sur le raccordement de sortie des unités terminales à ventilateur pour isoler les vibrations générées par le ventilateur de l'unité terminale du réseau de gaines aval.
HVAC Design Sourcebook W. Larsen Angel, P.E., LEED AP
