Le nouveau "débit d'air nominal installé" représente mieux le réel

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Les propriétaires qui peuvent se permettre les dépenses d'une grande cuisinière à gaz de style presque commercial utilisent des hottes de cuisine à conduit (KRH) depuis des décennies. Mais avec les récentes déclarations de la Consumer Product Safety Commission des États-Unis sur les effets négatifs potentiels sur la santé des polluants produits par les cuisinières à gaz, de plus en plus de propriétaires potentiels seront conscients de la nécessité des KRH canalisés.

Les produits sans conduit et à recirculation ne sont généralement pas aussi efficaces pour éliminer les polluants de l'espace intérieur que les KRH avec conduit, en particulier pour le chef de cuisinière à gaz à volume élevé. Et bien que les cuisinières électriques produisent la moitié des particules de gaz selon les données du Département américain de l'énergie, elles ont toujours un impact sur la qualité de l'air intérieur, en particulier lorsqu'elles ne sont pas ventilées. Cela rend les recherches récentes du Home Ventilating Institute (HVI) et de l'Association of Home Appliance Manufacturers (AHAM) sur les performances des raccords de terminaison de conduit (DTF) et leur impact sur l'avenir des cotes KRH.

Le présentateur de l'AHR Expo 2023, Matt Matheny, directeur de l'ingénierie chez HVI, partage les principaux points à retenir de ce projet.

Pouvez-vous résumer brièvement le projet de recherche DTF mené par HVI et AHAM ?

Tout d'abord, j'aimerais remercier Randy Cooper d'AHAM, Mike Moore de Stator, LLC et le Dr James Sweeney du Texas A&M Riverside Energy Efficiency Laboratory. Ils faisaient partie intégrante de l'équipe du projet, et cela n'aurait pas été possible sans eux.

Le groupe de travail "Range Hood Rating Metric" du comité de projet des normes permanentes ASHRAE 62.2 (SSPC), présidé par Randy Cooper, a été créé en 2019 pour développer une nouvelle métrique d'évaluation KRH, appelée "débit d'air nominal installé" (NIA), qui représente mieux les performances installées dans le monde réel. Le NIA est l'intersection de la courbe de débit d'air KRH et d'une courbe nominale du système de conduits caractérisée par 10' de conduit rigide droit, deux coudes à 90 degrés et un DTF, tous de la même taille de conduit que le KRH. La courbe nominale du système de conduits est développée à partir de sa taille et de sa longueur supposées, des facteurs de frottement et des coefficients de perte des composants. Les coefficients de perte pour les conduits rigides droits et les coudes sont bien établis, mais pas pour les DTF couramment utilisés avec les KRH, d'où la nécessité du projet. Le projet consistait à rechercher, tester et analyser les résultats de 36 DTF uniques dimensionnés de manière appropriée pour l'application (c'est-à-dire pas moins de 6" ronds et 3-1/4 x 10" rectangulaires) afin d'établir des coefficients de perte DTF précis pour déterminer le NIA.

Pourriez-vous décrire certaines des mesures de débit d'air des hottes de cuisine que les entrepreneurs utilisent au quotidien ?

Les KRH sont évalués pour le débit d'air en pieds cubes par minute (cfm), le son en sones et l'énergie (ou puissance d'entrée) en watts, à une pression statique spécifiée. Les utilisateurs finaux, y compris les consommateurs, les entrepreneurs et les ingénieurs de conception, utilisent ces évaluations principalement pour la sélection et la comparaison des produits. L'application dicte généralement les exigences minimales de performance KRH. Par exemple, une application au code minimum peut simplement nécessiter un KRH économique qui déplace 100 cfm, tandis qu'une application axée sur l'efficacité énergétique peut nécessiter un KRH qualifié ENERGY STAR, et une application domestique personnalisée peut nécessiter un KRH haut de gamme de 1 200 cfm pour correspondre à la cuisinière à gaz commerciale à 6 brûleurs requise par le client. La plupart du temps, les entrepreneurs sont responsables de l'installation de l'équipement spécifié conformément aux instructions d'installation du fabricant et aux exigences de conception et de code. L'ingénieur de conception est généralement responsable de la conception des systèmes de conduits et de la spécification de l'équipement qui répond aux exigences du projet et du code local, de sorte qu'il se réfère régulièrement aux cotes de débit d'air, de son et d'énergie KRH répertoriées dans les répertoires de performances des produits HVI et AHAM. Ce n'est pas toujours le cas cependant. Par exemple, dans les maisons personnalisées haut de gamme, les entrepreneurs peuvent être responsables de la conception du système et de la spécification et de l'installation de l'équipement selon les désirs du client (tout en respectant le code bien sûr). L'ensemble du système de conduits doit être pris en compte pour garantir que les performances installées du KRH répondent aux attentes.

Pourriez-vous décrire comment les nouvelles données sur le débit d'air des hottes de cuisine que vous avez produites représentent mieux les performances réelles installées sur ces systèmes ?

0,1" de colonne d'eau (in. wc) de pression statique est le point de notation actuel pour les KRH et a été établi il y a des décennies, lorsque les exigences du code étaient plus simples et que les points de notation étaient principalement utilisés pour comparer les produits A, B, C, etc. mais il peut surestimer considérablement le débit d'air à des réglages de vitesse plus élevés. Voici un exemple hypothétique d'une installation typique : un ingénieur concepteur conçoit un système KRH pour une maison nécessitant 200 cfm. À 200 cfm : 10' de conduit rigide droit de 6" de diamètre = 0,03" wc + deux coudes à 90 degrés de 6" de diamètre = 0,24" wc + un capuchon mural de 6" de diamètre DTF = 0,19" wc pour un total général de 0,46" wc de pression statique du système. C'est beaucoup plus élevé que ce que l'on trouve généralement dans les répertoires de performances des produits certifiés par des tiers. Une fois le NIA établi, les utilisateurs finaux pourront sélectionner un KRH basé sur un NIA certifié par une tierce partie qui est beaucoup plus proche des conditions de conception et représentera mieux les performances attendues du produit une fois installé.Au fur et à mesure que les codes et l'industrie ont évolué, le besoin de points de notation qui reflètent mieux les performances des produits dans le monde réel une fois installés, d'où le NIA.

De quelle manière les différents raccords de terminaison disponibles pour l'installation affectent-ils le débit d'air ?

Les caractéristiques de conception DTF peuvent vraiment avoir un impact sur les performances du flux d'air du système, et quelques points généraux à retenir sont :

Pourriez-vous décrire les normes existantes pour les raccords de terminaison de mur et de toit qui accompagnent généralement ces systèmes ? Quel type de données avez-vous généré et mis à la disposition de l'industrie dans ce domaine ?

Il existe actuellement très peu d'exigences standard pour les DTF. En raison de leur simplicité, les concepteurs peuvent sous-estimer leur impact sur les performances du système. Les publications HVI 916 et 920 décrivent comment tester et certifier les DTF, mais il existe très peu de modèles actuellement certifiés en raison d'un manque de demande du marché pour des performances certifiées pour ces appareils. Nous pensons que cela pourrait changer à mesure que l'industrie commence à comprendre l'impact que les DTF ont sur les performances installées des KRH en raison de la métrique de notation NIA. À son tour, l'industrie commencera probablement à exiger des DTF répertoriés dans ses conceptions. Actuellement, les seules données que nous avons mises à la disposition de l'industrie sont celles que nous avons présentées à l'exposition AHR 2023.

Il est important de garder un conduit dimensionné de manière appropriée pour le volume d'air d'un système donné, appelé pieds cubes par minute (CFM). Comment votre travail impacte-t-il plus généralement les caractéristiques de résistance et de fuite du système de ventilation de la cuisine ?

Ce projet a mené à l'achèvement des équations NIA qui fourniront une mesure de notation qui représente mieux la performance du débit d'air in situ des KRH. En évaluant les KRH à une pression statique produite par un système de conduits typique plutôt qu'à 0,1 po de pression statique, l'industrie aura une meilleure compréhension du fonctionnement des produits lorsqu'ils sont installés et de l'impact des différentes tailles de conduits et des DTF sur la résistance globale du système. Cela conduira à des systèmes mieux conçus.

Quelle est la prochaine étape pour établir un "débit d'air installé nominal" pour l'industrie ?

Actuellement, les exigences mises à jour de la NIA sont en cours d'approbation par le comité HVI pour publication dans la publication HVI 920 Procédure de certification des performances des produits HVI, y compris la vérification et la remise en question © plus tard cette année. À partir de là, il sera probablement référencé dans la norme ASHRAE 62.2 Ventilation et qualité de l'air intérieur acceptable dans les bâtiments résidentiels et les codes du bâtiment ou de l'énergie.

Austin Keating est le rédacteur en chef de la section spéciale de SNIPS NEWS à The ACHR News. Avant de rejoindre BNP Media, il a été rédacteur de terrain pour Prairie Farmer et spécialiste des médias au National Center for Supercomputing Applications. Envoyez-lui un e-mail à [email protected].