De nombreux fabricants de filtres à air vantent les avantages de leurs profils aérodynamiques pour améliorer l’efficacité énergétique d’un bâtiment. Pour les gestionnaires d’immeubles, les propriétaires d’immeubles et les équipes d’achat, la possibilité d’économiser de l’énergie et donc des coûts est certainement une motivation lorsqu’ils recherchent le prochain filtre à air pour leur immeuble.
Mais ces affirmations selon lesquelles la forme du profil peut influencer positivement le flux d’air dans les systèmes de filtration d’air sont-elles vraies ?
Selon l’entreprise leader dans le domaine de la climatisation et de la filtration de l’air, DELBAG GmbH, tout cela est un mythe.
Sortir des sentiers battus
Au début de cette année, DELBAG a développé de nouveaux cadres de filtres compacts pour ses éléments filtrants afin de déterminer quelle forme de profil offre la meilleure solution aérodynamique.
Le filtre à air en question a de nombreuses applications : le cadre est utilisé dans les systèmes de traitement de l’air non résidentiels pour améliorer la qualité de l’air pour les occupants, dans les turbines pour protéger les pales de l’érosion, et dans les usines de fabrication pour empêcher les toxines nocives de quitter le site. Ces quatre applications diffèrent par leur objectif et la qualité du papier filtre, mais le cadre – et donc la forme du profilé – sont les mêmes.
Ce filtre offrait déjà un certain nombre d’arguments de vente uniques : il est entièrement coulé pour éviter les fuites entre le cadre du filtre et le papier filtre ; il bénéficie d’une grande surface de filtration ; il est sûr pour les aliments conformément à la norme EN 1935 ; il est intégré dans une grille extérieure en aluminium pour des raisons de sécurité ; et il offre une classe énergétique à 3400 m3/h.
Cependant, Delbag cherchait un moyen d’améliorer le bilan énergétique déjà considérable du produit. À cette fin, quatre profils d’entrée différents ont été conçus pour le cadre en plastique. Pour les études numériques, le logiciel CFD a été utilisé pour calculer les distributions de vitesse et de pression dans les éléments filtrants.
Thorsten Stoffel, chef de produit chez DELBAG, explique : “Les profilés sont en plastique et servent à donner une certaine forme au papier filtre. En général, ces profils ne sont pas profilés ou aérodynamiques. L’air frappe le profilé et provoque ensuite quelques turbulences avant de s’écouler dans le filtre.
“Beaucoup de nos concurrents ont des profils arrondis ou angulaires et prétendent que cela permet à l’air de s’écouler de manière plus dynamique dans le filtre. Lorsque nous avons envisagé de revoir la conception de notre produit, nous avons également réfléchi à ce que nous pourrions faire avec le profil pour faciliter l’entrée de l’air dans le filtre.”
Des résultats surprenants
L’équipe avait quatre idées différentes et a effectué des simulations aérodynamiques avec sa propre équipe de simulation au siège de l’entreprise en Allemagne. Ils ont d’abord simulé l’écoulement de l’air avec leur produit profilé existant, puis ils ont expérimenté un profilé très rond, un profilé angulaire et une surface plane, un profilé en losange et des lignes droites raccourcies, et enfin un profilé semi-circulaire. Le programme de simulation a calculé la chute de pression et la vitesse de l’air traversant le filtre pour obtenir des informations sur le débit d’air et l’efficacité énergétique.
Les résultats ? Aucune des modifications apportées à la forme du profil n’a fait de différence.
“Dans notre simulation, nous n’avons pu constater aucune différence dans les résultats pour toutes les formes de profil proposées, qu’elles soient rondes, plates ou angulaires”, explique M. Stoffel.
Pour étayer ces résultats, Delbag a effectué une deuxième simulation dans un laboratoire externe d’essais environnementaux (IUTA) et est arrivé à la même conclusion. Comme le profilé se trouve à l’extérieur du filtre, il n’a aucune influence sur le processus de filtration.
“Lors du développement d’un nouveau cadre de filtre, l’AITU nous a recommandé d’utiliser le profil le mieux adapté au processus de production et de ne pas nous préoccuper de l’aérodynamisme, car il n’a aucune incidence sur la consommation d’énergie”, poursuit M. Stoffel.
“De nombreuses entreprises affirment à leurs clients que leur profilé est aérodynamique, ce qui permet d’économiser beaucoup d’énergie et d’améliorer le flux d’air dans le filtre. Mais c’est un mythe. Il existe un certain nombre de mesures que vous pouvez prendre pour économiser de l’énergie, mais changer la géométrie du profil n’est tout simplement pas la clé pour économiser de l’énergie.”
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