1. Créer un système VAV avec mesure BCL
Dans cette vidéo, nous allons vous montrer comment créer et affecter rapidement un système de traitement d'air à débit d'air variable (VAV) avec des boucles d'eau glacée et d'eau chaude à votre bâtiment à l'aide d'une mesure téléchargée depuis la bibliothèque de composants de bâtiment.
Nous avons un immeuble de bureaux assez complexe et de grande taille. Je vais vous montrer comment y intégrer le système CVC. Mais d'abord, je vais vous présenter une mesure de la bibliothèque de composants du bâtiment qui fonctionne très bien pour l'intégration d'un système CVC courant. Elle ne s'appliquera pas directement à ce bâtiment, car il est plus ancien et son système est plus ancien, mais je souhaite d'abord vous montrer le raccourci afin de vous démontrer la puissance des mesures de la bibliothèque de composants du bâtiment. Accédez à votre modèle et rendez-vous dans l'onglet « Mesures ». Examinons la bibliothèque de composants du bâtiment et vérifions si cette mesure nécessite une mise à jour. Cette mesure se trouve sous « CVC – Système complet ». Elle fait partie de la série de mesures « Guide de conception énergétique avancée » (AEDG), nous utiliserons donc « AEDG » comme terme de recherche. La mesure que nous allons utiliser s'appelle « AEDG Office CVAC VAV avec système d'eau glacée ». Elle semble être à jour. Si ce n'était pas le cas, un message vous indiquerait que la mesure n'est pas à jour et vous proposerait de télécharger la dernière version. Dans ce cas, tout semble correct. L'autre chose que je voulais vous montrer, c'est que la bibliothèque de composants de bâtiment contient un tout nouvel ensemble de mesures permettant de modifier les systèmes du bâtiment, voire d'installer des systèmes complets dans votre modèle. Ces mesures ont été créées par le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) et sont basées sur les recommandations du guide de conception énergétique avancée de l'ASHRAE. Vous verrez de nombreuses options, mais nous allons sélectionner le système VAV pour immeuble de bureaux avec une centrale d'eau glacée. Allez dans Composants et mesures, puis cliquez sur Appliquer maintenant. Allez dans CVC et sélectionnez Système complet. Choisissez le système VAV avec eau glacée. Le premier champ demande si le bâtiment possède des plénums de reprise d'air au plafond. Nous avons des cavités au plafond, mais l'air de reprise est entièrement canalisé ; nous n'avons donc pas de plénums de reprise d'air au plafond. Vous pouvez attribuer un type d'espace à un plénum de reprise d'air si nécessaire, mais ce n'est pas utile ici. Le champ suivant demande le coût du système. Une case à cocher permet d'appliquer les programmes de disponibilité et de ventilation recommandés pour les centrales de traitement d'air ; nous la laisserons cochée. Cliquez sur Appliquer la mesure. La mesure s'exécute correctement. Nous sommes partis de zéro boucle d'air, zéro boucle de traitement d'air et zéro zone climatisée, et nous avons fini avec dix boucles d'air, deux boucles de traitement d'air et soixante-neuf zones climatisées. Cette mesure applique une boucle d'air à débit d'air variable (VAV) par étage ; vous devez donc avoir des étages attribués dans votre modèle de bâtiment. Vous pouvez constater que plusieurs étages ont été attribués et, si nous effectuons un rendu par étage, chaque étage est associé à un système de traitement d'air CVC. Le panneau d'informations n'affiche aucune erreur ni aucun avertissement. Il arrive que des erreurs ou des avertissements apparaissent si des informations clés sont manquantes ; dans ce cas, vous devrez dépanner le modèle. Ici, la mesure a été appliquée avec succès. Nous allons enregistrer ce modèle comme une nouvelle version. Ensuite, nous pouvons accéder à l'onglet « Boucles d'air » et utiliser le menu déroulant pour visualiser les boucles d'air créées. Vous constaterez que des boucles d'air ont été créées pour chaque étage et attribuées aux espaces de cet étage. Chaque boucle d'air est composée d'une centrale de traitement d'air à débit variable (VAV) avec un échangeur de chaleur air-air pour la récupération de chaleur, une batterie de refroidissement à eau glacée, une batterie de chauffage à eau chaude et un ventilateur à débit variable. Elle comprend également un régulateur de consigne basé sur la température extérieure. Plusieurs boîtes de jonction VAV sans réchauffage desservent les zones. Dans l'onglet « Zones thermiques », on constate que chaque zone thermique est associée à une boîte de jonction VAV. Chaque zone est également équipée d'un radiateur convecteur à eau chaude pour le chauffage. Dans l'onglet « Systèmes CVC », on observe la création d'une centrale d'eau glacée et d'une centrale d'eau chaude. La boucle d'eau glacée comprend un refroidisseur à air, une pompe à débit variable et toutes les batteries d'eau glacée alimentant les centrales de traitement d'air. La boucle d'eau chaude comprend une pompe à débit variable, une chaudière, un régulateur de consigne et toutes les batteries de chauffage des centrales de traitement d'air et des radiateurs convecteurs. Enfin, il est possible de lancer la simulation pour vérifier le bon fonctionnement du système. Tout d'abord, accédez à l'onglet Paramètres de simulation et réduisez la durée de la simulation à une seule journée afin d'accélérer son exécution. Pour gagner encore du temps, réduisez le nombre d'itérations par heure à une. Cliquez sur Enregistrer. D'autres paramètres avancés permettent d'améliorer la vitesse de simulation, notamment en ce qui concerne l'ombrage et la convergence, mais nous utiliserons ces paramètres pour le moment. La simulation s'exécute et se termine avec succès. Quelques avertissements apparaissent dans les résultats, mais globalement, l'exécution est concluante. J'avais sélectionné certaines variables de sortie, ce qui a augmenté le temps de post-traitement du fichier SQL. Malgré cela, la simulation EnergyPlus s'est terminée en environ une minute et trente secondes. Ceci démontre comment il est possible d'attribuer rapidement un système CVC complet à un modèle énergétique qui ne comportait aucun système défini auparavant. Dans la prochaine vidéo, nous verrons comment saisir manuellement un système VAV à double conduit.J'aime ce bâtiment. Merci, et n'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
2. Créer des systèmes de centrales de traitement centralisées
Dans cette vidéo, nous expliquons comment créer des circuits d'air personnalisés pour les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Nous allons créer un système de ventilation simple et un système à double conduit, puis les raccorder à nos centrales thermiques.
L'étape suivante consiste à installer un système de chauffage et de ventilation pour le sous-sol, incluant des radiateurs à eau chaude de plinthe. Pour cela, rendez-vous dans l'onglet « Zones thermiques ». Le sous-sol étant considéré comme une seule zone thermique, nous n'aurons à nous concentrer que sur celle-ci. Dans l'onglet « Bibliothèque », recherchez « Rapidateur à eau chaude de plinthe » et glissez-le dans l'équipement de la zone. Les radiateurs à eau chaude de plinthe sont ainsi définis comme source de chauffage principale pour le sous-sol. Cliquez ensuite sur l'icône en forme de maillon de chaîne dans l'onglet « Modifier » et sélectionnez le circuit d'eau chaude sanitaire comme source d'eau chaude pour ces radiateurs. La température moyenne nominale de l'eau peut être réglée à 71,1 °C (160 °F), tandis que les autres propriétés conservent leurs valeurs par défaut (dimensionnement automatique). Si des données de performance spécifiques sont disponibles, vous pouvez les ajuster ici. Ensuite, rendez-vous dans l'onglet « Systèmes CVC » et cliquez sur le bouton « + » pour ajouter un nouveau système. Ajoutez une chaudière à gaz à air chaud au modèle, mais comme nous n'utilisons pas le chauffage au gaz, supprimez le composant correspondant. Dans la bibliothèque, nous recherchons un composant de serpentin de chauffage d'eau et l'intégrons au système, en le renommant « unité de chauffage et de ventilation » (HV). À l'aide du bouton de liaison, nous connectons ce serpentin de chauffage d'eau à la boucle de chauffage. Toutes les autres propriétés peuvent conserver leurs valeurs par défaut. Ce système étant à volume constant, nous conservons le ventilateur à volume constant et renommons le système HV-1. Le débit d'air est fixé à 3 000 cfm (5 100 m³/h), tandis que le débit d'air extérieur de conception n'est pas spécifié. La température de l'air soufflé de conception est fixée à 105 °F (40,6 °C), et pour le dimensionnement, le système est supposé fonctionner à 100 % avec de l'air extérieur, aussi bien en chauffage qu'en refroidissement. Le terminal d'air est déjà installé côté demande, et nous attribuons la zone du sous-sol à ce système à l'aide du répartiteur. S'agissant d'un système à volume constant, une gaine de dérivation n'est pas nécessaire. Nous procédons ensuite à l'installation des unités de traitement d'air à double gaine. À l'aide du bouton « + », nous ajoutons une boucle de ventilation à double conduit que nous renommons AHU1. La plupart des valeurs sont laissées en mode automatique, mais le débit d'air maximal du système de chauffage central est fixé à 50 % et la température de l'air soufflé à 40,6 °C (105 °F). Après enregistrement, nous ajoutons un système de ventilation à boucle extérieure, que nous nommons AHU1 Système d'air extérieur. Nous installons également un échangeur de chaleur air-air, en sélectionnant une roue de récupération d'énergie, et ajoutons un extracteur d'air motorisé à vitesse variable. Le débit d'air extérieur minimal est fixé à 29 730 m³/h (17 500 cfm) et le débit maximal à 101 940 m³/h (60 000 cfm), puisqu'il s'agit d'un système fonctionnant exclusivement à l'air extérieur. Le type de régulation de l'économiseur est réglé sur « bulbe sec fixe ». Pour l'échangeur de chaleur, nous conservons la plupart des valeurs par défaut, spécifions un échangeur rotatif, configurons la stratégie de dégivrage en mode extraction uniquement et activons le verrouillage de l'économiseur. Le ventilateur d'extraction motorisé est configuré avec un rendement total de 80 %, une pression de 1 740 Pa (7 pouces de colonne d'eau) et un débit minimal de 33 %. Ensuite, nous installons le serpentin de préchauffage d'eau chaude, le nommons « AHU1 » et le raccordons au circuit d'eau chaude. La plupart des valeurs sont laissées en mode automatique, mais la température nominale de l'eau à l'entrée est fixée à 82 °C (180 °F) et la température nominale de l'air à la sortie à 12,8 °C (55 °F). Nous ajoutons ensuite un gestionnaire de consigne pour la température de l'air mélangé du pont et la fixons à 12,8 °C (55 °F). Un ventilateur d'insufflation à débit variable est ensuite ajouté, suivi d'un serpentin de préchauffage d'eau chaude avec une température nominale de l'air à la sortie de 40,6 °C (105 °F). Un gestionnaire de consigne de température extérieure est appliqué afin que, pour une température extérieure de 10 °C (50 °F), la température de l'air soufflé soit de 40,5 °C (105 °F), et pour une température extérieure de 18,3 °C (65 °F), elle redescende à 21,1 °C (70 °F). Pour la zone froide, nous installons un serpentin de refroidissement à eau glacée, que nous raccordons au circuit d'eau glacée. Un autre gestionnaire de consigne de température extérieure est également appliqué afin que la zone froide fournisse de l'air à 12,8 °C (55 °F) lorsque la température extérieure est plus élevée. Enfin, nous installons des boîtiers terminaux VAV à double conduit, disponibles dans la bibliothèque, et les raccordons aux zones chaude et froide. Le débit d'air minimal de chaque zone est généralement maintenu à environ 30 % afin de garantir une ventilation minimale, même en l'absence de demande de chauffage ou de refroidissement. Nous attribuons ensuite toutes les zones requises en faisant glisser les zones thermiques dans le circuit d'air et en laissant le répartiteur remplir automatiquement les boîtiers terminaux. Une fois toutes les zones attribuées, nous vérifions les connexions et constatons qu'un serpentin de chauffage d'eau n'est pas encore raccordé. À l'aide du bouton en forme de chaîne, nous connectons l'appareil au circuit d'eau chaude sanitaire. Plusieurs composants connectés apparaissent alors, notamment le serpentin de la centrale de traitement d'air, les plinthes chauffantes et l'unité de chauffage et de ventilation. La vérification de l'onglet « Zones thermiques » confirme que tous les équipements de chauffage, ventilation et climatisation sont correctement affectés. L'installation des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation avec serpentins de chauffage et de refroidissement utilisant des systèmes à eau chaude et à eau glacée est maintenant terminée. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
3. Créer des boucles d'air
Dans cette vidéo, nous expliquons comment créer des circuits d'air personnalisés pour les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Nous allons créer un système de chauffage-évacuation simple et un système à double conduit, puis les raccorder à nos centrales thermiques.
L'étape suivante consiste à installer un système de chauffage et de ventilation pour le sous-sol. Ce sous-sol est également équipé de radiateurs à eau chaude de plinthe. Accédez à l'onglet « Zones thermiques ». Heureusement, le sous-sol est considéré comme une seule zone thermique. Nous n'avons donc à nous préoccuper que de cette zone. Accédez à l'onglet « Bibliothèque » et recherchez « Réchauffeur d'eau chaude de plinthe ». Glissez-le dans l'équipement de zone. Le sous-sol est désormais équipé de radiateurs à eau chaude de plinthe comme source de chauffage principale. Ensuite, cliquez sur l'icône en forme de maillon de chaîne dans l'onglet « Modifier ». Sélectionnez le circuit d'eau chaude comme source d'eau chaude pour ces radiateurs. Le reste des paramètres est personnalisable. La température moyenne nominale de l'eau peut être réglée à environ 71,1 °C (160 °F). Nous laisserons les autres valeurs par défaut et le dimensionnement automatique. Si vous connaissez les valeurs de conception spécifiques, vous pouvez les modifier ici. Accédons maintenant à l'onglet « Systèmes CVC » et cliquons sur le bouton « + » en haut. Nous allons ajouter une chaudière à gaz à air chaud au modèle. Le système est déjà configuré. Cependant, nous n'utiliserons pas de chaudière à gaz pour le chauffage, mais un serpentin de chauffage à eau chaude. Supprimez donc la chaudière à gaz. Accédez à l'onglet Bibliothèque et recherchez un serpentin de chauffage à eau chaude. Glissez-déposez le serpentin dans le système. Sélectionnez-le et nommez-le HV (pour chauffage et ventilation). Cliquez ensuite sur le bouton de liaison en forme de chaîne dans l'onglet Édition pour connecter ce serpentin au circuit de chauffage à eau chaude. Retournez dans l'onglet Propriétés et conservez les autres valeurs par défaut. Ce système étant à volume constant, le ventilateur reste configuré comme tel. Renommez le système HV-1. Le débit d'air est de 3 000 cfm (5 100 m³/h). Nous ne disposons pas des informations concernant le débit d'air extérieur nominal ; nous conservons donc la valeur par défaut. La température de l'air soufflé nominal est de 105 °F (40,6 °C). Pour le dimensionnement, nous dimensionnons le serpentin pour un apport d'air extérieur à 100 % en chauffage et en climatisation. Nous laissons donc les autres paramètres par défaut. Vous remarquerez que le système comprend déjà un terminal d'air et un diffuseur à volume constant côté demande. Ensuite, nous attribuons les zones. Cliquez sur le répartiteur et ajoutez la zone du sous-sol au système de chauffage et de ventilation. Comme il n'y a qu'une seule zone, l'opération est simple. S'agissant d'un système à volume constant, nous avons brièvement envisagé l'ajout d'une gaine de dérivation, mais cela n'est pas possible dans cette configuration. Les gaines de dérivation sont généralement utilisées uniquement pour les systèmes à débit d'air variable (VAV), et des paramètres supplémentaires pour le contrôle de la dérivation peuvent être disponibles dans d'autres configurations de boucles d'air. À ce stade, le système de chauffage et de ventilation est terminé. Nous passons maintenant à l'ajout des unités de traitement d'air à double gaine. Cliquez à nouveau sur le bouton « + », faites défiler vers le bas et ajoutez une boucle d'air à double gaine au modèle. Nommez-la AHU1. Nous laissons le système en mode automatique pour le moment. Le débit d'air maximal du système de chauffage central est fixé à 50 %. La température de l'air soufflé est fixée à 40,6 °C (105 °F). Les autres paramètres restent à leurs valeurs par défaut, puis nous cliquons sur « Enregistrer ». Ensuite, nous installons un système de traitement d'air extérieur en ajoutant un système de traitement d'air extérieur pour la CVC. Afin d'éviter l'encombrement dû aux connexions de bibliothèques externes, nous rétablissons les bibliothèques par défaut et supprimons les éléments inutiles. Nous ajoutons ensuite le système de traitement d'air extérieur à la boucle d'air et le nommons « AHU1 Système de traitement d'air extérieur ». Nous devons également ajouter un échangeur de chaleur air-air. Parmi les options d'échangeurs de chaleur air-air, nous sélectionnons une roue de récupération d'énergie et l'insérons dans le système de traitement d'air extérieur. Ensuite, nous ajoutons un ventilateur d'extraction motorisé à vitesse variable. Le débit d'air extérieur minimal est fixé à 29 730 m³/h (17 500 cfm) et le débit maximal est initialement défini à 254 850 m³/h (150 000 cfm). Le type de contrôle de l'économiseur est défini sur « bulbe sec fixe ». Passons aux paramètres de l'échangeur de chaleur. La plupart des critères de performance conservent leurs valeurs par défaut, car elles correspondent au mieux aux performances réelles du système. L'échangeur de chaleur est de type rotatif, la stratégie antigel est configurée en extraction uniquement et le verrouillage de l'économiseur est activé afin que la roue chauffante soit désactivée pendant son fonctionnement. Nous examinons ensuite le ventilateur d'extraction motorisé. Son rendement total est fixé à 80 % et la surpression à 1 740 Pa (7 pouces de colonne d'eau). Le débit maximal est corrigé à 60 000 cfm (101 940 m³/h), ce qui correspond aux exigences d'un système alimenté à 100 % en air extérieur. La méthode de saisie du débit minimal de puissance du ventilateur est définie sur une fraction, et cette fraction minimale est fixée à 33 %. Si un débit fixe avait été sélectionné, une valeur de débit d'air spécifique aurait dû être saisie. Les coefficients de puissance du ventilateur conservent leurs valeurs par défaut, adaptées à un système à un seul ventilateur. Nous installons ensuite le serpentin de préchauffage de l'eau de chauffage. Dans la bibliothèque, sélectionnez le serpentin de chauffage d'eau et déposez-le dans la boucle d'air. Nommez-le AHU1 - Serpentin de chauffage d'eau chaude de préchauffage. Utilisez le bouton de liaison pour le connecter à la boucle d'eau chaude. La plupart des valeurs sont laissées en configuration automatique. La température nominale de l'eau à l'entrée est fixée à 180 °F et la température nominale de l'air à la sortie est fixée à…55 °F (12,8 °C), car il s'agit d'une batterie de préchauffage. La capacité nominale et les autres paramètres détaillés sont ignorés pour le moment et le dimensionnement est automatique, bien qu'il soit recommandé de saisir les valeurs connues lorsqu'elles sont disponibles. Nous installons ensuite un gestionnaire de consigne pour l'air mélangé ou le pont de préchauffage. Sélectionnez un gestionnaire de consigne programmé et renommez-le « Température programmée du pont d'air mélangé ». Dans l'onglet « Programmation », réglez cette température à 55 °F (12,8 °C) et revenez au module de traitement d'air du circuit d'air. Installez ensuite un ventilateur d'insufflation à débit variable et nommez-le « Ventilateur d'insufflation AHU1 à vitesse variable ». Toutes les valeurs sont laissées par défaut, en notant que les coefficients de puissance du ventilateur peuvent différer pour les configurations en parallèle ou à deux ventilateurs. Nous installons maintenant la batterie d'eau chaude pour le chauffage du pont. La plupart des valeurs sont laissées par défaut, la température nominale de l'air de sortie étant fixée à 105 °F (40,6 °C). Nous ajoutons ensuite un gestionnaire de consigne de réinitialisation de l'air extérieur. Lorsque la température extérieure atteint 10 °C (50 °F), la température de l'air soufflé est réglée à un maximum de 40,6 °C (105 °F). Lorsque la température extérieure remonte à 18,3 °C (65 °F), elle redescend à un minimum de 21,1 °C (70 °F). Il s'agit d'une stratégie de réinitialisation simple ; des options de programmation plus complexes peuvent être ajoutées au besoin. Ensuite, installez un serpentin de refroidissement à eau glacée sur le pont froid. Dans la bibliothèque, sélectionnez un serpentin de refroidissement, puis un système de refroidissement à eau glacée et déposez-le sur le pont froid. Utilisez le bouton de liaison pour le connecter au circuit d'eau glacée et nommez-le « AHU1 serpentin d'eau glacée ». Ajoutez un gestionnaire de consigne de réinitialisation de la température extérieure afin que, lorsque la température extérieure atteint 10 °C (50 °F), la consigne remonte jusqu'à 18,3 °C (65 °F). Le système de chauffage/climatisation fournira alors un minimum d'air à 12,8 °C (55 °F) lorsque la température extérieure atteint ou dépasse 18,3 °C (65 °F). Le circuit d'alimentation est ainsi terminé. Ajoutez maintenant les boîtiers terminaux à double conduit. Dans la bibliothèque, sélectionnez « Terminal d'air », « Double conduit », « VAV » et intégrez-le au système. Le terminal se connecte automatiquement aux conduits des ponts chaud et froid. Le débit d'air minimal par zone peut être ajusté si nécessaire, mais il est généralement réglé autour de 30 % pour garantir un débit de ventilation minimal même en l'absence de demande de chauffage ou de climatisation. Une valeur nulle entraînerait l'arrêt complet du terminal en l'absence de demande, ce qui est généralement à éviter. L'étape suivante consiste à attribuer les zones. Tenter de glisser-déposer directement les zones de plénum ne fonctionne pas comme prévu. Nous nous rendons donc dans la bibliothèque, sélectionnons les zones thermiques et les intégrons manuellement au système. Par exemple, nous intégrons la zone 2-3NTZ. Après avoir sélectionné le répartiteur, le système affiche automatiquement les boîtes de jonction pour les zones restantes, telles que 4-5, 5-6, 6-7, 7-8, 8-9, et plusieurs autres. À ce stade, toutes les zones sont attribuées. À l'aide de la loupe, nous pouvons dézoomer pour visualiser l'ensemble du système ou zoomer pour plus de détails. L'installation du système de traitement d'air VAV à double conduit est ainsi terminée. Nous constatons ensuite que l'un des serpentins d'eau chaude n'est pas raccordé au circuit d'eau chaude sanitaire, comme l'indiquent les connecteurs manquants. Cliquer sur le bouton en forme de maillon de chaîne permet de le connecter à la boucle d'eau chaude sanitaire. Une fois connecté, le circuit d'eau chaude sanitaire affiche plusieurs composants raccordés, notamment le serpentin AHU1, les plinthes chauffantes et le groupe de chauffage et de ventilation. Cliquer sur ces connexions permet de revenir à l'équipement de traitement d'air. Enfin, en consultant l'onglet « Zones thermiques », nous constatons que tous les équipements de chauffage, ventilation et climatisation sont correctement affectés aux zones. Ceci illustre comment installer des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation avec serpentins de chauffage et de refroidissement utilisant des systèmes d'eau chaude et d'eau glacée. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
4. Comparaison des refroidisseurs - Calendrier d'importation
Dans cette vidéo, nous verrons comment importer un programme de 8 760 heures pour la charge et le débit d'une centrale d'eau glacée. Les profils de charge et de débit importés seront utilisés par l'objet LoadProfile:Plant pour simuler la consommation d'eau glacée de notre installation. Dans la vidéo suivante, nous montrerons comment configurer les refroidisseurs et personnaliser leurs courbes de performance selon les données fournies par le fabricant.
Nous allons examiner un exemple de comparaison des performances de deux refroidisseurs différents. Le modèle est déjà configuré avec les fichiers météorologiques et la plupart des boucles d'eau glacée et de condensation sont déjà en place, y compris les boucles d'eau de condensation et d'eau glacée. Les seules données manquantes sont les refroidisseurs eux-mêmes et un profil de charge pour le système. La comparaison portera sur les performances des deux refroidisseurs dans les mêmes conditions de charge. Le profil de charge peut être obtenu à partir des journaux de tendances du système de gestion technique du bâtiment (GTB) ou d'autres dispositifs de suivi installés sur l'équipement, ou encore être modélisé. Dans ce cas, une combinaison des deux méthodes est utilisée : environ les trois quarts de l'année proviennent des données de tendance de l'installation, et le reste de l'année est complété à l'aide de modèles de régression pour estimer le profil de charge annuel complet. La première étape consiste à saisir le profil de charge. Accédez à l'onglet Bibliothèque et faites défiler jusqu'à Profil de charge – Installation, puis déposez cet objet du côté demande de la boucle d'eau glacée. Une fois sélectionné, il affiche des champs de saisie tels que le nom du programme de charge et le nom du programme de fraction de débit. Ces programmes sont basés sur 8 760 points de données, représentant chaque heure de l'année, et sont importés dans OpenStudio à l'aide de fichiers CSV. Pour ce faire, une mesure spécifique de la bibliothèque de composants du bâtiment est requise. Accédez à Composants et mesures, sélectionnez Rechercher une mesure, puis naviguez jusqu'à Bâtiment entier et localisez la mesure « Ajouter un programme d'intervalles à partir d'un fichier ». Cette mesure permet d'ajouter des programmes d'intervalles à OpenStudio à partir de fichiers CSV et peut être utilisée pour de nombreuses applications telles que les charges d'éclairage, les programmes d'occupation ou toute autre entrée programmable. Les programmes peuvent avoir des intervalles allant d'une heure à 15 minutes, ce qui permet de simuler directement des données de tendance réelles collectées sur une année entière. Avant d'importer les programmes, les données doivent être correctement préparées. Deux fichiers CSV sont requis : un pour la charge et un pour la fraction de débit. Les données de charge doivent être exprimées en watts, l'unité de base utilisée par EnergyPlus et OpenStudio, et la fraction de débit doit être une valeur décimale sans unité. Les données de charge sont copiées dans un tableur, vérifiées (elles contiennent bien 8 760 valeurs horaires) et converties en valeurs négatives conformément à la convention EnergyPlus pour les charges de refroidissement. Ce fichier est enregistré sous le nom Load.csv et placé dans le dossier du projet. La même procédure est appliquée aux données de fraction de débit, enregistrées sous le nom Flow.csv. Une fois les fichiers prêts, la mesure « Ajouter un programme d'intervalles à partir d'un fichier » est appliquée deux fois : une première fois pour créer le programme de charge (en watts) et une seconde fois pour créer le programme de débit (sans unité). Les deux mesures s'appliquent avec succès, sans aucun avertissement ni erreur. Après l'importation des programmes, retournez à la boucle d'eau glacée et sélectionnez l'objet « Profil de charge » > « Installation ». Attribuez le nom « Programme de charge » et le nom « Programme de débit ». Enfin, saisissez le débit de pointe du système d'eau glacée, soit 8 200 gpm (517 L/s) dans ce cas. La boucle d'eau glacée dispose désormais d'un profil de charge complet et est prête pour la saisie des données du refroidisseur et la comparaison de ses performances. La prochaine étape, qui sera traitée séparément, consiste à ajouter les refroidisseurs eux-mêmes et à optimiser leurs performances à l'aide des données du fabricant. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
5. Comparaison des refroidisseurs - Créer des refroidisseurs
Dans cette vidéo, nous verrons comment saisir les paramètres de base du refroidisseur, les conditions de référence et les courbes de caractérisation. Nous créerons deux composants de bibliothèque pour refroidisseurs, utilisables ultérieurement comme fichiers de bibliothèque. Enfin, nous intégrerons les refroidisseurs à notre circuit d'eau glacée pour la simulation.
Nous allons maintenant personnaliser nos refroidisseurs. Commençons par enregistrer notre projet. Il sera utile de créer un fichier de bibliothèque contenant nos refroidisseurs. Allez dans Fichier > Nouveau. Accédez à l'onglet Systèmes CVC, cliquez sur le bouton « + », puis faites défiler jusqu'à « Boucle d'installation vide » et ajoutez-la au modèle. Accédez à votre bibliothèque et faites défiler jusqu'à Refroidisseur – EIR électrique. Sélectionnez un refroidisseur à eau, faites-le glisser et déposez-le dans la boucle. Sélectionnez-le et saisissez ses conditions de référence. Commencez par nommer ce refroidisseur par son numéro de modèle. Ce sont des valeurs de référence, qui correspondent aux courbes de performance bi-quadratique et quadratique du refroidisseur. Il est important que les valeurs de référence et les courbes correspondent. Si vous modifiez ces valeurs de référence, vous risquez de ne pas obtenir les résultats escomptés, à moins de modifier également les courbes de performance. La capacité de référence correspond à la capacité de refroidissement du refroidisseur et est souvent, mais pas toujours, la capacité nominale. Toutes les valeurs de référence doivent correspondre à la courbe de performance, et les valeurs nominales doivent se situer dans les limites de la courbe. Pour notre refroidisseur, la puissance de référence est de 1 184 tonnes (4 037 kW), le coefficient de performance (COP) de référence est de 5,785, la température de référence de l'eau glacée en sortie est de 4,44 °C (40 °F), la température de référence du fluide d'entrée du condenseur est de 26,7 °C (80 °F), le débit de référence d'eau glacée est de 127,6 L/s (2 022 gpm) et le débit du fluide de condensation est de 151,4 L/s (2 400 gpm). Certaines valeurs sont grisées et doivent être renommées directement dans le fichier OpenStudio. Le taux de charge partielle minimal est de 0,1517, le taux de charge partielle maximal est de 1 et le taux de charge partielle optimal correspond au COP le plus élevé, soit 6,417 pour un taux de charge partielle de 0,5998. Le taux de déchargement minimal correspond au taux de charge partielle minimal, car ce refroidisseur n'utilise pas de surcharge. Il s'agit d'un refroidisseur à eau, il n'y a donc pas de ventilateur de condenseur. La fraction de la consommation électrique du compresseur rejetée par le condenseur est de 1,0. La limite inférieure de température de sortie de l'eau glacée et le mode de débit sont laissés par défaut. Le facteur de dimensionnement n'a pas d'importance car les valeurs sont fixes. La sous-catégorie d'utilisation finale peut être renommée pour suivre la consommation énergétique de ce refroidisseur séparément. Enregistrez ce fichier comme bibliothèque OSM en utilisant le numéro de modèle. Répétez la même procédure pour le deuxième refroidisseur et enregistrez-le comme un fichier de bibliothèque distinct. Ensuite, nous générons les courbes de performance bi-quadratiques et quadratiques. Commencez par collecter les données de performance auprès du fabricant et compilez-les dans une feuille de calcul. Pour générer des courbes bi-quadratiques, vous avez besoin de deux variables indépendantes et de deux variables dépendantes. Les variables indépendantes sont la température de sortie de l'évaporateur et la température du fluide entrant dans le condenseur. La température de notre eau glacée est de 40 °F ± 5 °F, les données du fabricant devraient donc couvrir la plage de 35 °F à 45 °F (1,7 °C à 7,2 °C). La température de l'eau à l'entrée du condenseur sera comprise entre 5 °C (41 °F) et 26,7 °C (80 °F). Toutes les données doivent correspondre à des débits nominaux constants. Dans cet exemple, le débit du condenseur est de 2 400 gpm ±10 % et celui de l'évaporateur d'environ 2 050 gpm ±10 %. EnergyPlus applique une tolérance de ±10 % à l'ajustement des courbes, bien qu'une tolérance de 5 % soit préférable. Les données du fabricant demandées doivent inclure la capacité de production d'eau glacée et la puissance absorbée par le refroidisseur. Rassemblez ces données dans un tableau et utilisez un calculateur de régression pour générer les courbes. Ce calculateur permet la visualisation et inclut des instructions pour les courbes biquadratiques et quadratiques pour les refroidisseurs, les pompes à chaleur et autres objets EnergyPlus. Sélectionnez « Autre », puis « Température », « Biquadratique » et utilisez les unités IP. Collez les données du fabricant. Mettez en surbrillance les conditions de référence, qui doivent également être saisies comme données nominales. Pour le refroidisseur existant, les conditions de référence sont une température d'eau glacée de 40 °F, une température d'entrée du condenseur de 80 °F et une puissance de 14 208 000 Btu/h (4 164 kW). Générez les courbes et enregistrez les fichiers de sortie dans le dossier des courbes de caractérisation du refroidisseur. Ouvrez maintenant le modèle OpenStudio et sélectionnez le refroidisseur. Vous verrez trois courbes : deux courbes bi-quadratiques et une courbe quadratique. Elles correspondent respectivement à la puissance frigorifique en fonction de la température, au rapport d'énergie consommée en fonction de la température et au rapport d'énergie consommée en fonction du taux de charge partielle. OpenStudio ne permet pas de modifier directement ces valeurs grisées ; ouvrez donc le fichier OSM dans un éditeur de texte. Recherchez le modèle du refroidisseur ou le terme « quadratique ». Renommez les objets de courbe en y incluant le numéro de modèle. Copiez les coefficients générés par le calculateur et collez-les dans les objets de courbe correspondants du fichier OSM. Pour la courbe quadratique, retournez à la calculatrice, sélectionnez « Autre », puis « Flux », « Quadratique » et collez les données de capacité, de puissance d'entrée et de rapport de charge partielle. Générez la courbe et copiez les coefficients. Portez une attention particulière aux valeurs du coefficient de détermination (R²), qui indiquent la qualité de l'ajustement de la courbe aux données. Des valeurs proches de 0,92 sont acceptables. Collez les coefficients quadratiques dans le fichier OSM. Assurez-vous que chaque objet se termine par une fonction quadratique.Ajoutez un point-virgule, puis enregistrez le fichier et rechargez-le dans OpenStudio. Vérifiez que les noms et coefficients des courbes ont bien été mis à jour. Répétez cette procédure pour le deuxième refroidisseur et enregistrez le fichier. Enfin, chargez les deux bibliothèques de refroidisseurs dans votre projet via Fichier > Charger une bibliothèque. Vérifiez qu'elles apparaissent bien dans Préférences > Modifier les bibliothèques par défaut et dans la section Refroidisseurs – EIR électrique de l'onglet Bibliothèque. Accédez à la boucle d'eau glacée et glissez-y le refroidisseur existant. Ajoutez trois refroidisseurs pour atteindre la capacité requise. N'oubliez pas de les placer également dans la boucle d'eau du condenseur : sélectionnez-les dans l'onglet Mon modèle et déposez-les dans la boucle du condenseur. Les refroidisseurs sont maintenant connectés aux deux boucles. Enregistrez le projet et lancez la simulation. La prochaine étape présentera les résultats et les solutions aux problèmes rencontrés. Merci et n'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
6. Comparaison des refroidisseurs - Courbes de dépannage
Dans cette vidéo, nous verrons comment résoudre les problèmes liés aux courbes de caractérisation biquadratiques et quadratiques. Nous aborderons certaines erreurs courantes et décrirons brièvement comment EnergyPlus utilise ces courbes. Enfin, nous effectuerons une simulation afin de quantifier les économies d'énergie réalisées en remplaçant les anciens refroidisseurs par des modèles neufs.
D'accord. L'opération a réussi. Consultons notre fichier d'erreurs pour vérifier la présence d'avertissements. C'est bien ce que je soupçonnais. Le message indique que le rapport de capacité en fonction de la température n'est pas égal à un dans les conditions nominales, et que la consommation d'énergie en fonction du taux de charge partielle (PLR) n'est pas égale à un dans les mêmes conditions. Cet avertissement se répète pour les deux autres refroidisseurs ; nous devons donc examiner ces deux courbes plus en détail. Commençons par la courbe de capacité en fonction de la température. Ces valeurs sont exprimées en unités SI, les températures étant donc en degrés Celsius. Revenons à notre modèle, accédons à l'onglet CVC et examinons la boucle d'eau glacée et les refroidisseurs. Ces valeurs sont exprimées en unités IP ; nous passons donc au système métrique via Préférences > Unités > Métrique. Nous constatons alors que nos conditions de référence sont une température d'évaporateur d'environ 4,5 °C et une température de condenseur d'environ 26,6 °C. Dans ces conditions de conception, la sortie de la courbe est d'environ 0,65, plus précisément 0,653, alors qu'elle devrait être de 1. Cette valeur multiplie la capacité de référence, qui était de 14 208 kBtu/h (4,16 MW). Dans ces conditions, le système devrait donc fournir la pleine capacité de référence, ce qui n'est pas le cas et indique un problème. De même, la courbe d'efficacité dans ces conditions devrait être égale à 1. Elle s'en approche, aux alentours de 0,99, mais la courbe de capacité est très éloignée de la valeur attendue. La courbe EIR présente un ajustement d'environ 92 %, ce qui est acceptable, mais l'ajustement de la courbe de capacité n'est que d'environ 16 %, ce qui est insuffisant. On constate également que le comportement de la courbe est physiquement incohérent, puisqu'elle chute vers zéro en capacité à basses températures du condenseur et à hautes températures de l'eau glacée, ce qui est contraire au comportement attendu d'un refroidisseur. Une analyse plus approfondie des données révèle que la forme de la courbe indique des données d'entrée manquantes ou insuffisantes. Si la température du condenseur est basse et celle de l'eau glacée élevée, le refroidisseur devrait fonctionner à pleine capacité, mais la pente de la courbe est incorrecte. L'examen du tableau d'entrée révèle que la plupart des points de données correspondent à une température d'eau glacée fixe de 4,4 °C (40 °F), la variation étant principalement due à la température du condenseur. Il manque des données pour des températures d'eau glacée inférieures et supérieures à 40 °F, alors que nos conditions limites définies étaient de 40 °F ± 5 °F, ce qui signifie que les données devraient couvrir la plage de 35 °F (1,7 °C) à 45 °F (7,2 °C). De plus, pour les conditions de référence (eau glacée à 40 °F et condenseur à 80 °F), plusieurs points de données correspondent à différents taux de charge partielle. Or, la courbe de capacité en fonction de la température ne devrait être générée qu'à 100 % de charge partielle. Le comportement à charge partielle est traité séparément par la courbe de charge partielle. L'inclusion de plusieurs PLR dans la courbe basée sur la température fausse la régression et rend la courbe incorrecte. Cela indique qu'il est nécessaire de contacter le fabricant pour obtenir des données supplémentaires couvrant les basses et hautes températures d'eau glacée sur une plage de températures de condenseur, et que toutes les données de référence doivent être à pleine charge. Après consolidation et nettoyage des données, nous corrigeons un autre problème que nous avions négligé précédemment. Outre le maintien des débits à ±10 %, le PLR doit également se situer à ±10 % de 1. Idéalement, le PLR devrait être aussi proche de 1 que possible lors de la génération des courbes basées sur la température. Nous supprimons les points de données dont le PLR est éloigné de 1, ainsi que les points dupliqués ou très similaires, en conservant ceux les plus proches de la pleine charge. Une fois cet ensemble de données nettoyé, nous relançons la régression. Ceci produit un ajustement de courbe bien meilleur, avec environ 98 % pour la courbe EIR et environ 80 % pour la courbe de capacité. La courbe de capacité bi-quadratique présente désormais un aspect physiquement cohérent : relativement plate, elle couvre toute la plage de températures. La courbe EIR, quant à elle, affiche la baisse attendue à proximité de la charge partielle optimale. En examinant la courbe EIR en fonction du PLR, nous constatons une valeur aberrante générant une puissance d'entrée négative, ce qui est physiquement impossible. Cette valeur aberrante dégrade fortement l'ajustement de la courbe et fait que l'EIR aux conditions nominales est d'environ 0,84 au lieu de 1. La suppression de ce point de données erroné et la relance de la régression permettent d'obtenir un ajustement de courbe proche de 96 %, avec une EIR correctement égale à 1 pour PLR = 1 et une baisse réaliste à la valeur optimale de PLR, d'environ 0,7. Nous modifions ensuite tous les coefficients de courbe corrigés dans les fichiers de bibliothèque et le fichier projet, relançons la simulation et vérifions à nouveau le fichier d'erreurs. Cette fois, la simulation s'exécute avec succès, sans avertissement relatif aux courbes, confirmant ainsi que celles-ci sont désormais bien définies et correctement normalisées aux conditions de référence. Nous répétons le même processus de vérification et de correction pour le deuxième refroidisseur, exécutons les deux modèles et comparons les résultats. Les refroidisseurs existants consomment environ 18 millions de kBtu par an (environ 5 275 279 kWh par an), tandis que les nouveaux refroidisseurs consomment environ 16 millions de kBtu par an (environ 4 689 137 kWh par an). Cela représente une économie d'énergie annuelle def environ 419 000 kWh. Ceci conclut la comparaison des refroidisseurs réalisée avec OpenStudio, à l’aide de courbes de caractérisation correctement générées et validées.
7. Approfondissement : Création de types d’espaces
Nous aborderons brièvement les avantages des différents types d'espaces, puis nous détaillerons le processus de création d'un type d'espace. Ce processus s'appuiera sur le Code de la construction australien (NCC Volume 1), la norme australienne AS 1668.2 et le manuel technique de l'AIRAH. Toutefois, comme le programme repose sur les principes fondamentaux de la physique, le processus sera similaire dans d'autres pays et ne différera que selon les exigences spécifiques de chaque code.
Aujourd'hui, nous avons abordé l'une des fonctionnalités les plus importantes d'OpenStudio : les types d'espace. Ces types permettent d'appliquer toutes les informations nécessaires (personnes, éclairage, consommations d'énergie, consommations de gaz, infiltration, taux de ventilation et horaires) aux espaces, qui sont ensuite convertis en zones thermiques et transmis à EnergyPlus pour simulation. EnergyPlus n'utilisant pas les types d'espace, OpenStudio sert de couche d'organisation simplifiant la modélisation. OpenStudio suit une hiérarchie parent-enfant pour l'attribution des données. Il examine d'abord les informations appliquées directement au niveau de la zone thermique ou de l'espace. Si les informations sont introuvables, il consulte l'onglet « Installations » pour les ensembles de construction par défaut, les ensembles d'horaires ou les types d'espace. Si les données requises restent introuvables, OpenStudio consulte en dernier recours l'onglet « Types d'espace », qui représente le niveau le plus bas. Les types d'espace sont un outil puissant car ils permettent d'appliquer efficacement des données standardisées à de nombreux espaces, tout en autorisant des modifications au niveau de l'espace si nécessaire. Nous avons ensuite créé un type d'espace « Salle de classe » basé sur le Code national australien de la construction de 2019, à titre d'exemple de bâtiment de référence. Ce modèle étant conçu pour être réutilisable comme modèle ou fichier de bibliothèque, nous n'avons pas défini de paramètres de construction par défaut, ce qui permettra d'appliquer ultérieurement des paramètres spécifiques au climat. Nous avons défini un objet de spécification de conception pour l'air extérieur, basé sur la norme australienne de ventilation 1668.2, avec une somme de 12 L/s par personne et 0,35 L/s par mètre carré. Ensuite, nous avons créé un débit d'infiltration de conception, basé sur le nombre de renouvellements d'air par heure (1 ACH), et appliqué une programmation fractionnée pour moduler l'infiltration tout au long de la journée en fonction du fonctionnement du système de chauffage, ventilation et climatisation (CVC). Cette programmation a été créée pour refléter une infiltration plus élevée lorsque les systèmes CVC sont à l'arrêt et une infiltration plus faible pendant les périodes d'occupation. Elle a été attribuée via l'onglet « Charges » du type d'espace. Ensuite, nous avons ajouté les charges internes au type d'espace. Celles-ci incluent les charges des prises électriques, fixées à 5 W/m² conformément au code du bâtiment de référence ; les charges d'éclairage, fixées à 4,5 W/m² avec les fractions de rayonnement appropriées ; une définition de la densité d'occupation (2 m² par personne) ; et une définition de la masse interne représentant le mobilier de la salle de classe. La masse interne a été modélisée à l'aide d'une structure en bois de 25 mm d'épaisseur afin de représenter les effets d'accumulation thermique du mobilier. Chaque définition de charge a été créée séparément, puis attribuée au type d'espace « salle de classe ». Cette approche permet une réutilisation cohérente des définitions de charge pour différents types d'espaces et projets. Enfin, nous avons créé et attribué des calendriers d'occupation, d'éclairage, d'équipements électriques, d'infiltration et de niveaux d'activité des occupants, en utilisant des calendriers fractionnaires et d'activité dérivés des tableaux de référence du code de la construction. Les calendriers d'occupation et d'équipements variaient tout au long de la journée afin de refléter le fonctionnement réaliste d'un établissement scolaire. Nous avons également créé un calendrier de fonctionnement du système de chauffage, ventilation et climatisation (CVC), définissant les périodes de fonctionnement autorisées. Au lieu d'attribuer chaque calendrier individuellement, nous avons montré comment créer un ensemble de calendriers par défaut regroupant tous les calendriers. L'attribution de cet ensemble de calendriers au type d'espace a automatiquement rempli tous les champs, ce qui a permis de gagner du temps et de réduire les erreurs. Une fois finalisé, ce type d'espace peut être appliqué à toutes les salles de classe d'un projet, garantissant ainsi la cohérence des charges et des calendriers. En conclusion, nous avons souligné que plusieurs types d'espaces peuvent être créés pour un établissement scolaire entier et partagés via la bibliothèque de composants de bâtiment pour une réutilisation entre projets et équipes.
8. Analyse approfondie : Téléchargements vers la BCL
Nous aborderons la procédure de chargement de composants et de mesures sur la BCL afin de les partager avec d'autres modélisateurs et chercheurs du secteur de l'énergie. Nous expliquerons d'abord comment créer un référentiel de composants, l'enregistrer auprès de la BCL et le configurer pour l'ajout automatique des nouvelles versions. Nous présenterons ensuite un exemple rapide d'ajout de contenu (composants ou mesures) à la BCL.
Aujourd'hui, nous allons parler de la Bibliothèque de composants de bâtiment (BCL) et de la manière d'y importer des composants. De quoi s'agit-il ? Nous en avons déjà parlé dans des vidéos précédentes… Le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) a créé la Bibliothèque de composants de bâtiment il y a quelques années. Elle permet aux chercheurs et aux ingénieurs de partager différents aspects de leur modélisation énergétique sur une plateforme publique. Elle est similaire à d'autres référentiels publics, par exemple : des composants pour SketchUp, Revit ou tout autre logiciel de modélisation ou de conception. Vous pouvez accéder aux ressources et parcourir la BCL en fonction du type d'information recherchée. La bibliothèque contient des mesures ; ce sont des fragments de programme qui peuvent transformer votre modèle énergétique. Elle peut modifier automatiquement des éléments tels que les commandes d'éclairage électrique. Elle peut aussi modéliser votre bâtiment, puis remplacer les fenêtres par un autre type afin d'observer l'impact sur la consommation d'énergie. Il existe de nombreux types de programmes. On y trouve également des composants, qui sont simplement des constructions. Principalement des constructions. Les composants peuvent également être différents types d'équipements. Vous pouvez rechercher différents types de fenêtres ou de portes à intégrer à votre modèle énergétique. Vous les trouverez ici. Aujourd'hui, nous allons vous montrer comment télécharger ces informations pour les partager sur la Bibliothèque de composants de bâtiments (BCL). Ainsi, le public pourra également accéder à ces informations. Cela favorise la collaboration au sein de la communauté de modélisation énergétique, qui partage ces informations. Cela simplifie la modélisation énergétique pour tous. Retournons à la page d'accueil et allons en bas à droite. Vous y trouverez l'option « Contribuer » (pour ajouter du contenu à la BCL). Ce processus comporte quatre étapes. Nous allons les examiner une par une. Passons à la première étape. Il s'agit d'organiser vos données… À noter : auparavant, le NREL hébergeait la BCL sur son site web. Il n'y avait pas de suivi des différentes versions des données saisies dans la bibliothèque. Ils ont finalement opté pour GitHub comme système de suivi des versions. GitHub permet de suivre les différentes versions des programmes et des composants chargés dans la bibliothèque. Vous devez créer un compte GitHub. Rendez-vous sur Github.com et inscrivez-vous. C'est gratuit. J'ai déjà un compte, je vais donc me connecter. Vous serez redirigé vers la page d'accueil si vous avez déjà un compte. Je pense que lors de la création de votre compte, vous serez redirigé vers une page de profil. Comme ceci… Voilà la première étape : créer un compte GitHub. L'étape suivante consiste à créer un dépôt. Un dépôt est comme un grand dossier où vous stockez tous vos composants ou programmes. GitHub est bien plus qu'une simple bibliothèque de composants. GitHub est utilisé pour suivre toutes sortes de codes de programmation à travers le monde. C'est également un site web collaboratif où les programmeurs peuvent se réunir et fusionner leurs programmes pour créer des applications beaucoup plus vastes. GitHub permet de suivre différents types d'événements, comme les conflits entre deux développeurs ou les conflits de code avec le code principal. Pour notre projet, il nous suffit de créer un dépôt. La structure appropriée pour ce dépôt est la suivante. Retournons sur notre page GitHub. En haut, cliquez sur « Dépôts ». Nous devons créer un nouveau dépôt. J'en ai déjà un, je vais donc simplement copier son nom. Cliquez sur « Nouveau » pour créer le dépôt. Vous n'aurez besoin de créer que deux dépôts : un pour les mesures et un autre pour les composants. Une fois ces deux dépôts créés, tout est beaucoup plus simple. Nous y reviendrons plus tard… Nous l'appellerons « dash 2 ». Ajoutez une description : « Composants BCL d'Helix Energy Partners ». Nous allons créer un dépôt de composants pour l'instant, puis un dépôt de mesures ultérieurement. Voici les deux dépôts à créer. Une fois terminé, vous n'aurez plus rien à créer. Nous rendrons ce dépôt public. Ajoutez un fichier README. Ce fichier permettra à tous de consulter la description du dépôt. Vous pouvez simplement rédiger une brève description. Ajoutez une directive `git ignore`. Cette directive est destinée aux développeurs. Elle permettra à GitHub d'ignorer certains types de fichiers. Ainsi, GitHub n'aura pas à suivre tout le contenu des dossiers du programme. Toutes les mesures OpenStudio sont programmées en Ruby ; nous allons donc sélectionner Ruby. Choisissez ensuite une licence. Nous sélectionnerons une licence BSD simplifiée. Licence publique. Cliquez sur « Créer un dépôt ». Votre dépôt est maintenant créé. Vous pouvez voir le fichier « readme » ici. Vous pouvez le modifier. C'est ici que nous stockons les composants téléchargés sur la BCL. Voici comment modifier le fichier readme. Vous pouvez ajouter des notes supplémentaires pour chaque commit.Nous allons enregistrer ces modifications, mais nous allons simplement cliquer sur « Valider les modifications ». Retournons à notre dossier principal. À partir d'ici, nous devons ajouter un fichier. Plus précisément, nous devons créer un fichier XML avec la structure de fichiers spécifiée. Cliquez ici pour ajouter un fichier, puis créez-en un nouveau. Pour ajouter des dossiers… Nous voulions créer cette structure… Pour ajouter des dossiers, nous allons saisir « lib ». Ce sera le premier dossier. Ensuite, saisissez une barre oblique pour créer ce dossier. Puis « components ». Puis une barre oblique. Nous allons ensuite appeler ce dossier « Australian underscore 9b underscore spaces ». Ce nom de dossier doit être unique dans tout le dépôt. Ainsi, pour chaque composant que vous téléchargez, ce nom de dossier et tous les dossiers qu'il contient doivent être uniques dans tout le dépôt. Nous avons donc créé ce dossier. Il nous faut maintenant créer un fichier component.xml. Le fichier XML est un répertoire pour chaque mesure et composant de la bibliothèque. Ce fichier XML contient les informations suivantes : Le nom, le type et la description. Il contient également une balise. Par exemple, « windows » ; cela permet à la bibliothèque de composants de bâtiment (BCL) de filtrer et de rechercher des composants et des mesures. La BCL lit les métadonnées du fichier XML afin de pouvoir fournir des résultats de recherche pertinents pour les utilisateurs recherchant des informations très spécifiques. Nous avons créé le fichier component.xml. Si vous reprenez les instructions, vous pouvez télécharger un exemple de composant directement ici. Sinon, vous pouvez parcourir la BCL et télécharger un composant à titre d'exemple. Nous allons télécharger cet exemple de composant. Nous allons l'ouvrir… Vous pouvez le modifier avec n'importe quel éditeur de texte. Nous allons copier toutes les informations de cet exemple de fichier XML et les coller dans notre fichier XML de composant GitHub. Vous devez ajouter le nom de ce composant. Nous avons créé Australia_9b_Spaces, c'est donc le nom de notre composant. Assurez-vous que chaque extrait de données soit imbriqué entre une balise d'ouverture et une balise de fermeture. Vous devez également créer un code d'identification unique pour l'UID et l'identifiant de version. Vous pouvez utiliser un générateur d'UUID en ligne. Copiez l'UUID et collez-le ici. Nous devons également en créer un pour la version. Pour cela, actualisez la page. Copiez l'UUID correspondant à la version et collez-le ici. Le nom affiché lors de la recherche dans la BCL sera le suivant : Types d'espaces scolaires de classe 9b du Code national australien de la construction (NCC) 2019. La description sera la suivante : Types d'espaces de référence normalisés du Code national australien de la construction pour les écoles primaires et secondaires (K-12). Nous ajouterons « 2019 » pour l'année du code. Ensuite, une description du modélisateur. Toute information supplémentaire pour le modélisateur énergétique. Nous ne disposons pas d'informations très spécifiques, nous pouvons donc simplement saisir les mêmes informations. Étiquettes : il s'agit d'un bâtiment entier. Attributs… Nous ajouterons « Australie » comme pays et « Toutes » comme zone climatique. Enfin, les fichiers. L'extension du fichier que nous téléchargeons est OpenStudio (.osm). La version est 3.2.1. Le nom du fichier est school space types.osm. Le type de fichier est .osm. Ceci conclut notre fichier .xml. Nous allons enregistrer le nouveau fichier. L'étape suivante consiste à créer un dossier imbriqué nommé « files ». C'est là que seront placés tous les fichiers joints référencés par component.xml. Nous allons créer le dossier « files », puis notre fichier .osm. Ouvrez le fichier .osm avec un éditeur de texte. Sélectionnez tout. Copiez. Collez. Enregistrez le nouveau fichier. Voici la première étape pour créer votre dépôt GitHub. Deuxième étape : enregistrer votre dépôt auprès de la BCL. Cela se fait via le manifeste BCL. Vous devez dupliquer le dépôt du manifeste BCL. La duplication crée votre propre copie sur votre compte GitHub. Dans le dépôt dupliqué, modifiez le fichier .json. Faites défiler jusqu'en bas et ajoutez les informations de votre dépôt. Validez les modifications. Créez ensuite une demande de fusion (pull request) afin que l'équipe BCL puisse l'examiner. Troisième étape : configurer votre dépôt pour qu'il ajoute automatiquement les nouvelles versions à la BCL. Cela se fait à l'aide de webhooks. Accédez aux paramètres du dépôt. Cliquez sur Webhooks. Ajouter un webhook. Collez l'URL de la charge utile. Définissez le type de contenu sur application/json. Sélectionnez « Versions uniquement ». Assurez-vous que le webhook est actif. Quatrième étape : créer une version. Cliquez sur « Créer une nouvelle version ». Ajoutez une étiquette, un titre et une description. Ne cochez pas la préversion. Publiez la version. La BCL indexera votre contenu. En cas d'erreurs, corrigez-les et créez une nouvelle version. Une fois l'opération réussie, votre composant apparaîtra dans la BCL et pourra être téléchargé par tous. Après la configuration, l'ajout de nouveaux composants est simple. Créez un nouveau dossier. Ajoutez le fichier component.xml. Ajoutez les fichiers nécessaires. Publiez une nouvelle version. Voilà comment configurer votre dépôt et importer du contenu dans la bibliothèque de composants de construction. Merci ! N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !
9. Courbe de ventilation - Modification pour ventilateurs parallèles
Dans cette vidéo, nous expliquerons comment modifier la courbe de ventilateur par défaut pour simuler plusieurs ventilateurs fonctionnant en parallèle. Une copie du calculateur sous forme de feuille de calcul utilisé dans cette vidéo est disponible ici : FanPowerCurveCalculator.
Aujourd'hui, nous allons parler des ventilateurs dans EnergyPlus. EnergyPlus ne propose que deux options pour les ventilateurs dans une boucle d'air : un ventilateur d'insufflation et un ventilateur d'extraction, qui conviennent parfaitement à la plupart des applications. Les courbes de performance utilisées par EnergyPlus sont des courbes génériques assez performantes. Mais que se passe-t-il si l'on utilise plusieurs ventilateurs, par exemple plusieurs ventilateurs branchés en parallèle ? Dans ce cas, il faut créer une courbe de performance personnalisée, spécifique à cette configuration. Pour cela, il faut d'abord disposer de certaines données : les performances du ventilateur, puis des courbes de performance de ce ou ces ventilateurs fonctionnant à différents pourcentages de débit d'air. On peut ensuite construire une nouvelle courbe de performance à l'aide de l'algorithme d'ajustement linéaire d'Excel. EnergyPlus utilise une courbe basée sur l'unité, soit « 1 ». La puissance du ventilateur est multipliée par cette courbe (fonction) en fonction de la charge partielle. Si le débit du ventilateur est inférieur à 100 %, la puissance sera multipliée selon cette courbe. Voici comment EnergyPlus calcule la consommation énergétique des ventilateurs pour cet intervalle de temps. Les courbes bleues représentent la courbe EnergyPlus, tandis que les courbes orange correspondent à la nouvelle courbe que nous allons créer en simulant trois ventilateurs fonctionnant en parallèle et mis en marche et arrêtés successivement. Il s'agit d'un modèle à trois ventilateurs, fonctionnant à pleine charge (100 %) et à charge partielle (66 %). Ensuite, nous avons un modèle à deux ventilateurs, avec deux ventilateurs fonctionnant jusqu'à 33 %, puis un seul ventilateur jusqu'au débit minimal, qui est ici de 10 000 CFM (4,72 m³/s). Vous pouvez ensuite assembler les courbes de performance de vos ventilateurs en commençant par un débit de 17 % (ou un taux de charge partielle) ou de 70 % (ou un taux de charge partielle de 70 %). Vous pouvez combiner les débits d'air, la puissance (en chevaux ou en watts) et la perte de charge. Peu importe l'unité : mètres cubes par seconde, watts ou pascals. Cette courbe de performance EnergyPlus est basée sur une plage de zéro à un, il s'agit donc d'un multiplicateur de la puissance du ventilateur. Les valeurs obtenues commencent à 17 %, ce qui correspond à une puissance de 0,83 ch pour un débit de 10 000 CFM. On passe ensuite à l'étape suivante. On observe ici un ventilateur fonctionnant à 33 % de sa capacité, pour un débit de 2 000 CFM. La puissance est alors de sept chevaux et la perte de charge de 1,1. On continue ainsi dans la liste en saisissant les valeurs correspondantes pour chaque ventilateur. L'étape suivante, un taux de charge partielle de 67 %, correspond à l'augmentation progressive de la puissance jusqu'à deux ventilateurs fonctionnant en parallèle, et enfin, jusqu'au débit maximal. Ensuite, on peut accéder à OpenStudio et sélectionner le ventilateur. La première valeur à saisir est le « Rendement total du ventilateur ». On commence avec un rendement total de 70 %, qui est la valeur par défaut du rendement des ventilateurs EnergyPlus. Nous devons calculer la nouvelle valeur d'efficacité, pour un débit nominal de 60 000 pieds cubes par minute (28,32 m³/s). L'efficacité du ventilateur se calcule facilement avec une simple formule. Nous obtenons une efficacité de 73,3 % à plein débit ; nous allons donc enregistrer ce résultat pour pouvoir comparer les modèles ultérieurement. Nous modifierons l'efficacité totale du ventilateur à la valeur de 0,733. La pression reste inchangée : 10 pouces de colonne d'eau (2 490 Pa). Le débit d'air reste également constant. Pour la plupart des ventilateurs, on peut réduire leur vitesse à environ 30 % pour un ventilateur unique. Avec des ventilateurs en parallèle, on peut réduire considérablement la vitesse ou le débit volumique. Dans ce cas précis, notre taux de charge partielle minimal, soit notre débit minimal, est de 0,167. Nous allons donc le modifier à 0,167. Il s'agit d'une fraction ; nous allons donc la laisser telle quelle. On pourrait également indiquer un débit minimal fixe ; dans ce cas, nous dirions que notre débit minimal est de 10 000 CFM. Dans les deux cas, vous pouvez le spécifier sous forme de fraction ou de débit. Le rendement du moteur est de 93 %, ce qui est assez courant pour la plupart des ventilateurs ; il peut légèrement varier, mais cela n'aura pas d'incidence significative. Enfin, nous allons examiner les coefficients de puissance du ventilateur. Nous allons retourner dans notre feuille de calcul. Excel possède un outil intégré appelé « Estimation linéaire » ou « EST linéaire ». Il calcule une fonction linéaire en fonction de vos variables dépendantes et indépendantes. Dans ce cas, nous avons quatre variables et une constante, soit cinq coefficients. Nous avons un polynôme du quatrième degré qu'Excel estime. Nous utilisons les données d'entrée, qui constituent la variable indépendante, à savoir nos taux de charge partielle. Le taux de charge partielle est fonction du débit d'air et représente donc un pourcentage du débit d'air à pleine charge. Nous utilisons ensuite les variables dépendantes, qui sont ici la puissance du ventilateur. Celle-ci est calculée à partir de la puissance du ventilateur, soit la puissance au frein en watts. Grâce à cet outil d'estimation linéaire, nous pouvons obtenir les coefficients de la nouvelle courbe.Voici à quoi ressemble cette courbe lorsqu'elle est tracée de zéro à un, comme la courbe EnergyPlus. Ce sont en fait vos coefficients. Si l'on regarde la référence entrée-sortie, on peut voir ces coefficients pour un ventilateur à volume variable. On constate qu'il y a un, deux, trois, quatre et cinq coefficients, tous basés sur cette équation. C'est elle qui trace cette fonction de zéro à un. Ce sont nos coefficients. Il suffit de copier-coller ces valeurs dans les coefficients de puissance du ventilateur dans OpenStudio. Il faut veiller à respecter l'ordre. Le coefficient d'ordre quatre va dans le dernier champ, le coefficient cinq, et on remonte ensuite : on copie la valeur suivante dans le coefficient quatre, puis dans le coefficient trois, puis dans le coefficient deux, et enfin dans le coefficient un. Voilà, en résumé. C'est ainsi que vous ajusteriez les courbes de puissance du ventilateur si vous aviez une configuration différente. Maintenant, avec cette nouvelle courbe de puissance, au lieu de modéliser un seul ventilateur, nous modélisons un ensemble de trois ventilateurs. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !
10. Mesurer l'écriture 1
Dans cette vidéo, nous allons aborder la définition des mesures OpenStudio, leur utilisation et la manière de créer vos propres mesures en programmant avec le langage Ruby.
Aujourd'hui, nous allons parler des mesures d'OpenStudio. Consultez l'onglet « Mesures ». Voyons d'abord comment OpenStudio crée votre modèle énergétique. OpenStudio rassemble toutes les données d'entrée de chaque onglet (les variables que vous saisissez dans le modèle) et crée un fichier .OSM. Ce fichier sert de fichier d'entrée pour OpenStudio. Il contient tous les calendriers, tous les équipements, toutes les affectations de zones, bref, toutes les données d'entrée du modèle énergétique. OpenStudio utilise ensuite un traducteur pour convertir ce fichier OSM en un fichier d'entrée EnergyPlus. Ce dernier est très similaire. Vous le trouverez dans le dossier du projet, puis dans le dossier « run », et enfin en sélectionnant le fichier .IDF. Le format IDF est un fichier d'entrée EnergyPlus. Si vous l'ouvrez, il ressemble beaucoup au fichier d'entrée d'OpenStudio. Cependant, OpenStudio utilise de nombreux raccourcis qui facilitent la création du modèle énergétique. Après avoir saisi les informations via l'interface graphique d'OpenStudio, ce dernier doit les convertir pour EnergyPlus. Il doit développer les raccourcis et compléter les informations manquantes. C'est le rôle du traducteur : il transforme le fichier d'entrée OpenStudio en un fichier d'entrée EnergyPlus. Le fichier d'entrée EnergyPlus contient toutes les définitions d'objets : murs, isolation, équipements, tableaux, etc. Le fichier IDF est exclusivement utilisé par le moteur de simulation EnergyPlus. EnergyPlus utilise ce fichier d'entrée et effectue tous les calculs physiques nécessaires à la création de votre simulation de modèle énergétique. Il génère ensuite un fichier de sortie contenant les informations affichées dans l'onglet « Rapports ». Revenons-en aux mesures. Les modélisateurs énergétiques utilisent des mesures pour modifier automatiquement certaines variables d'entrée du fichier d'entrée, et notamment certaines entrées non disponibles dans l'interface OpenStudio. Vous pouvez télécharger ces mesures depuis la bibliothèque de composants de bâtiment. Par exemple, dans la section CVC – Ventilation, Système complet – Distribution, différentes mesures sont disponibles. La mesure « Mélange de zones par paroi d'air » crée une paroi d'air dans votre modèle OpenStudio. Elle est identifiable grâce au logo OpenStudio. À l'inverse, la mesure « Ajouter un objet de mélange de zones » est une mesure EnergyPlus. Elle ajoute un objet de mélange de zones directement au fichier d'entrée EnergyPlus et est appliquée après la conversion du fichier d'entrée OpenStudio au format EnergyPlus. Vous pouvez donc créer différents types de mesures, qui modifient automatiquement les paramètres des fichiers d'entrée. Par exemple, si vous souhaitez exposer toutes les parois de votre modèle au soleil, le programme de mesure modifie automatiquement ce paramètre pour toutes les parois du fichier d'entrée. Une mesure est un court script qui ouvre le fichier d'entrée et modifie certains paramètres. Elle peut également transformer complètement votre modèle. Certaines mesures permettent de remplacer des systèmes CVC entiers. Par exemple, si un modèle comporte un système CVC en toiture et que vous souhaitez le remplacer par un système à eau glacée à débit d'air variable, vous pouvez utiliser une mesure du guide de conception énergétique avancé de la bibliothèque de composants de bâtiment. Aujourd'hui, nous allons vous montrer comment écrire une mesure simple. Nous allons commencer par un objet d'entrée non pris en charge par OpenStudio, mais pris en charge par EnergyPlus. Nous allons accéder à notre boucle d'air et examiner le ventilateur de reprise. Ce ventilateur possède de nombreuses entrées, mais l'une d'entre elles n'est pas accessible par OpenStudio. Dans le manuel de référence des entrées/sorties d'EnergyPlus, vous trouverez une entrée appelée « Fraction du débit d'air de reprise par rapport au débit d'air soufflé ». Si vous consultez les propriétés de l'objet AirLoopHVAC dans OpenStudio, vous ne trouverez pas cette entrée ; elle n'est pas prise en charge. Nous allons donc créer une mesure EnergyPlus qui insère cette entrée spécifique dans le fichier IDF. Une fois le modèle converti en fichier d'entrée EnergyPlus par OpenStudio, cette mesure insérera la variable « Fraction du débit d'air de reprise par rapport au débit d'air soufflé ». Cette entrée limite le débit d'air du ventilateur de reprise à une fraction du débit d'air du ventilateur d'insufflation. Le système fournit un débit d'insufflation complet, mais le ventilateur de reprise ne renvoie qu'une fraction de ce débit, en supposant que les ventilateurs d'extraction situés ailleurs dans le bâtiment évacuent le reste de l'air. Pour ce faire, accédez à Mesures et copiez une mesure EnergyPlus existante, telle que « Ajouter un objet de mélange de zone », puis modifiez-la. Copiez-la, ajoutez-la à Mes mesures et renommez-la « Modifier la fraction de débit d'air de reprise ». Modifiez la description et la description du modélisateur pour expliquer le rôle de la mesure. Spécifiez qu'il s'agit d'une mesure EnergyPlus et catégorisez-la comme une mesure globale du système CVC. Cliquez ensuite sur Créer une mesure et Ouvrir pour modification. La mesure s'ouvre comme un programme Ruby. Elle commence par une définition de classe et inclut les descriptions que nous avons saisies. Elle définit ensuite les arguments. Les arguments sont les entrées utilisateur qui apparaissent dans l'interface graphique d'OpenStudio. Modifiez ces arguments afin d'utiliser un paramètre de niveau d'air au lieu d'un nom de zone.Nous utilisons un nom de boucle et, au lieu d'un niveau de conception, une fraction de débit d'air de retour. Le nom de la boucle est une chaîne de caractères et la fraction de débit d'air de retour un nombre décimal. La valeur « true » indique que la saisie est obligatoire pour l'exécution de la mesure. Nous affichons le nom « Fraction de débit d'air de retour » et définissons l'unité comme une fraction comprise entre zéro et un. Ensuite, nous définissons le comportement de la mesure lors de son exécution. Comme nous modifions un fichier d'entrée EnergyPlus, nous travaillons dans l'espace de travail. Nous assignons les entrées utilisateur à des variables de la boucle d'exécution. Nous créons ensuite un tableau d'objets AirLoopHVAC en recherchant dans l'espace de travail tous les objets de type AirLoopHVAC. Un exécuteur est utilisé pour afficher les messages à l'utilisateur pendant l'exécution. Nous parcourons ensuite chaque boucle à l'aide d'une boucle « do ». Les objets EnergyPlus sont des tableaux, où la position zéro correspond au nom de la boucle. Nous comparons ce nom au nom de boucle spécifié par l'utilisateur. En cas de correspondance, nous écrivons la fraction de débit d'air de retour à la dixième position du tableau d'objets AirLoopHVAC à l'aide de la méthode setString. Cette position correspond au champ « Fraction du débit d'air de retour nominal par rapport au débit d'air d'alimentation ». Elle remplace la valeur existante si elle existe déjà ou l'insère dans le cas contraire. Enfin, nous enregistrons une condition finale auprès du système d'exécution pour signaler la réussite de l'opération. Nous enregistrons la mesure, retournons dans OpenStudio et l'appliquons. Nous saisissons le nom de la boucle d'air et spécifions une fraction du débit d'air de retour, par exemple 0,6. Lors de l'exécution du modèle, le système d'exécution confirme que la fraction du débit d'air de retour a bien été modifiée. L'ouverture du fichier IDF d'EnergyPlus confirme que le champ « Fraction du débit d'air de retour nominal par rapport au débit d'air d'alimentation » a été ajouté à l'objet AirLoopHVAC. Voilà comment créer une mesure OpenStudio pour modifier le fichier d'entrée d'EnergyPlus. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
11. Mesurer l'écriture 2
Dans cette vidéo, nous allons peaufiner la mesure que nous avons rédigée. Nous vous montrerons également comment la télécharger sur la bibliothèque de composants de construction afin de la partager avec d'autres utilisateurs.
Maintenant que notre mesure a fonctionné, il reste quelques points à peaufiner. Cela rendra le code plus convivial pour les futurs utilisateurs et permettra de simplifier le langage. Je vous montrerai également comment importer une mesure dans la bibliothèque de composants de bâtiment (BCL). Le code que nous avons écrit précédemment a déjà été implémenté dans la dernière version d'OpenStudio ; il n'est donc plus nécessaire de l'importer dans la BCL, mais je vous montrerai tout de même comment procéder. Revenons au code. La description du modélisateur doit aborder certains points utiles pour le modélisateur énergétique. J'aimerais ajouter quelques précisions. Si le ventilateur est configuré en mode de dimensionnement automatique, cela n'affecte pas le dimensionnement du ventilateur de reprise. Dans ce cas, le calcul dimensionnera par défaut le ventilateur de reprise pour un débit maximal. Ce champ que nous modifions n'affecte que la simulation du modèle énergétique. Il est important que le modélisateur énergétique le sache : le ventilateur sera toujours dimensionné automatiquement pour le débit total du système, et ce n'est que pendant la simulation qu'il sera limité à la valeur que nous modifions dans cette mesure. Cela limitera uniquement le débit du ventilateur de retour pendant la simulation, ce qui est une information utile pour le modélisateur. J'ai également remarqué une erreur : la fraction de retour était définie en pourcentage. Je vais vous montrer. Nous l'affichons comme un pourcentage, mais nous l'écrivons en réalité comme une fraction. Si c'était un pourcentage, nous écririons 60. Il s'agit en fait d'une fraction, nous devons donc la convertir en fraction. Cela devrait fonctionner. Ici, nous affichons l'état initial du modèle, ce qui est exact, mais cela se produit après que le programme a récupéré toutes les boucles d'air. Déplaçons ce commentaire vers le bas et modifions-le pour qu'il indique « récupérer toutes les boucles d'air CVC dans le modèle ». Le modèle affichera alors son état initial, indiquant que le bâtiment contenait initialement un certain nombre d'objets de boucle d'air CVC. Ensuite, nous allons supprimer les éléments commentés restants de la mesure copiée. Le commentaire indique « valider les noms d'entrée et obtenir les zones », mais comme cette mesure ne récupère aucune zone, nous pouvons le supprimer. Nous allons décommenter `loop_name_valid` et lui attribuer la valeur par défaut `false`. `source_loop_valid` est inutile car nous ne validons qu'une seule variable : le nom de la boucle. L'autre variable que nous modifions est la fraction de retour, mais pour l'instant, nous ne validons que le nom de la boucle. Au lieu de `zones.each do`, nous utiliserons `air_loops.each do`, puisque nous vérifions les boucles d'air. Pour chaque boucle d'air du vecteur, nous la définissons comme `air_loop`. Si le nom de la boucle correspond à la première chaîne de caractères de l'objet boucle d'air (qui devrait être le nom de la boucle d'air) et à l'entrée spécifiée par l'utilisateur, alors `loop_name_valid` est défini sur `true`. Une instruction `else if` est inutile, car nous ne validons qu'une seule variable. Si la condition est vraie, cela signifie que le programme a trouvé une boucle d'air dans le modèle dont le nom correspond à la saisie de l'utilisateur. Sinon, un message d'erreur s'affiche indiquant que la boucle d'air attendue est introuvable, ce qui permet à l'utilisateur de se rendre compte qu'il a peut-être mal saisi le nom. Ensuite, nous validons la valeur de fraction de débit d'air de retour. Nous devons nous assurer que l'utilisateur a saisi une valeur correcte. Si la fraction de retour est inférieure à zéro ou supérieure à un, un message d'erreur s'affiche : « Veuillez choisir un nombre entre zéro et un pour la fraction de débit d'air de retour », puis le programme renvoie la valeur « faux ». Sinon, nous poursuivons l'exécution. Nous pouvons également répéter la valeur de fraction de débit d'air de retour demandée à l'utilisateur à l'aide de `runner.registerInfo`, en affichant la valeur saisie. Pour un dépannage plus poussé, dans la boucle `air_loops`, nous pouvons ajouter un compteur pour compter le nombre de champs dans l'objet `AirLoopHVAC` à l'aide de `air_loop.numFields`. Nous indiquons ensuite à l'utilisateur le nombre de champs présents dans cette boucle d'air. Si vous ouvrez le fichier `in.idf` et recherchez `AirLoopHVAC`, chaque entrée correspond à un champ, et il y a initialement neuf champs. Après l'ajout du champ de fraction de débit d'air de retour, le compteur devrait augmenter. Cela fournit un retour d'information utile à l'utilisateur pendant l'exécution du programme. Ces informations devraient suffire à aider les utilisateurs à comprendre et à dépanner la mesure. Enregistrez le code et retournez dans l'application OpenStudio. Au lieu de supprimer et de réinsérer la mesure, vous pouvez utiliser le bouton « Synchroniser les mesures du projet avec la bibliothèque » pour la mettre à jour. Cliquez sur « Mettre à jour », puis exécutez la mesure. Si des messages sont manquants, remplacez les instructions `puts` par `runner.registerInfo`, enregistrez à nouveau, synchronisez et relancez la mesure. Vous verrez alors des messages indiquant le nombre de champs dans la boucle d'air avant et après. Dans la dernière version d'OpenStudio, la fraction de débit d'air de retour de conception par rapport au débit d'air d'alimentation est déjà implémentée, ce qui signifie que cette mesure est désormais obsolète. Cependant, elle peut toujours servir de modèle pour modifier d'autres champs avant la conversion vers EnergyPlus. Pour importer la mesure dans la bibliothèque de composants du bâtiment, ouvrez un navigateur et accédez à…Connectez-vous à BCL. Accédez à Mon tableau de bord, puis à Créer du contenu et Importer une mesure. BCL accepte les fichiers tar, gz et zip. Ouvrez votre dossier Mes mesures, trouvez le dossier « edit return airflow fraction », sélectionnez tout son contenu, compressez-le et placez le fichier zip à un emplacement pratique. Importez le fichier zip sur BCL, sélectionnez votre groupe, rendez-le accessible à tous les utilisateurs du site, ajoutez les informations de révision (comme la date) et enregistrez. Soumettez-le pour validation, définissez son état de modération sur « Publié » et appliquez. La mesure est maintenant publiée et accessible sur BCL. Merci ! N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !
12. Créer des tableaux de performance
Nous expliquons comment saisir des tableaux de performance basés sur les données du fabricant, au lieu d’utiliser des courbes polynomiales caractérisées. Ces tableaux peuvent être utilisés dans la plupart des cas où des courbes de performance sont appliquées dans EnergyPlus, comme pour les équipements avec évaporateurs et condenseurs. Vous pouvez télécharger le fichier de feuille de calcul utilisé dans cet épisode ici : Curve to Table.
Aujourd'hui, nous allons parler des courbes de performance. Dans un épisode précédent, nous avons vu comment générer des courbes de performance par ajustement de courbe. Cette fois-ci, nous nous concentrerons sur la génération de courbes de performance à l'aide d'une méthode de consultation de table. Nous travaillons avec un système à débit de réfrigérant variable (VRF) et plus précisément avec l'unité extérieure. La courbe qui nous intéresse est la fonction de modification du rapport de puissance frigorifique en fonction de la température basse. Cette courbe est fonction de deux températures. Selon le manuel de référence des entrées/sorties d'EnergyPlus, ces deux températures sont la température humide intérieure et la température sèche de l'air entrant au niveau du condenseur extérieur. D'après les données du fabricant, il existe deux courbes de performance : l'une montrant la puissance frigorifique en fonction de la température humide intérieure, et l'autre la montrant en fonction de la température sèche extérieure. Ces deux courbes sont utilisées conjointement pour calculer le coefficient de modification de la puissance frigorifique en fonction de la température. Si la courbe est simple, les valeurs peuvent être saisies directement. Pour les courbes plus complexes, un outil comme plotdigitizer.com peut être utilisé. Une image du graphique est chargée dans l'outil, puis celui-ci est calibré en définissant les valeurs minimales et maximales des axes X et Y. Pour la courbe de température humide intérieure, l'axe X s'étend de 15 à 24 et l'axe Y de 0,8 à 1,2. Après calibration, des points de données sont ajoutés et l'outil affiche les coordonnées correspondantes. Bien que la courbe ne soit pas parfaitement linéaire, elle peut être considérée comme telle sur les plages de températures basses, standard et élevées. Les données extraites sont ensuite copiées dans un tableur. Le même processus est répété pour la courbe de température sèche extérieure. Le graphique est chargé, calibré et numérisé. Dans ce cas, l'axe X s'étend de -5 à 55 et l'axe Y de 0,3 à 1,3. Une fois les points de données extraits, ils sont copiés dans le tableur. Il est important que toutes les variables indépendantes soient triées par ordre croissant, de la plus petite à la plus grande, car EnergyPlus nécessite un tri correct pour l'interpolation. Ensuite, les données sont agrégées. Le coefficient de température humide intérieure et le coefficient de température sèche extérieure sont multipliés pour obtenir le coefficient de capacité de refroidissement. Ces valeurs combinées forment le tableau de sortie. EnergyPlus utilise la température humide intérieure comme première variable indépendante et la température sèche extérieure comme seconde variable indépendante, en interpolant entre les valeurs pour déterminer le coefficient de capacité de refroidissement approprié lors de la simulation. Dans la feuille de calcul, les variables indépendantes, les variables dépendantes et la liste des objets du modèle sont définies. Les valeurs calculées doivent être copiées et collées en tant que valeurs fixes afin qu'elles restent inchangées. Un générateur d'identifiants uniques est utilisé pour garantir que tous les objets possèdent des identifiants uniques lors de leur importation dans le modèle OpenStudio. La sortie finale comprend un objet de recherche dans une table, la liste des objets du modèle et les deux variables indépendantes. Le fichier .osm est ensuite ouvert dans un éditeur de texte et l'objet climatiseur VRF est localisé, plus précisément la courbe de la fonction de modification du rapport de capacité de refroidissement à basse température. Le modèle par défaut contient déjà une table de correspondance pour cette courbe. Les variables dépendantes existantes peuvent être remplacées tout en conservant les mêmes identifiants, ou les nouvelles tables et variables peuvent être collées à la fin du fichier .osm. Le descripteur de la nouvelle table de correspondance est ensuite attribué au climatiseur VRF afin que la nouvelle courbe soit utilisée. Cette méthode permet d'intégrer directement les données de performance du fabricant dans OpenStudio et EnergyPlus sans utiliser d'équations polynomiales multivariables. Elle repose plutôt sur une table de correspondance basée sur les graphiques du fabricant. Enfin, n'oubliez pas que toutes les définitions d'objets doivent se terminer par un point-virgule, et non par une virgule, sous peine de générer des erreurs dans OpenStudio. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !
13. Mesures d'efficacité énergétique (MEE) 1 : Ventilation à la demande (VAD)
Dans cet épisode, nous expliquons comment simuler l'une des mesures d'efficacité énergétique les plus simples : la ventilation à la demande. La ventilation à la demande ajuste le débit d'air extérieur en fonction du nombre d'occupants. Les débits sont calculés proportionnellement à la somme des besoins en air extérieur par zone ou selon la procédure de calcul des débits de ventilation de la norme ASHRAE 62.1. Ce qui n'est pas abordé dans cette vidéo : des versions plus avancées de cette mesure permettent de moduler les débits d'air extérieur en fonction de la qualité de l'air intérieur, mesurée par les niveaux de dioxyde de carbone ou d'autres polluants.
Bonjour à tous, nous voici de retour avec un nouvel épisode. Aujourd'hui, nous allons aborder l'une des mesures d'efficacité énergétique les plus simples à mettre en œuvre dans OpenStudio : la ventilation à la demande. Prenons l'exemple d'un bâtiment sanitaire simple, abritant des toilettes. Dans l'onglet « Systèmes CVC », nous ajoutons un système de boucle de ventilation en toiture. Ce système ne disposant pas de refroidissement, nous supprimons cette fonction. Nous assignons ensuite toutes les zones du bâtiment à ce système CVC unique. Nous disposons d'un système d'arrivée d'air extérieur, dimensionné par défaut avec un débit d'air extérieur minimal nul. Ce dimensionnement n'est pas adapté à notre cas, car nous avons des exigences minimales de débit d'air extérieur basées sur la surface des espaces. Nous modifions donc ce paramètre en « Dimensionnement automatique ». Dans l'onglet « Types d'espaces », nous sélectionnons les toilettes. Sous « Spécifications de conception - Air extérieur », nous constatons un débit de 7 CFM par personne et un débit d'air extérieur de 0,02 CFM par pied carré. Cette valeur étant probablement trop faible, nous la modifions à 0,06 CFM par pied carré. Nous retournons ensuite au système de boucle d'air, sélectionnons la boucle elle-même et faisons défiler vers le bas pour voir comment le débit d'air extérieur du système est calculé. Pour ce scénario, nous utilisons la méthode de la somme des zones. Les autres options sont les procédures de débit de ventilation de la norme ASHRAE 62.1, qui prennent en compte l'efficacité de la ventilation et les débits d'air primaires dans les systèmes multizones. Comme ce système d'exemple est simple, nous conservons la méthode de la somme des zones. Nous lançons la simulation, qui sert de référence sans ventilation à la demande, et enregistrons ce fichier séparément. Pour implémenter la ventilation à la demande, nous retournons à la boucle d'air, sélectionnons le système, cliquons sur le bouton « Contrôle » en haut et activons la ventilation à la demande. Nous relançons ensuite la simulation. Une fois celle-ci terminée avec succès, nous accédons à l'onglet « Résumé des résultats » pour consulter les résultats. Tout d'abord, nous ouvrons le modèle de référence dans DView et observons le débit massique d'air extérieur. Nous constatons qu'il est constant tout au long de l'année, ce qui signifie que le système fonctionne en continu et fournit un débit d'air extérieur constant. Ensuite, nous ouvrons le modèle avec la ventilation à la demande implémentée et observons à nouveau le débit massique d'air extérieur. Cette fois-ci, le profil fluctue. Si l'on examine une journée précise, comme le 9 février, la différence est flagrante. Le scénario de base assure un débit d'air extérieur constant, tandis que le mode de ventilation à la demande module ce débit. Avec la ventilation à la demande, lorsque le nombre de personnes présentes dans le bâtiment diminue, le débit d'air extérieur chute au niveau minimal requis. À mesure que le nombre de personnes augmente, le débit d'air s'accroît, et inversement, lorsqu'elles quittent le bâtiment, le besoin en air extérieur diminue. Ce comportement est déterminé par le planning d'occupation. Le système comptabilise le nombre de personnes présentes et calcule le débit de ventilation nécessaire en fonction du besoin nominal en air extérieur par personne, soit environ 7 CFM par personne dans ce cas. Le profil du débit d'air extérieur suit de près le profil d'occupation tout au long de la journée. Cependant, d'autres éléments sont à prendre en compte. Si le bâtiment est équipé de ventilateurs d'extraction de zone, ces flux d'extraction doivent être compensés par le système de ventilation ou par infiltration. Si le besoin en air d'extraction est important, le profil du débit d'air extérieur risque de ne pas diminuer autant que prévu, même avec la ventilation à la demande activée. Cela peut donner un profil plus proche de la valeur de référence pendant certaines périodes. D'autres facteurs peuvent également limiter l'efficacité de la ventilation à la demande. Par exemple, si le débit d'air extérieur minimal est défini de manière fixe dans le contrôleur d'air extérieur, le système ne descendra pas en dessous de cette valeur. De même, si une programmation minimale d'air extérieur ou une fraction minimale de programmation d'air extérieur est appliquée, le système ne se réinitialisera pas en dessous de ces limites. Ces comportements sont documentés dans le manuel de référence des entrées/sorties d'EnergyPlus, sous les rubriques « Contrôleur : Ventilation mécanique » et « Contrôleur : Air extérieur », qui expliquent comment les limites minimales et maximales affectent la ventilation à la demande. En résumé, la mise en œuvre de la ventilation à la demande dans OpenStudio est simple : sélectionnez la boucle d'air, accédez à l'onglet « Contrôle » et activez l'option de ventilation à la demande. Il existe des méthodes de modélisation plus avancées de la ventilation à la demande, comme celles basées sur les niveaux de contaminants mesurés, tels que le dioxyde de carbone, mais ces approches ne sont pas abordées ici. Cet exemple illustre l'approche de base et la plus couramment utilisée pour modéliser la ventilation à la demande. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner !
14. OpenStudio - EEMs 1 : mesure DCV
Dans l’épisode précédent, nous avons expliqué comment simuler la ventilation à débit contrôlé par la demande (DCV). Dans cet épisode, nous montrons comment mettre en œuvre rapidement la DCV sur l’ensemble de votre modèle en utilisant la mesure de la Building Component Library (BCL) « Activer la ventilation à débit contrôlé par la demande ». La mesure peut être téléchargée via OpenStudio ou directement depuis la BCL ici : https://bcl.nrel.gov/content/3ff4b412-8689-4b11-a588-935c621dc97d.
Bonjour à tous, nous sommes de retour avec un nouvel épisode. Dans le précédent, nous avons abordé la mise en œuvre de la ventilation à la demande (VAD). Dans cet épisode, nous allons vous présenter une mesure OpenStudio qui automatisera tout ce processus. Nous avons un immeuble de bureaux et un entrepôt. Ce bâtiment comporte plusieurs circuits de ventilation, chacun équipé d'un système d'arrivée d'air extérieur. Dans l'épisode précédent, nous avons expliqué comment activer la ventilation à la demande à l'aide d'un simple bouton. Dans cet épisode, nous allons utiliser une mesure de la Bibliothèque de composants du bâtiment (BCL). Rendez-vous dans « Composants et mesures », puis cliquez sur « Rechercher des mesures ». Vous trouverez cette mesure dans la catégorie CVC, sous « Ventilation ». Il s'agit de celle-ci : « Activer la ventilation à la demande ». Cochez-la, puis cliquez sur le bouton « Télécharger ». Elle sera alors téléchargée sur votre ordinateur. Vous pouvez également vous rendre sur le site web de la BCL à l'adresse bcl.nrel.gov, rechercher « demande », faire défiler la page vers le bas et trouver cette même mesure. Cliquez dessus pour afficher sa description, ainsi que des notes sur sa mise en œuvre. Maintenant que nous avons téléchargé la mesure dans notre projet, nous pouvons accéder à l'onglet Mesures. Enregistrons-la comme un nouveau projet. Allez dans CVC, puis Ventilation, et glissez-déposez la mesure « Activer la ventilation à la demande ». Ainsi, notre modèle de base reste inchangé. La mesure ne sera appliquée que pour cette exécution. Nous pourrons toujours la supprimer ultérieurement si nous souhaitons conserver notre modèle initial. Vous pouvez également accéder à Composants et Mesures et appliquer la mesure directement, ce qui modifiera définitivement le modèle sans possibilité de retour en arrière. En glissant-déposant la mesure dans le flux de travail, nous pouvons exécuter la simulation et observer le résultat. Si les résultats ne nous conviennent pas, nous pouvons supprimer la mesure sans altérer le modèle d'origine. Accédez à la section Entrées et sélectionnez « Activer la ventilation à la demande ». Exécutez ensuite le modèle. L'exécution se déroule correctement. En remontant, nous pouvons consulter les messages décrivant l'application de la mesure. Ils indiquent que la ventilation à la demande a été activée pour plusieurs boucles d'air, telles que FC-9, FC-5, etc. Tous les circuits de ventilation équipés d'un système d'arrivée d'air extérieur bénéficient désormais d'une ventilation à la demande. Le récapitulatif indique que la ventilation à la demande a été activée pour 11 circuits. Nous pouvons maintenant comparer les modèles avant et après activation. Accédez au dossier « Rapports ». Vous y trouverez le modèle de référence et le modèle avec ventilation à la demande activée. La comparaison des deux révèle que le modèle avec ventilation à la demande consomme moins d'énergie. La consommation du modèle de référence est de 1 188 506 kBtu, contre 941 274 kBtu pour le modèle avec ventilation à la demande. Cela représente une économie annuelle de 247 232 kBtu, soit environ 261 000 MJ par an. En supposant un coût moyen de l'énergie d'environ 2 centimes par kBtu, cela correspond à une économie annuelle de près de 5 000 $ US, simplement en mettant en œuvre la ventilation à la demande dans tout le bâtiment. Ceci démontre la rapidité et la simplicité d'activation de la ventilation à la demande pour un modèle complet à l'aide d'une mesure BCL, sans avoir à modifier manuellement la commande pour chaque circuit de ventilation. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
15. OpenStudio EnergyPlus - Principes de base VRF/VRV 1
Dans cette vidéo, nous aborderons les étapes de base pour simuler un système à débit de réfrigérant variable (VRV). Nous dimensionnerons les équipements de base, importerons les objets VRF/VRV par défaut d'EnergyPlus depuis la bibliothèque et les adapterons à nos besoins. Cette vidéo utilise une mesure pour obtenir des informations supplémentaires à partir des rapports de sortie ; pour plus d'informations, consultez cet épisode : https://youtu.be/divAgzO2IUc
Dans les prochaines vidéos, nous allons aborder la simulation des systèmes à débit de réfrigérant variable. Notre bâtiment test est un immeuble de bureaux simple, composé de deux zones, sur lequel nous allons installer un système VRF (ou VRV). Actuellement, le modèle est configuré pour simuler des charges d'air idéales. Afin d'estimer le dimensionnement nécessaire, nous allons d'abord effectuer une simulation. Après la simulation, nous accéderons à l'onglet « Rapports » et consulterons les résultats d'EnergyPlus. Dans la table des matières, vous trouverez plusieurs éléments utiles, notamment le récapitulatif des charges par zone et le récapitulatif des charges par bâtiment. Ces éléments ont été ajoutés au rapport standard à l'aide d'une mesure personnalisée, comme expliqué dans une autre vidéo consacrée à l'extraction d'informations à partir des rapports. Le lien vers cette vidéo se trouve dans la description. Ensuite, nous nous rendons dans l'onglet « Zones ». Ce bâtiment comporte deux zones. La sélection de la zone thermique 1 affiche les composantes de la charge de pointe de refroidissement. Les charges sont ventilées en catégories telles que les personnes, l'éclairage, les équipements, l'infiltration, la ventilation, les charges de toiture et les charges des fenêtres. En bas, vous trouverez les totaux pour la charge sensible, la charge sensible différée (calculée en fonction de l'inertie thermique du bâtiment), la charge latente et la charge totale. Ces valeurs sont estimées par EnergyPlus lors de son processus initial d'estimation des charges. Plus bas, vous pouvez consulter les conditions réelles de la simulation. Celles-ci indiquent l'heure à laquelle les conditions de pointe se sont produites et les résultats simulés. Vous pouvez constater que les valeurs estimées sont très proches des valeurs simulées réelles. La charge sensible est calculée en combinant les composantes appropriées et en excluant la charge latente. EnergyPlus applique ensuite un facteur de dimensionnement, s'il est spécifié, afin de déterminer la charge sensible de conception utilisée pour dimensionner l'équipement. Les facteurs de dimensionnement sont définis dans les paramètres de simulation, où vous pouvez spécifier les facteurs de dimensionnement pour le chauffage et la climatisation. Ces multiplicateurs sont appliqués aux charges de pointe simulées. EnergyPlus effectue des calculs similaires pour les composantes de la charge de pointe de chauffage, en commençant par une estimation qu'il affine ensuite par simulation. Ces résultats nous serviront à dimensionner nos équipements de zone et, à terme, les équipements extérieurs. Nous accédons ensuite au dossier de simulation et ouvrons le rapport EnergyPlus pour examiner les données des zones thermiques. Puis, nous enregistrons le projet OpenStudio sous un nouveau nom : « VRF générique ». Dans un premier temps, nous utiliserons les fichiers de bibliothèque standard fournis avec OpenStudio. Plus tard, nous téléchargerons des équipements spécifiques au fabricant depuis la bibliothèque de composants du bâtiment et comparerons les résultats. Nous accédons ensuite à l’onglet « Systèmes CVC ». En haut, nous sélectionnons « VRF ». Comme aucun système VRF n’est encore installé, nous accédons à la bibliothèque à droite, faisons défiler jusqu’à la catégorie « VRF » et glissons un système VRF dans le modèle. Il s’agit d’un objet de bibliothèque générique fourni par OpenStudio. Comme nous avons deux zones, nous avons besoin de deux unités terminales. Nous glissons-déposons donc deux unités terminales dans le système VRF. Dans l’onglet « Mon modèle », nous faisons défiler vers le bas pour trouver les zones thermiques et assignons la zone thermique 1 à une unité terminale et la zone thermique 2 à l’autre. À ce stade, tout est dimensionné automatiquement, ce qui signifie qu'EnergyPlus gère le dimensionnement de tous les équipements. Si nous revenons à l'onglet Zones thermiques, nous constatons que les charges d'air idéales ne sont plus activées et que les zones sont désormais desservies par les unités terminales VRF. Ensuite, nous accédons à l'onglet Paramètres et sélectionnons Contrôle de la simulation. Auparavant, nous n'effectuions que des calculs de dimensionnement. À présent, nous sélectionnons « Exécuter la simulation pour les périodes d'exécution du fichier météorologique » afin de lancer une simulation annuelle complète. Une fois la simulation terminée avec succès, nous consultons à nouveau les rapports. En examinant le résumé du dimensionnement des batteries, nous constatons que les unités terminales VRF utilisent une seule batterie pour le chauffage et le refroidissement. EnergyPlus dimensionne la batterie en fonction de la charge la plus extrême, qu'il s'agisse du chauffage ou du refroidissement. Dans ce cas, le climat est dominé par le chauffage ; la batterie est donc dimensionnée en fonction de la charge de pointe de chauffage. Le refroidissement n'est pas dimensionné séparément car ses besoins sont moindres. Ces valeurs de dimensionnement automatique représentent des résultats de dimensionnement optimisés par EnergyPlus. En réalité, les équipements des fabricants ne sont pas disponibles dans ces dimensions exactes. Les capacités réelles des équipements sont souvent légèrement supérieures afin de garantir le respect des exigences de performance. Par exemple, une unité intérieure Mitsubishi peut fournir 30 000 BTU/h de refroidissement et 34 000 BTU/h de chauffage, valeurs supérieures à celles dimensionnées automatiquement par EnergyPlus. C'est pourquoi il est important de ne pas se fier uniquement aux valeurs par défaut ou au dimensionnement automatique lors de la modélisation énergétique. Il convient plutôt d'ajuster le modèle pour mieux refléter les performances réelles des équipements. De retour dans l'onglet « Systèmes CVC », nous modifions les unités terminales VRF en conséquence. Pour la première unité terminale, nous dimensionnons le débit d'air pour correspondre à l'équipement Mitsubishi : 1 271 CFM pour le chauffage et le refroidissement maximum, et 883 CFM pour le débit minimum en l'absence de demande de chauffage ou de refroidissement. Les débits d'air extérieur restent inchangés.Les paramètres de zone et d'occupation déterminent le fonctionnement de l'unité extérieure. Nous attribuons également l'emplacement du thermostat de contrôle à la zone thermique appropriée. Nous vérifions la montée en pression du ventilateur et la laissons à 0,2 pouce de colonne d'eau, ce qui est raisonnable pour un petit système gainable. Le débit maximal est fixé à 1 271 CFM. Pour la batterie froide, nous saisissons une puissance frigorifique nominale de 30 000 BTU/h et fixons le débit d'air nominal à 1 271 CFM. Pour la batterie chaude, nous saisissons une puissance calorifique nominale de 34 000 BTU/h avec le même débit d'air. Nous répétons ce processus pour la deuxième unité terminale, en utilisant un autre type d'unité intérieure afin d'illustrer les variations. Ensuite, nous examinons l'unité extérieure. EnergyPlus l'a dimensionnée automatiquement à environ 50 000 BTU/h, mais les performances réelles du fabricant peuvent différer. Nous sélectionnons une unité extérieure Mitsubishi d'une puissance frigorifique nominale de 72 000 BTU/h et d'une puissance calorifique nominale de 80 000 BTU/h. Nous saisissons la puissance frigorifique nominale brute et convertissons le coefficient d'efficacité énergétique (EER) en coefficient de performance (COP), ce qui donne environ 3,8. Pour le chauffage, nous saisissons la puissance calorifique nominale et calculons le rapport de dimensionnement de la puissance calorifique : 80 000 divisé par 72 000, soit environ 1,11. Le COP de chauffage nominal est d'environ 4,31. Les autres paramètres, tels que les températures de fonctionnement minimales et maximales, conservent leurs valeurs par défaut, car nous modélisons un équipement générique. Nous notons que ce système ne comprend pas de récupération de chaleur ; nous désactivons donc cette option. Nous ajustons la hauteur de tuyauterie verticale par défaut à une valeur plus réaliste de 4,57 mètres (15 pieds) pour un bâtiment de plain-pied. Les autres paramètres conservent leurs valeurs par défaut. Après avoir relancé la simulation, nous examinons les résultats et confirmons que le bâtiment consomme de l'énergie comme prévu. Nous vérifions le fichier eplusout.err pour nous assurer de l'absence d'erreurs graves. Les avertissements affichés sont courants et indiquent généralement que les courbes de performance par défaut d'EnergyPlus ne correspondent pas parfaitement aux conditions nominales du fabricant que nous avons saisies. Ceci est normal lorsqu'on utilise des courbes génériques avec des données d'équipement spécifiques. EnergyPlus utilise les conditions nominales comme point de référence (valeur unitaire : 1) et extrapole les performances au-delà ou en deçà de ces conditions à l'aide de courbes de performance. Lorsque les conditions nominales ne correspondent pas parfaitement aux courbes par défaut, des avertissements sont générés. Ces avertissements sont informatifs et n'invalident généralement pas les résultats de la simulation. En l'absence d'erreurs graves, le modèle est considéré comme valide. L'implémentation d'un système à débit de réfrigérant variable dans OpenStudio est ainsi terminée. Dans le prochain épisode, nous téléchargerons les courbes de performance spécifiques au fabricant depuis la bibliothèque de composants du bâtiment, nous les installerons dans le modèle et nous comparerons les résultats avec ceux de l'équipement générique. C'est tout pour aujourd'hui. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
16. OpenStudio EnergyPlus - Principes de base VRF/VRV 2
Dans cette vidéo, nous allons corriger quelques points que nous avons omis dans l'épisode précédent, qui traitait de la modélisation d'un système VRF/VRV à l'aide des courbes de performance génériques d'EnergyPlus.
Bonjour à tous. Nous sommes de retour. Il y a quelques points à peaufiner. Nous avons omis deux éléments dans l'épisode précédent. L'un d'eux concerne un problème majeur lié aux systèmes VRF. Reprenons l'exemple de notre système VRF générique modélisé dans l'épisode précédent. Intéressons-nous à l'unité extérieure. Un point important que nous avons négligé est celui des compresseurs. L'unité extérieure que nous essayons de simuler, à l'aide des courbes de performance génériques, est un modèle Mitsubishi. Elle ne possède qu'un seul compresseur hermétique. Examinons cela de plus près. Rendez-vous dans la section « Compresseurs ». Le modèle générique comporte trois compresseurs, tandis que celui que nous essayons de simuler n'en possède qu'un seul. Cela aura un impact significatif sur la simulation, car l'équipement Mitsubishi a une plage de réduction de puissance limitée. L'équipement générique, avec trois compresseurs, aurait une plage de réduction de puissance bien plus importante. Le point suivant concerne le rapport entre la taille du compresseur et la capacité totale du compresseur. Nous n'avons qu'un seul compresseur, ce rapport est donc de 1,0. En revanche, avec trois compresseurs, un divisé par trois donne 33 % (0,33). La correction suivante concerne la stratégie de dégivrage. La stratégie de dégivrage générique par défaut est le dégivrage par résistance. Malheureusement, pour une raison inconnue, la capacité de dégivrage générique est pratiquement nulle. Vous pouvez le constater ici. C'est absurde. Pour corriger cela, il suffit d'utiliser un dimensionnement automatique. Le point suivant à aborder est la grande révolution des systèmes VRF. Cela remonte à plusieurs années. Voyons voir. Par où commencer ? Les systèmes VRF ont été introduits aux États-Unis il y a plus de dix ans. L'AHRI a élaboré une norme d'évaluation des performances pour les systèmes VRF. Elle s'est inspirée de la norme des pompes à chaleur résidentielles. Or, il existe de nombreuses différences de performances entre les pompes à chaleur résidentielles et les systèmes VRF. Par conséquent, cette norme n'était pas adaptée aux systèmes VRF. Mais elle a été utilisée malgré tout. Les systèmes VRF semblaient très prometteurs. On aurait dit qu'ils allaient offrir d'excellentes performances. Au fil des ans, on a commencé à se rendre compte que les performances des systèmes VRF/VRV étaient loin d'être optimales. Leurs performances étaient nettement inférieures aux attentes. Plusieurs exemples de tests sont disponibles : des systèmes installés et leurs performances mesurées (voir graphique). La courbe représente les performances attendues. C'était donc un problème majeur. Autre problème : les ingénieurs utilisaient ces indices d'efficacité et les comparaient à ceux d'autres types d'équipements. C'est une pratique à proscrire. Les comparaisons ne sont tout simplement pas pertinentes. Les normes AHRI sont conçues pour comparer des équipements comparables, et non des équipements différents. Par exemple, certains les comparaient à des systèmes hydroniques. L'industrie hydronique s'en est aperçue et a protesté. Elle a publié un livre blanc à ce sujet, expliquant que les systèmes VRF prétendent être performants, mais que la norme AHRI 1230, de par sa conception, n'est pas testée correctement. L'erreur est d'environ 47 %, ce qui représente une différence significative. Par conséquent, l'AHRI a révisé sa norme et la procédure de test pour ces évaluations. De ce fait, les systèmes VRF ne sont plus aussi efficaces qu'annoncé. Leur rendement nominal est inférieur aux performances initialement annoncées. Les normes fédérales d'efficacité ont été révisées, entraînant des modifications de certains codes énergétiques. Par exemple, la Californie a en quelque sorte jeté l'éponge, se contentant de dire : « Consultez les normes fédérales d'efficacité.» Nous avons donc comparé les résultats avec ceux du code fédéral. Nous avons constaté qu'en matière de chauffage, les systèmes VRF affichaient une baisse d'efficacité d'environ 9 % et, en refroidissement, d'environ 3 %. On est loin des 47 % revendiqués par l'industrie du chauffage hydronique, qui présentait manifestement un biais. Nous allons donc ajuster ce système générique, modélisé initialement en 2010. Il intègre donc ce biais. Pour le corriger, nous devons modifier les coefficients de performance. Pour le refroidissement, la déduction est en réalité de 3 %. Nous devons la réduire de 3 %. Le COP de refroidissement pour ce système VRF/VRV générique est de 3,8. Nous allons le multiplier par 97 %. En réalité, le COP est donc plutôt de l'ordre de 3,686. Pour le chauffage, en 2010, le coefficient de performance nominal était de 4,31. Nous devons le réduire d'environ 9 %. Nous calculons 4,31 x 91 %, ce qui nous donne 3,922. Oui. Cela nous permettra de compenser ce manque de performance. La performance réelle sera prise en compte. Cela nous permettra également de tenir compte des performances de l'équipement en 2010, date à laquelle ce modèle a été élaboré. Ce sont donc les trois éléments que nous devons ajuster. Procédons à la simulation. Nous comparerons les courbes VRF génériques de 2010 à celles d'un système générique réel en 2024. La simulation…L'opération s'est déroulée avec succès. Nous allons examiner les performances. La nouvelle version 2024 (la version mise à jour) affiche environ 125 000 KBTU. À titre de comparaison, la version testée dans l'épisode précédent affichait 117 000 KBTU. On constate donc une différence de performances. Il est important d'en tenir compte lors de la modélisation de systèmes VRF/VRV à l'aide des courbes de performances génériques d'OpenStudio. Dans le prochain épisode, nous verrons comment télécharger les courbes de performances réelles des équipements depuis la bibliothèque de composants du bâtiment. Nous nous baserons sur le système Mitsubishi présenté ici. Nous téléchargerons également un système LG pour effectuer une comparaison directe. Merci ! N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.
17. OpenStudio EnergyPlus - VRF/VRV Mitsubishi, LG, Daikin
Dans cette vidéo, nous poursuivons notre discussion sur la simulation d'un système à débit de réfrigérant variable (volume de réfrigérant variable). Nous téléchargerons les données de performance de certains équipements de marques (Mitsubishi, LG et Daikin) depuis la bibliothèque de composants du bâtiment (BCL) et les comparerons aux performances des objets génériques d'EnergyPlus.
Nous revoilà ! Cette fois-ci, nous allons modéliser le système VRF Mitsubishi. Commencez par enregistrer le projet dans un nouveau fichier, puis téléchargez la bibliothèque Mitsubishi depuis la bibliothèque de composants du bâtiment en recherchant « Mitsubishi » et en téléchargeant le fichier ZIP. Ce fichier ZIP contient une description XML, un fichier OSM et un PDF avec des notes à l'attention du modélisateur énergétique. Copiez les fichiers OSM et PDF dans le dossier du projet, puis accédez aux préférences et ajoutez le fichier OSM téléchargé comme bibliothèque par défaut. Supprimez ensuite le système VRF générique modélisé précédemment et accédez à l'onglet « Bibliothèque » pour localiser le système VRF Mitsubishi, et plus précisément l'option PUHY EP72, qui propose des versions avec et sans conduits. Consultez les notes du PDF pour comprendre les conventions d'appellation, notamment les indices d'efficacité pour les versions avec et sans conduits, ainsi que les options standard et haute performance thermique. Par souci de simplicité et en fonction du climat, choisissez l'option haute performance sans conduits. Ensuite, ajoutez les unités terminales requises, telles que les PFY P30 et PKFY P30, et affectez-les aux zones thermiques appropriées. Nous attribuons également l'emplacement du thermostat principal et sélectionnons une programmation de disponibilité permanente. Une fois les zones thermiques connectées aux unités terminales, nous lançons la simulation. Après son exécution, nous examinons le fichier de sortie d'erreurs, qui contient plusieurs avertissements. Il s'agit notamment d'avertissements concernant la vitesse discrète du système de ventilation et le débit d'air par capacité, fréquents pour les systèmes VRF dans EnergyPlus. Ces avertissements correspondent principalement à des vérifications de conformité et ne sont pas considérés comme critiques, car les normes AHRI n'imposent pas de limites strictes à ces valeurs. Certains avertissements indiquent que les limites de température de fonctionnement de la pompe à chaleur VRF ont été dépassées, ou que le système semblait chauffer ou refroidir dans des conditions de température extérieure inhabituelles. Ces problèmes sont survenus pendant la période de préchauffage, lors du dimensionnement des équipements et des zones par EnergyPlus, et non pendant l'exécution de la simulation annuelle proprement dite ; ils ne sont donc pas préoccupants. Un avertissement signale également un dépassement des limites du taux de charge partielle d'une unité terminale. Ce problème, connu sous le nom de bogue, peut survenir car les unités terminales peuvent dépasser un taux de charge partielle de 1. Malgré ces avertissements, la simulation s'est finalement déroulée avec succès. Nous examinons ensuite les rapports de simulation et comparons les résultats du système Mitsubishi avec ceux du système VRF générique modélisé précédemment. Le système générique a consommé environ 125 000 kBTU par an, tandis que le système Mitsubishi en a consommé environ 118 000 kBTU, ce qui indique une performance légèrement supérieure. Nous comparons également les heures de non-conformité pour le chauffage et le refroidissement. Les heures de non-conformité pour le refroidissement sont négligeables pour les deux systèmes, tandis que les heures de non-conformité pour le chauffage sont similaires si l'on considère les degrés-heures de non-conformité. Les heures de non-conformité pondérées par le nombre d'occupants sont plus élevées pour le système Mitsubishi, probablement en raison de débits d'air plus importants ou de facteurs liés au confort, mais globalement, les performances des deux systèmes sont tout à fait comparables. Ensuite, nous examinons les notes destinées au modélisateur énergétique pour les unités terminales et l'unité extérieure. Pour les unités gainables, il est important de vérifier que les hypothèses de pression statique correspondent aux conditions du projet ; des ajustements peuvent être effectués en modifiant l'élévation de pression de conception du ventilateur dans les paramètres du système VRF. Des notes complémentaires abordent les considérations relatives à l'installation de l'unité extérieure, notamment l'ajustement des températures extérieures minimales et maximales si l'unité est installée sous les unités intérieures, ainsi que les limitations d'EnergyPlus pour la modélisation de certaines fonctionnalités telles que les réchauffeurs de bac de récupération des condensats ou la récupération de chaleur résiduelle. Plusieurs courbes de performance sont présentées, comparant les courbes spécifiques à Mitsubishi aux courbes génériques d'EnergyPlus, et mettant en évidence les différences de capacité et d'efficacité selon les plages de température et les taux de charge partielle. Enfin, nous étendons la comparaison en modélisant les systèmes VRF d'autres fabricants, notamment Daikin et LG, en utilisant la même procédure : téléchargement de l'équipement depuis la bibliothèque de composants du bâtiment, installation et exécution des simulations. Le système Daikin affiche une consommation énergétique annuelle d'environ 132 à 133 kBTU, le système LG d'environ 123 kBTU, contre 124 kBTU pour le système générique et 117 kBTU pour Mitsubishi. Les performances varient selon le système et le climat, et des facteurs supplémentaires tels que les heures non satisfaites peuvent être examinés pour une analyse plus approfondie. Ceci démontre comment utiliser les données de performance spécifiques aux fabricants dans OpenStudio et les comparer aux modèles VRF génériques. Merci. Aimez et abonnez-vous !
18. OpenStudio EnergyPlus - Mesurer l'écriture grâce à l'IA
Dans cette vidéo, nous utiliserons l'intelligence artificielle (Claude AI) pour créer une mesure personnalisée pour OpenStudio. Nous utiliserons la commande « Appliquer la mesure maintenant » pour transformer notre modèle OpenStudio, exécuter la simulation et analyser les résultats. La mesure créée dans ce tutoriel est disponible dans la bibliothèque de composants du bâtiment (Building Component Library) à l'adresse suivante : https://bcl.nrel.gov/content/a1b2c3d4-e5f6-7890-abcd-ef1234567890
Très bien, nous revoilà. Cette fois-ci, nous allons parler de la création de mesures personnalisées dans OpenStudio. Nous allons créer une mesure personnalisée et, pour cela, utiliser l'IA, en faisant appel à Claude pour écrire le code. Nous partons d'un modèle très simple de type « boîte à chaussures » équipé actuellement d'un système de climatisation monobloc sur le toit. Notre objectif est de le remplacer par un système de pompe à chaleur air-eau. Pour commencer, nous supprimons la boucle d'air existante et la remplaçons par un système entièrement hydronique, ce qui crée une boucle d'eau glacée et une boucle d'eau chaude dans le modèle. Une fois la zone attribuée, nous constatons que le modèle contient désormais ces deux boucles hydrauliques. La boucle d'eau glacée utilise actuellement un condenseur à eau relié à une tour de refroidissement, tandis que la boucle d'eau chaude utilise une simple chaudière à eau chaude. Or, ce que nous souhaitons, c'est un système de pompe à chaleur air-eau. Actuellement, OpenStudio prend principalement en charge les pompes à chaleur eau-eau via des objets d'ajustement d'équation, mais ne gère pas directement les pompes à chaleur air-air de la même manière. Pour modéliser une pompe à chaleur air-air, nous devons utiliser des objets de pompe à chaleur formulés selon la norme EIR, plus précisément HeatPump:PlantLoop:EIR:Cooling et HeatPump:PlantLoop:EIR:Heating. Comme cela implique de modifier plusieurs composants dans les boucles du système, nous décidons de créer une mesure personnalisée pour automatiser le processus. Nous utilisons ensuite Claude pour rédiger une invite permettant de créer cette mesure personnalisée. Cette invite précise que la mesure doit être appliquée à l'aide de l'option « Appliquer la mesure maintenant ». Il convient de supprimer la boucle d'eau de condensation existante (CoolingTower:SingleSpeed), de remplacer le refroidisseur électrique EIR existant par une pompe à chaleur air-air HeatPump:PlantLoop:EIR:Cooling, et de modifier la boucle d'eau chaude en ajoutant une pompe à chaleur air-air HeatPump:PlantLoop:EIR:Heating en parallèle avec la chaudière existante. Nous demandons également à Claude de générer les fichiers de mesure nécessaires : le code Ruby, un fichier measure.xml et un fichier readme.md. Ces trois éléments sont indispensables à la validité d'une mesure OpenStudio. Claude effectue la tâche et fournit même des arguments optionnels pour la mesure. Nous téléchargeons tous les fichiers générés et les plaçons dans un nouveau dossier du répertoire « Mes mesures », en veillant à ce que le nom du dossier corresponde à celui de la mesure. Nous retournons ensuite dans OpenStudio, cliquons sur « Appliquer la mesure maintenant » et localisons la nouvelle mesure, qui apparaît dans la catégorie « CVC et refroidissement ». Nous laissons les entrées en mode automatique et appliquons la mesure. Les messages de sortie indiquent que la boucle du condenseur a été supprimée, le refroidisseur électrique remplacé par une pompe à chaleur air-air et une capacité de chauffage ajoutée en parallèle avec la chaudière existante. L'opération s'est déroulée avec succès et nous avons validé les modifications. Après application de la mesure, nous avons examiné la configuration mise à jour des boucles de l'installation. Les nouveaux composants de la pompe à chaleur air-air apparaissent sur les boucles d'eau glacée et d'eau chaude. Il subsiste une incertitude quant à l'emplacement de la pompe à chaleur sur la boucle, car les schémas des systèmes à quatre tubes placent généralement les pompes à chaleur de refroidissement côté alimentation. Une vérification plus approfondie pourrait s'avérer nécessaire, en consultant le manuel de référence des entrées/sorties et en effectuant des simulations de test afin de détecter d'éventuelles erreurs de configuration. Enfin, nous avons exécuté la simulation EnergyPlus pour vérifier les résultats. Le modèle s'est terminé sans erreur majeure et seuls des avertissements mineurs sont apparus, tels que des messages relatifs à la planification et au rendement de la pompe, qui ne semblent pas affecter le comportement principal du système. Les résultats d'EnergyPlus montrent que le bâtiment consomme de l'énergie comme prévu, ce qui indique que la mesure a probablement fonctionné. Bien que des tests et une validation supplémentaires soient recommandés, ceci démontre comment l'IA — et plus précisément Claude — peut être utilisée pour créer rapidement une mesure OpenStudio personnalisée qui automatise les modifications complexes des systèmes. Merci. N'hésitez pas à aimer et à vous abonner.