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LA CLIMATISATION / LES DIAGRAMMES
Utilisation du diagramme psychrométrique pour la climatisation

Le chauffage

Le chauffage de l'air est assuré par une batterie chaude dont le symbole est représenté ci dessous :

L'évolution de l'air sur la batterie chaude se représente de la manière suivante :

Il est représenté par une droite horizontale qui se déplace de la gauche vers la droite.
La quantité de chaleur à apporter pour passer de l'état A à l'état B se calcule de la façon suivante :

PBC+ = qm ´ (hB-hA)
avec : P en kW
hA et hB en kJ/kg
qm en kg/s

On peut également utiliser la formule suivante :

PBC+ = D ´ c ´ (qB-qA)
avec : D débit en m³/h
c chaleur massique (=0.34 à Ts=+20°C et HR=40%)
qA et qB en °C

 

Refroidissement sensible de l'air

Il est assuré par une batterie froide dont le symbole est représenté ci dessous :

L'évolution de l'air sur la batterie froide se représente de la manière suivante :

Il est représenté par une droite horizontale qui se déplace de la droite vers la gauche.
Il existe deux types de batterie froide:

Batterie froide à eau Batterie froide à détente directe

On appelle qadp la température équivalente de surface de batterie froide. Cette température est égale à la température moyenne de l'eau qui circule sur la batterie froide dans le cas d'une batterie froide à eau et à la température d'évaporation dans le cas d'une batterie froide à détente directe.

L'efficacité d'une batterie froide est donnée par la formule:

E=(qB-qA)/(qadp-qA )

On calculera le facteur de bypass FB comme indiqué par la formule:

FB=1-E

La puissance de batterie froide nécessaire pour passer de l'état A à l'état B se calcule de la façon suivante :

PBF ¯ = qm ´ (hA-hB)
avec : P en kW
hA et hB en kJ/kg
qm en kg/s

 

Refroidissement et deshumidification de l'air

Lorsque qadp est inférieur à Tr du point d'entrée sur la batterie froide, il y aura refroidissement et deshumidification de l'air c'est à dire chute de température et diminution de la teneur en eau x.

Le refroidissement et la déshumidification de l'air sont provoqués par une batterie froide:

L'évolution de l'air sur la batterie froide se représente de la manière suivante :

La puissance de batterie froide nécessaire pour passer de l'état A à l'état B se calcule de la façon suivante :

PBF ¯ = qm ´ (hA-hB)
avec : P en kW
hA et hB en kJ/kg
qm en kg/s

L'efficacité d'une batterie froide est donnée par la formule:

E = (qB-qA)/(qadp-qA ) = (xB-xA)/(xadp-xA) = (hB-hA)/(hadp-hA)

 

Humidification par injection de vapeurs

Cette opération est assurée par un humidificateur vapeur dont le symbole est représenté ci-dessous:
 
L'humidification par injection de vapeur se représente sur le diagramme psychométrique par une droite généralement isotherme. Le réchauffement de l'air dû à la vapeur est souvent négligé mais réellement, la température de sortie B' est un peu plus élevée (voir ci-dessous) :

La puissance nécessaire à l'humidification de l'air est donnée par la formule suivante:

PHV=qm´ (hB-hA)
avec : P en kW
qm en kg/s
hA et hB en kJ/kg

La quantité de vapeur à injecter Q dans le circuit pour faire passer l'air de l'état A à l'état B est de:

QHV=qm´ (xB-xA)
avec : Q en kg/h
qm en kg/h
xB et xA en kg d'eau/kg d'air

 

Humidification par laveur adiabatique

Le symbole d'un laveur adiabatique est représenté ci-dessous:

L'humidification par laveur adiabatique se représente sur le diagramme par une droite isenthalpe. L'eau pulvérisée dans la gaine aura une température constante et égale à Th de l'air à l'entrée du laveur (voir ci-dessous).

La puissance d'un laveur adiabatique est nulle (en effet, hB=hA)

P laveur = 0

La quantité d'eau nécessaire pour le fonctionnement du laveur est donné par la formule ci-dessous:

Q laveur = qm´ (xB-xA)

Le rendement R (appelé aussi efficacité) du laveur est calculé comme suit:

R = (qB -qA) / (qsat -qA) = (xB -xA) / (xsat -xA)

 

Laveur à eau perdue

Le symbole d'un laveur à eau perdue se représente comme suit:
 
L'évolution de l'air dans un laveur à eau perdue dépendra de la température de l'eau pulvérisée par le laveur. Cette température d'eau se place sur la courbe de saturation, le point B est situé sur la droite reliant le point A à la température de l'eau pulvérisée. Les caractéristiques générales des laveurs restent inchangées:

R = (qB -qA) / (qsat -qA)

 

Q eau = qm ´ (xB -xA)

Pour le tracé sur le diagramme, on distingue plusieurs cas:

1. qeau = qsA
Humidification isotherme comme un humidificateur vapeur
2. qeau > qsA
Chauffage et humidification de l'air
3. qeau = qhA
Humidification adiabatique
4. qeau = qrA
Refroidissement sensible de l'air
5. qrA < qeau < qsA
Humidification non adiabatique
6. qeau < qrA
Refroidissement et déshumidification de l'air

Mélange de l'air

Il est généralement utilisé pour faire des économies d'energie.

Soit A le point représentant les caractéristiques d'un air de débit qm1 (en kg/s).

Soit B le point représentant les caractéristiques d'un air de débit qm2 (en kg/s).

 

Le mélange de l'air se représente sur le diagramme psychrométrique de la façon suivante:

Les caractéristiques de l'air mélangé de débit qmT=qm1+qm2 sont les suivantes:
-le point M se situe sur la droite de mélange (entre A et B)
-les caractéristiques de M se calculent de la façon suivante:

qsM = [(qsA´ qm1) + (qsB´ qm2)] / (qm1+qm2)

 

xM´ qmT = xA´ qm1+ xB´ qm2

 

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