Humidification de l’air par l’humidificateur à vapeur. Exemple de calcul

© Ani AMBARTSUMIAN

Fig.1 Humidificateur à vapeur

 

Point A : les conditions de l’air à l’entrée de l’humidificateur

Point B : les conditions de l’air à la sortie de l’humidificateur

L’humidification de l’air est représentée sur le diagramme psychrométrique (diagramme de l’air humide) par une verticale entre les points A et B (voir Fig.2).

Lors de  l’humidification l’humidité absolue (teneur en humidité) augmente.

Voir l’article : L’humidité absolue de l’air. Diagramme psychrométrique

Fig.2 L’évolution de l’air sur le diagramme psychrométrique (humidification)

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Exemple du calcul de l’humidificateur à vapeur d’une installation de climatisation

Exemple : Dans l’installation de climatisation 2500 m³/h d’air sont humidifiés à l’aide de l’humidificateur à vapeur. Les caractéristiques de l’air sont les suivantes :

Point A (à l’entrée) :

• La température de l’air ts est de 23°C ;
• L’humidité absolue (teneur en humidité) w est de 2,5 g/kg d’air sec.

Point B (à la sortie) :

• La température de l’air ts est de 23°C ;
• L’humidité absolue (teneur en humidité) w est de 13 g/kg d’air sec.

Déterminer :

• la puissance de l’humidificateur ;
• le rendement de l’humidificateur ;
• la quantité de vapeur injectée par l’humidificateur.

Solution de l’exemple :

Tout d’abord, on va représenter l’évolution de l’humidification de l’air sur le diagramme psychrométrique.

Voir l’article : Diagramme psychrométrique (diagramme de l’air humide)

Fig.3 Représentation de l’humidification de l’air sur le diagramme psychrométrique

Voir l’article : Caractéristiques physiques de l’air humide. Diagramme psychrométrique

La puissance de l’humidificateur P, [kW] est définie de la manière suivante :

Où :

 : débit massique de l’air, en kg/s ;

 : débit volumique de l’air, en m³/h ;

Vs : volume massique de l’air d’entrée de l’humidificateur, en m³/kg ;

 : enthalpie du point d’entrée d’air, en kJ/kg d’air sec ;

 : enthalpie du point de sortie d’air, en kJ/kg d’air sec.

Le rendement de l’humidificateur R, [%] est définie de la manière suivante :

Où :

w(A) : humidité absolue (teneur en humidité) du point d’entrée d’air, en g/kg d’air sec ;

w(B) : humidité absolue (teneur en humidité) du point de sortie d’air, en g/kg d’air sec ;

w(Sat) : humidité absolue (teneur en humidité) du point de saturation en eau de l’air, en g/kg d’air sec.

La quantité de vapeur injectée par l’humidificateur , [g/h] est calculée selon la formule suivante  :

On trouve les caractéristiques physiques de l’air à l’aide du diagramme psychrométrique :

• Vs = 0,842 m³/kg
•  kJ/kg d’air sec
•  kJ/kg d’air sec
•  g/kg d’air sec

Donc, la puissance de l’humidificateur est :

Le rendement de l’humidificateur est :

La quantité de vapeur injectée par l’humidificateur est :

Les résultats :