Caisson de mélange d’une centrale de traitement d’air (CTA)

© Ani AMBARTSUMIAN

Afin de réduire la consommation énergétique d’une centrale de traitement d’air (CTA) on mélange l’air repris et l’air neuf.

Le mélange air neuf / air recyclé est effectué par le caisson de mélange.

Fig.1 Mélange d’air

Point A : les conditions de l’air recyclé

Point B : les conditions de l’air neuf

Point C : point de mélange d’air

Exemple du calcul d’un caisson de mélange

Exemple : Dans un caisson de mélange d’une centrale de traitement d’air 1500 m³/h d’air neuf à 5°C  et 40% de l’humidité relative est mélangé avec 2500 m³/h d’air recyclé à 15°C  et 80% de l’humidité relative.

Déterminer les caractéristiques physiques du point de mélange :

• La température ;
• L’humidité relative ;
• L’humidité absolue ;
• L’enthalpie de l’air ;
• Le volume spécifique.

Solution de l’exemple :

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

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

Fig.2 Représentation du mélange d’air sur le diagramme psychrométrique

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

La température du point de mélange Tm, [°C] est définie de la manière suivante :

Où :

 : débit massique de l’air recyclé, en kg/s ;

 : débit massique de l’air neuf, en kg/s ;

Ts(A) : température de l’air recyclé, °C ;

Ts(B) : température de l’air neuf, °C ;

Le débit massique de l’air :

Où :

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

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

Donc, la température du point de mélange Tm, [°C] :

On détermine les caractéristiques physiques de l’air pour le point C à l’aide du diagramme psychrométrique :

• L’humidité relative (l’hygrométrie) ϕ est de 73%
• L’humidité absolue w est de 6,2 g/kg d’air sec
• L’enthalpie de l’air h est de 26,2 kJ/kg d’air sec
• Le volume spécifique Vs est de 0,812 m³/kg d’air sec

Les résultats :

Tm = 11,13 °C ;

ϕ = 73% ;

w = 6,2 g/kg d’air sec ;

h = 26,2 kJ/kg d’air sec ;

Vs = 0,812 m³/kg d’air sec.