Refroidissement et déshumidification de l’air. Diagramme psychrométrique. Exemple de calcul

© Ani AMBARTSUMIAN

Fig.1 Batterie froide d’une centrale de traitement d’air

 

Point A : les conditions de l’air à l’entrée de la batterie froide

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

 

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

En effet, le refroidissement de l’air, à une température inférieure à son point de rosée, s’accompagne toujours d’une déshumidification. Lors du  refroidissement et de la déshumidification de l’air on a :

  • la diminution de l’humidité absolue (teneur en humidité) ;
  • la diminution de la température de rosée.

Voir les articles :

L’humidité absolue de l’air. Diagramme psychrométrique

La température de l’air. Diagramme psychrométrique

Fig.2 L’évolution de l’air sur le diagramme psychrométrique (refroidissement et déshumidification)


Exemple du calcul de la batterie froide d’une installation de climatisation (refroidissement et déshumidification)

Exemple : Dans l’installation de climatisation 2500 m3/h d’air sont refroidis et déshumidifiés à l’aide de la batterie. Les caractéristiques de l’air sont les suivantes :

Point A (à l’entrée) :

  • La température de l’air ts est de 40°C ;
  • L’humidité absolue (teneur en humidité) w est de 20 g/kg d’air sec.

Point B (à la sortie) :

  • La température de l’air ts est de 24°C ;
  • L’humidité absolue (teneur en humidité) w est de 15 g/kg d’air sec.

Déterminer :

  • La puissance de la batterie froide ;
  • La quantité d’eau enlevée par la batterie ;
  • L’efficacité de la batterie.

Solution de l’exemple :

Tout d’abord, on va représenter l’évolution du refroidissement et de la déshumidification  de l’air sur le diagramme psychrométrique.

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

 

Fig.3 Représentation du refroidissement et de la déshumidification de l’air sur le diagramme psychrométrique

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

La puissance de la batterie froide 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 la batterie, 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.

 

La quantité d’eau enlevée par la batterie , [g/h] est calculée selon la formule suivante :

Où :

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

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

 

L’efficacité de la batterie E, [%] est définie de la manière suivante :

Où :

ts(A) : température de l’air à  l’entrée de la batterie, en °C ;

ts(B) : température de l’air à la sortie de la batterie, en °C ;

ts(C) : température équivalente de surface de la batterie, en °C ;

 

ts(C) est la température d’évaporation pour une batterie à détente directe et la température moyenne d’eau qui la traverse pour une batterie à eau glacée.

 

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

  • Vs(A) = 0,917 m³/kg ;
  •  kJ/kg d’air sec ;
  •  kJ/kg d’air sec ;
  • ts(C) = 18,4 °C.

Donc, la puissance de la batterie froide est :

La quantité d’eau enlevée par la batterie est :

L’efficacité de la batterie est :

Les résultats :

Voir aussi l’article : Refroidissement de l’air. Diagramme psychrométrique. Exemple de calcul

Laissez un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *