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ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 1
Matin CM:Equipements pour les évolutions élémentaires de climatisation :
Après midi :Visite d’installations de climatisation de l’IUT
CTA plafonnière : CM,filtre,BC,BFH,ventilateur,régulation sur V3V ) Groupes de production d’eau glacée condenseur à air ou à eauDéshydrateur à adsorption avec gaine textile Plancher chauffant/rafraîchissant .Climatiseur Split system . PAC Échangeur coaxial, multitubulaire,à plaques,serpentin
Énergétique des bâtiments
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 2
Bibliographie : [1] B2230, Air humide , M.Duminil ,Technique de l’ingénieur[2]BE9085, Confort thermique,V.Candas, Technique de l’ingénieur [3] Chauffage,G.Porcher,Editions Delta[4] Guide AICVF n°°°°2,2bis,10,AICVF , PYC Livres[5] Thermique appliquée aux bâtiments, D.Hernot, Editions Parisiennes[6] Ventilation des bâtiments ,B.Bogat, CSTB[7] Le calcul simplifié des charges de climatisation, COSTIC , SEDIT[8] Climatisation et conditionnement d’air, F.Reinmuth, PYC Livres [9] Manuel de l’humidification de l’air ,P.Iselt, PYC Livres[10] Climatisation Conditionnement d’air,J.Bouteloup M.Le Guay, CFP[11] Eléments de climatologie, G.Viers J.P. Vigneau ,Nathan[12] Météorologie générale,J.P Triplet, G. Roche , Météo France[13] Techniguide de la Météo,J.L Vallée , Nathan[14]BE270 à 274, Traitement de l’air et climatisation,Bailly Clerc-Renaud, Rutman,Ternant, Technique de l’ingénieur
Maîtrise des ambiances
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 3
I Équipements pour les évolutions élémentaires de l’air humide
Y. Le [email protected]
version 2011
Maîtrise des ambiances
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 4
Grandeurs caractGrandeurs caractééristiques de lristiques de l’’ air humide :air humide :
θs :Température sèche en °C
θh :Température humide en °C
θr : Température de rosée en °C
HR : Humidité relative en %
r : Humidité absolue en kg d’eau/kg a.s.
h : Enthalpie spécifique en kJ/kg a.s.
v : Volume spécifique en m3/kg a.s.
Pv : Pression partielle de vapeur d ’eau en Pa
Pvs : Pression partielle de vapeur d’eau saturante en Pa
P : Pression atmosphérique en Pa
- 50 <<<< θθθθs <<<< +50 °°°°C- 50 <<<< θθθθh <<<< +50 °°°°C- 50 <<<< θθθθr <<<< +50 °°°°C
0 ≤≤≤≤ HR ≤≤≤≤ 100%
0 ≤≤≤≤ r <<<< 30 ge/kgas
- 60 <<<< h <<<< +115 kJ/kg0,700 <<<< v <<<< 0,950 m3/kg
0 ≤≤≤≤ Pv <<<< 100 Pa
0 <<<< Pvs θθθθs<<<< 100 Pa0 <<<< P ≤≤≤≤ 101325 Pa
CaractCaractééristiques de lristiques de l’’ air humideair humide
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 5
H.R
.=10
0%
θ
r
h
lecture des caractlecture des caractééristiques dristiques d’’ un pointun point
M
θs
HR
r
v
h
θrθh
DAHDAH
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 6
Exemple de lecture d’un point
couple : température sèche et humidité relative :
θθθθs = 20°°°°C HR = 50 %
Travail demandé :
Placer ce point sur le DAH et en déduire les autres grandeurs caractéristiques de l ’air :
r, v ,θr , θh puis h
DAHDAH
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 7
Exemple de lecture sur le diagramme de lExemple de lecture sur le diagramme de l’’ air humide air humide
θs=20°C
HR = 5
0%
r = 7,3 ge/kgas
v = 0,841 m3/ kg
as
h = 39 kJ /kgas
θr = 9,4°C
θh=
13,9°C
M.
DAHDAH
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Climat typeAir atmosphAir atmosphéériqueriqueDAHDAH
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Physiologie thermique Échanges homme/ambiance
ConvectionRayonnement
Conduction
Interne
Cutané
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 10
Bakterien Bakterien
Viren Viren
Pilze Pilze
Milben Milben
Infektion der
Atemwege
Infektion der
Atemwege
allergische
Rhinitis
allergische
Rhinitis
chemische
Reaktionen
chemische
Reaktionen
Ozon Ozon
Relative Luftfeuchte in Prozent
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Quelle: Henne - Luftbefeuchtung
Les valeurs optimales de lLes valeurs optimales de l’’humidithumiditéé relative pour la relative pour la santsantéé se situent entre 40% et 60 % dse situent entre 40% et 60 % d’’humidithumiditéé relativerelative
Bactéries
Virus
Infections des voies respiratoires
Rhinites allergiques
ozone
Bactéries
Virus
Champignons
Acariens
Rhinites allergiques
Réactions chimiques
ozone
Humidité relative en %
Confort et H.R.Physiologie thermique
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 11
Confort H.R. et TempératurePhysiologie thermique
[13]Techniguide de la Météo,J.L Vallée , Nathan
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 12
[2]BE9085, Confort thermique,V.Candas, Technique de l’ingénieur
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 13
PMV
L ’appréciation prévisible ( PMV = predicted mean vote) tient compte
- des variables humaines ( Métabolisme,vêture …)
- des paramètres d ’ambiance : ( Températures d’air, pression partielle de vapeur d’eau… )
PMV = ( 0,303 . e - 0,036 . M + 0,028 )
[ ( M - W ) - 3,05 . 10-3 . { 5733 - 6,99 . ( M - W ) - Pv ]
- 0,42 . { ( M - W ) - 58,15 } -1,7 . 10-5 . M . ( 5867 - Pv )
- 0,0014. M . ( 34 - Ta ) - 3,96 . 10-8 . Fcl . ( Tcl 4 - Tr 4 )
- Fcl . hc . ( Tcl - Ta ) ]
Physiologie thermique
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 14
PPD
M Fanger a estimé inconfortable toutes les appréciations de sensation thermique ( MV) >2 .
Un calcul par classe de PMV comptabilise le pourcentage de votesinconfortables : PPD ( Pourcentage of people dissatisfied )
Extrait Techniques de l ’Ingénieur, M Candas , BE 9085 13
5
Physiologie thermique
5 % seront toujours insatisfaits
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Grille An
Grille Arj
Caisson de mélange
C.T.A
Ventilateur d ’extraction
Ventilateur de soufflage
Bouche de soufflage
Bouche d ’extraction
LOCAL
Architecture dArchitecture d’’ un systun systèème de climatisation centralisme de climatisation centraliséé
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 16
Terminologie des diffTerminologie des difféérents types drents types d’’ air air
Arc
AmAn
Arj
Ai
Ae ou Arp
As
An : air neuf Am : Air mélangé As : Air soufflé Ai : Air intérieur Ae : Air extrait
Arp : air repris Arc : air recyclé Arj : air rejeté
C.T.A
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 17
Taux de variation ou rapport caractéristique j en kJ / kg eau :
j = ∆ = ∆ = ∆ = ∆h / ∆ ∆ ∆ ∆r
∆h est la variation d'enthalpie spécifique de l'air en kJ / kg as
∆r est la variation du rapport de mélange de l'air en kge / kg as
Le rapport j est indépendant du débit d’air .
Le rapport j peut être positif ou négatif ou nul.
Le rapport j permet de relier le calcul et la représentation graphique de l ’évolution sur le diagramme de l’air humide .
Sur un diagramme ( h, r ) , le point représentatif de l'air évolue suivant une droite de pente j et appelée droite d ’évolution .
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 18
Taux de variation Taux de variation
H.R
.=10
0%
r
r 1
A1
θs1
h 1
A2
θs2
h 2
r 2∆r
∆h
∆θ θ
h
j = ∆ = ∆ = ∆ = ∆h / ∆ ∆ ∆ ∆r
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 19
Angle dAngle d’é’évolution sur le DAHvolution sur le DAH
θ
r
A1
A2
î
hAngle d’évolution : î
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 20
ÉÉvolutions volutions éélléémentaires de lmentaires de l’’ airair
Mélange
Chauffage ∆θ∆θ∆θ∆θ > 0
Refroidissement ∆θ∆θ∆θ∆θ < 0
Humidification ∆∆∆∆r > 0
Déshumidification ∆∆∆∆r < 0
h et r sont des moyennes pondérées
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 21
Principe :Deux flux d’air humide A1 et A2 sont mélangés ; le point Am d'air mélangé a des grandeurs caractéristiques qui sont une moyenne pondérée ( par la masse ) des grandeurs des deux airs mélangés .Équipements :- Dans le but d ’économiser l ’énergie, un caisson de mélanged’une CTA mélange de l ’air recyclé à de l’air neuf
- Pour obtenir l ’air soufflé approprié , la boîte mélangeusemélange de l ’air chaud à de l ’air froid .
- Pour un meilleur confort ; la bouche de soufflage à inductionmélange de l ’air du local à de l ’air traité en CTA.
MMéélange d'air lange d'air
AmA1
A2
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 22
Bilans thermodynamiques :
Hypothèses :
- le régime de transfert des masses et de chaleur est permanent établi .
- les parois du caisson de mélange sont étanches et n’échangent pas de chaleur avec l’extérieur : caisson adiabatique
HypothHypothèèses des bilansses des bilansdu mdu méélange d'air lange d'air
AmA1
A2
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Bilans du mBilans du méélange d'air lange d'air
Relations analytiques par unité de temps :Bilan masse d’air sec :Débit masse d'air mélangé
qmAm = qmA1 + qmA2 ( 1 )
Bilan hydrique : qmAm . rAm = qmA1 . rA1 + qmA2 . rA2
rAm = ( qmA1 . rA1 + qmA2 . rA2 ) / ( qmA1 + qmA2 ) ( 3 )
Bilan énergétique : qmAm . hAm = qmA1 . hA1 + qm2 . hA2
hAm = ( qmA1 . hA1 + qmA2. hA2) / ( qmA1 + qmA2) ( 2 )
AmA1
A2
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 24
Représentation graphique sur le DAH:
Les équations ( 2 ) et ( 3 ) sont les équations paramétriques de la droite A1A2. Le point M appartient à la droite A1A2 et est au plus près de l’air qui a le débit masse le plus élevé .
Le point M s’apparente à “ un centre de gravité ” .
relations grelations gééomoméétriquestriques du mdu méélange d'air lange d'air
AmA1
A2
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 25
qm2 / qm1 = AmA1 / AmA2 (4)
qm2 / ( qm1 + qm2) = AmA1/ A1A2 (5)
qm1 / (qm1 + qm2 ) = AmA2 /A1A2 (6)
AmA1 , AmA2 et A1A2 sont les longueurs des segments de droite , mesurés sur le DAH .
Ces relations permettent une solution graphiquepour placer le point de mélange
relations grelations gééomoméétriquestriques du mdu méélange d'air lange d'air
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 26
Mélange d ’air par
Caisson de mélange
C.M.AmA1
A2
ÉÉvolution volution éélléémentaire :mmentaire :méélange dlange d’’ air : DAHair : DAH
Am
θs=20°C
HR = 2
6,7%
r = 10 ge /kgas
v = 0,840 m3/ kg
as
h = 38,7 kJ /kgasA1
θs=36°C
v = 0,889 m3/ kg
as
HR = 5
0%
h = 61,9 kJ /kgas
A2
r = 7,3 ge/kgas
θs=6°C
HR = 90%
h = 19,2 kJ /kgas r = 5,23 ge /kgas
∆h
∆h∆r
∆r
∆θ∆θ
. . .
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 27
Cas particulier :
Il faut éviter que le mélange conduise à un air sursaturé dont l’eau condenserait sur des parois froides .Pour éviter ce phénomène il faut préchauffer l’air le plus froidavant de le mélanger .Le préchauffage est souvent effectué avec une batterie électrique.
MMéélange d'air : cas particulierlange d'air : cas particulier
AmA1
A2
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 28
θ
r
H.R
.=10
0%A1
A2
AmCas à éviter :
Le point de mélange Am est dans la zone d ’air sursaturé .
h
MMéélange d'air : cas particulierlange d'air : cas particulier
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 29
AmA1
A2
MMéélange d'air : Rlange d'air : Réégulationgulation
Pour réguler les débits , des volets ou registresmanuels sont installés aux entrées d’air du caisson de mélange .
..
Pour automatiser la régulation du débit d ’air des volets (V) sont motorisés par un servomoteur(S) recevant les ordres d’un régulateur (R) .
SR
V
R
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 30
Le chauffage est nécessaire en climatisation de conforten hiver pour compenser les déperditions thermiques du local .
La puissance de production de chauffage doit tenir compte des apports de chaleur internes et externes
Le chauffage est utilisé en conditionnement d ’airpour réguler la température de l ’air soufflédans le local .
ChauffageChauffage
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 31
Principe:Un médium chaud apporte de la chaleur sensible à l'air. Le médium caloporteur (vapeur d ’eau, ECBT,ECHT…) circule dans des tubes ailettés .Les batteries chaudes les plus courantes sont :à eau chaude : électrique : condenseur d’une PAC:
B.C. à E.C. B.C. B.C. à f.f.
A2A1 + A2A1 + A2A1 +
f.f.E.C.
Chauffage : principeChauffage : principe
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 32
[14]BE270 à 274, Traitement de l’air et climatisation,Bailly Clerc-Renaud, Rutman,Ternant, Technique de l’ingénieur
V3V en décharge
V3V en mélange
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 33
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 34
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 35
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 36
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 37
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
Ext
rait
cata
logu
e C
IAT
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 38
Bilan masse d ’air sec : qm1 = qm2 = qm
Bilan hydrique : qme = qm1 .r1 = qm2 . r2 r1 = r2
Bilan énergétique : φφφφ utile BC = qm . ( h2 - h1 ) ∆∆∆∆h>0
φφφφ absorbée BC = φφφφ utile BC / ηηηη = qmm . ∆ ∆ ∆ ∆hmφφφφ BC : Puissance de la batterie chaude en kW
∆ ∆ ∆ ∆hm : variation d ’enthalpie du medium en kJ / kg
qm : débit d’air sec en kgas / s
qme : débit d’eau en kge / s
qmm : débit du medium en kg / s
ηηηη : rendement de la batterie chaude
Chauffage : bilans par unitChauffage : bilans par unitéé de tempsde temps
A2A1
medium
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 39
Caractéristiques de l ’évolution
h r j î
+ 0 + + l ’ in f in i 1 8 0 °
∆ ∆ ∆θ
CaractCaractééristiques du chauffageristiques du chauffage
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 40
Exemple de chauffage sur le DAHExemple de chauffage sur le DAH
A1
θs=20°C
v = 0,840 m3/ kg
as
h = 38,7 kJ /kgas
θr = 9,3°C
θh=
13,8°C
HR = 5
0%
Chauffage par
batterie chaude
A2A1
HR = 2
0%
r = 7,3 ge/kgas
θs=36°C
v = 0,886 m3/ kg
as
h = 55 kJ /kgas
∆r = 0
∆h ↑
∆θ ↑ Effet utile
.A2.
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 41
Caractéristiques de l ’évolution : chauffage
h r j î
+16,3kJ/kg
0 +16°C +l’infini 180°
∆ ∆ ∆θ
exemple de caractexemple de caractééristiques chauffageristiques chauffage
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 42
Nécessité du refroidissement sec:
Le refroidissement sec est nécessaire en climatisation de conforten été pour compenser les apports thermiques de chaleur sensible du local .
Le refroidissement sec est utilisé en conditionnement d ’airpour réguler la température de l ’air soufflédans le local .
RefroidissementRefroidissement
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 43
Un médium frigoporteur circulant dans des tubes ailettés refroidit l'air . L ’eau contenu dans l ’air ne se condense pas L ’air n ’échange que de la chaleur sensible θ θ θ θr2 : température de rosée de l ’airθθθθmBF : température moyenne de surface de la batterie froide
Les batteries sèches les plus courantes sont :à eau froide ou glacée ou glycolée : à détente directe :
B.F.S à E.G. B.F.S à f.f.
A2A1 - A2A1 +
Refroidissement sec : principeRefroidissement sec : principe
θ θ θ θr2 < θθθθmBF
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 44
Bilan masse d ’air sec : qm1 = qm2 = qm
Bilan hydrique : qme = qm1 .r1 = qm2 . r2 donc r1 = r2
Bilan énergétique : φφφφ utile BFS = qm . ( h1 - h2 )φφφφ absorbée BFS = φφφφ utile BFS / ηηηη = qmm . ∆ ∆ ∆ ∆hm
φφφφ BFS : Puissance de la batterie froide sèche en kW
∆ ∆ ∆ ∆hm : variation d ’enthalpie du medium en kJ / kg
qm : débit d’air sec en kgas / s
qme : débit d’eau en kge / s
qmm : débit du medium en kg / s
ηηηη : rendement de la batterie froide sèche
Refroidissement sec : bilans par unitRefroidissement sec : bilans par unitéé de tempsde temps
A2A1
medium
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 45
Exemple de refroidissement secExemple de refroidissement sec
HR = 2
0%
r = 7,3 ge/kgas
A1
θs=36°C
v = 0,886 m3/ kg
as
Refroidissement par
h = 55 kJ /kgas
A2A1
Batterie froide sèche
B.F.S.
A2
θs=20°C
v = 0,840 m3/ kg
as
h = 38,7 kJ /kgas
θr = 9,3°C
θh=
13,8°C
HR = 5
0%
∆h↓
∆r = 0
∆θ↑ Effet utile
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 46
CaractCaractééristiques de lristiques de l’’ exemple refroidissementexemple refroidissement
Caractéristiques de l ’évolution : B.F.S.
h r j î
-16,3kJ/kg
0 -16°C - l’infini 0°
∆ ∆ ∆θ
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 47
Refroidissement humide :
Le refroidissement humide est nécessaire en climatisation de conforten été pour compenser les apports thermiques sensibles et les apports hydriques dans le local .
Le refroidissement humide est utilisé en conditionnement d ’airpour réguler soit la température de l ’air soufflé soit l ’humidité relative dans le local .
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 48
Principe:Un médium circulant dans des tubes ailettés refroidit l'air . L ’eau contenu dans l ’air se condense en partie L ’air échange de la chaleur sensible et latente
θ θ θ θr2 : température de rosée de l ’airθθθθmBF : température moyenne de surface de la batterie froideLes batteries froides humides les plus courantes sont :à eau froide ou glacée ou glycolée : à détente directe :
B.F.H à E.G. B.F.H à f.f.
Refroidissement humide : principeRefroidissement humide : principe
θθθθmBF < θθθθr2
A2A1
f.f
-A2A1
E.G.
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 49
[14]BE270 à 274, Traitement de l’air et climatisation,Bailly Clerc-Renaud, Rutman,Ternant, Technique de l’ingénieur
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 50
Bilan masse : qm1 = qm2 = qm
Bilan hydrique : qmc = qm1 . ( r1 - r2 ) donc r2 < r1
Bilan énergétique : φφφφ utile BFH = qm . ( h1 - h2 )φφφφ absorbée BFH = φφφφ utile BFH / ηηηη = qmm . ∆ ∆ ∆ ∆hm
φφφφ BFS : Puissance de la batterie froide humide en kW
∆ ∆ ∆ ∆hm : variation d ’enthalpie du médium en kJ / kg
qm : débit d’air sec en kgas / s
qmc : débit de condensât d ’eau en kge / s
qmm : débit du médium en kg / s
ηηηη : rendement de la batterie froide humide
Refroidissement humide : bilans par unitRefroidissement humide : bilans par unitéé de tempsde temps
A2A1
medium
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 51
Caractéristiques de l ’évolution : B.F.H.
∆h ∆r ∆θ j î
- - - + 5500 <<<< j <<<< + ∝∝∝∝ + 138 <<<< î <<<< + 179°
h
Refroidissement avec condensation: allure sur le Refroidissement avec condensation: allure sur le DAHDAH
r 1
A1
θs1
Refroidissement par h1
A2A1
Batterie froide humideB.F.H.
A2
θs2 <
v2
h2 < h1
θr2<θr1θh2 <
θh1
HR2θmsBFH
r2< r1
∆θ Effet utile
∆h
A∆r
Efficacité de la BFH :
εεεε = (h1 - h2 ) / (h1- hth)
εεεε = A1A2 / A1Ath
εεεε ≅≅≅≅ (r1 - r2 ) / (r1- rth)
h thrth
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 52
Exemple de refroidissement avec condensationExemple de refroidissement avec condensation
HR = 2
6,7%
r = 10 ge /kgas
A1
θs=36°C
v = 0,889 m3/ kg
as
Refroidissement par
h = 61,9 kJ /kgas
A2A1
Batterie froide humide
B.F.H.
A2
θs=20°C
v = 0,840 m3/ kg
as
h = 38,7 kJ /kgas
θr=
9,3°C
θh=
13,8°C
HR = 5
0%
r= 7,3 ge /kgas
∆h
∆r
θmsBFH=3°C
A
Efficacité BFH
εεεε = 49%
h = 14,8 kJ /kgas ∆θ Effet utile
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 53
CaractCaractééristiques de lristiques de l’’ exemple refroidissement humideexemple refroidissement humide
Caractéristiques de l ’évolution : B.F.H.
∆h ∆r ∆θ j î
-23,2kJ/kg
-2,7g/kg
-16°C
+8600kJ/kg
≅ 21°162°
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 54
Humidification Humidification
L ’humidification est nécessaire quand l ’humidité absolue de l ’air extérieur est faible :
En climatisationhiver continental , nordiqueou tempéré
En climatisation de certaines périodesdu climat désertique
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 55
Applications humidification
Produits alimentaires.
Industrie textile....….
Imprimerie………….
Industrie du bois......
Industrie du tabac....
Industrie du cuir....…
Poudrerie …………..
Élevage…………..
Musée...........…….
Église.............……
Galerie d’art.........
Confort..………….
Informatique……..
Hôpitaux………….
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 56
But de l’humidification suivant l’application
• Conservation des œuvres d ’art dans les musées et églises.
Diminution des charges électrostatiques dans l’électronique, l’imprimerie et la peinture
Éviter la diminution de la taille des matériaux et la perte de poids dans les industries du bois, alimentaires, du travail du papier.
Éviter la perte de poids dans le stockage.
Maintien de la valeur des denrées en chambre froide.
Amélioration de la santé et du confort des humains.
Humidification dans les procédés de fabrications industrielles.
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 57
Produits alimentaires• Pour un stockage à long terme• Pour le maintien de la qualité
• Pour préserver les arômes
• Contre la perte de poids • Contre la décomposition
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 58
Industrie textile• Contre les irrégularités des flux de matière
• Contre la casse des fibres
• Contre les faibles à-coups du tissage
• Contre l’électricité statique• Contre la perte de poids et de qualité
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 59
Papier et impression• Pour une qualité constante• Pour une haute productivité
• Pour une haute résistance à la traction• Contre l’électricité statique
• Contre les plis dans le papier
Le papier prend de
l’humidité jusqu’à l’équilibre
des poids d’eau Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 60
Industrie du bois• Le bois est hygroscopique• Déformation
• Ondulation
• Les jointures des meubles se déforment
• Apparition de fissures• Poussières en suspension dans l’air
Environ 10% de proportion de poids
d’eau est idéal
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 61
Industrie du cuir• Multitude de tailles sous et sur dimensionnées
• Contre la formation de plis et de rides
• Contre les malformations dans les chaussures, gants...
• Contre les charges électrostatiques lors de la taille du daim (poussières de cuir)• Contre les pertes de qualité et de quantité
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 62
Élevage de volatiles• Le développement de l’embryon est trop lent et le jaune ne sera pas correctement absorbé
• En cas de déshydratation le poussin a du mal à éclore, il colle à l’enveloppe interne
• Avec l’humidification la perte en oeufs est < 5%
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 63
Musée, Galerie d’art, Église• Les matériaux organiques souffrent de déshydratation• Les oeuvres d’art deviennent fragiles
• Par la rétraction apparaissent des fissures
• Les fibres se dégradent• Pour les peintures, il se forme des fissures et les couleurs s’estompent• Les orgues d’église se désaccordent
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 64
Industrie électronique• Contre les charges et déchargesélectrostatiques
• Protection des composants
• Protection des disques durs ultra rapides
• Protection des imprimantes à grande vitesse
• Protection des machines àbandes de sécurisation des données
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 65
Domaine du confort
• Contre la déshydratation des muqueuses de la peau
• Contre l’éternuement et le rhume
• Contre l’engourdissement• Contre le dessèchement de la peau
• Contre l’électricité statique• Contre les dégâts sur les meubles et parquets
• Contre les dommages aux peintures
Pho
to A
XA
IRP
hoto
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 66
Les trois méthodes d’humidification
Atomisation . . . . . . .
Évaporation . . . . . . .
Vaporisation .. . . . . .
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 67
ÉÉvolution volution éélléémentaire : mentaire : ééquipements d'humidification quipements d'humidification
Pour humidifier l ’air , leséquipementspossibles sont :
- Méthode par vaporisation : humidificateur à vapeur : Hv
- Méthode par évaporation : laveur à eau recyclée: L.E.R.
humidificateur à médias imprégnés
- Méthode par atomisation : atomiseur ou pulvérisateur d ’eau àultrason ou à air comprimé
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 68
Humidificateur Humidificateur àà vapeur : vapeur : Principe :
La vapeur d ’eau est injectée au contact de l ’air à humidifier soit directement dans la gaine , soit dans un caisson d ’humidification .
Pour la climatisation de confort la vapeur est produite le plus souvent par un bouilleur autonome .
Pour des applications industrielles la vapeur produite sous pression par une chaudière à vapeur alimente une rampe via une vanne modulante
Avantages :- Économique - Hygiénique - peu encombrant –régulation précise
Vaporisation
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 69
[14]BE270 à 274, Traitement de l’air et climatisation,Bailly Clerc-Renaud, Rutman,Ternant, Technique de l’ingénieur
Vaporisation
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 70
Humidificateur à vapeur sous pression
Vanne modulante
Rampe d’injection de vapeur
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 71
Il existe trois méthodes :
• Production de vapeur par résistance
• Production de vapeur par électrode
• Production de vapeur par un brûleur gaz
Pour les systèmes à résistances et électrodes la vapeur est produite par de l’énergie électrique dans un cylindre en inox ou en plastique.
Humidificateur à vapeur autonome
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 72
L’humidificateur à résistances est pourvu d’un cylindre inox à double paroi facilement nettoyable et d’un bac récupérateur de calcaire qui garantissent un faible coup d’exploitation.
La production de vapeur n’est pas dépendante de la qualité d’eau et le débit de vapeur est progressif de 0 à 100 %
Humidificateur à vapeur autonome à résistance
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 73
Humidificateur autonome à résistances
Doc
AX
AIR
Doc
AX
AIR
Tuyau de vapeur
Bac de récupération calcaire
Caisson de ventilation
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 74
Humidificateur vapeur à électrodes
• L’humidificateur à électrodes utilise la propriété de conductivité électrique de l’eau ; le courant électrique traverse l ’eau qui s ’échauffe puis se vaporise.
• La production de vapeur est dépendante de la qualité d’eau et le débit de vapeur progressif de 15 à 100%
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 75
Humidificateur vapeur à électrodes
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 76
Humidificateur vapeur à électrodes
Doc
AX
AIR
Doc
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 77
Bilan masse : qm1 = qm2 = qm
Bilan hydrique : qmv = qm . ( r2 - r1 ) donc r2 > r1
Bilan énergétique : φφφφ utileHV = qm . ( h2 - h1 ) = qmv . Lvφφφφ absorbée HV= φφφφ utile HV / ηηηη
qm : débit d’air sec en kgas / s
qmv : débit de vapeur absorbée par l ’air en kge / s
Lv : chaleur latente de vaporisation de la vapeur en kJ / kg
φφφφ BC : Puissance de la batterie chaude en kW
ηηηη : rendement de l ’humidificateur
Humidificateur Humidificateur àà vapeur : bilansvapeur : bilans
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 78
Exemple sur le DAH : humidificateur Exemple sur le DAH : humidificateur àà vapeurvapeur
HR= 7,3 ge /kgasA1
θs1
Humidification par humidificateur àvapeur
h1= 55 kJ /kgasA2A1
vapeur1=20% r1
=36°Cθr= 9,6°C
A2
h2
r 2 =19 ge /kgas
θs2=37°C
HR
2 =
47,3
%
= 86 kJ /kgas
∆r �
Effet utile
∆θ �
∆h�
θr=24°C
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 79
CaractCaractééristiques de lristiques de l’’ exemple humidificateur exemple humidificateur àà vapeurvapeur
Caractéristiques évolution : humidificateur vapeur
∆h ∆r ∆θ j î
+31kJ/kg
+11,7g/kg
+1°C
+2650kJ/kg
≅ 92 °
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 80
Principe : L'eau est pulvérisée intensément dans une enceinte d'échange avec l'air afin de s’évaporer .Un séparateur de goutte à la sortie évite que des gouttelettes d'eau liquide soient entraînées avec l'air . Les laveurs à pulvérisation présentent une ou deux rampes de gicleurs, disposées à courants
parallèles et/ou à contre-courants.Inconvénients du système- La stagnation de l'eau et sa recirculation favorisent la prolifération des bactéries ( germes de la légionella).- Le LER est encombrant et nécessite de la maintenance .- Les coûts d'investissement et d ’exploitation sont élevés .- la régulation de l ’humidification est difficileAvantages :- Les particules en suspension dans l ’air sont entraînés par l ’eau.
L ’air est « lavé » .
Humidification par L.E.R. : laveur Humidification par L.E.R. : laveur àà eau recycleau recyclééee
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 81
ÉÉvolution volution éélléémentaire : humidification par L.E.R.mentaire : humidification par L.E.R.
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 82
Bilan masse d’air sec : qm1 = qm2 = qm
Bilan hydrique : qmev = qm . ( r2 - r1 ) donc r2 > r1
Bilan énergétique : ( h1 - h2 ) ≅≅≅≅ 0
qm : débit d’air sec en kgas / s
qmev : débit d’eau vaporisée dans le LER en kge / s
BILANS par unitBILANS par unitéé de tempsde temps
Humidification par L.E.R.Humidification par L.E.R.
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 83
θ
r
h
Allure sur le DAH : humidification par L.E.R.Allure sur le DAH : humidification par L.E.R.
HR1
A1
Humidification par laveur à eau recyclée L.E.R.
h1# h2
r1
A2A1
θr1
θs1
A2
HR
2 >
HR
1
∆r
Effet
utile
r 2 > r1
θs2<
r > r2A
θr2 > θr1
θh2 = θh
1
∆θ
Efficacité du laveur :
εεεε = (r2 - r1 ) / (r1- rth)
εεεε = A2A1/ AthA1
εεεε ≅≅≅≅ (θθθθ1 - θθθθ2 ) / (θθθθ1 - θθθθth)
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 84
Caractéristiques évolution : humidification par LER
∆h ∆r ∆θ j î
+ ou - + + Proche de 0 Environ 40°-
CaractCaractééristiques humidification par L.E.R.ristiques humidification par L.E.R.
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 85
Exemple sur le DAH : humidification par L.E.R.Exemple sur le DAH : humidification par L.E.R.
HR1 = 20%A1
θs1 =36°C
Humidification par laveur à eau recyclée L.E.R.
h1 = 55,4 kJ /kgas
r1 = 7,5 ge /kgas
A2A1
HR= 10
0%
θr1=9,6°C
A2
HR
2 =
52,2
%
∆r
Effet
utile
r 2 =11,1 ge /kga
r = 14 ge /kgaA
θs2=26°C
θr2=15,5°C
h2 = 54,3 kJ /kgas
θh=
19,1°C
∆θEfficacité du laveur
εεεε = 45 %
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 86
CaractCaractééristiques de lristiques de l’’ exemple dexemple d’’ humidification par L.E.R.humidification par L.E.R.
Caractéristiques de l ’évolution : L.E.R
∆h ∆r ∆θ j î
-0,9kJ/kg
+3,6g/kg
-10°C
-250kJ/kg
≅ 30 °
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 87
Outre les LER classiques dont l ’eau du laveur est recyclée sans modification de température , on utilise rarement aussi des :
- Laveur à eau réchauffée: dans ce cas la température et l’enthalpie spécifique de l ’air de sortie du laveur sont plus élevés
- Laveur à eau refroidie : dans ce cas la température et l ’enthalpie spécifique de l ’air de sortie du laveur sont plus faibles
Humidification par laveursHumidification par laveurs
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 88
ÉÉvolution : humidification par laveursvolution : humidification par laveurs
Caractéristiques évolution : humidification par LER
∆h ∆r ∆θ j î
+ ou - + + Proche de 0 Environ 40°
θ
r
A1
A2aA1
HR= 100%
A2a
A2:::: A2b
A2c
... .
A2b::::
A2c ::::
A2bA1
E.C
A2cA1
E.F
L.E.R.
Laveur à E.C.
Laveur à E.F.
..
.
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 89
Principe :L'eau est pulvériséeen très fines particules par de l'air
comprimé ou des ultrasons .
L'évaporation de l'eau dans l'air, est totale avant que le panache de micro-gouttes ne rencontre une quelconque paroi.
L ’air s ’humidifie suivant une isotherme humide .
Ce procédé d ’humidification est peu répandu.
Humidification par pulvHumidification par pulvéérisateurrisateur
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 90
Bilan masse d ’air sec : qm1 = qm2 = qm
Bilan hydrique : qmev = qm . ( r2 - r1 ) donc r2 > r1
Bilan énergétique : ( h1 - h2 ) ≅≅≅≅ 0
qm : débit d’air sec en kgas / s
qmev : débit d’eau vaporisée dans le pulvérisateur en kge / s
BILANS par unitBILANS par unitéé de tempsde temps
Humidification par pulvHumidification par pulvéérisateurrisateur
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 91
Caractéristiques évolution : humidification pulvérisateur
∆h ∆r ∆θ j î
+ ou - + + Proche de 0 Environ 40°
θ
r
h
Humidification par pulvHumidification par pulvéérisateurrisateur
HR1
A1
Humidification par pulvérisateur
h1# h2
r1
θr1
θs1
A2A1
Air comprimé
eau A2
HR
2 >
HR
1
∆r
Effet
utile
r 2 > r1
θs2<
rth > r2A
θr2 > θr1
θh2 = θh
1
∆θ
Efficacité du pulvérisateur :
εεεε = (r2 - r1 ) / ( rth- r1 )
εεεε = A1A2 / A1Ath
εεεε ≅≅≅≅ (θθθθ1 - θθθθ2 ) / (θθθθ1 - θθθθth)
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 92
Caractéristiques évolution : humidification pulvérisateur
∆h ∆r ∆θ j î
+ ou - + + Proche de 0 Environ 40°-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 93
Exemple dExemple d’’ humidification par pulvhumidification par pulvéérisateurrisateur
HR1 = 20%A1
θs1 =36°C
h1 = 55,4 kJ /kgas
r1 = 7,5 ge /kgas
HR= 10
0%
θr1=9,6°C
A2
HR
2 =
52,2
%
∆r
Effet
utile
r 2 =11,1 ge /kga
rth = 14 ge /kgaA
θs2=26°C
θr2=15,5°C
h2 = 54,3 kJ /kgas
θh=
19,1°C
∆θEfficacité du pulvérisateur
εεεε = 45 %
A2A1
Air comprimé
eau
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 94
CaractCaractééristiques de lristiques de l’’ exemple dexemple d’’ humidification par pulvhumidification par pulvéérisateurrisateur
Caractéristiques de l ’évolution : pulvérisateur
∆h ∆r ∆θ j î
-0,9kJ/kg
+3,6g/kg
-10°C
-250kJ/kg
≅ 30 °
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 95
Les humidificateurs qui fonctionnent suivant ce procédé éclatent l’eau en fines particules de façon mécanique. Ils diffusent les aérosols produits dans le volume à traiter et en extraient la chaleur en s’évaporant
Les atomiseurs produisent des particules < 20 µm en suspension dans l’air.
L’eau atomisée est visible sous forme de brouillard.
ATOMISATION
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ATOMISATION
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Buse à deux fluidesBuse Jetsprayhttp://www.jshumidificateurs.com/
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 98
Buse à deux fluides
Doc
AX
AIR
Doc
AX
AIR
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny 99
Atomiseur mécanique à disque rotatif
Il s’agit de disques tournant à3 000 tours/minute qui, par l’action de la force centrifuge, pulvérisent des aérosols aqueux d’un diamètre de l’ordre de 5 à 20 microns (µm). Ces micro-gouttelettes sont totalement évaporées dans l’air pulsé.
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
100
Le principe de fonctionnement de l’appareil est basé sur la mise en vibration d’une lame métallique (convertisseur piézo-électrique) à1,65 MHz, cette lame étant située sous une couche d’eau. L’inertie de l’eau est telle qu’elle ne peut suivre le rythme. Les dépressions et les surpressions successives créent des micro-bulles qui remontent vers la surface. Du bouillonnement, jaillissent en surface des micro-gouttelettes (7 à10 microns). De plus, des ondes sonores sont générées en surface, ce qui renforce leschocs entre les molécules. Un brouillard s’élève de la surface... Le débit d’eau atomisée est situéentre 1 et 20 kg/h, suivant le type d’appareil.
Atomiseur à ultra son
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
101
La mise en place de récipients remplis d’eau àproximité d’une source de chaleur est l’ancienne méthode d’humidification par évaporation.
Les appareils modernes amènent de l’air grâce à un ventilateur sur un média filtrant imprégné d’eau en permanence. Ceci conduit à une légère diminution de la température de l’air au voisinage de l’appareil.
Les appareils utilisés aujourd’hui peuvent humidifier l’air mais aussi le libérer de toutes les matières nocives comme les poussières, les gaz dangereux et les mauvaises odeurs grâce à un système de purification intégré (filtre quatre couches à charbon actif).
Evaporation
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
102
Evaporation
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
103
DDééshumidificationshumidification
La déshumidification est nécessaire :
En climatisation été continentalpour compenser les apports hydriques du local
En climatisation tropical car l ’humidité absolue de l ’air extérieur est élevée
En conditionnement d ’air pour des applications particulières :
centrale thermique , poudrerie ….
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104
DDééshumidification: shumidification: ééquipementsquipements
La déshumidification est nécessaire :Pour déshumidifier l ’air , leséquipementspossibles sont :
- batterie froide humide : B.F.H
- déshydrateuràadsorption
- laveur à recirculation d ’eau très froide.
- laveur à solution absorbante
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
105
Bilan masse : qm1 = qm2 = qm
Bilan hydrique : qmc = qm1 . ( r1 - r2 ) donc r2 < r1
Bilan énergétique : φφφφ utile BFH = qm . ( h1 - h2 )φφφφ absorbée BFH = φφφφ utile BFH / ηηηη = qmm . ∆ ∆ ∆ ∆hm
φφφφ BFS : Puissance de la batterie froide humide en kW
∆ ∆ ∆ ∆hm : variation d ’enthalpie du médium en kJ / kg
qm : débit d’air sec en kgas / s
qmc : débit de condensât d ’eau en kge / s
qmm : débit du médium en kg / s
ηηηη : rendement de la batterie froide humide
DDééshumidification par BFH : bilansshumidification par BFH : bilans
A2A1
medium
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
106
Principe:Un médium circulant dans des tubes ailettés refroidit l'air . L ’eau contenu dans l ’air se condense en partie L ’air échange de la chaleur sensible et latente
θ θ θ θr2 : température de rosée de l ’airθθθθmBF : température moyenne de surface de la batterie froide
Les batteries froides humides les plus courantes sont :à eau froide ou glacée ou glycolée : à détente directe :
B.F.H à E.G. B.F.H à f.f.
DDééshumidification par BFH : principeshumidification par BFH : principe
θ θ θ θr2 > θθθθmBF
A2A1
f.f
-A2A1
E.G.
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
107
Exemple sur le DAH deExemple sur le DAH deddééshumidification par B.F.H.shumidification par B.F.H.
HR = 2
6,7%
r = 10 ge /kgas
A1
θs=36°C
v = 0,889 m3/ kg
as
Déshumidification par
h = 61,9 kJ /kgas
A2A1
Batterie froide humide
B.F.H.
A2
θs=20°C
v = 0,840 m3/ kg
as
h = 38,7 kJ /kgas
θr=
9,3°C
θh=
13,8°C
HR = 5
0%
r= 7,3 ge /kgas
∆θ
∆h
∆r
Effet
utile
θmsBFH=3°C
A
Efficacité BFH
εεεε = 49%
h = 14,8 kJ /kgas
-
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
108
Caractéristiques de l ’évolution : B.F.H.
∆h ∆r ∆θ j î
-23,2kJ/kg
-2,7g/kg
-16°C
+8600kJ/kg
≅ 21°162°
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109
Principe de la déshydratation :Le gel de silice, l'alumine activée ou l ’aluminosilicate
(zéolithe ) adsorbent la vapeur d'eau contenue dans l'air .
Lorsque les substances déshydratantes sont saturées d'eau, il faut procéder à leurrégénérationpar un séchage à air chaud .
L'évolution de l'air sur un corps adsorbant est proche d ’une isotherme humide.
La déshydratation permet d ’obtenir une déshumidification de l ’air plus poussée( 0 g/kg) que par B.F.H . ( 5g /kg ).
L ’augmentation de température lors de la déshydratation , peut être annulée par une B.F.S. .
Déshumidification par déshydrateur :
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
110
Déshumidification par déshydrateur :
Bilan masse d ’air sec : qm1 = qm2 = qm
Bilan hydrique : qmec = qm . ( r1 - r2 ) donc r2< r1
Bilan énergétique : ( h1 - h2 ) ≅≅≅≅ 0
La puissance nécessaire à la régénération est donnée par le fabricant du déshydrateur .
qm : débit d’air sec en kgas / s
qmec : débit d’eau adsorbée dans le déshydrateur en kge / s
BILANS par unitBILANS par unitéé de tempsde temps
A2A1
Arj Arg
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
111
Déshumidification par déshydrateur :
Déshydrateur à adsorption
Air secAir humideà traiter
Air de
regénérationAir humide rejeté
Batterie chaudeMoteurd ’entraînement
VentilateurRoue hygroscopique
Ventilateur
Courroie
Séparateur
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
112
θ
r
h
Allure sur le DAH de lAllure sur le DAH de l’é’évolution volution deshydrateurdeshydrateur
Deshumidificationpar deshydrateur
h1
A2A1
HR= 10
0%
A1
θs1
HR
1
r1θr1
Arj Arg
A2 r2< r 1
θr2 > θr1
< θs2
θh2 # θh1
HR
2< H
R1
h2 #
∆r
Effet
utile∆θ
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
113
Caractéristiques de l’exemple d’ évolution : déshydrateur
∆h ∆r ∆θ j î
+ ou - - + Proche de 0 Environ 40°
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
114
Exemple dExemple d’é’évolution sur le DAH : volution sur le DAH : deshydrateurdeshydrateur
Deshumidificationpar deshydrateur
h1=53,1kJ/kg
A2A1
HR= 10
0%
A1
50 %
14,8°C
Arj Arg 18,7°C
26°C
10,6g/kg
A2
2 g/kg
-7,5°C
45,5°C
∆r
effet
utile
∆θ 3,3%
h2 =50,9 kJ/kg
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
115
Caractéristiques de l ’évolution :Déshydrateur
∆h ∆r ∆θ j î
-2,2kJ/kg
-8,6g/kg
+19,5°C
+256kJ/kg
≅ 40 °
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
116
Principe du laveur déshumidificateur:
De l'eau très froide ou une solution froide absorbante(chlorure de calcium ou chlorure de lithium ) est pulvérisée intensément dans une enceinte d'échange avec l'air .
Pour déshumidifier l ’air il faut que la température du liquide pulvérisé au contact de l ’air soit inférieure à la température de rosée de l ’air .
ÉÉvolution : dvolution : dééshumidification par laveurshumidification par laveur
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
117
Caractéristiques évolution : déshydratation par laveur
∆h ∆r ∆θ j î
- - - + 5500 <<<< j <<<< + ∝∝∝∝ + 138 <<<< î <<<< + 179°
ÉÉvolution : dvolution : dééshumidification par laveurshumidification par laveur
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
118
ÉÉvolution : dvolution : dééshumidification par laveurshumidification par laveur
θ
r
A1
HR=
100
%
A2aA2
. .
A2cA1
E.G
Laveur à E.G.
.r1
θr1 θ1
r2 ∆r
effet utile
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
119
Laveur à E.F.
ÉÉvolution volution éélléémentaire sur le DAH:mentaire sur le DAH:ddééshumidification par laveur shumidification par laveur àà E.FE.F
HR = 2
6,7%
r = 10 ge /kgas
A1
θs=36°C
v = 0,889 m3/ kg
as
h = 61,9 kJ /kgasA2cA1
d.d
A2
θs=20°C
v = 0,840 m3/ kg
as
h = 38,7 kJ /kgas
θr=
9,3°C
θh=
13,8°C
HR = 5
0%
r= 7,3 ge /kgas
∆h
∆r
Effet utile
θE.F.=3°C
A
Efficacité laveur
εεεε = 49%
h = 14,8 kJ /kgas ∆θ
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
120
Caractéristiques de l ’évolution : laveur à E.F.
∆h ∆r ∆θ j î
-23,2kJ/kg
-2,7g/kg
-16°C
+8600kJ/kg
≅ 21°
ENPC 2011 Tous droits protégés Y.Le Ny
121
EvolutionsEvolutionséélléémentairesmentaires: synth: synthèèsese
r
A2a A2h
A2f
A2c
A1A2b
A2dA2e
A2g
Evolutions a b c d e f g hj + -infini 0 + + + +infini 0î 0 40 40 < î < 92 92 î > 92 180 40
Evolutions Equipement ∆∆∆∆h ∆∆∆∆r ∆∆∆∆θθθθa : refroid. déshu
BFH,laveur E.F
- - -
b : refroid. sec
B.F.S - 0 -
c : refroid. humid.
L.E.R. 0 + -
d : refroid. humid.
Laveurà E.C
+ + -
e : humi. H.v + + 0f : chauf. humid.
H.v trèschaude
+ + +
g : chauf. B.C. + 0 +h : chauf. déshu.
Déshydra. 0 - +