CLIMATISATION DE CONFORT

1. CLIMATISATION DE CONFORT PSYCHROMETRIE

2. L’air atmosphérique qui nous entoure est constitué : • - d’air sec, • - de vapeur d’eau généralement invisible, • de bactéries et poussières (hors étude ici !) • On parle alors d’AIR HUMIDE. • Les évolutions de l’air humide conditionnent la vie animale et végétale : le bois, le textile, le papier, les matériaux, l’être humain, … subissent l’influence de l’humidité de l’air. De plus, les propriétés physiques, dimensionnelles, mécaniques et chimiques de nombreux corps varient en fonction de l’humidité de l’air avec lequel ils sont en contact. 2 Module EE1.2

3. DEFINITIONS CONDITIONS NORMALES DE TEMPÉRATURE ET DE PRESSION : CNTP Elles sont définies comme suit : 0 = + 273,15 K P0 = 101325 Pa MASSE MOLAIRE D’UN CORPS C’est la masse d’une mole d’un corps Symbole : MUnité : g/mol Relation : M = m / n avec m = masse totale du corps en g n = nombre de moles en mol MAIR = 29 g/mol MEAU = 18 g/mol 3 Module EE1.2

4. VOLUME MOLAIRE D’UN CORPS C’est le volume d’une mole de ce corps. Symbole : VmUnité : m3ou litres/mol Pour tous les gaz et dans les CNTP : Vm = 22,4 litres/mol NOTION DE GAZ PARFAITS Aucun gaz n’est parfait, l’état parfait est un état que l’on peut concevoir mais pas réaliser : toutefois les gaz réels se rapprochent d’autant plus de l’état parfait que leur pression est plus faible et que leur température est éloignée de leurs conditions de liquéfaction.  Dans les circonstances habituelles, les gaz réels sont très proches de l’état parfait. 4 Module EE1.2

5. Tout au long de ce chapitre, nous considérerons • L’air sec, • La vapeur d’eau • et l’air humide • comme des gaz parfaits et répondant donc à l’équation caractéristique des gaz parfaits : • P x V = m x r x T ou P x V = n x R x T 5 Module EE1.2

6. L’AIR SEC • La composition de l’air fut déterminée, pour la première fois, en 1774 par le chimiste français LAVOISIER. • Il trouva que l’air contenait en volume : • 4/5ième d’un gaz n’entretenant pas la vie animale et qu’il nomma « AZOTE » • 1/5ième d’un gaz qui rallumait une bougie dont la mèche ne présentait plus • qu’un point rouge et qui activait les fonctions vitales d’un oiseau : il nomma ce gaz « air éminemment respirable », puis « air vital » et enfin « OXYGÈNE » 6 Module EE1.2

7. Des mesures très précises effectuées par le physicien français Georges CLAUDE ont montré que l’air sec était, en fait, composé de :(proportions volumiques) • 20,99 % de dioxygène O2 • 78,03 % de diazote N2 0,03 % de dioxyde de carbone CO2 • 0,95 % de gaz rares (argon, néon, hélium, krypton, hydrogène, xénon, ozone, radon) • L’air sec ne contient pas la moindre trace d’humidité ! • Dans l’étude des traitements artificiels que l’on fera subir à l’air atmosphérique, la masse d’air sec sera pris en référence car elle est, par définition, invariable. 7 Module EE1.2

8. LA VAPEUR D’EAU L’air atmosphérique contient une quantité non négligeable de vapeur d’eau, variable selon la température de l’air. La connaissance de sa masse ou de sa pression partielle permettra de définir la quantité d’H2O qu’il faudra enlever ou rajouter à l’ambiance afin d’atteindre les conditions souhaitées. Généralement invisible, cette vapeur d’eau peut se retrouver sous forme liquide (condensation) voire sous forme solide dans certaines conditions extrêmes de température obtenues, mais non souhaitées, lors de traitements divers. 8 Module EE1.2

9. DIAGRAMMES DE L’AIR HUMIDE Recherche de caractéristiques

10. Pour représenter graphiquement l’état de l’air et ses évolutions dans le système de climatisation, on utilise les diagrammes de l’air humide ou Diagrammes psychrométriques. Ils permettent également de reproduire graphiquement les évolutions de l’air au cours d’un cycle de réfrigération, de chauffage, d’humidification… ou bien, au cours d’un cycle complet de climatisation qui comprend toutes les opérations élémentaires. Ils sont donc d’un usage courant en réfrigération, climatisation et chauffage industriel. 10 Module EE1.2

11. Les différents diagrammes sont établis : • pour une masse de 1 kg d’air sec associé à une masse d’eau variable. • Les valeurs des caractéristiques de l’air humide sont rapportées à la quantité • d’air humide contenant 1 kg d’air sec. • pour une pression atmosphérique constante égale à 101325 Pa (Altitude 0). • Les diagrammes établis pour une pression de 101325 Pa sont utilisables jusqu’à • une altitude de 500 m. • ASHRAE : American Society of Heating, Refrigering and Air conditionning Engineer • COSTIC : Comité Scientifique et Technique des Industries Climatiques 11 Module EE1.2

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