CLIMATISATION

-climatisation (chaude ou froide)

Voir aussi chapitre refroidissement

 

Le terme général de climatisation signifie essai de maîtrise volontaire des caractéristiques physico-chimiques de l'atmosphère d’un local (changement de température de l'air, variation de l'hygrométrie, enlèvement des particules, création d’une distribution optimale)

Au sens pratique (et restrictif) , climatisation signifie création de froid

Ce froid provient généralement d’une machine à produire du froid, par détente d'un gaz.

La machine la plus courante est la pompe à chaleur, munie d’une unité extérieure, d’une unité intérieure et d’un circuit de liaison entre les deux, où circule le réfrigérant.

Une pompe à chaleur utilise souvent le cycle théorique de Mollier >>>

(compression, condensation isobare, sous-refroidissement, détente isenthalpique, évaporation)

Les diverses données utiles sont :
-le régime nominal, dépendant des température de condensation, température d'évaporation et température de sous-refroidissement
-la production frigorifique massique (de l’évaporateur)

-volume d’air aspiré et le débit massique

-le débit volumique aspiré (ou balayé)

-la puissance installée
-la quantité de chaleur à évacuer au condenseur

-le travail théorique et le travail réel (du compresseur)

-la performance (la puissance absorbée par rapport à la puissance installée)

 

COEFFICIENT de PERFORMANCE

On définit pour les pompes de climatisation, un coefficient de valorisation, qui ne mérite pas le nom de rendement (car un rendement est toujours inférieur à un), alors qu'ici on produit plus d'énergie qu'on en consomme

Pour la fonction production de froid , le coefficient est nommé EER (energy efficiency ratio) tel que :

EER = (énergie prélevée pour l'évaporation) / (énergie consommée pour la production)

Ce coefficient est nommé COP quand il s’agit de production de CHAUD

 

UTILISATION d’une CLIM.

Les utilisateurs aimant un certain confort, exigent une puissance surfacique frigorifique utile de 60 à 85 W/m² (soit 14 à 20 frigories / seconde et par m²)

Ceci correspond à 20 à 28 W/m² de puissance installée (pour une pompe ayant une performance supposée EER de 3)

Si l’on veut traduire cela pour un volume de vie où les plafonds sont à # 2,50 mètres, ceci correspond à une ambiance installée de (8 à 11 W/m³)

 

Exemple de climatisation à partir d'une pompe à chaleur

Données du problème >>>

-utilisation en climatisation chaude

d'une villa de S = 150 m² avec hauteur sous plafond de 2,5 m.

-on veut un ΔT= 27° (car -7°C en extérieur d'hiver, pour une exigence de 20°C à l'intérieur au même moment)

-on suppose une résistance linéique thermique c* moyenne des lieux de 0,90 W/m-K (béton avec larges huisseries)

-on possède une performance de 5 (en hiver) proposée par le constructeur de la pompe à chaleur, d'où en application de la formule ci-dessus

P = (150 x 2,5)x(0,90)x(27)x(1/5) = 1822 Watts installés (conso. électrique)

(et la pompe en produira 5 fois plus, sous forme de chaleur, à savoir  = 9110 W (ce qui couvre l'exigence des 20° C intérieurs)

 

Utilisation de la pompe en version production de froid

Les utilisateurs exigent une puissance surfacique frigorifique allant de 60 à 85 W/m² (soit 14 à 20 frigories par seconde et par m²)

Ceci correspond à 20 à 28 W/m² en puissance à installer (pour une pompe de performance supposée de 3)

Et traduction en puissance volumique >> plage de (8 à 11 W/m3) à installer

 Nota : dans un autre cas --celui les petits appareils portatifs de climatisation pure, destinés à de petites surfaces de 35 à 60 m²-- la puissance frigo exigée est plus forte, car il y a plus de déperditions,  donc on prend de l'ordre de 100 W/m² (ou 34 Btu/m² ou encore 40 W/m3)

 

LIQUÉFACTION

C'est une certaine forme de climatisation, sous forme de condensation liquide

voir chapitres Transition agrégative et machines à liquéfaction

 

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