syctemes de clim!atisation

La notion de confort idéal se caractérise par l’absence de gènes sensoriels. Dans ces conditions l’individu est en pleine possession de ces capacités physiques et intellectuelles, pour cela on est conduit à chauffer les locaux en hiver et à les réfrigérer en été c’est à dire à réaliser une climatisation.



I- le rôle de la climatisation



Par temps chaud l’inconfort provient de la chaleur et de l’humidité en effet, la quantité d’eau contenue dans l’air augmente avec la température. Le rôle d’un climatiseur est d’extraire les calories de l’air chaud et de les rejeter vers l’extérieur. De plus, il filtre et déshumidifie l’air.





1- le principe de la production de froid.



Le principe de fonctionnement du climatiseur est identique à celui du réfrigérateur. Le circuit frigorifique est constitué des éléments suivants:

· Un fluide frigorigène

· Un compresseur

· Un évaporateur

· Un condensateur

· Un détendeur



a- le fluide frigorigène



C’est un fluide spécial qui circule dans les tuyauteries de la machine frigorifique. Il s’y trouve tant tôt à l’état de vapeur, tant tôt sous forme de liquide. C’est ce fluide qui véhicule la chaleur en l’absorbant par évaporation et en libérant par condensation.



b- le compresseur



C’est le moteur de la machine frigorifique. Il comprime les vapeurs de fluide sortant de l’évaporateur pour les amenés au stade de la condensation. Dans les systèmes de climatisation, le compresseur est toujours hermétique.



c- l’évaporateur



C’est l’élément le plus froid qui absorbe la chaleur ce qui provoque l’évaporation du fluide frigorigène qui le traverse. Il est placé à l’intérieur du local à réfrigérer.





d- le condenseur



C’est l’élément le plus chaud à l’intérieur duquel le fluide se condense libérant ainsi la chaleur emmagasinée.



e- le détendeur



Il abaisse la pression du liquide refroidit qui sont du condenseur pour l’amener au niveau de vapeur où il s’évapore.



2- caractéristiques d’une climatisation



Les climatiseurs sont caractérisés par la puissance frigorifique qu’ils produisent et la puissance électrique absorbée. On considère la puissance de 100 W/m2 de surface à climatiser comme valeur moyenne.



2 valeurs de référence:

COP: coefficient de performance = Qc/ W = quantité de chaleur absorbée à l’extérieur / quantité d’énergie absorbée par le compresseur.



Ce coefficient dépend de la différence de la température extérieure et intérieure. Plus la différence de la température est faible, plus le coefficient est élevé. Il et compris entre 3 et 5. 1 cop de 4 veut dire que lorsqu’on absorbe 1 kW en électricité (w) l’appareil restitue 4 kW en chaleur (Qc).



Efficacité énergétique: Ef. Le rapport entre la quantité d’énergie prélevée par l’évaporateur et celle consommé par le compresseur.





3- les échangeurs de chaleur



L’évaporateur et le condenseur sont des échangeurs de chaleur. Ces échangeurs sont constitués de tube en cuir ou en aluminium et comporte un ou plusieurs ventilateurs.

Il existe 2 types de condenseur: à air et à eau. Le plus courant est le condenseur à air.



a- condensation et givrage



L’évaporateur est constamment balayé par l’air ambiant de la pièce qu’il rafraîchit. L’eau contenue dans cet air provoque 2 types de phénomène selon la température de la surface de l’évaporateur.

Le givrage: dés que la surface est en dessous de 0°C

Le condenseur: > à 0°C.











II- les unités terminales



Tout équipement de climatisation comporte donc 2 échangeurs répartie en 2 unités terminales. Celles-ci sont reliées entre elle par des canalisations où circule soit le fluide frigorigène pour les systèmes directs (à air), soit un fluide frigo porteur pour les systèmes à eau.

Ces 2 unités peuvent être rassemblés en un seul élément dans les équipements monoblocs quand elles sont séparées l’équipement s’appelle le « splits-system ». Leur constitution et leur implantation varient selon la typologie des locaux et la technologie du système employés.





1- l’unité intérieure



Elle intègre l’évaporateur qui assure le rafraîchissement de l’ambiance, l’air frais étant éjecté à travers une grille dont les ailettes permettent de régler la direction du souffle d’air frais.





2- l’unité extérieure

Elle comprend le condenseur et le compresseur (repoussé hors du local pour réduire au minimum le niveau sonore à l’intérieur des locaux climatisés).

III- équipements et règles d’installation



Ne pas dépasser 7 à 9°C entre l’extérieur et l’intérieur

Le maintien d’une température agréable à l’intérieur d’un logement peu s’effectuer soit en rafraîchissent soit en abaissant la température d’une surface importante (en général le plancher).





1- réfrigération



En général, la réfrigération est associée à la climatisation proprement dite. Elle utilise toujours une technique de refroidissement par détente d’un fluide frigorigène.





2- le rafraîchissement



Il est obtenu grâce aux réseaux de chauffage central dans lequel circule de l’eau refroidit. Cette méthode est de plus en plus employée avec les planchers dotés d’un réseau de tube en polyéthylène.



3- 5 technologies



Les installations se sont nettement simplifiées. Dans tous les cas les systèmes répondent aux mêmes normes en particulier dans 2 domaines:

· Le niveau de bruit est limité à 35 décibels

· Protection de l’environnement garantit par l’étanchéité des circuits et l’innocuité du fluide frigo porteur (il n’est pas dangereux)



a- système à détente directe



C’est le plus employé



b- système à eau glacée



10% du marché. Comporte un appareil produisant de l’eau entre 7 et 12 °C. Alimentant des unités d’échanges thermiques placés au plafond ou dans les murs.



c- le système à air



10% d’une installation en habitation. Prendre l’air du local mélangé avec l’air extérieur.



d- le système plancher chauffant rafraîchissant



e- le système à capteur enterré



4- règles générales d’installation et d’emplois



a- le choix du système



2 considérations qui doivent guider notre choix:

· La nature du logement à équiper

· Le programme d’utilisation en fonction de l’occupation du logement.



b- la puissance

Raisonnement à suivre pour respecter la taille la plus efficace:

· Pour un système réversible, le seul paramètre est la puissance frigorifique.

· Prendre en compte la situation du logement

· Prendre comme base de calcul les pièces les plus exposées à la surchauffe.



c- l’entretien régulier



· Respecter la périodicité de nettoyage et de remplacement des fibres.

· Sur un système mobile, il faut vidanger régulièrement le réservoir qui récupère l’eau de déshumidification

· Souscrire un contrat d’entretien avec un professionnel.





5- la climatisation réversible



Avoir chaud en hiver et être au frais l’été, c’est ce que réalise les climatiseurs réversibles. Ainsi on peut maîtriser à chaque instant, la température d’un local et assurer la pureté de l’air.





Principe:



Le cycle de production de froid à la particularité d’être réversible pour produire du froid, l’évaporation absorbe les calories du milieu à refroidir et les rejette à l’extérieur par le condenseur pour produire de la chaleur, on inverse le sens du parcours du fluide dans l’installation. Le condenseur devient évaporateur et inversement. En se vaporisant le fluide frigorigène va absorber les calories situées à l’extérieur dans le condenseur il va les restituer à l’intérieur et chauffer le local.