En principe – le système de refroidissement par évaporation de base utilise seulement de l’eau et un ventilateur pour refroidir l’air circulé.
Lorsque l’air chaud, sec et non saturé est tiré à travers un milieu saturé en eau – l’eau s’évapore du milieu en vapeur dans l’air. L’énergie d’évaporation provient de l’air qui est refroidi.
- augmentation de l’humidité de l’air – et diminution de la température de l’air
L’évaporation diffère de l’ébullition et peut se faire à une température inférieure à la température d’ébullition de l’eau car elle se produit à l’interface liquide-vapeur.
Le refroidissement par évaporation peut être mis en œuvre avec
- des systèmes à évaporation directe
- des systèmes à évaporation indirecte
- des systèmes hybrides avec des unités de refroidissement par évaporation indirecte et directe
des systèmes de refroidissement par évaporation directe
Dans un système de refroidissement par évaporation directe – l’air extérieur est tiré à travers un milieu saturé en eau (typiquement de la cellulose) – ou l’air est pulvérisé avec de l’eau – et refroidi par évaporation. L’air refroidi est mis en circulation par un ventilateur.
L’humidité peut être ajoutée au flux d’air jusqu’à saturation.
- La température de bulbe sec est réduite
- La température de bulbe humide est inchangée
- L’humidité relative est augmentée
- L’humidité spécifique est augmentée
Le processus de refroidissement direct par évaporation dans un tableau psychrométrique
L’air à avec une température de bulbe sec 70 oF et une humidité relative de 60% (état A) est refroidi (état B) par évaporation de l’eau. Le processus est indiqué dans le tableau psychrométrique ci-dessous.
Avec une humidification à 100% de l’air – la température de bulbe sec approchera 61 oF.
Le processus de refroidissement direct par évaporation dans un diagramme de Mollier
L’air à avec une température de bulbe sec de 30 oC et une humidité relative de 60% (état A) est refroidi (état B) par évaporation de l’eau. Le processus est indiqué dans le diagramme de Mollier ci-dessous.
Avec une humidification de 100% de l’air – la température de bulbe sec approchera 23,5 oC.
Systèmes de refroidissement par évaporation indirecte
Dans le système de refroidissement par évaporation indirecte, un flux d’air secondaire est refroidi par évaporation de l’eau. Le flux d’air secondaire est ensuite utilisé pour refroidir l’air primaire dans un échangeur de chaleur.
L’humidité n’est pas ajoutée à l’air primaire et
- la température du bulbe sec est réduite
- la température du bulbe humide est réduite
- l’humidité relative est augmentée
- l’humidité spécifique est inchangée
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Procédé de refroidissement indirect par évaporation dans le tableau psychrométrique
Un air à l’état A avec une température de bulbe sec de 70 oF et une humidité relative de 60% (état A) est refroidi jusqu’à l’état B par un courant d’air secondaire refroidi par évaporation d’eau. Le processus est indiqué dans le tableau psychrométrique ci-dessous.
Avec une humidification de 100% de l’air secondaire, la température de bulbe sec de l’air primaire approche 70 oF. L’humidité relative de l’air primaire approche 83%.
Procédé de refroidissement par évaporation indirecte dans le diagramme de Mollier
L’air à l’état A avec une température de bulbe sec de 30 oC et une humidité relative de 60% (état A) est refroidi à l’état B par un courant d’air secondaire refroidi par évaporation d’eau. Le processus est indiqué dans le diagramme de Mollier ci-dessous.
Avec une humidification à 100% de l’air secondaire, la température de bulbe sec de l’air primaire approche 23,5 oC. L’humidité relative de l’air primaire approche 86%.
Systèmes hybrides de refroidissement par évaporation
Les unités de refroidissement par évaporation directes et indirectes peuvent être combinées ensemble dans des systèmes hybrides avec des unités d’évaporation indirectes et directes connectées en série. En outre, les unités d’évaporation peuvent être combinées avec des unités de refroidissement à compresseur DX (Direct eXpansion) plus consommatrices d’énergie.
Avantages des systèmes de refroidissement par évaporation
Les systèmes de refroidissement par évaporation
- peuvent être économiques puisque la taille requise d’un système de refroidissement à compresseur DX peut être réduite. Les unités d’évaporation réduisent le temps de fonctionnement des systèmes DX
- peuvent être plus respectueux de l’environnement qu’un système DX car ils ne contiennent pas de réfrigérants
- peuvent être plus efficaces que les systèmes DX à des températures plus élevées
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