é tude et réhabilitaton du système de climatisation en vue du refroidissement du LATE de l'ENSET de Douala

RÉPUBLIQUE DU CAMEROUN REPUBLIC OF CAMEROON

Paix - Travail - Patrie Peace - Work - Fatherland

******** ********

MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT MINISTRY OF HIGHER

SUPERIEUR EDUCATION

UNIVERSITÉ DE DOUALA ÉCOLE NORMALE SUPÉRIEURE D'ENSEIGNEMENT TECHNIQUE

B.P :1872-Douala-Cameroun Tel : [phone] e-mail : enset@ camnet.cm

Projet de mémoire en vue de l'obtention du Diplôme de Professeur d'Enseignement Technique I^er grade (DIPET I)

ÉTUDE ET RÉHABILITATON DU

SYSTÈME DE CLIMATISATION EN

VUE DU REFROIDISSEMENT DU

LATE DE L'ENSET DE DOUALA

DÉPARTEMENT DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Laboratoire de Thermique et
Environnement

.

Devant un jury composé de :
Président :
Pr. Alexis KEMAJOU
Rapporteur
M. EHADI NSONG Armand
Membre :
M. DIBOMA Benjamin

Présenté par :
Bill Vaneck BOT

Sous l'encadrement de :

M. EHADI NSONG Armand Enseignant à l'ENSET

Année académique

2013-2014

0

1

Il existe dans ce monde des êtres chers, à qui nous devons presque tout, pour qui nous comptons et qui comptent pour nous. Je dédie ce modeste travail :

À mes parents Martin et Monique, qui ne ménagent aucun effort pour l'éducation de leur progéniture,

À mes soeurs Sharon et Monica avec qui la complicité n'a fait que solidifier la fraternité,

À ma grand-mère Juliette qui m'a rappelé, me rappelle et rappellera toujours les valeurs les plus importantes qu'un homme doit incarner,

À ma grand-mère Pauline qui est restée un modèle pour ses enfants et ses petits enfants,

À mon regretté oncle NGUIMBOUS Noel dont je rêve suivre les pas dans le domaine de l'enseignement des sciences et de la technologie,

À Ruben, Emery et Conty que je porte très affectueusement dans mon coeur.

2

REMERCIEMENTS

Au moment où nous nous apprêtons à présenter ces travaux au Laboratoire de Thermique et Environnement de l'École Normale Supérieure d'Enseignement

Technique, nous témoignons notre gratitude à tous ceux qui d'une façon ou d'une autre ont participé à l'achèvement de cette oeuvre.

Notre gratitude va d'abord à l'endroit de M. EHADI NSONG Armand, Enseignant de froid et climatisation, qui après nous avoir proposé un thème, nous a conduit et encadré durant ces travaux avec toute la patience.

Nous remercions les enseignants du Laboratoire de Thermique et Environnement qui nous ont inculqués les bases et les fondamentaux du froid et de la climatisation durant notre cycle.

Nous avons également une pensée particulière pour M. OSSOBO, Mme NONGOWE, M. EBWEA, Mme MOMA, M. BEVA qui ont cru en nous, nous ont prodigué des conseils très constructifs.

Nous nous en voudrons d'omettre les enseignants du lycée polyvalent de Bonabéri particulièrement M. TIENTCHEU, M. MEM, M. BESSALA, Mme MBOTA qui nous ont initié dans le métier d'enseignant.

Nous disons, un merci particulier à nos amis et proches NGOM Jean-Claude, TOTOUOM Moise, ONGOLO René, et KAMSU Laetitia pour leurs encouragements.

Nous rendons surtout grâce à DIEU, le tout puissant sans qui aucune oeuvre humaine n'est possible.

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RÉSUMÉ

La réhabilitation du système de climatisation du Laboratoire de Thermique et d'Environnement de l'ENSET de Douala est le fruit d'une succession d'opérations indispensables. L'objectif étant non seulement de pallier à l'inconfort des enseignants et des étudiants lors des cours, mais aussi de présenter aux étudiants le fonctionnement d'un système de climatisation gainée de façon plus pratique. Pour y parvenir, nous commençons par une étude sommaire sur les systèmes de climatisation, les paramètres influençant le confort des occupants, les différentes composantes d'un caisson de traitement d'air et les réseaux aérauliques. Par la suite, nous procédons au calcul minutieux des différents apports de chaleur dans le local : ce qui nous a conduits à une puissance frigorifique de 16 234 W et un groupe de condensation de 5 CV. Enfin, nous présentons un rapport des travaux effectués en vue de la mise en service de l'installation, la mesure des températures et de l'humidité relative de l'air ; nous y proposons également un plan de maintenance de ladite centrale dans l'optique d'assurer la continuité de son fonctionnement. Les résultats des mesures nous conduisent à une moyenne de température intérieure égale à 26,7°C et une humidité relative de 58,26%.

Mots clés : climatisation - réhabilitation - confort - température - humidité

1

ABSTRACT

The rehabilitation of the air conditioning system of laboratory thermal environment ENSET Douala is the result of a succession of critical operations. The aim is not only to alleviate the uncomfortable situation of teachers and students during the courses, but also to present to students the process of an air conditioning system sheathed in a practical way. To achieve this, we started with a brief study on air conditioning systems on the parameters influencing the comfort of the occupants, the various components of a box of air handling and ventilation systems. Then, the detailed calculation of the various heat inputs in the local led us to a cooling capacity of 16,234 W and a condensing 5 CV. Here, we present a report of the work done for the start of the installation, measuring temperature and relative humidity; we also propose a maintenance plan of the central air-conditioning in the context of ensuring the continuity of its operations. The measurement results lead us to an average indoor temperature of 26.7 and a relative humidity of 58.26

Keywords: - air conditioning- rehabilitation - comfort - temperature - humidity

2

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1.1 Composition volumique de l'air page 11

Tableau 1.2 vitesse de l'air recommandée page 32

Tableau 1.3 Diamètres équivalents page 36

Tableau 2.1 détermination de l'heure de réfrigération page 48

Tableau 2.2 calcul des apports par transmission à travers les parois. page 49

Tableau 2.3 Calcul des apports de chaleur par rayonnement solaire page 51

Tableau 2.4 calcul des charges thermiques dues aux équipements page 54

Tableau 3.1 Relevé de température et humidité de l'air extérieur page 64

Tableau 3.2 Relevé de température et humidité de l'air intérieur page 66

Tableau 3.3 Relevé de température et humidité de l'air soufflé page 67

Tableau 3.4 Relevé de température et humidité de l'air repris page 69

Tableau 3.5 Température à la sortie de la batterie froide page 70

Tableau 3.5 Températures du fluide frigorigène page 71

3

LISTE DES FIGURES

Figure 1.1 : différentes zones du diagramme psychrométrique page13

Figure 1.2 Détermination des caractéristiques d'un point page 14

Figure 1.3 Zone de confort thermique page 16

Figure 1.4 Climatiseur individuel mobile page 17

Figure 1.5 climatiseur fenêtre page 18

Figure 1.6 climatiseur bi bloc page 19

Figure 1.7 armoire de climatisation page 20

Figure 1.8 système tout air à débit d'air constant monogaine page 21

Figure 1.9 système tout air à débit d'air variable page 22

Figure 1.10 système tout eau page 23

Figure 1.11 système air - eau page 24

Figure 1.12 vue d'un ventilateur centrifuge page 26

Figure 1.13 vue du ventilateur hélicoïde page 26

Figure 1.15 vue de la batterie chaude page 27

Figure 1.16 représentation symbolique de la batterie chaude page 27

Figure 1.17 vue de la batterie froide page 29

Figure 1.18 représentation symbolique de la batterie froide page 29

Figure 1.19 vue d'un filtre page 29

Figure 1.20 représentation symbolique d'un filtre page 29

Figure 1.21 diffuseur multi cône carré page 38

4

Figure 1.22 grille murale à double déflecteur page 38

Figure 2.1 ancien schéma de circuit de commande de la centrale page 41

Figure 2.2 plan du laboratoire page 44

Figure 3.1 : colmatage de la batterie froide page 57

Figure3.2 : montage de la batterie froide page 58

Figure3.3 : Charge en fluide frigorigène vapeur à l'aspiration du compresseur page 60

Figure 3.4 circuit de commande page 61

Figure 3.5 Circuit de puissance page 63

Figure 3.6 variations de température et humidité relative de l'air extérieur page 65

Figure 3.7 variations de température et humidité relative de l'air intérieur page 66

Figure 3.8 comparaison des variations de températures extérieure et intérieure page 67

Figure 3.9 variations de température et humidité relative de l'air soufflé page 68

Figure 3.10 variations de température et humidité relative de l'air repris page 69

Figure 3.11 tracé du circuit fluidique page 70

Figure 3.12 tracé sur le diagramme enthalpique page 72

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LISTE DES ABRÉVIATIONS

A.S.H.R.A.E: American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers

AMDEC : Analyse des Modes de Défaillance, de leur Effet et de leur Criticité ASD : Analyse Structurelle Descendante

C.O.S.T.I.C : Comité Scientifique et Technique des Industries Climatiques CV : Cheval Vapeur

ENSET : École Normale Supérieure d'Enseignement Technique LATE : Laboratoire de Thermique et Environnement

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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS 0

RÉSUMÉ 0

ABSTRACT 1

LISTE DES TABLEAUX 2

LISTE DES FIGURES 3

LISTE DES ABREVIATIONS 5

INTRODUCTION GENERALE 9

Chapitre 1 GÉNÉRALITÉS SUR LA CLIMATISATION 10

1.1 INTRODUCTION 10

1.2 NOTION DE CLIMATISATION 10

1.2.1 Définition 10

1.2.2 Caractéristiques de l'air humide 10

1.3 SYSTEMES DE CLIMATISATION 16

1.3.1 Systèmes autonomes (à détente directe) 16

1.3.2 Systèmes gainés 20

1.3.3 Systèmes à eau 23

1.4 COMPOSANTS DES APPAREILS DE TRAITEMENT D'AIR 25

1.4.1 Le ventilateur 25

1.4.2 Batteries chaudes 27

1.4.3 Batteries froides 28

1.4.4 Filtre à air 29

1.4.5 Les déshumidificateurs 30

1.5 RÉSEAUX AERAULIQUES 30

1.5.1 Classification des réseaux de distribution d'air 30

1.5.2 Étanchéité et hygiène des conduits 34

1.5.3 Types de matériaux adaptés au climat tropical humide 35

1.5.4 Notions diverses sur les gaines 35

1.5.5 Organes accessoires d'un réseau aéraulique 37

1.6 CONCLUSION 39

7

Chapitre 2 DIMENSIONNEMENT DU SYSTÈME DE CLIMATISATION DU

LATE DE L'ENSET 40

2.1 INTRODUCTION 40

2.2 INDENTIFICATION DE LA CENTRALE 40

2.2.1 Groupe de condensation 40

2.2.2 Caisson de traitement d'air 40

2.2.3 Coffret de commande 40

2.2.4 Circuit électrique 41

2.3 CAHIER DE CHARGES 43

2.3.1 Orientation du local 44

2.3.2 Dimensions du local 44

2.3.3 Matériaux de construction 44

2.3.4 Couleurs des matériaux 45

2.3.5 Conditions extérieures 45

2.3.6 Conditions intérieures 45

2.3.7 Utilisation des locaux 45

2.3.8 Éclairage 46

2.3.9 Appareils ménagers 46

2.3.10 Renouvellement d'air 46

2.4 ÉTABLISSEMENT DU BILAN THERMIQUE DE CLIMATISATION 46

2.4.1 Base de données climatiques 46

2.4.1.1 Mois de base 46

2.4.2 Calcul des charges thermiques 47

2.4.3 Détermination de la puissance du compresseur 54

2.5 CONCLUSION 55

Chapitre 3 RÉHABILITATION ET EXPÉRIMENTATION 56

3.1 INTRODUCTION 56

3.2 TRAVAUX DE MISE EN MARCHE 56

3.2.1. Montage du groupe de condensation 56

3.2.2. Amélioration des éléments du caisson de traitement d'air 57

3.2.3 Modification du réseau aéraulique 58

3.2.4 Nettoyage de l'installation 58

3.2.5 Tirage au vide et test d'étanchéité sous vide 59

3.2.6 Pré-charge, test d'étanchéité sous pression et recherche des fuites éventuelles 59

8

3.2.7 Complément progressif de charge 61

3.4 CONCEPTION ET REALISATION DU CIRCUIT ELECTRIQUE 61

3.4.1 Circuit de commande 61

3.5 EXPÉRIMENTATION 64

3.5.1 Mesures des températures et des hygrométries 64

3.5.2 Circuit fluidique 70

3.6 PROPOSITION D'UN PLAN DE MAINTENANCE 73

3.6.2 Maintenance préventive systématique 76

3.6.3 AMDEC Machine 77

CONCLUSION GENERALE 85

Références bibliographiques 86

Annexes 87

9

INTRODUCTION GÉNÉRALE

Compte tenu des rigueurs croissantes du temps atmosphérique, les applications du froid telles que la climatisation et le conditionnement de l'air sont de plus en plus nécessaires. Cela est dû au fait que ces mutations climatiques engendrent un réchauffement planétaire qui rend surtout en saison sèche, les conditions extérieures rudes et un séjour difficile dans un Laboratoire de Thermique et Environnement comme celui de l'ENSET. Dans le but d'accroître les capacités de travail dans un tel milieu, l'importance de la réhabilitation de la centrale de climatisation n'est plus à démontrer. Notre choix de présenter notre projet de mémoire dont le thème est

« ÉTUDE ET RÉABILITATION DU SYSTÈME DE CLIMATISATION EN VUE DU REFROIDISSEMENT DU LABORATOIRE DE THERMIQUE ET ENVIRONNEMENT » réside

non seulement dans notre volonté de créer des conditions de confort favorisant le développement des performances intellectuelles mais aussi dans le fait d'exposer aux

étudiants en Froid et Climatisation de manière plus pratique le fonctionnement d'un système de climatisation gainée. À la lumière de plusieurs ouvrages, des enseignements reçus en cours et des recherches sur internet, nous allons élaborer notre

travail sur trois chapitres. Le premier intitulé « Généralités sur la Climatisation », nous permettra de nous familiariser avec cette notion. Au chapitre deux, nous

déterminerons les caractéristiques de l'installation après le dimensionnement. Et au troisième chapitre, nous effectuerons la réhabilitation proprement dite suivie de

l'expérimentation.

10

Chapitre 1 GÉNÉRALITÉS SUR LA CLIMATISATION

1.1 INTRODUCTION

En vue du bien-être et du confort thermique des occupants d'une pièce, il est nécessaire d'aménager les conditions climatiques. Il s'agit là d'un processus appelé climatisation. Le présent chapitre essentiellement basé sur cette technique sera orienté vers quatre grands axes. Nous allons expliciter la notion de climatisation, puis celle de confort thermique ; ensuite, nous analyserons les différents systèmes de climatisation, enfin nous étudierons les différents composants d'un caisson de traitement de l'air et les réseaux aérauliques.

1.2 Notion de climatisation [1] [2] [4] [7] [11] 1.2.1 Définition [1]

La climatisation est l'ensemble des procédés qui consistent à contrôler simultanément les caractéristiques de l'air dans un milieu en l'occurrence la température, l'humidité relative, et la pureté. Son principal but est de créer des conditions de confort pour les occupants de la pièce.

1.2.2 Caractéristiques de l'air humide [7]

L'air constituant l'atmosphère qui entoure la planète terre est généralement un mélange de gaz et de particules qui sont répartis comme nous montre le tableau ci-dessous :

11

Tableau 1.1 Composition volumique de l'air [7]

Composants	Pourcentage volumique
Azote (N2)		78 %
Oxygène (O2)		21 %
Argon (A)		0,93 %
Vapeur d'eau (H2O)		0-4 %
Gaz carbonique (CO2)		0,033 %
Néon (Ne)		0,0018 %
Krypton (Kr)		0,000114 %
Hydrogène (H)		0,00005 %
Oxyde d'azote (N2O)		0,00005 %
Xénon (Xe)		0,0000087 %
Ozone (O3)	0	- 0,000001 %

On constate que l'air est essentiellement constitué de l'azote et du dioxygène ; les autres gaz, qui représentent 1% du volume, sont appelés gaz rares.

A l'état naturel, l'air n'est pas dépourvu de vapeur d'eau même si cette dernière est parfois invisible. Il contient toujours une quantité variable d'humidité : on parle d'air humide. Il s'agit donc tout simplement d'un mélange d'air sec et de la vapeur d'eau. L'air humide se définit par les caractéristiques suivantes :

> la température sèche ;

> la température humide ;

> la température de rosée ;

> l'enthalpie ;

> l'humidité relative ;

> l'humidité spécifique ;

> le volume spécifique.

1.2.2.1 Température sèche (Ts) [4]

C'est la température du mélange d'air sec et de la vapeur d'eau mesurée par un

thermomètre à bulbe sec, elle s'exprime en degré Celsius (°C).

12

1.2.2.2 Température humide (Th) [2]

Cette température s'obtient en entourant l'élément sensible d'un thermomètre classique d'une ouate imprégnée d'eau et en soumettant ce thermomètre à un courant d'air, on obtient ainsi la température humide de l'air. L'unité de mesure est le °C. Cette température est inférieure à la température sèche sauf au cas où l'air est saturée (les deux températures seraient donc égales). Plus l'air est sec, plus l'écart est important entre les températures sèches et humides.

1.2.2.3 Température de rosée (Tr) [2]

C'est la température à laquelle la vapeur d'eau contenue dans l'air commence à se condenser au contact d'une surface froide. Cette température est inférieure ou égale à la température humide, et elles ont la même unité.

1.2.2.4 Enthalpie (H) [2]

C'est la quantité de chaleur contenue dans une unité de masse d'air. L'unité de mesure de celle-ci est le KJ/Kg d'air.

1.2.2.5 Humidité relative (cp) [2]

L'humidité relative encore appelée degré hygrométrique, est le rapport de la masse de vapeur d'eau contenue dans un kilogramme d'air sec par la masse de vapeur d'eau contenue dans ce même kilogramme d'air saturé à la même température. Elle n'a pas d'unité et s'écrit généralement en pourcentage.

ö =	masse d'eau par kg d'airsec masse d'eau par kg d'air saturé

1.2.2.6 Humidité absolue(w) [2]

C'est la masse de vapeur d'eau contenue dans un kilogramme d'air sec. Elle

s'exprime en kilogramme ou gramme d'eau par kilogramme d'air sec (Kg / Kg as).

1.2.2.7 Volume spécifique (v) [2]

C'est le volume occupé par un kilogramme d'air. Il s'exprime en m³/Kg d'air.

13

1.2.2.8 Masse volumique (ñ) [2]

C'est la masse d'un mètre cube d'air. La masse volumique est l'inverse du volume spécifique. Elle s'exprime en kg/m3 d'air.

Toutes les caractéristiques suscitées peuvent être déterminées par calcul, mais en génie climatique on utilise généralement le diagramme psychométrique ou de l'air humide. On y retrouve un ensemble de courbes représentant chaque caractéristique de l'air ; chaque point qui y est représenté a pour coordonnées les caractéristiques suscitées.

Le diagramme psychométrique a des zones qui peuvent être représentées de la façon suivante :

.

Figure 1.1 : différentes zones du diagramme psychrométrique [2]

Ce diagramme comporte quatre principales zones

Zone 1 : Air non saturé.

Zone 2 : Séparation entre la zone d'air non saturé et celle d'air sursaturé ; C'est la courbe de saturation.

Zone 3 : Air saturé plus de l'eau en suspension (brouillard), on parle d'air sursaturé.

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Zone 4 : Air saturé plus de l'eau en suspension. Cette eau est cristallisée (neige ou grêlons) car la température est négative.

Pour un point A placé sur le diagramme la détermination des caractéristiques se fait en suivant les lignes de la façon suivante :

Figure 1.2 Détermination des caractéristiques d'un point [2]

t : température sèche (en °C) ;

th : température humide (en °C) ;

tr : température de rosée (en °C) ;

ö : humidité relative (en %) ;

W : humidité absolue ou teneur en eau (en Kg/Kg as) ;

v : volume spécifique (en m³/Kg) ;

h: enthalpie (en KJ/Kg).

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Après avoir projeté les coordonnées du point sur tous les axes il suffira de lire la valeur correspondant à chaque caractéristique.

Le diagramme en lui-même avec toutes ses courbes se présente comme sur l'annexe. Ce diagramme contient toutes les courbes relatives aux caractéristiques de l'air. On peut en trouver plusieurs versions selon les constructeurs (MOLLIER, C.O.S.T.I.C, PORCHER, CARRIER, A.S.H.R.A.E) [11]

1.2.3 Notion de confort thermique en climat tropical humide [4] [7]

Cette notion est assez difficile à définir de façon précise car elle est très subjective. Une étude du confort thermique en climat tropical humide permet de définir des conditions d'ambiances acceptables par un sujet vivant en zone tropicale humide. L'ambiance thermique est un facteur de conditions de travail jouant un rôle important sur la santé, la sécurité et le confort des travailleurs. On exprime assez facilement et spontanément les sensations éprouvées face à l'ambiance thermique à laquelle on est soumis : sensation de chaleur, d'étouffement et de froid, associés à des effets caractéristiques tels que la transpiration, le frissonnement mais le confort thermique est une notion complexe dépendant de nombreux paramètres. On dira tout simplement qu'un individu est en situation de confort thermique lorsqu'il ne ressent de sensation ni de chaud, ni de froid.

Dans le diagramme psychrométrique on peut délimiter la zone de confort thermique de la manière suivante :

16

Figure 1.3 Zone de confort thermique [4]

On peut constater que la température et l'humidité relative de confort proposées sont : 20^o C < Température < 27^o C

20% < Humidité < 80%

1.3 SYSTEMES DE CLIMATISATION [2] [5] [7] [8] [9]

Un système de climatisation peut être définit comme un ensemble d'équipements permettant le traitement de l'air dans un bâtiment ou un local dans lequel l'on voudrait maintenir des conditions de confort.

1.3.1 Systèmes autonomes (à détente directe) [7] [8] [9]

Ce sont des systèmes où l'air du local est refroidi à l'aide de l'évaporateur placé dans le local à climatiser. On distingue ainsi :

· 17

climatiseurs individuels mobiles [8]

Ce sont des climatiseurs portatifs qui permettent la déshumidification et le refroidissement mais doivent être raccordés avec l'extérieur par une gaine souple aux fins d'évacuation de la chaleur de condensation. Ils ont généralement la forme ci-dessous :

Figure 1.4 Climatiseur individuel mobile

Ces climatiseurs sont utilisés pour de petites puissances frigorifiques, et ils sont construits avec une un réservoir qui recueille les condensats et signale une fois plein.

· Climatiseurs de fenêtre [9]

Les climatiseurs individuels peuvent être de type windows, qui sont en un seul bloc installé en allège ou en hauteur et dont un évaporateur se trouve à l'intérieur du local à climatiser et le condenseur à l'extérieur. Il se présente comme l'indique la figure ci-dessous :

18

Figure 1.5 climatiseur fenêtre [9]

Dans ce type de climatiseur, l'air repris dans le local et l'air neuf éventuellement passent par l'évaporateur, les gaz perdent leur chaleur et sont ensuite ventilés dans la salle à climatiser.

· Climatiseur bi bloc [8] [9]

Couramment appelé split-system, il est constitué de deux parties distinctes ; l'unité intérieure comprend l'évaporateur et l'unité extérieure comprend le compresseur, le condenseur et le détendeur. Les deux unités sont reliées entre elles par liaison frigorifique isolée et un câble électrique de raccordement. L'unité intérieure peut être montée en cassette, plafonnier ou murale suivant sa construction. Il existe aussi des split-system ou l'unité extérieure est raccordée à plusieurs unités intérieures on les appelle alors « Multi-split system ». Un climatiseur bi bloc se présente de la façon suivante :

19

Figure 1.6 climatiseur bi bloc [7]

Ici, l'air repris dans le local passe par l'évaporateur perd de sa chaleur et est ensuite ventilé dans la salle à climatiser. Le fluide frigorigène transfert sa chaleur au milieu extérieur à travers le condenseur après avoir parcouru une tuyauterie relativement longue.

· Armoire de climatisation [1] [9]

Les armoires de climatisation peuvent être utilisées en climatisation de confort mais elles sont très indiquées pour le conditionnement des locaux techniques (salles informatiques par exemple) où il faut assurer à la fois le contrôle de la température et de l'hygrométrie de l'air avec des tolérances précises. Suivant le type de condenseurs, on peut citer : les armoires à condenseur à air intégré, les armoires à condenseur à air séparé et les armoires à condenseur à eau associées à une tour de refroidissement. La figure ci-dessous illustre une armoire climatisation à condenseur à air séparé.

20

Figure 1.7 armoire de climatisation [7]

L'air repris dans la pièce passe par l'évaporateur puis par une batterie froide avant d'être soufflé dans la salle. La chaleur contenue dans le fluide frigorigène est évacuée au condenseur situé à l'extérieur.

1.3.2 Systèmes gainés [4] [7]

· Système tout air à débit d'air constant -mono gaine- [4]

Dans ce système, l'air est préalablement traité par une installation frigorifique à éléments séparés ou même monobloc installée au sol en toiture (roof-top) puis, cet air est envoyé dans les locaux à travers un réseau de gaines unique où le débit ne varie pas. Ces appareils sont réservés à la climatisation de grandes surfaces (salles de cinéma, supermarchés ateliers...) et leur coût énergétique (à l'exploitation) est très élevé, surtout à cause de la consommation des ventilateurs. La figure suivante en présente un exemple.

21

Figure 1.8 système tout air à débit d'air constant monogaine [4]

L'air pris de l'extérieur est filtré, passe par la batterie chaude puis par la batterie froide enfin est humidifié avant d'être soufflé dans le local. Ensuite, une partie de cet air repris se mélange à l'air neuf et rentre dans le caisson de traitement d'air.

· Système tout air à débit d'air constant -double gaine- [4]

La particularité de ce système par rapport au précédant est qu'il possède deux conduits pour la distribution de l'air ; l'un pour l'air froid et l'autre pour un air relativement chaud. Ils sont utilisés pour la climatisation de plusieurs locaux destinés à des usages différents et avec des exigences très strictes (refroidissement, chauffage) d'où leur rareté dans notre pays liée à leur inadaptation pour les pays tropicaux.

· Système tout air à débit d'air variable [4]

Ici, on prévoit pour chaque local un régulateur de débit tant au soufflage que sur la reprise ; ces régulateurs étant commandés par un thermostat d'ambiance. On peut adapter le débit en pratique soit :

- par un servomoteur qui commande la position d'un clapet (inséré dans une boîte de détente) en fonction de la température dans le local. Ce clapet est généralement doté d'un système d'autoréglage en fonction de la pression (afin de maintenir le débit souhaité malgré les variations de la pression du réseau) ;

22

- en agissant directement au niveau des diffuseurs. Le clapet est cette fois intégré dans le diffuseur. C'est la gaine de pulsion qui joue le rôle de plenum de distribution. Ces systèmes sont disposés de la façon suivante :

clapet

clapet

Figure 1.9 système tout air à débit d'air variable [4]

Ici le débit d'air peut donc varier dans le local en fonction de la température d'ambiance.

23

1.3.3 Systèmes à eau [4] [7]

> Les systèmes tout eau ; ventilo-convecteur [4]

La climatisation centrale à eau glacée repose sur le principe de la production d'eau glacée par des systèmes frigorifiques et la distribution de cette eau par un réseau hydraulique qui atteint des appareils terminaux assurant la climatisation dans les locaux à traiter. Ces terminaux généralement sont des ventilo-convecteurs ou autres modules de traitement d'air (MTA). La figure ci-dessous illustre le fonctionnement de ces systèmes.

Figure 1.10 système tout eau [7]

Ici, le débit de fluide arrivant à la batterie froide est dépendant de la température d'ambiance.

> Système air-eau (mixte) [4]

Généralement utilisés en allège de fenêtre dans les locaux périphériques d'un bâtiment, les éjecto-convecteurs sont des équipements terminaux exclusivement alimentés par de l'air neuf préparé dans une centrale de traitement d'air. Cet air primaire est pulsé, à pression élevée (100 à 400 Pa) et à vitesse élevée (15 à 25 m/s), dans le caisson de l'éjecto-convecteur ; il y a alors formation de jets libres qui, par effet d'induction, aspirent dans l'appareil de l'air secondaire qui se mélange à l'air primaire. L'air mélangé refroidi est alors soufflé dans le local conformément à la figure ci-dessous.

Figure 1.11 système air - eau [4]

24

La batterie dans ce type d'installation fonctionne à l'eau glacée.

25

1.4 Composants des appareils de traitement d'air

1.4.1 Le ventilateur [1] [4] [9] 1.4.1.1 Définition [4]

Un ventilateur est une turbomachine produisant de l'énergie mécanique qu'elle utilise pour entretenir un écoulement continu d'air ou d'un autre gaz qui le traverse.

1.4.1.2 Généralités

Les applications des ventilateurs sont très nombreuses et variées. Chaque application demande un ventilateur spécifique. Un ventilateur est sélectionné en fonction des critères suivants :

· L'utilisation

· Le débit d'air,

· La pression totale,

· Le niveau de bruit maximal imposé,

· Le rendement... qui doit être le meilleur possible !

1.4.1.3 Classification [4]

Il y a plusieurs façons de classifier les ventilateurs.

· Suivant la pression :

> Les ventilateurs basse pression : pression maximale 70 Pa. > Les ventilateurs moyens pression : entre 70Pa et 350 Pa. > Les ventilateurs haute pression : pression = 350 Pa.

· Suivant le principe de fonctionnement :

> Ventilateurs centrifuges

Ce sont des ventilateurs où l'air entre dans une roue avec une vitesse axiale et sort dans une direction sensiblement parallèle au plan radial. La figure ci-dessous illustre le principe de ventilation.

Figure 1.12 vue d'un ventilateur centrifuge [2]

Le rotor de ce ventilateur est constitué d'une roue cylindrique comportant des aubes permettant la propulsion de l'air à la périphérie.

> Ventilateurs hélicoïdes ou axiaux

Ce sont des ventilateurs où l'air entre dans la roue et sort le long des surfaces cylindriques coaxiales du ventilateur comme l'indique la figure suivante :

.

26

Figure 1.13 vue du ventilateur hélicoïde [9]

Il est constitué d'une hélice et de son dispositif d'entrainement complété par une enveloppe annulaire. Sa plage de débit possible est vaste et l'indice de pression statique est faible.

> Ventilateurs hélico-centrifuges

Ceux-ci sont intermédiaires entre les centrifuges et les hélicoïdes ; la trajectoire du fluide dans la roue est intermédiaire entre celle relative aux ventilateurs centrifuges et celle relative aux ventilateurs hélicoïdes.

> Ventilateurs tangentiels

Ici la trajectoire du fluide est normale à l'axe à l'entrée et à la sortie de la roue.

· Suivant les caractéristiques du fluide véhiculé [4]

Suivant la nature de l'air véhiculée on peut distinguer les ventilateurs à :

> Air propre.

> Air chargé (poussières, fibres...).

> Air humide.

> Air à température élevée, etc.

1.4.2 Batteries chaudes [4]

Ce sont des composants qui permettent d'élever la température de l'air. Il en existe deux types : les batteries à eau chaude ou à vapeur et les batteries à résistance électrique.

27

Figure 1.15 vue de la batterie chaude Figure 1.16 représentation

Symbolique de la batterie chaude

28

1.4.2.1 Batteries à eau chaude ou à vapeur chaude

L'air circule au contact d'un échangeur où circule de l'eau chaude. L'air s'échauffe à ce contact (augmentation de sa température) sans modification de son humidité : on a simplement augmentation de l'enthalpie sensible de l'air.

1.4.2.2 Batteries à résistance électrique

Elles sont constituées généralement d'un carter de tôle d'acier à l'intérieur duquel se trouvent les éléments chauffants électriques traversés par l'air à réchauffer. Les éléments chauffants peuvent être des résistances nues en fil ou en bandes, des éléments tubulaires en cuivre ou en acier.

1.4.3 Batteries froides [4]

Ce sont des accessoires qui permettent d'abaisser la température de l'air.

On distingue deux types de batterie de refroidissement à savoir la batterie à eau glacée et la batterie à fluide frigorigène.

· La batterie à eau glacée

L'air circule au contact d'un échangeur où circule de l'eau froide. L'air se refroidit à ce contact (diminution de sa température) et peut aussi se déshumidifier si, sur une partie de la surface des ailettes de l'échangeur, la température est inférieure à la température de rosée de l'air, II y a en effet condensation d'une partie de la vapeur d'eau contenue dans l'air. Dans ce cas, quasi-général, on a également diminution de l'humidité spécifique de l'air qui subit alors une diminution de son enthalpie sensible et de son enthalpie latente : on appellera ainsi ce genre de batterie ; batterie froide humide dans le cas contraire (sans condensation d'eau) on parle de batterie froide sèche.

· Batterie froide à fluide frigorigène

Contrairement à l'eau glacée qui augmente continuellement de température entre l'entrée et la sortie, le fluide frigorigène s'évapore à température constante.

Figure 1.17 vue de la batterie froide Figure 1.18 représentation

symbolique de la batterie froide 1.4.4 Filtre à air [4]

Il est destiné à retenir les impuretés solides, liquides et gazeuses contenues dans une installation. Ceci dans le but de sauvegarder la santé des personnes et des équipements. Un filtre est caractérisé par son rendement, sa perméance et son coefficient diviseur, et il peut être classé suivant plusieurs critères à savoir :

> le matériau (filtre métallique, à fibre classique, à charbon actif, à fibre chargé, à

bain d'huile)

> l'emplacement (verticaux, de conduit, muraux, plafonnier, terminaux)

> l'utilisation (une fois ou régénérable)

> le mode fonctionnement (fixes, à déroulement, automatiques, électro-filtre)

> le type de construction (inclinés, ronds, à tambour, à déroulement automatique,

à poches)

29

Figure 1.17 vue d'un filtre Figure 1.18 représentation symbolique d'un

filtre

30

1.4.5 Les déshumidificateurs [4]

Ils servent à diminuer l'humidité absolue de l'air dans un local. On distingue trois méthodes de déshumidification :

a) par refroidissement : s'opère au moyen d'un fluide suffisamment froid pour que l'eau se sépare de l'air

b) par absorption de l'eau par une substance hygroscopique (absorbant)

c) par adsorption de la vapeur d'eau par un adsorbant qui est généralement le gel de silice connu sous le nom de silicagel

1.5 RÉSEAUX AERAULIQUES [4] [5] [7] [11]

Une fois que l'air du local à climatiser ou à conditionner a été traité par les différents composants, il passe donc dans un ensemble de conduits appelé gaines (réseaux aérauliques). Ces dernières ont pour principal rôle la distribution des différents airs dans l'installation. La construction de ces gaines peut varier suivant la nature des matériaux qui les composent, la forme. En outre il est important que les conduits remplissent certaines conditions d'isolation, d'étanchéité, d'hygiène ainsi que les conditions climatiques de la région.

1.5.1 Classification des réseaux de distribution d'air [4]

On peut distinguer les réseaux de distribution d'air suivant la nature des matériaux, la forme, la vitesse de l'air, l'isolation et la nature du réseau.

1.5.1.1 Suivant la nature du matériau [4] Les gaines peuvent être construites

· En tôle ; dans ce cas elles sont généralement appelées gaines métalliques et peuvent être réalisées en acier galvanisé, acier noir ou en aluminium.

· En panneau à base de plâtre : les conduits à base de plâtre se présentent sous deux formes ; on a les gaines non isolées en staff et celles isolées en staff. Ces

31

conduits présentent un bon rapport qualité/prix par rapport aux gaines en tôle dont la fabrication est complètement locale.

· En panneau à base de polyuréthane : ceux-ci ont de bonnes caractéristiques d'isolation thermique et sont légers.

· En panneau à base de fibres minérales : ils sont de moins en moins utilisés à cause de leur mauvais vieillissement.

· En fibrociment : Ceux sont les plus utilisés pour la réalisation de pièces singulières de toutes dimensions et leur épaisseur varie entre 7 et 12 mm suivant les dimensions du conduit.

· En maçonnerie et en béton : qui sont couramment utilisés pour les gaines verticales et de grandes dimensions.

· En matières plastiques (polychlorure de vinyle, polyéthylène) : sont plus utilisés dans l'industrie chimique. On distingue aussi les conduits diffusants en textile et les conduits flexibles.

1.5.1.2 Suivant la forme [4]

Les conduits aérauliques peuvent se retrouver sous plusieurs formes à savoir :

· La forme circulaire spiralée

· La forme ronde

· La forme rectangulaire

· La forme ovalisée

1.5.1.3 Suivant la vitesse de l'air [4]

On peut également classer les réseaux aérauliques suivant la nature de l'air qui y circule. On a donc :

· Les réseaux basses vitesses (BV) ou basses pressions (BP). La vitesse de l'air est inférieure à 10 m/s et généralement 7 m/s en climatisation de confort.

·

32

Les réseaux Grandes vitesse (GV) ou hautes pressions (HP) ; ici la vitesse de l'air dans les conduits est supérieure à 10 m/s, ces réseaux sont utilisés lorsque les dimensions des conduits d'air sont très importantes. Le tracé des conduits à grande vitesse ont fait l'objet d'attentions particulières et le tableau suivant résume les vitesses recommandées :

Tableau 1.2 vitesse de l'air recommandée [4]

Vitesse de l'air recommandée dans les réseaux de gaine conditionnement d'air				Application
Gaine en tôle		Gaine en fibre de verre
Vitesse en m/s		Vitesse en m/s	Appartement de luxe
3		3,5	Hôpital
3		3,5	Bureaux privés de direction
3		3,5	Bibliothèque, laboratoire
4		4 ,5	Magasin
4		4,5	Théâtre, cinéma
5		5,5	Restaurant
6		6 à 7	Banque, lieux publics
6		6 à 7	Cafétéria
6
		6à 7	Gands ensembles, magasins
8			Applications industrielles
8 à 10

1.5.1.4 L'isolation des conduits [4]

Dans le but de limiter les déperditions thermiques de l'air acheminé, d'éviter les phénomènes de condensation qui apparaissent chaque fois que la température superficielle autour de la gaine est inférieure à la température de rosée de l'air véhiculé, il est souvent important de recouvrir les conduits avec un isolant thermique.

Lp = 10.log ( ~ ~ )

33

Il s'agit d'un matériau ayant un coefficient de conductivité assez bas pour résister à la transmission de la chaleur entre l'air ambiant et celui de la gaine. Cet isolant peut être de la laine de verre, du matelas type armaflex, ou des plaques de polystyrène. Selon les cas, l'isolation peut être à l'intérieur du conduit ou à l'extérieur. Certaines gaines de par leur constitution sont des gaines isolées par conséquent il n'est plus nécessaire d'y recouvrir un isolant. Par contre, les gaines isolées placées à l'extérieur doivent faire l'objet dans certains cas d'une protection mécanique particulière. Toute installation frigorifique à compression engendre des bruits du fait du fonctionnement des machines. Il est conseillé de choisir des composants silencieux ou alors de prendre des mesures d'isolation en revêtant d'un isolant phonique. Par conséquent, le bruit transmis en un point donné ne dépasse pas le seuil exigé par la réglementation ou qu'il soit maintenu en dessous du seuil à partir duquel il ne crée pas de gènes pour les occupants. Pour cela, on utilise du matériel d'amortissement acoustique pouvant être classé comme suit :

· Les baffles acoustiques : ils sont constitués d'un cadre en acier galvanisé et de laine minérale monobloc revêtue de voile.ils utilisés pour les moyennes et hautes fréquences et pour de basses et moyennes fréquences.

· Les caissons rectangulaires acoustiques : ils sont constitués d'un caisson en acier galvanisé avec brides de raccordement et de baffles acoustiques

· Les silencieux cylindriques : ils ont une forme circulaire avec une enveloppe extérieure en acier galvanisé, un isolant acoustique revêtu d'une tôle perforée. Ils peuvent être munis de noyau central sous forme d'ogive

· Les conduits acoustiques : ce sont des gaines semi rigides en aluminium et en polyester avec un isolant acoustique.

· Les plots anti vibratiles : Ils évitent la transmission des vibrations des machines tournantes à la structure du bâtiment.

Pour caractériser une source de bruit on utilise la notion de pression sonore. Cette donnée se mesure à l'aide d'un sonomètre et s'exprime de l façon suivante

34

[4]

avec P : pression acoustique en pascal,

Po : pression de référence, seuil d'audibilité à 1000Hz = 2. 10^-5Pa. Lp : pression sonore

Il existe des exigences au niveau des niveaux acoustiques que les bâtiments conditionnés doivent respecter. À l'intérieur du bâtiment, les limites fixées tiennent compte de l'implantation. La valeur maximale peut être définie comme une émergence par rapport au bruit ambiant. À l'intérieur des locaux, il existe des exigences réglementaires. Le tableau suivant rend compte des recommandations selon les types de locaux

1.5.2 Étanchéité et hygiène des conduits

La protection mécanique des gaines fait également office d'étanchéité ; les protections généralement rencontrées sont :

· Le revêtement isoxal (plaques ou rouleaux d'aluminium) pour les gaines tôle

· Le paxalumin dans le cas des gaines staff.

Un taux important de fuites peut avoir des conséquences désastreuses pour, par conséquent un accent particulier doit être mis sur l'accent du réseau. Ces conséquences peuvent être :

· Une impossibilité d'avoir les conditions recuises dans les locaux conditionnés,

· Des bruits générés important,

· Une dégradation de l'isolation,

· Un déséquilibrage des réseaux,

· Une surconsommation énergétique.

Pour donc éviter tout cela, il faut effectuer des tests d'étanchéité des réseaux qui consiste à faire débiter un ventilateur dans le réseau après l'avoir obturé.

35

Il est également nécessaire de garder les gaines dans de bonnes conditions hygiéniques. Pour cela, il existe des méthodes qui consistent en des écrasements et éventuellement à des contaminations. Ces opérations spécifiques sont effectuées après un diagnostic des conduits.

1.5.3 Types de matériaux adaptés au climat tropical humide [3] [4] [7]

Le Cameroun s'étend entre le 1°40 latitude Nord et le 13° latitude Nord et entre 8°30 longitude Est et le 16°10 longitude Est. De telles coordonnées géographiques placent le Cameroun dans la zone du climat tropical humide. On doit choisir ceux qui conviennent le mieux que d'autres au climat tropical humide car l'environnement climatique joue un rôle très important dans le choix des matériaux. À Douala il est recommandé d'utiliser les gaines en tôle plus précisément celles en tôle galvanisée, car elles résistent assez à la corrosion. Ces gaines doivent être isolées pour éviter les condensations. Cette isolation avec 50 mm de laine de verre pour les gaines de soufflage et de 25 mm pour les gaines de reprises. L'isolant doit comporter une couche d'étanchéité sur sa face extérieure jouant un rôle d'écran de vapeur. On peut également utiliser les gaines en contre-plaqué à condition de les choisir en qualité marine. L'emploi de ceux-ci est de moins en moins récurent car ils sont réservés surtout aux gaines de faible section et de petite longueur pour des raisons économiques.

Les panneaux préfabriqués de fibre de verre ou laine de verre rigide sont fortement déconseillés pour le réseau aéraulique en climat tropical humide car ils se détériorent après quelques années (3 à 5 ans) suite à l'humidification de la laine (humidité relative de l'air trop élevé 80 à 100%)

1.5.4 Notions diverses sur les gaines [4]

1.5.4.1 Coefficient de forme

Une gaine peut avoir diverses formes mais de façon générale on trouve l'équivalent entre ces formes en forme ronde. Pour une gaine rectangulaire, le coefficient de frome se définit comme le rapport du côté le plus grand par le côté le plus petit. Pour une

36

gaine donnée ce coefficient doit être au plus égal à 4. Pour une section de gaine donnée et pour un même débit d'air véhiculé, lorsque le facteur de forme augmente, les éléments suivants augmentent également.

· Les pertes de charges linéaires

· Le poids de la gaine

· La surface de la gaine

· Les apports calorifiques au niveau de la gaine. Il est préférable de choisir les gaines qui ont un coefficient de forme proche de 1.

1.5.4.2 Diamètre équivalent [4]

Pour une gaine ayant un forme quelconque et une section donnée, on peut définir une gaine ronde équivalente ayant un diamètre appelé diamètre équivalent. Il existe deux types de diamètres équivalents à savoir le diamètre équivalent pour une même vitesse encore appelé diamètre hydraulique et le diamètre équivalent pour un même débit. Le diamètre hydraulique est le diamètre d'un conduit circulaire qui crée la même perte de charge que le conduit rectangulaire pour une même vitesse de l'air. Le diamètre équivalent pour un même débit est le diamètre d'un conduit circulaire qui crée la même perte de charge que le conduit rectangulaire pour le même débit d'air. Pour un conduit rectangulaire de côtés a et b, les diamètres équivalents sont donnés par les formules suivantes :

Tableau 1.3 Diamètres équivalents [4]

Diamètres équivalents			Pour une même vitesse (diamètre hydraulique)
Pour un même débit (diamètre en conditionnement d'air)		!".~.$% dh =
deq = 1,265.('.1'		!~&$%
~&$ )0,2

37

1.5.5 Organes accessoires d'un réseau aéraulique [4]

Un réseau aéraulique est souvent composé d'un certain nombre d'accessoires qui permettent d'optimiser le fonctionnement de l'installation.

1.5.5.1 Régulateur de débit [4]

Un régulateur de débit est un élément permettant de maintenir un débit d'air constant dans les conduits des systèmes à débit d'air variable. On distingue :

· Les régulateurs de débit d'air constant :

Ils sont généralement circulaires et de diamètres compris entre 80 mm et 250 mm, ils permettent de maintenir un débit nominal à la sortie quelques soient les variations de pression en amont (plage de 80 à 700 Pa). Ils sont généralement calibrés en usine mais dans certains cas, il est possible de régler ce débit sur place.

· Les régulateurs des systèmes à volume d'air variable

Ils ont pour but d'apporter dans chaque local ou dans chaque zone exactement la quantité d'air qui est nécessaire pour maintenir la température voulue. Ils sont montés sur les circuits terminaux et sont commandés par servomoteur.

1.5.5.2 Pièges à son

Ils ont pour rôle la diminution du niveau acoustique du local ; il est recommandé des niveaux de pression suivant le type de local :

· Bureau 35 à 40 dB

· Salle de réunion, bibliothèque 30 à 40 dB

· Hall d'accueil 40 à 50 dB

· Supermarchés 45 à 50 dB

Les pièges à son sont mis en oeuvre dans les conduits de distribution d'air dans le but de respecter les niveaux de pression acoustique indiqués. Ces accessoires peuvent également être inclus à l'appareil de traitement de l'air.

1.5.5.3 Les éléments terminaux de diffusion d'air [4] [7]

Ce sont des accessoires montés sur la ligne de distribution d'air permettant d'assurer le soufflage de l'air traité dans le local à conditionner ainsi que la reprise de l'air vicié. On doit choisir ces éléments en fonction de la portée (distance entre l'élément de diffusion et l'endroit où la vitesse moyenne du jet d'air est tombée en dessous de 0,25m/s), la zone d'occupation (zone qui couvre une hauteur de 1,80m en partant du sol et qui s'arrête à 0,6m des parois verticales), le rayon de diffusion et la méthode de diffusion. Une bonne diffusion doit assurer un confort maximum aux occupants (surface de la zone d'occupation qui peut être couverte par un élément de diffusion et dans laquelle on maintient une vitesse moyenne). La diffusion de l'air neuf peut se faire soit par induction c'est-à-dire l'air est traité dans le local avec une vitesse initiale importante ensuite l'air du local est attiré et entrainé par l'air traité auquel il se mélange. Soit par déplacement ; ici l'air traité est introduit dans le local avec une vitesse initiale faible et remplace en totalité l'air présent dans le local.

38

Figure 1.19 diffuseur multi cône carré Figure 1.20 grille murale à double

déflecteur

39

1.6 CONCLUSION

Climatiser un local c'est créer une ambiance confortable pour des occupants en modifiant les paramètres de l'air à savoir : la température, l'humidité et la vitesse de l'air. Le confort pour un être humain est ressentit pour des températures comprises entre 20°C et 27°C et des humidités comprises ente 20 et 80%. Dans l'industrie frigorifique, il existe trois grands types de systèmes de climatisation : les systèmes autonomes, gainés et à eau. Il est à noter qu'avant de mettre sur pieds une installation de climatisation dans un local, il faut au préalable effectuer un bilan thermique : il s'agit du dimensionnement.

40

Chapitre 2 DIMENSIONNEMENT DU SYSTÈME DE CLIMATISATION
DU LATE DE L'ENSET

2.1 INTRODUCTION

Le choix d'une installation de climatisation ne se fait pas de manière hasardeuse, mais doit être le résultat d'un bilan thermique au bout duquel on obtient la puissance de l'installation. Ce chapitre consiste d'abord à identifier la centrale de climatisation du Laboratoire de Thermique et Environnement, ensuite à définir le cahier de charges et enfin à effectuer le bilan thermique.

2.2 INDENTIFICATION DE LA CENTRALE 2.2.1 Groupe de condensation

Nous avons commencé par l'unité extérieure. Nous remarquons immédiatement l'absence du motocompresseur, du condenseur, de la bouteille de liquide et des autres éléments annexes du groupe de condensation. Cette partie comporte uniquement le ventilateur du condenseur. Après un test de ce dernier, nous avons noté un fonctionnement normal.

2.2.2 Caisson de traitement d'air

Après l'ouverture du caisson de traitement d'air nous avons identifié la batterie froide, la batterie chaude, un humidificateur du type laveur d'air, un ventilateur de soufflage. Après les tests, nous avons constaté que l'humidificateur n'est pas raccordé à une alimentation à eau, le ventilateur de soufflage ne fonctionne pas et la batterie froide est perforée.

2.2.3 Coffret de commande

Après l'ouverture du coffret de commande nous avons juste pu remarquer le manque de trois lampes de signalisation. Et tout le reste était en fonctionnement normal c'est-à-dire contacteurs, raccordement des fils et disjoncteur.

41

2.2.4 Circuit électrique

Nous avons également trouvé le schéma du circuit de commande collé sur le coffret de commande.

34

1

A1

A1

KM1

X1

A1

A1

A2

X1 X1 X1

X2 X2 X2

A2

2

A2

X2

A2

2

43 97	97		97	F11
F22	F33		44 98
98	98

Q1

N PH

HP BP

96 F2

F1

95

95

23

96

F3

95

96

0 1

33

67

B3

>

KM1

24

S3

KM1

KM4

68

S1

13

S2

KM1

14

11

1

KM4

12

KM1 KM2 KM3 KM4 Y R H1 H2 H3 H4

Figure 2.1 circuit de commande de la centrale

42

Légende du circuit de commande L/N : alimentation monophasé

F1 : contact du relais thermique de protection du compresseur

F2 : contact du relais thermique de protection du moteur ventilateur du condenseur

F3 : contact du relais thermique de protection du moteur ventilateur de soufflage

B1/B2 : Pressostat combiné basse pression de sécurité

B3 : thermostat de régulation

S1/S2 : boutons poussoirs arrêt et marche.

R : résistance électrique

KM1, KM2, KM3, KM4 : bobine de commande des moteurs de compresseur, ventilateur du condenseur, ventilateur de soufflage et mode chauffage.

Fonctionnement

Une impulsion sur le bouton S2 provoque l'alimentation de la bobine de commande du groupe. L'alimentation de cette bobine provoque :

· La fermeture du contact 13-14 de KM1 pour l'auto-maintien

· La fermeture du contact 23-24 de KM1 pour l'alimentation de la bobine de commande du moteur ventilateur du condenseur

· La fermeture du contact 43-44 de KM1 pour la signalisation de la marche réfrigération H2.

L'excitation de la bobine de KM2 provoque le fonctionnement du moteur ventilateur du groupe.

Une impulsion sur S3 entraine la mise sous tension de la bobine du contacteur des résistances chauffantes KM4. Ceci ayant pour effet :

·

43

L'ouverture du contact 11-12 de KM4 provoquant l'arrêt du compresseur et du moteur ventilateur du condenseur

· La fermeture retardée du contact 67-68 de KM4 provoque la mise en marche retardée des résistances chauffantes et du voyant de signalisation H3.

Le moteur ventilateur de soufflage fonctionne 24 h/24.

Au regard du diagnostic effectué, nous ne pouvons même pas faire un test global de l'installation la pièce maitresse (le compresseur) est absente. Il est donc indispensable de redéfinir un cahier de charges du laboratoire et établir un bilan thermique du local afin de déterminer la puissance frigorifique et la puissance du groupe de condensation à installer.

2.3 CAHIER DE CHARGES [7]

Avant d'effectuer le bilan thermique de climatisation, on devrait d'abord connaitre tous les facteurs qui pourront affecter son évaluation. Ainsi, on pourra déterminer l'installation la plus économique et efficace. Nous prendrons donc en considération un certain nombre d'éléments à savoir :

- Orientation du local

- Dimensions du local

- Matériaux de construction

- Les conditions à maintenir dans le local

- Destination des locaux

- Fenêtres, Portes

- Occupants

- Eclairage

- Appareils ménagers, moteurs

44

2.3.1 Orientation du local

il s'agit de la situation des locaux à conditionner par rapport aux points cardinaux, immeubles voisins produisant de l'ombre, surface réfléchissantes. En nous servant de la boussole nous avons repéré l'orientation du local d'après le plan suivant.

Plan d'architecture

Figure 2.2 plan du laboratoire

2.3.2 Dimensions du local

Longueur : 12m

Largeur : 7m

Hauteur sous plafond : 3,25m

2.3.3 Matériaux de construction

- Les murs et cloisons sont en agglomérés creux de 20 cm avec induits extérieur et intérieur.

45

- Les fenêtres sont en vitrage simple : les dimensions sont de 1,8 x 3,2 soit une surface de 11,52 m² sur le mur Nord et 0,6 x 3,2 soit une surface de 3,84 m² sur le mur Sud.

- La porte P1 du laboratoire d'Electrotechnique est en contre plaqué avec 3,2 cm d'épaisseur en châssis double avec encadrement en bois de surface et de dimensions 1x2,1

- La porte du LATE est en métal de 2mm d'épaisseur et de dimensions 1,9 x 2,1 soit 3,99 m².

- La porte du bureau du LATE est en contre plaqué avec 3,2 cm d'épaisseur en

châssis double avec encadrement en bois de surface et de dimensions 1x2,1

- La toiture est en tôle galvanisée avec solivage.

- Le plafond du LATE est en panneau préfabriqué en sciure de bois.

- Le plancher est en béton coulé de 10 cm avec une chape de ciment.

2.3.4 Couleurs des matériaux Les murs sont peints en blanc cassé. 2.3.5 Conditions extérieures

Le local est délimité à l'Ouest par le laboratoire d'électrotechnique et le bureau des professeurs, les parois Est et Sud sont exposées au soleil. La face Nord bénéficie de l'ombrage créé par les arbres. La température extérieure est de 32°C et l'humidité relative est 80 %.

2.3.6 Conditions intérieures

La température à maintenir dans le local est de 26°C et l'humidité relative : 51,3%. 2.3.7 Utilisation des locaux

Ce local est destiné à accueillir une quarantaine d'étudiants assis au repos pendant les heures de cours (9 heures de temps par jour).

46

2.3.8 Éclairage

Il est assuré par 60 lampes fluorescentes de 18 W chacune.

2.3.9 Appareils ménagers

Ce local accueil une moyenne de 5 ordinateurs par jour.

2.3.10 Renouvellement d'air

Le renouvellement d'air s'effectue de façon naturelle et par ouverture des portes.

2.4 ÉTABLISSEMENT DU BILAN THERMIQUE DE CLIMATISATION [4] [7]

2.4.1 Base de données climatiques 2.4.1.1 Mois de base [7]

L'évaluation du bilan thermique est basée sur l'estimation des gains externes et internes pendant le mois le plus chaud appelé mois de base. Pour la ville de Douala, le mois de base est Février.

2.4.1.2 Conditions extérieures de base

Le bilan thermique de conditionnement d'air doit être défini dans les conditions

dites extérieures de base. En ce qui concerne la ville de Douala, la température

extérieure sèche est de 32°C. La température humide extérieure humide est de 29°C.

Les autres caractéristiques sont :

- L'humidité relative ; Hr = 80%

- L'enthalpie ; h = 94,37 kJ/kgas

- La température de rosée ; Tr = 28,11°C,

- Le volume spécifique v = 0,90 m³/kgas,

- La teneur en eau ; w= 24,29g/kgas.

47

2.4.1.3 Conditions intérieures de base

Ce sont les conditions normales recommandées pour les applications courantes en vue du confort thermique dans les bâtiments climatisés; à Douala la température intérieure sèche est de 26°C. L'humidité relative est de 51,3%, la température humide intérieure est de 26°C. Les autres caractéristiques sont :

- L'enthalpie ; h = 53,63 kJ/kgas

- L'humidité relative ; Hr = 51,3%

- La température de rosée ; Tr =18,98°C,

- Le volume spécifique v = 0,8617 m³/kgas

- La teneur en eau ; w= 10,78g/kgas

2.4.1.4 Détermination des propriétés thermodynamiques des matériaux de construction

Les murs du local sont en agglomérés creux de 20 cm avec induits extérieur et intérieur donc ont coefficient global de transmission de 2.09 W/m².°C. La porte du laboratoire d'Electrotechnique et celle du bureau du LATE sont en contre plaqué avec 3,2 cm d'épaisseur en châssis double avec encadrement en bois de surface et de dimensions 1x2,1 le coefficient global de transmission est de 1,86 W/m².°C. La porte du LATE est en métal de 2mm d'épaisseur et son coefficient de transmission de chaleur est 5,84 W/m².°C. Le plafond du LATE en panneau préfabriqué en sciure de bois a un coefficient de transmission de 2,41 W/m².°C. Et le coefficient de transmission du plancher est 1,75 W/m².°C.( D'après le tableau 1 en annexe).

2.4.2 Calcul des charges thermiques

2.4.2.1 Heure de charges de réfrigération maximale

L'intensité du rayonnement solaire est maximale sur le mur et le vitrage Sud à 12h, sur le mur Est à 11h et sur le mur Nord à 12h. Nous pouvons donc dresser le tableau suivant en se servant des valeurs du tableau 7 en annexe : [7]

48

Tableau 2.1 détermination de l'heure de réfrigération

Mur		heure		Rm(W/m^2)	Rv(W/m^2)		Sm(m^2)	Sv(m^2)			Qt (W)	E
	11h		317	273		40,3	0			12 775,1	S
	11h		330	284		16,21	3,84			6 439,86	N
	11h		253		222	12,43		11,52		5 702,23	Total
						24 916,96				E
	12h		272	234		40,3	0			10 961,6	S
	12h		359	309		16,21	3,84			7 005,95
N		12h	272		234	12,53		11,52		6 103,84	Total
						24 026,4

Rm : intensité du rayonnement solaire sur le mur en W/m²

Rv : intensité du rayonnement solaire sur la vitre W/m²

Sm : surface des murs en m2 Sv : surface des vitres en m2

Qt : charges thermiques totales en W

D'après le tableau précédent, on constate que l'intensité du rayonnement solaire sur toutes les parois est maximale à 11h d'où notre heure de bilan du LATE est 11 heures.

2.4.2.2 Charges thermiques externes

Il s'agit des apports thermiques qu'il faudra combattre dont la provenance est

l'extérieur de la pièce.

49

2.4.2.2.1 Apport de chaleur par transmission à travers les parois extérieures (murs, toit, plafond et plancher) et les vitrages : Q1

Q1 = K S ?*

K : est le coefficient global de transmission de la paroi ou du vitrage en W/m².°C. S : est la surface du mur ou de la fenêtre considérée en m2

?* : est l'écart de température entre les deux milieux considérés en °C.

En se servant du tableau 2 en annexe on a pu dresser le tableau ci-dessous qui nous donne les différents apports à travers chaque paroi.

Tableau 2.2 calcul des apports par transmission à travers les parois.

	Coefficient de transmission( K)	Surface S en m^2	Ecart de température ?è en °C		Q en W	Mur Sud
2,09	16,21	6	203,2734		Vitrage Sud
5,8	3,84	6	133,632		Porte Sud
5,84	3,99	6	139,8096		Mur Est
2,09	40,3	6	505,362		Mur Nord
2,09	12,53	6	157,1262		Vitrage Nord
5,8	11,52	6	400,896		Mur Ouest 1
2,09	23,9	3	149,853		Mur Ouest 2
2,09	10,9	0	0		Porte Ouest 2
1,86	2,1	0	0

50

Porte Ouest 1

1,86	2,1	3	11,718	Plancher
1,75	84	-6	-882	Plafond
2,41	84	9	1 821,5	total
2 322,04

Q1 = 2 322 W

2.4.2.2.2 Apport de chaleur par rayonnement solaire à travers les parois

Q2 = á. F. S. R_m (1)

2.4.2.2.3 Apport de chaleur par rayonnement solaire à travers les vitres

Q2 = á. g. S.R_v (2)

á : Coefficient d'absorption de la paroi

g : Facteur de réduction en fonction du mode de protection de la fenêtre

F : facteur de rayonnement solaire sur le mur

Rm : intensité du rayonnement solaire absorbé par une unité de surface de la paroi

Rv : intensité du rayonnement solaire absorbé par une unité de surface de la vitre

Le coefficient d'absorption a dépend de la couleur et la nature du mur tableau 3 en annexe et le facteur de rayonnement solaire F indique la part de chaleur absorbée par la surface et transmise à travers le mur du local (tableau 4 en annexe). La valeur du rayonnement dépend de :

- La latitude sous laquelle le local se trouve

- L'orientation du mur

- L'heure pour laquelle le calcul sera effectué

- Apport de chaleur par rayonnement sur le vitrage

Le tableau ci après résume le calcul des apports par rayonnement solaires

51

Tableau 2.3 Calcul des apports de chaleur par rayonnement solaire

paroi	Coef d'absorptio n	Facteur de rayonnement ou de réduction	Intensité du rayonnement	surface		Q(W)	Mur Est
0,4	0,105	317	40,3	536,55		Mur sud
0,4	0,105	330	16,21	224,67		Mur Nord
0,4	0,105	253	12,53	133,14		Porte sud
0,4	0,105	330	3,99	55,30		Vitre Nord
1	1	222	11,52	2 157,44		Vitre Sud
1	1	284	3,84	1090,56		Total
5 112,86

Q2 = 5 113 W

2.4.2.2.4 Apport de chaleur par renouvellement d'air et infiltration

Le renouvellement d'air dans un local climatisé est nécessaire pour des problèmes hygiéniques. Il se fait en règle générale par la ventilation (naturelle ou mécanique) des locaux ainsi que par infiltration, introduisant de l'air extérieur dans le local climatisé. Il est source d'apport de chaleur sensible et latent dans le local à conditionner (tableau 5 en annexe). [7]

Gains sensibles Q3 Q3 = q_v. (0_e - 0.).0, 33

q_v = débit d'air extérieur de renouvellement

52

O_e = température extérieure de base Oi = température intérieure de base

Comme la ventilation au moment du renouvellement d'air est naturelle le débit volumique est un volume de la pièce par heure. Or le volume du laboratoire est de 273

_m3

Q3 = 541 W

Gains latents Q4 Q4 = q_v. (W_e -- W;).0, 84

q_v = débit d'air extérieur de renouvellement en m³/h w_e = teneur en eau de l'air extérieur g/kg air sec wi = teneur en eau de l'air intérieur g/kg air sec

Q4 = 2598 W

2.4.2.3 Charges thermiques internes

2.4.2.3.1 Apports de chaleur par les occupants - Gains sensibles Q5

Q5 = n.Csoc

n : nombre d'occupants

Csoc : chaleur sensible par occupant

Pour des salles d'enseignement, la densité d'occupation est de 0,67. Nous considérons que seules les trois quart de la surface de notre laboratoire sont occupée. Ce qui nous donne un nombre de personnes sensiblement égal à 43. Etant

53

donné que les occupants sont assis au repos, la chaleur sensible par occupant sera égale à 62 W par personne. Et on fera une minoration de 10% compte tenu du fait que les occupants sont mixtes (tableau 5 en annexe). [2]

Q5 = 2 399W

- Gains latents Q6

- Q6 = n.Cloc

n : nombre d'occupants

Cloc : chaleur latente par occupant

Etant donné que les occupants qui sont au nombre 43 sont assis au repos. Cloc sera égal à 40 W. Et en tenant compte du public mixte on fera une minoration de 10%.

Q6 = 1548 W

2.4.2.3.2 Apports par éclairage (Q7)

L'éclairage est assuré par 60 tubes fluorescents de 18 W chacun.

Q7 = 1, 25 n P

Q7 = 1422 W

2.4.2.3.3 Apports de chaleur par les équipements Q8

En considérant que la salle est censée accueillir 5 ordinateurs pendant 9 heures par jour, on a résumé les calculs dans le tableau suivant :

54

Tableau 2.4 calcul des charges thermiques dues aux équipements

	Nombre	qs (W)	ql(W)	Cu (%)	Qs(W)		Q1(W)	Ordinateur
5	250	0	37,5	478,75	0

qs : chaleur sensible par ordinateur ql : chaleur latente par ordinateur Cu : coefficient d'utilisation Qs : chaleur sensible totale Ql : chaleur latente totale

Q8 = 478 W

- Charges latentes totales : Ql =Q4 + Q6 = 3 646W

- Charge sensibles totales : Qs = Q1+Q2+Q3+Q5+Q7+Q8= 12 588W - Charges thermiques totales Qt = Qs + Ql

Qt = 16 234 W

2.4.3 Détermination de la puissance du compresseur

Après consultation d'un catalogue du constructeur COPELAND, on peut proposer la puissance du compresseur fonctionnant au R22 à installer de puissance 4,058 KW soit 5,514 CV et un coefficient de performance 4.

55

2.5 CONCLUSION

Après avoir établi le cahier de charges et effectué tous les calculs relatifs au bilan thermique de climatisation, on constate qu'il faut évacuer une puissance 16,234 kW de chaleur ce qui nécessitera un compresseur de puissance 4,058 kW selon le constructeur COPELAND. Une fois que le compresseur est sélectionné, il reste maintenant à effectuer les travaux de mise en route de l'installation.

Chapitre 3 RÉHABILITATION ET EXPÉRIMENTATION

56

3.1 INTRODUCTION

La réhabilitation de la centrale de climatisation passe par le remplacement des composants défectueux et l'installation des nouveaux équipements dimensionnés. Dans le présent chapitre, nous indiquerons quelques généralités sur la maintenance, nous présenterons ensuite les travaux effectués, enfin nous en analyserons les résultats.

3.2 Travaux de mise en marche

3.2.1. Montage du groupe de condensation

À la suite du bilan, nous avons d'abord fait une grille métallique de sécurité en barres de fer enduit d'antirouille. Ensuite, nous avons acheté tous les éléments nécessaires. Après avoir placé le groupe de condensation de puissance sus cité, de marque COPELAND dans l'espace prévu à cet effet, nous avons réalisé des collets coniques pour raccorder par boulonnage la sortie condenseur (3/8»), l'aspiration du compresseur (3/4») mais aussi le déshydrateur. Par la suite, nous avons réalisé des coudes grâce aux gourdins à cintrer adaptés à chaque section de tube, des évasements de dudgeons pour les raccordements par brasage oxyacétylénique au cuivre en utilisant aussi des coudes préfabriqués de 9Ø°. C'est ainsi que nous avons relié la sortie du condenseur au détendeur, ce dernier à la batterie froide et la batterie froide au compresseur.

3.2.2. Amélioration des éléments du caisson de traitement d'air

L'amélioration des éléments du caisson de traitement d'air est passée par le nettoyage du filtre à air, l'accommodation de la batterie froide et du ventilateur de soufflage.

3.2.2.1. Batterie froide

Nous avons mis sous pression liquide au R22, la batterie froide et nous y avons identifié une fuite ce qui nous a amené démonter le composant. La fuite étant sur un tube transversal caché par les ailettes, nous avons dû couper et enlever celles-ci sur une zone pour parvenir à ladite fuite que nous avons colmatée par brasage oxyacétylénique à l'aluminium. Puis, d'autres micros fuites ayant été découvertes au niveau des raccordements aluminium-cuivre (entrée et sortie de la batterie froide), nous les avons colmatées grâce à de l'ara métal.

Figure 3.1 : colmatage de la batterie froide

57

58

La batterie froide étant étanche, nous avons redressé les ailettes avec un peigne et nous l'avons replacée dans le caisson de traitement d'air.

Figure3.2 : montage de la batterie froide 3.2.2.2. Ventilateur de soufflage

Le moteur du ventilateur de soufflage ne fonctionnait pas lorsque nous l'avons mis sous tension car un enroulement était coupé. Alors, nous l'avons démonté, fait rebobiner et réinstaller. Or, lors de la réinstallation, la courroie de liaison entre le ventilateur centrifuge et son moteur s'est coupée, nous l'avons simplement changée par une autre ayant le même diamètre.

3.2.3 Modification du réseau aéraulique

Étant donné que le bilan thermique effectué ne prenait plus en compte le bureau, nous avons dû fermer la bouche de soufflage qui y était. Pour ce faire, ayant placé la laine de verre en sandwich entre les feuilles d'aluminium coupées de manière circulaire et à l'aide de la colle forte, nous avons fermé l'ouverture.

3.2.4 Nettoyage de l'installation

· Nettoyage externe (dépoussiérage et peinture)

Il consiste à dépoussiérer les surfaces extérieures propres, nous avons utilisé une solution détergente appropriée pour les débarrasser de toute forme de saleté.

59

Après les opérations de colmatage de la batterie froide, nous avons constaté que les ailettes de celle-ci étaient encrassées. Nous avons donc procédé à leur redressement moyennant une brosse à ailettes, suivi d'une pulvérisation d'une solution détergente (eau + soude caustique) et un rinçage à l'eau.

Nous avons recouvert la grille de protection du groupe de condensation d'une couche de peinture anticorrosion.

· Nettoyage interne (purge)

Afin d'éliminer du circuit fluidique tout corps dont la présence était susceptible d'empiéter sur le bon fonctionnement de celui-ci (huile, boues, particules solides, ...), nous avons procédé à la purge de l'installation en introduisant du R22 dans le circuit.

3.2.5 Tirage au vide et test d'étanchéité sous vide

Afin d'éliminer du circuit toute trace d'air et d'humidité éventuellement survenus dans le circuit lors des différentes interventions à savoir montage du groupe de condensation, raccordement du détendeur et de l'évaporateur, le tirage au vide de l'installation est impératif. C'est ainsi que nous avons raccordé une pompe à vide au niveau des vannes de service du compresseur moyennant un jeu de manifold. L'installation étant à l'arrêt, nous avons mis en marche la pompe à vide. Après 45 minutes la pression est descendue à -1bar, pression lue sur le manomètre, correspondant à la pression du vide.

Après l'arrêt de la pompe à vide, la stabilité de la pression du vide nous a permis d'avoir une idée précise sur l'étanchéité des joints ainsi que celle des raccords.

3.2.6 Pré-charge, test d'étanchéité sous pression et recherche des fuites éventuelles

Afin de procéder à la recherche des fuites éventuelles, nous avons cassé le vide en introduisant dans le circuit le fluide frigorigène, ramenant ainsi la pression à 2,5 bars, le compresseur étant à l'arrêt. Cet ainsi qu'après 60 minutes, nous avons remarqué que

la pression est restée stable, témoignant ainsi du bon raccordement des pièces et des bonnes opérations de brasure. Nous avons poussé la recherche des fuites éventuelles à l'aide de la mousse savonneuse, mais en vain. Il ne nous restait plus qu'à compléter la charge.

60

Figure3.3 : Charge en fluide frigorigène vapeur à l'aspiration du compresseur

3.2.7 Complément progressif de charge

Afin d'atteindre le régime normal de marche de l'installation, nous avons

procédé premièrement à une charge en phase liquide au niveau de la vanne de départ liquide de l'installation, ensuite par une charge en phase vapeur au niveau de la vanne d'aspiration du compresseur, ceci progressivement jusqu'à atteindre le régime normal de marche du compresseur correspondant à une pression d'aspiration de 4 bars. Nous avons également contrôlé la charge moyennant une pince ampèremétrique, indiquant l'intensité absorbée par le compresseur d'une valeur de 6,5 A ce qui est en conformité avec celle indiquée sur la plaque signalétique du compresseur.

3.4 CONCEPTION ET REALISATION DU CIRCUIT ELECTRIQUE

3.4.1 Circuit de commande

61

Figure 3.4 circuit de commande

62

Nomenclature

L/N : alimentation monophasé

F1 : contact du relais thermique de protection du groupe de condensation

F2 : contact du relais thermique de protection du moteur ventilateur de soufflage

B1 : Pressostat haute pression de sécurité

B2 : Pressostat basse pression de sécurité

B3 : carte électronique

S1/S2 : boutons poussoirs arrêt et marche.

KM1, KM2 : bobines de commande du groupe de condensation et du ventilateur de soufflage.

H1 : lampe de mise sous tension

H2 : lampe de signalisation de la marche réfrigération

H3 : lampe de signalisation de défaut du groupe de condensation Fonctionnement

Une fois sous tension la lampe H1 signale la mise sous tension

Une impulsion sur le bouton S1 provoque l'alimentation de la bobine de commande du moteur ventilateur de soufflage. Cette dernière provoque à son tour :

· L'excitation de la bobine de KM1 provoque le fonctionnement du ventilateur de soufflage

· La fermeture du contact 13-14 de KM2 pour l'auto-maintien

· La fermeture du contact 23-24 de KM2 pour l'alimentation de la bobine de commande du groupe

Si la température dans la salle est supérieure à celle désirée, la sonde thermostatique alimente le groupe via la carte ; le groupe démarre et H2 signale la marche

réfrigération. Lors du fonctionnement s'il y a un défaut de pression B1 et B2 vont désalimenter le groupe de condensation.

Si la température est atteinte dans la salle, le thermostat de la carte électrique désalimente le groupe, pendant cette régulation, le ventilateur continue à brasser l'air dans la salle ; une fois que la température est remontée le thermostat réalimente le groupe.

Si la batterie froide contient du givre, la sonde antigel détecte et la carte met le groupe à l'arrêt .

3.4.2 Circuit de puissance

63

Figure 3.5 : Circuit de puissance

64

Nomenclature

L1, L2, L3 : Alimentation triphasée

Q1 : Sectionneur à fusible

KM1, KM2 : contacteurs d'alimentation du groupe et du ventilateur de soufflage

F1, F2 : Relais thermique de protection du groupe et du ventilateur de soufflage

M1 : Compresseur triphasé

M2 : Moto ventilateur du groupe monophasé

M3 : Moto ventilateur de soufflage triphasé

3.5 EXPÉRIMENTATION

3.5.1 Mesures des températures et des hygrométries

La mesure de la température de l'air s'effectue à l'aide d'un thermomètre alors que l'humidité est mesurée par un appareil appelé hygromètre. Dans notre cas nous disposons d'un thermo-hygromètre qui permet d'avoir la température ambiante et l'hygrométrie de l'air. Nous avons effectué des relevés après avoir mesuré la température et l'humidité pendant huit heures en présence de 43 personnes dans le local à l'intérieure, au soufflage, à la reprise, à la sortie de la batterie froide et à l'extérieur.

3.5.1.1 Mesures à l'extérieur

On a relevé les données dans le tableau ci-dessous :

Tableau 3.1 Relevé de température et humidité de l'air extérieures à la date du 30

mai 2014

horaire	9h	10h	11h	12h	13h	14h	15h	16h	moyenne
humidité relative en %	73	74	74	72	70	64	65	65	69,62%
Température en °C	30,4	31,8	31,5	31,3	32,5	33,6	31,7	31,3	31,76°C

65

Ces données nous ont permis de dresser les courbes suivantes :

33

32

31

76

74

72

70

68

66

64

62

60

58

heure

température en °C

34

30

29

heure

28

9 10 11 12 13 14 15 16

humidité relative en %

9 10 11 12 13 14 15 16

Figure 3.6 variations de température et humidité relative de l'air extérieur

On peut constater que l'hygrométrie de l'air diminue au cours de la journée ; et la température oscille mais atteint sa valeur maximale à 14 heures.

66

3.5.1.2 Mesures à l'intérieur

On a relevé les données dans le tableau ci-dessous :

Tableau 3.2 Relevé de température et humidité de l'air intérieur à la date du 30 mai

2014

horaire	9h	10h	11h	12h	13h	14h	15h	16h	moyenne
humidité relative en %	72	71	61	59	56	53	51	46	58,26%
Température en °C	29	28,1	26,6	26,1	26	26,3	26	26	26,7°C

Ces données nous ont permis de dresser les courbes suivantes :

tempérarure en °C

30

heure

9 10 11 12 13 14 15 16

29

28

27

26

25

24

humidité relative en %

80

70

60

50

40

30

20

10

0

9 10 11 12 13 14 15 16

heure

Figure 3.7 variations de température et humidité relative de l'air intérieur

67

L'air intérieur est considérablement déshumidifié, soit de 72% à 46%. La température diminue jusqu'à 14 heures puis remonte légèrement.

On peut expliquer cette remontée de température par le graphe ci-dessous :

heure

temprérature extérieure

temprérature intérieure

9 10 11 12 13 14 15 16

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Figure 3.8 comparaison des variations des températures extérieure et intérieure

La température extérieure a une nette influence sur la température intérieure. A 14 heures la température extérieure a grimpé, et les charges thermiques ont donc augmenté dans la salle ; ce qui a provoqué une augmentation de température.

3.5.1.3 Mesures au soufflage

Les données que nous avons relevées sont consignées dans le tableau suivant : Tableau 3.3 Relevé de température et humidité de l'air soufflé à la date du 30 mai

2014

horaire	9h	10h	11h	12h	13h	14h	15h	16h	moyenne
humidité relative en %	74	72	56	54	50	48	46	41	55,12%
Température en °C	29,7	19,3	18,3	17,5	17,7	18,1	17,7	17,1	19,42°C

68

À partir de ces données on peut construire les graphes suivants :

80

70

60

50

40

30

20

10

0

1 2 3 4 5 6 7 8

température en °C

35

température de l'air soufflé

1 2 3 4 5 6 7 8

30

25

20

15

10

5

0

heure

humidité relative

humidité relative d'air soufflé

heure

Figure 3.9 variations de température et humidité relative de l'air soufflé

L'hygrométrie diminue progressivement au soufflage. Tout comme la température de l'ambiance celle du soufflage augmente légèrement lorsque les charges thermiques externes sont au maximum.

69

3.5.1.3 Mesures à la reprise

Tableau 3.4 Relevé de température et humidité de l'air repris à la date du 30 mai

2014

horaire	9h	10h	11h	12h	13h	14h	15h	16h	moyenne
humidité relative en %	72	72	55	52	50	46	46	45	54,75%
Température en °C	29	27,4	26,7	26,5	26,1	26,6	26,2	26,1	26,8°C

température en °C

30

29

28

27

26

25

24

heure

9 10 11 12 13 14 15 16

humidité relative en %

40

80

70

60

50

30

20

10

0

heure

9 10 11 12 13 14 15 16

Figure 3.10 variations de température et humidité relative de l'air repris

Tout comme dans l'ambiance, et au soufflage, l'air repris perd de l'humidité au cours du temps. Et la température varie de la même façon.

3.5.1.4 Mesures à la sortie de la batterie froide

Tableau 3.5 Température à la sortie de la batterie froide

horaire	9h	10h	11h	12h	13h	14h	15h	16h
Température en °C	10,5	10,4	10,4	10,3	10,5	11,8	10,7	10,3
Température moyenne 10,61°C

La température moyenne à la sortie de la batterie froide est de 10,61°C.

NB : A l'aide d'un thermomètre de contact nous avons mesuré la température de surface batterie froide. Elle est de 6,2°C.

3.5.2 Circuit fluidique

3.5.2.1 Tracé

70

Figure 3.11 tracé du circuit fluidique

Légende

1- Motocompresseur hermétique à piston

2- Condenseur à air forcé

3- Déshydrateur

4- Détendeur capillaire

5- Evaporateur à détente directe

6- Pressostat de sécurité basse pression

7- Pressostat de sécurité haute pression 3.5.2.2 Exploitation

A l'aide d'un thermomètre de contact, nous avons mesuré les températures sur les tuyauteries et nous avons déduis la température du fluide frigorigène en effectuant une différence de 6,5°C d'après [6]. Nous avons ainsi dressé le tableau ci-dessous :

Tableau 3.5 Températures du fluide frigorigène

Points	A	B	C	D	E	F
Température de surface en °C	16,5	87,1	64	44,5	36,1	6,5
Température du fluide frigorigène en °C	10	93,6	70,5	50	42,6	0

71

Et nous avons ainsi utilisé ces données pour tracer le cycle sur le diagramme suivant :

E

t

D

A

C

B

72

Figure 3.12 tracé du cycle sur le diagramme enthalpique

3.6 PROPOSITION D'UN PLAN DE MAINTENANCE

3.6.1 Ensemble

Moto compresseur hermétique scroll

Condenseur

MINI CENTRALE DE
CLIMATISATION DU
LATE

Caisson de traitement
d'air

Réseau de
tuyauteries

Groupe de
condensation

Moteur condenseur

Pressostat haute
pression de sécurité

Pressostat basse
pression de sécurité

Filtre à air Batterie froide

Moteur

Ventilateur centrifuge

Détendeur capillaire Déshydrateur

Amaflex

			Fibre minéral (isolant) Tôle d'acier galvanisé Revêtement métallique
	Gaine de distribution d'air

Carte électronique Contacteurs

Circuit électrique

Relais thermiques
Conducteurs et câbles

73

Bouton poussoir
marche et arrêt
Disjoncteur
magnétothermique

Douilles et lampes

3.6.1.1 Sous ensemble groupe de condensation

	Arbre moteur
	Palier

Spirales (fixe et mobile)

Moto compresseur
hermétique scroll

Tourillon

Pompe à huile

Éléments de raccordement

Groupe de
condensation

Condenseur

Moteur condenseur

Tube en cuivre Ailettes aluminium

Stator Rotor

Collecteur

Balais

Pales du ventilateur

Pressostats

Tiges de réglage

Ressorts Soufflet

74

Raccord de prise de pression

Bornes de raccordement

3.6.1.2 Sous ensemble Caisson de traitement d'air

Batterie froide

Tube aluminium

Ailette aluminium

Stator

Rotor

Filtre à air
								Aubes
								Volute
Ventilateur centrifuge
								Roue
								Ouïes (aspiration et refoulement)

Caisson de traitement
d'air

Moteur

Relais thermiques

Transformateur

Carte électronique

Sonde antigel

Sonde thermostatique

Relais

Contacts

Contacts

Bobine

Circuit magnétique

Disjoncteur
magnétothermique

Conducteurs et câbles

Âme conductrice en cuivre

Enveloppe isolante en PVC

Contacts

Bilame

Contacts

Circuit électrique

Contacteur

75

3.6.1.3 Sous ensemble circuit électrique

Boite de raccordement Enroulements

Arbre

Courroie de transmission

76

3.6.2 Maintenance préventive systématique

FREQUENCE D'INTERVENTION OPERATIONS	Tous les mois	Tous les trois mois	Tous les six mois	Tous les ans	Niveau de maintenance
Nettoyer les ailettes des échangeurs (évaporateur et condenseur) avec un compresseur à air ou un kacher			·		2
Mesurer les valeurs des intensités de courant aux bornes de chaque moteur à l'aide d'une pince ampéremétrique et comparer à la valeur affichée	·				2
Vérifier la tension d'alimentation du réseau	·				2
Nettoyer les filtres à air	·				1
Mesurer la valeur de la capacité du condensateur et la comparer à la valeur affichée		·			2
Vérifier les aubes de la turbine			·		2
Mesurer la pression de condensation, la pression d'évaporation et évaluer le taux de compression	·				2
Test de la carte électronique par la vérification de l'état des sondes		·			2
Mesurer la surchauffe et le sous refroidissement et la comparer à la valeur normale			·		2
Purge du tuyau d'évacuation des condensats			·		2
Dépoussiérage	·				1

77

3.6.3 AMDEC Machine

Date de l'analyse : 30/05/2014	Système : mini centrale de climatisation du LATE Sous système : groupe de condensation et réseau de tuyauterie
Eléments	fonction	Mode de défaillance	Cause de la défaillance	Effet de la défaillance	détection	Criticité				Action correctives
						F	G	N	C
Moto compresseur	Aspire les vapeurs froides venant de l'évaporateur, les comprimes et les refoule a haute température et à haute pression	Pas de rotation	Moteur hors service	Arrêt de la machine	Multimètre Visuel audition	1	3	3	9	Remplacer le moteur
			Absence de commande	Arrêt du compresseur		1	1	2	2	Revoir le câblage électrique
			Pas d'alimentation
		Pas de rendement	Usure des pièces mécanique	Baisse anormale de la HP augmentation anormale BP	Manomètre	1	2	3	6	Remplacer le moteur
Condenseur	Liquéfie les gaz surchauffés venant du compresseur	encrassé	Ailettes sales ou froissés	SR faible HP élevé	Thermomètre Manomètre	2	1	2	4	Nettoyer le condenseur

78

Moteur condenseur		Assure le refroidissement du condenseur par ventilation	Pas de rotation	Pas d'alimentation	Baisse de la production frigorifique	Multimètre	1	1	3	3	Replacer capacité
				Moteur hors service		visuel	1	2	1	2	Remplacer le moteur
			Rotation faible	Condensateur défectueux	SR faible HP élevé	visuel	1	2	2	4
Filtre déshydrateur		Absorbe les impuretés et l'humidité contenue dans le circuit fluidique	Obstrué Adsorbant saturé	Excès d'impuretés et d'humidité dans le circuit	BP faible SC élevé SR très bon	Test	1	1	3	3	Remplacer l'élément
Isolant amaflex		Isole thermiquement la conduite d'aspiration	Effrité	Environnement	Augmentation anormale de SC	Visuel	1	1	2	2	Changer l'amaflex
tuyauteries		Circulation du fluide frigorigène	fuites	Inétanchéité	BP faible HP faible SC élevé	Mousse de savon	1	2	3	6	Vidanger, Colmaté et Recharger

79

Date de
l'analyse :

30/05/2014	Système : mini centrale de climatisation du LATE Sous système : caisson de traitement d'air et gaine de distribution d'air
Elément	Fonction	Mode de défaillance	Cause de la défaillance	Effet de la défaillance	détection	criticité				Actions corrective
						F	G	N	C
Filtre à air	Elimine les impuretés physiques contenues dans l'air	Pas de filtrage	Percé	Mauvaise qualité de l'air traitée	visuel	1	1	1	1	remplacer si percé
			Boucher	Baisse du débit d'air dans la gaine Arrêt du groupe (par la sonde antigel)	visuel	2	1	1	2	Nettoyer les filtres
Moteur du ventilateur	Entraine le ventilateur (turbine)	Ne démarre pas	Moteur défectueux Relais thermiquela déclenché	Air non brassé dans la salle et givrage de batterie froide	Auditif Visuel Emploi d'un multimètre	1	4	1	4	Remplacer le moteur Réarmer le relais

80

Ventilateur ou turbine	Assure la circulation de l'air du caisson de traitement vers les locaux via le réseau de gaine	Mauvaise rotation	Courroie défectueuse	Mauvaise circulation de l'air dans le réseau	Emploi d'un débitmètre ou un anémomètre	1	1	3	3	remplacer la courroie
Batterie froide	Assure le refroidissement et la déshumidification de l'air filtré	encrassé	Ailettes sales ou froissés	SC faible Arrêt du groupe (par la sonde antigel)	visuel thermomètre	1	1	2	2	Dégivrer Nettoyer Redresser les ailettes
Détendeur capillaire	Chute la pression du fluide frigorigène admis à l'évaporateur	Mauvais fonctionnement	bouché	BP faible SC élevé Bon SR	manomètre	1	1	3		purge du circuit fluidique
Revêtement métallique de la gaine	Enveloppe l'isolant sur le réseau aéraulique	percé	Facteur environnementaux	Perte d'isolant	Visuel	1	1	1	1	Enveloppé les parties ouvertes

81

Date de l'analyse : 30/05/2014	Système : mini centrale de climatisation du LATE Sous système : circuit électrique
élément	Fonction	Mode de défaillance	Cause de la défaillance	Effet de la défaillance	détection	criticité				Action corrective
						F	G	N	C
Disjoncteur magnétothermique	Protège toute l'installation contre les courts-circuits et les surcharges	Usure des contacts ou hors service	Court-circuit brulure	Arrêt de l'installation	visuel	1	3	2	6	Remplacer
Contacteurs	Commande automatique et à distance du circuit	Usure des contacts ou rupture du bobinage	Vieillissement et surtension	Arrêt de l'installation, échauffement excessif	visuel	1	3	2	6	Remplacer
Relais thermiques	Protège partiellement chaque moteur contre les surcharges dues aux surintensités	Mauvais déclenchement	Bilame usées	Arrêt du moteur protégé	Emploi d'un multimètre	2	2	3	12	Serrer les poles
Conducteurs et câbles	Transport d'énergie électrique	Coupure ou brulure	Surintensité Court-circuit Echauffement	Arrêt partiel ou total de l'installation	Visuel Multimètre	1	2	2	4	Remplacer le câble ou le conducteur
Bouton poussoir marche et arrêt	Mise en marche et arrêt de l'installation	Hors service	Rupture des contacts Ressort coincé	Fonctionnement continue ou arrêt total	Manuel Multimètre	2	2	2	8	Changer

82

Carte électronique	Régule l'installation	Sondes défectueuses	vieillissement	Arrêt ou marche continue du groupe	Multimètre	1	1	3	3	Remplacement de la carte
		fusible	Court-circuit	Arrêt du groupe	Visuel	1	1	2	2
		Brulure d'un composant électronique	surtension	Arrêt du groupe	Visuel	2	1	2	4
condensateur	Augmentation du couple de démarrage du moto ventilateur	coule	vieillissement	Rotation faible	Visuel Capacimètre	1	1	2	2	Changer le condensateur

NB : Pour toutes les actions préventives sus cités une maintenance de niveaux 2 ou 3 est conseillée c'est-à-dire effectué par un personnel ou technicien qualifié.

83

TABLEAU DE CRITICITE

84

3.7 CONCLUSION

Notre objectif à la fin de la réhabilitation était d'avoir une température ambiante de 26°C et une humidité relative de 51,3%. Ce qui a été quasiment réalisé, puisqu'après des essais de sept heures de fonctionnement, nous avons noté une température moyenne de 26,1°C et une humidité relative de 58,2%. Les températures moyennes de soufflage et de reprise sont respectivement de 19,4 et 26,3°C. Pour que l'installation frigorifique conserve donc son fonctionnement optimal, il faudrait que les

plans de maintenance soient respectés.

85

CONCLUSION GÉNÉRALE

Au terme de cette démarche, relative à notre projet de mémoire, dont le but était de recréer des conditions de confort dans le Laboratoire de Thermique et Environnement, en réhabilitant la centrale qui s'y trouve. Nous sommes partis des généralités sur la climatisation dans lesquelles nous avons développé la notion de climatisation, présenté les systèmes de climatisation, les composants des appareils de traitement d'air et ceux d'un réseau aéraulique. Nous sommes passés par le dimensionnement du système de climatisation en élaborant le cahier de charges de la centrale et en dressant le bilan thermique du milieu qui conférait une puissance frigorifique de 16 234W et une puissance absorbée au compresseur de 5 CV. Nous sommes donc arrivés à la réhabilitation et à l'expérimentation qui consistait en la mise en service de l'installation (pose du groupe de condensation, raccordements fluidique et électrique, rembobinage du ventilateur de soufflage, colmatage de la batterie froide et du diffuseur dans le bureau...) après quoi, nous avons relevé quelques valeurs moyennes telles que la température intérieure (26,7 ^oC) et l'humidité relative (58,26 %). Nous avons proposé un plan de maintenance de l'installation afin d'augmenter son espérance de vie avec le même rendement. Dans le but de permettre à la centrale d'assurer pleinement son rôle en effectuant un traitement de l'air, on pourrait rendre fonctionnelle dans l'avenir la batterie chaude et le laveur d'air.

86

Références bibliographiques

111 ALTHOUSE ANDREW D. et al. (2004), Modern refrigeration and air conditioning, 9^ème edition, 1211pages.

121 DESMONS Jean, (2009) Aide mémoire génie climatique, 2^nde édition, Dunod, Paris, 418pages.

131 GUEYE Cheick Ahmed Tidiane et Abdoulaye WADE, (1999) Etude comparative des différents systèmes de climatisation en zone tropicale. Bilans énergétique, économique et environnemental. Projet de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur de conception, Ecole polytechnique de THIES, 72 pages

141 KEMAJOU Alexis, (2007), De l'initiation à la maitrise de la climatisation et du conditionnement de l'air, MASSEU, 387 pages.

151 KUETE Martin et al, (1993), Nouvelle géographie 3^ème, EDICEF, 207 pages

161 LENYO CHRETIEN, NDONDOKI BEME, HEUTCHOU KUITEUL, (2011) Contribution à l'amélioration de la mini centrale de traitement d'air du laboratoire de thermique et environnement de l'ENSET de Douala, mémoire de fin d'études du premier cycle, ENSET de Douala, non publié, 76 pages.

171 NDOUTOUM Jean-Pierre et al, Efficacité énergétique de la climatisation en région tropicale, tome 1, Institut de l'énergie et de l'environnement de la Francophonie, 170 pages.

181 P. Dal Zotto et al , (2000) Mémotech génie énergétique, 596pages

191 SEMPORE Jean Francis, (2009), Production du froid : cours de techniques frigorifiques, polycopié de l'institut international d'ingénierie de l'eau et de l'environnement de Ouagadougou. 219 pages

1101 SHAN K WANG, handbook of air conditionning and refrigeration, 2^nd edition, 1401 pages

1111 WWW.dimclim.fr/air-humide, le lundi 03 mars 2014 à 16h53

87

Annexes

Annexe 1 : coefficient de transmission à travers les parois

Types de parois	Type d'enduits		Epaisseurs (cm)
Parpaings creux (agglomérés creux)			10	15	20
	Aucun		2,80	2,65	2,43
	Enduit extérieur et intérieur au béton		2,37	2,20	2,09
	Plâtre ou carreaux		2,55	2,38	2,26
	Lattes de bois		1,69	1,64	1,59
	Panneaux isolants		1,30	1,24	1,18
Béton coulé	aucun		1,75	1,41	1,18
	Enduit extérieur et intérieur au béton		1,69	1,36	1,14
	Plâtre ou carreaux		1,59	1,30	1,08
	Lattes de bois		1,24	1,02	0,84
	Panneaux isolants		1,02	0,90	0,79
Briquettes de terre			11	22	33
	aucun		3,25	2,20	1,62
	Enduit extérieur et intérieur au béton		3,10	2,50	1,80
	Plâtre ou carreaux		2,90	2,10	1,50
Portes en bois		2,5	3,2	3,8	4,4
	Châssis simple	3,94	3,36	3,00	2,90
	Châssis double	1,97	1,86	1,94	1,74
Toitures	Tuiles-ardoises- Fibrociment	Sans solivage		5,80
		Avec solivage		4,06
	Tôle galvanisée ondulée	Sans solivage		9,28
		Avec solivage		4,64
Vitrage simple	Châssis en bois			5,0
	Châssis métallique			5,8
Vitrage double	Avec lame d'air de 6mm	Châssis en bois		3,3
		Châssis métallique		4,0
	Avec lame d'air de 8mm	Châssis en bois		3,1
		Châssis métallique		3,9
	Avec lame d'air de 10mm	Châssis en bois		3,0
		Châssis métallique		3,8

88

Annexe 2 : différences de températures entre les faces des parois

Types de parois	?è [ ^oC ]
Murs extérieurs ensoleillés	?0 = 0e - 0i
Murs en contact avec les locaux non conditionnés	?0 = 0e - 0i -3
Plafond sous comble ventilé	?0 = 0e - 0i +3
Plafond sous comble non ventilé	?0 = 0e - 0i +12
Plancher sur terre pleine	?0 = 20^oC - 0i
Mur en contact avec la cuisine	?0 = 0e - 0i +18

Annexe 3 : coefficient d'absorption pour mur et fenêtres

Couleur et nature de la surface		á
Surfaces très claires	Pierre blanche - surface blanche, claire ou crème ciment très claire	0,4
Surfaces foncées	Fibrociment - bois non peint - pierre brune - brique rouge - ciment foncé - staff rouge, vert ou gris	0,7
Surfaces très foncées	Toitures en ardoises foncées - cartons bitumés très sombres	0,9
Verres (fenêtres ou lanterneaux)	Vitrage simple	1
	Vitrage double	0,9
	Vitrage triple	0,8

Annexe 4 : Facteur de rayonnement solaire

K coefficient de transmission thermique de la paroi considérée [W/m^2oC]	F coefficient du rayonnement solaire
0	0
1	0,05
2	0,1
3	0,15
4	0,20

N.B : interpoler pour des coefficients intermédiaires

89

Annexe 5 : Chaleur dégagée par personne

Activité	Application	Température ambiante [^oC]						Emission thermique totale [W]
		25^oC		26^oC		27^oC
		Chaleur sensible [W]	Chaleur latente [W]	Chaleur sensible [W]	Chaleur latente [W]	Chaleur sensible [W]	Chaleur latente [W]
Assis au repos	Ecole, théâtre	65	37	62	40	60	42	102
Travail léger	Bureau, hôtel, appartement	67	49	63	59	56	60	116
Debout, marche lente	Magasin, boutique	68	63	63	68	57	74	131
Repas	Restaurant	77	84	71	90	64	97	161
Travail facile	Atelier	80	140	72	148	67	153	220
Danse	Boite de nuit	88	161	80	169	75	174	249
Travail difficile	Usine	149	277	142	284	136	200	246

Annexe 6 : rayonnement solaire sur les murs et les vitres

Heu	Hor	N		S		E		O		N-E		N-O		S-E		S-O
		m	v	m	v	m	v	m	v	m	v	m	v	m	v	m	v
7	111	62	53	64	55	71	61	62	53	70	60	62	53	66	57	62	53
8	263	131	113	146	126	176	152	131	113	173	149	131	113	153	131	131	113
9	385	186	160	212	182	249	214	186	160	249	214	186	160	211	182	186	160
10	500	223	191	269	232	298	257	223	191	309	266	223	191	243	209	223	191
11	625	258	222	330	284	317	273	258	222	351	302	268	230	258	222	258	222
12	686	272	234	359	309	272	234	272	234	333	287	333	287	272	234	272	234
13	686	256	220	352	303	256	220	335	288	268	231	380	326	256	220	256	220
14	563	216	186	290	249	216	186	335	288	216	186	352	303	216	186	249	214
15	395	186	143	207	178	166	143	264	227	166	143	265	228	166	143	206	177
16	201	150	129	134	115	150	129	100	86	150	129	103	89	150	129	126	109
17	54	31	27	32	27	31	27	33	29	31	27	33	28	31	27	32	28

90

Annexe 7 : densité d'occupation selon la désignation des locaux

Désignation des locaux	Débit minimum d'air neuf sans fumeur [m^3/h/personne]	Débit minimum d'air neuf avec fumeur [m^3/h/personne]	Densité d'occupation [personne/m^2]
Locaux d'enseignement	15 - 18	25	0,67
Dortoirs, chambres collectives	18	25	0,25
Bureaux et locaux assimilés	18	25	0,10
Salles de réunion, spectacle	18	30	0,31
Boutique, supermarché	22	30	0,08
Cafés, bars, restaurant...	22	30	0,50
Locaux à usage sportif	18	30	0,80

Annexe 8 : détermination de la puissance absorbée et du coefficient de performance

-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Dry bulb temperature (°C)

Annexe 9 : diagramme de l'air humide

Absolute humidity (kg/kg)

Relative humidity (%) 100

150

140

90

80

70

60

50

40

30

130

120

110

100

20

90

80

70

60

50

10

40

30

20

10

0

Enthalpy (kJ/kg) -20

-10

0,0450

0,0400

0,0350

0,0300

0,0250

0,0200

0,0150

0,0100

0,0050

91

0,0000

92