Etude et conception d'un systeme de climatisation utilisant le rayonnement solaire

I.1.3.2. Installation de climatisation par dessiccation

Roue déshumidificatrice

Roue échangeur thermique

Humidification

Air chaud et humide

Eau chaude

Eau chaude

6

7

8

9

10

La figure 8 illustre le schéma d'une installation de climatisation par dessiccation

Figure 8 : Schéma d'une installation de climatisation par dessiccation.

Les systèmes à dessiccation sont des systèmes ouverts utilisant l'eau, en contact direct avec l'air comme réfrigérant.

Le rafraîchissement par dessiccation a pour principe de déshumidifier l'air au travers d'une roue à dessiccation pour pouvoir le refroidir en suite par ré humidification. Le passage de l'air au sein de la roue deshumidificatrice induit une hausse de température sèche. C'est pourquoi cet air est d'abord refroidi dans un échangeur de chaleur avant de passer dans un humidificateur. Le matériau absorbant est régénéré par l'air repris préalablement, chauffé à des températures de l'ordre de 50 à 100°c (Cf. guide de climatisation) suivant le matériau et la puissance de déshumidification requise .Nous estimons que cette technique entre dans la catégorie faible consommation lorsqu'une source de chaleur gratuite est disponible (en occurrence le soleil).

Le rafraîchissement par évaporation repose sur la chaleur latente de vaporisation de l'eau pour réduire la température sèche de l'air. Elle consiste à humidifier l'air repris du local puis à le faire passer dans un échangeur afin de refroidir l'air de soufflage.

· Rafraîchissement

Le procédé de base permettant le conditionnement d'air est le suivant:

L'air entrant, chaud et humide, traverse une roue à dessiccation en rotation lente,et est donc déshumidifié(1-2). L'air étant réchauffé par le phénomène d'adsorption, un premier refroidissement est obtenu au travers d'un échangeur thermique (2-3). L'air est ensuite humidifié,et donc refroidi dans un humidificateur(3-4),permettant d'ajuster le niveau d'humidité et de température souhaité pour l'air neuf .L' air repris dans la pièce est humidifié pratiquement jusqu'au point de saturation(6-7),pour bénéficier au maximum du potentiel de refroidissement dans l'échangeur thermique(7-8). Enfin,la roue à dessiccation doit être régénérée(9-10),en utilisant de la chaleur à un niveau de température relativement faible(50 à 70°c),permettant ainsi de poursuivre le processus continu de déshumidification.

· Chauffage

Lorsque les besoins de chauffage sont plus importants, l'énergie solaire, et le cas échéant, une énergie d'appoint sont utilisées.

· Régime d'été

En période de fort ensoleillement, la température sèche et le degré hygrométrique à l'intérieur du local sont élevés. D'où pour rendre les conditions confortables, il faudra refroidir et déshumidifier.

Représentons cela sur le diagramme (h, x):

.h1

1

2

3

4

T4

.h4

T1

.ö =1

.ö4

.ö1

.x4

.x1

Figure 9 : Diagramme psychrométrique.

Le point 1 représente l'état initial, où nous avons au sein du local t1 et ö₁, respectivement la température et le degré hygrométrique internes. Le point 4 fait état des conditions optimales de confort.

On a donc t4< t1 et ö₄ <ö₁.

Nous aurons donc au sein de l'installation de climatisation 3 appareils dont:

· Le refroidisseur R1 (1-2);

· Le déshumidificateur D (2-3);

· Le réchauffeur R 2 (3-4);

La figure 10 fait état d'une installation de climatisation à trois appareils.

4

1

2

3

R1

D

R2

Figure 10 : Installation de climatisation par dessiccation

Le réchauffeur sera de ce fait alimenté par une source de chaleur provenant des capteurs solaires.