La création de l`air climatisé par le refroidissement par la évaporation est un processus tout à fait naturel dans lequel l’eau est utilisée comme moyen de refroidissement et la chaleur est efficacement dissipée dans l’atmosphère. Des lois simples sont utilisées – lorsqu’un liquide s’évapore, de la chaleur est absorbée ou du froid est libéré. L`efficacité d’évaporation augmente avec l’augmentation de la vitesse de l’air, ce qui assure une circulation forcée du ventilateur.
La température de l’air sec peut être considérablement abaissée par le changement de phase de l’eau liquide en vapeur, et ce processus nécessite beaucoup moins d’énergie que le refroidissement par compression. Dans les climats très secs, le clim a eau présente également l’avantage que, lorsqu’il est climatisé, ce système augmente l’humidité de l’air, ce qui crée plus de confort pour les personnes présentes dans la pièce. Cependant, contrairement à la réfrigération à compression de vapeur, elle nécessite une source constante d’eau et, pendant son fonctionnement, elle en consomme constamment.
Types de refroidissement par évaporation
On distingue le refroidissement par air par évaporation direct, oblique et à deux étages (direct et indirect). Le refroidissement direct par évaporation de l’air est basé sur le processus isenthalpie et est utilisé dans les climatiseurs pendant la saison froide; cela n’est possible par temps chaud que s’il n’y a pas ou peu de dégagement d’humidité dans la pièce et une faible teneur en humidité de l’air extérieur. Le contournement de la chambre de pulvérisation élargit quelque peu les limites de son application.
Le refroidissement indirect par évaporation de l’air est effectué dans des refroidisseurs d’air de surface. Un appareil de contact auxiliaire (tour de refroidissement) est utilisé pour refroidir l’eau circulant dans l’échangeur de chaleur de surface. Pour le refroidissement indirect par évaporation de l’air, il est possible d’utiliser des appareils de type combiné, dans lesquels l’échangeur de chaleur remplit simultanément deux fonctions – le chauffage et le refroidissement. De tels dispositifs sont similaires aux échangeurs de chaleur à récupération d’air.
Dans le refroidissement de l’air par évaporation à deux étages, un refroidissement séquentiel de l’air par évaporation indirecte et directe dans le climatiseur est utilisé. Dans le même temps, l’installation de refroidissement par évaporation indirecte de l’air est complétée par une chambre de buses d’irrigation fonctionnant en mode de refroidissement par évaporation directe. Les chambres de buses de pulvérisation typiques sont utilisées dans les systèmes de refroidissement d’air par évaporation comme des tours de refroidissement.
Le refroidissement par évaporation directe (cycle ouvert) est utilisé pour réduire la température de l’air en utilisant la chaleur spécifique d’évaporation, en changeant l’état liquide de l’eau en un état gazeux. Dans ce processus, l’énergie dans l’air ne change pas. L’air chaud et sec est remplacé par de l’air frais et humide. La chaleur de l’air extérieur est utilisée pour évaporer l’eau.
Le refroidissement par évaporation indirecte (cycle fermé) est un processus similaire au refroidissement par évaporation directe, mais utilisant un certain type d’échangeur de chaleur. Dans ce cas, l’air humide et refroidi n’entre pas en contact avec l’environnement conditionné.
Destination
Lors de la conception d’un système de ventilation à alimentation centrale, il est possible d’équiper la prise d’air d’une section d’évaporation et ainsi de réduire considérablement le coût du refroidissement de l’air pendant la saison chaude.
Pendant les périodes froides et transitoires de l’année, lorsque l’air est chauffé par les radiateurs d’alimentation des systèmes de ventilation ou l’air intérieur par les systèmes de chauffage, l’air se réchauffe et sa capacité physique à s’assimiler (absorber) l`humidité en lui-même augmente avec une augmentation de la température. Ou, plus la température de l’air est élevée, plus il peut assimiler d’humidité.
Le refroidissement par évaporation de l’air s’accompagne d’un dégagement d’humidité ou d’une augmentation de l’humidité de l’air, jusqu’à une saturation élevée de l’humidité de l’air de 60 à 70 %.
Avantages
La quantité d’évaporation et donc de transfert de chaleur dépend de la température extérieure du bulbe humide qui, surtout en été, est bien inférieure à la température équivalente du bulbe sec.
Étant donné que l’évaporation élimine beaucoup plus de chaleur que le transfert de chaleur sensible standard, le transfert de chaleur utilise quatre fois moins d’air que les méthodes de refroidissement par air conventionnelles, ce qui permet d’économiser une quantité importante d’énergie.
