Le contenu de l'air
L'air de notre atmosphère est principalement composé de deux gaz : l'azote (78 %) et l'oxygène (21 %). Il ne reste donc que 1 % pour tous les autres gaz présents dans l'air.
En fait, les propriétés de l'air diffèrent considérablement selon l'endroit où l'on se trouve dans le monde. Ainsi, l'air du Sahara est très sec, alors qu'il est beaucoup plus humide dans la forêt amazonienne. De même, la pression atmosphérique varie considérablement en fonction de l'altitude, la distance verticale entre le niveau de la mer et le sommet du mont Everest (le point le plus élevé de la planète) étant de 8 848 mètres, soit environ 5½ milles.
Le taux de dioxyde de carbone (CO2) est un paramètre important de la qualité de l'air. Le niveau moyen de CO2 est d'environ 360 parties par million (ppm), bien que cette valeur augmente en raison de la pollution et de l'effet de serre.
De bons systèmes de ventilation réduiront les niveaux de CO2 à l'intérieur - l'Organisation mondiale de la santé recommande qu'ils soient inférieurs à 1 000 ppm. Lorsque le niveau atteint 1 500 ppm, l'air ne sent plus la fraîcheur et les personnes qui le respirent commencent à se sentir léthargiques.
Il existe une « condition standard » de l'air qui est utilisée pour comparer les produits de ventilation. Il s'agit d'une densité de 1,2 kg/m3, à 20°C et à une pression atmosphérique de 1013 milliBbar.
Humidité de l'air
La quantité d'humidité dans l'air est une propriété importante de celui-ci et peut être mesurée de plusieurs manières.
La première est le thermomètre à bulbe humide. Lorsque vous enroulez un tissu imbibé d'eau autour du bulbe d'un thermomètre, la température baisse en raison de l'énergie nécessaire à l'évaporation de l'eau contenue dans le tissu. Plus l'air est sec, plus l'eau peut s'évaporer et plus la température diminue.
La baisse de température est appelée température du thermomètre mouillé ; elle peut être utilisée comme mesure de l'humidité de l'air et peut être introduite dans un diagramme de Mollier (une représentation graphique des propriétés thermodynamiques de l'air, dans le cas présent).
La deuxième façon d'exprimer l'humidité de l'air est l'humidité absolue, qui est exactement ce que son nom suggère : la teneur absolue en eau de l'air, sans référence à la température ou à la pression. Elle est généralement exprimée en kilogrammes d'eau par kilogramme d'air, ou encore en grammes d'eau par kilogramme d'air.
Normalement, l'humidité absolue à l'intérieur est de l'ordre de 5 à 10 g par kg d'air ; dans une salle de bains, après une douche, elle peut atteindre 20 g/kg.
La troisième façon de décrire l'humidité de l'air est l'humidité relative. Comme son nom l'indique, il s'agit du rapport entre le maximum d'eau que l'air peut contenir (100 %) et la teneur réelle en eau à la température actuelle.
Point de rosée
L'air peut contenir plus d'eau à une température plus élevée qu'à une température plus basse, de sorte que si l'air saturé se refroidit, il produit du condensat (c'est ce qui se produit lorsque la fenêtre de la salle de bains devient humide en hiver, parce que l'air autour de la vitre froide est refroidi).
Le point de rosée est la température en dessous de laquelle la vapeur d'eau contenue dans un volume d'air humide (à pression barométrique constante) se condense en liquide - c'est pourquoi l'eau condensée formée sur une surface solide est appelée rosée.
Le point de rosée est la température de saturation de l'eau dans l'air. Ainsi, un air présentant une humidité relative élevée indique que le point de rosée est plus proche de la température actuelle ; lorsque l'humidité relative de l'air est de 100 %, le point de rosée est égal à la température actuelle (ce qui signifie qu'un refroidissement même minime provoquera de la condensation). De même, lorsque le point de rosée reste constant et que la température augmente, l'humidité relative diminue.
Enthalpie
L'enthalpie est une mesure de l'énergie totale d'un système thermodynamique. Elle comprend l'énergie initiale (l'énergie nécessaire pour créer le système) et la quantité d'énergie nécessaire pour lui faire de la place en déplaçant son environnement et en établissant son volume et sa pression.
L'air est un système thermodynamique de ce type ; l'enthalpie peut donc décrire l'énergie thermique présente dans l'air. Elle est normalement décrite en kiloJoules (kJ) par kilogramme d'air, mais peut également être décrite en kilocalories (kcal) par kilogramme d'air.
L'enthalpie de l'air sec à 0°C est de 0 kJ/kg.
Calcul de la puissance de refroidissement/chauffage
Le calcul de la puissance de refroidissement et de chauffage peut se faire de deux manières, l'une utilisant la température et l'autre l'enthalpie. L'utilisation de la différence de température pour calculer la puissance ne peut se faire que lorsqu'il n'y a pas de condensation dans le processus, car cette méthode ne calcule que la puissance sensible, et non la puissance latente.
La puissance sensible est la quantité de puissance qu'il faut ajouter à un objet pour augmenter sa température, ou la quantité de puissance qu'il faut retirer pour réduire sa température. La puissance latente, quant à elle, est la puissance nécessaire pour changer l'état d'un objet (de solide à liquide, ou de liquide à gaz, et vice-versa). La puissance totale est la somme de la puissance sensible et de la puissance latente.
Par conséquent, si la puissance sensible et la puissance latente font partie du calcul du collage, il est important d'utiliser la formule de l'enthalpie pour calculer la puissance totale ; pour calculer la puissance calorifique, vous pouvez utiliser l'une ou l'autre méthode, car elle donnera le même résultat.
L'utilisation de la différence de température pour calculer la puissance implique la formule suivante :
P = Δt * qv * ρt = (tB - tA) * qv * ρt
La formule de l'enthalpie est la suivante :
P = Δh * qv * ρt = (hB - hA) * qv * ρt
Dans les deux cas :
P Puissance de chauffage/refroidissement, kW
Δh Variation de l'enthalpie par kg d'air sec, kJ/kg
qv Débit d'air m3 d'air humide/s
ρt Densité en kg d'air sec/m3 d'air humide (environ 1,2 kg/m3)
Lire la deuxième partie ici : Quelles sont les propriétés de l'air ? Deuxième partie | FläktGroup (flaktgroup.com)
