1. Connaissances de base en climatisation centrale
1. Qu'est-ce qu'un réfrigérant et quel est son principe de fonctionnement ?
Dans un réfrigérateur effectuant un cycle frigorifique, le fluide frigorigène assure le transfert de chaleur entre l'objet à refroidir et le milieu ambiant, puis transfère la chaleur de l'objet à refroidir vers le milieu ambiant. Son principe de fonctionnement repose sur l'absorption de la chaleur du fluide frigorigène par l'évaporateur, suivie de son évaporation.
2. Qu'est-ce qu'un fluide frigorigène secondaire et quel est son principe de fonctionnement ?
Le fluide frigorigène est le fluide qui transmet la puissance frigorifique de l'appareil au fluide à refroidir. Par exemple, l'eau glacée utilisée dans la climatisation est refroidie dans l'évaporateur puis transportée sur de longues distances pour refroidir les objets à refroidir.
3. Qu'est-ce que la chaleur sensible ?
La chaleur qui provoque une variation de température sans modifier l'état d'une substance est appelée chaleur sensible. Les variations de chaleur sensible peuvent être mesurées à l'aide d'instruments de mesure de température.
4. Qu'est-ce que la chaleur latente ?
La chaleur qui provoque un changement d'état (ou transition de phase) sans modifier la température de la substance est appelée chaleur latente. Les variations de chaleur latente ne peuvent être mesurées avec des instruments de mesure de température.
5. Que sont la pression dynamique, la pression statique et la pression totale ?
Lors du choix d'un climatiseur ou d'un ventilateur, on rencontre souvent les trois concepts de pression statique, de pression dynamique et de pression totale.
Pression statique (Pi) : La pression générée par l’impact des molécules d’air sur la paroi d’une conduite, dû à leur mouvement irrégulier, est appelée pression statique. Lors du calcul, on utilise le vide absolu comme point zéro pour obtenir la pression statique absolue. La pression statique utilisée par rapport à la pression atmosphérique est appelée pression statique relative. La pression statique de l’air dans un climatiseur correspond à la pression statique relative. La pression statique est positive lorsqu’elle est supérieure à la pression atmosphérique et négative lorsqu’elle est inférieure.
Pression dynamique (Pb) : elle désigne la pression générée par la circulation de l’air. Tant que l’air circule dans la conduite, une certaine pression dynamique, toujours positive, est présente.
Pression totale (Pq) : La pression totale est la somme algébrique de la pression statique et de la pression dynamique : Pq = Pi + Pb. Elle représente l’énergie totale contenue dans 1 m³ de gaz. Si la pression atmosphérique est utilisée comme point de départ du calcul, elle peut être positive ou négative.
2. Classification des climatiseurs
1. En fonction de leur usage, en quels types de climatiseurs peut-on les diviser ?
Climatiseur confortable : nécessite une température adaptée, un environnement confortable, aucune exigence stricte en matière de précision de réglage de la température et de l’humidité, utilisé dans les logements, les bureaux, les théâtres, les centres commerciaux, les gymnases, les automobiles, les navires, les avions, etc.
Climatiseur industriel : Il doit répondre à certaines exigences en matière de précision de réglage de la température, ainsi qu’à des exigences encore plus élevées en matière de pureté de l’air. Utilisé dans les ateliers de production d’appareils électroniques, les ateliers de fabrication d’instruments de précision, les salles informatiques, les laboratoires de biologie, etc.
2. Selon la méthode de traitement de l'air, en quels types peut-on le diviser ?
Climatisation centralisée : L’équipement de traitement de l’air est regroupé dans une salle blanche, et l’air traité est distribué dans chaque pièce par un réseau de gaines. Ce système convient aux grands espaces, aux pièces nombreuses et aux conditions de chaleur et d’humidité relativement homogènes d’une pièce à l’autre.
Climatisation semi-centralisée : Système de climatisation combinant une unité centrale et des unités terminales de traitement de l’air. Ce système, relativement complexe, permet une grande précision de réglage et convient aux ateliers et laboratoires exigeant une haute précision de la qualité de l’air.
Climatisation partielle : chaque pièce dispose de son propre système de climatisation, comme un climatiseur split. Il peut également s’agir d’un système composé de climatiseurs à ventilo-convecteurs avec un réseau de canalisations alimentant en eau chaude et froide, permettant à chaque pièce de régler sa propre température selon ses besoins.
3. En fonction de la capacité de refroidissement, en quels types peut-on la diviser ?
Unités de climatisation à grande échelle : telles que les unités de climatisation horizontales à sprinklers, les unités de climatisation à refroidissement de surface, utilisées dans les grands ateliers, les cinémas, etc.
Unités de climatisation de taille moyenne : telles que les refroidisseurs d’eau et les climatiseurs d’armoire, etc., utilisées dans les petits ateliers, les salles informatiques, les salles de conférence, les restaurants, etc.
Petits climatiseurs : climatiseurs de type split pour bureaux, maisons, maisons d’hôtes, etc.
4. En fonction du volume d'air frais, en quels types de climatiseurs peut-on diviser ?
Système à passage unique : l’air traité est de l’air frais, qui est envoyé dans chaque pièce pour un échange de chaleur et d’humidité, puis rejeté à l’extérieur, sans conduits de retour d’air.
Système fermé : système dans lequel tout l’air traité par le système de climatisation est recyclé et aucun air frais n’est ajouté.
Système hybride : L'air traité par le climatiseur est un mélange d'air de retour et d'air frais.
5. Classés selon la vitesse d'alimentation en air ?
Système à grande vitesse : la vitesse du vent dans le conduit d'air principal est de 20 à 30 m/s.
Système à basse vitesse : la vitesse du vent dans le conduit d'air principal est inférieure à 12 m/s.
3. Termes courants pour les climatiseurs
1. Capacité frigorifique nominale
La chaleur extraite de l'espace ou de la pièce par le climatiseur dans des conditions de refroidissement nominales par unité de temps est appelée capacité de refroidissement nominale.
2. Capacité de chauffage nominale
La chaleur dégagée par le climatiseur dans l'espace ou la pièce, dans des conditions de chauffage nominales, par unité de temps.
3. Coefficient d'efficacité énergétique (EER)
La capacité de refroidissement par unité de puissance absorbée par le moteur. Elle reflète le rapport entre la capacité de refroidissement du climatiseur et la puissance frigorifique en fonctionnement, et son unité est le W/W.
4. Paramètre de performance (COP)
Le paramètre de performance COP du compresseur frigorifique, c'est-à-dire : la capacité de refroidissement par unité de puissance à l'arbre.
5. Unités de mesure et conversions courantes en climatisation :
Un kilowatt (KW) = 860 calories (Kcal/h).
Une grande calorie (Kcal/h) = 1,163 watts (w).
1 tonne de réfrigération (USRT) = 3024 kcal (Kcal/h).
1 tonne de réfrigération (USRT) = 3517 watts (W).
4. Climatiseurs courants
1. Refroidisseur à eau
Le refroidisseur à eau fait partie du groupe frigorifique d'un système de climatisation centralisé. Son fluide frigorigène est l'eau, d'où son nom. Le refroidissement du condenseur est assuré par échange thermique avec de l'eau à température ambiante. C'est pourquoi on l'appelle un groupe frigorifique à eau. À l'inverse, un groupe frigorifique à air assure le refroidissement de son condenseur par ventilation forcée et échange thermique avec l'air extérieur.
2. Système VRV
Le système VRV est un système à débit de réfrigérant variable. Il se compose d'un ensemble d'unités extérieures, elles-mêmes constituées d'unités fonctionnelles, d'unités à vitesse constante et de convertisseurs de fréquence. Le raccordement en parallèle des unités extérieures permet de concentrer les canalisations frigorifiques en un seul réseau, facilement adaptable à la puissance de l'unité intérieure.
Il est possible de connecter jusqu'à 30 unités intérieures à un groupe d'unités intérieures, et la capacité de l'unité intérieure peut être ajustée entre 50 % et 130 % de la capacité de l'unité extérieure.
3. Machine modulaire
Développée sur la base du système VRV, cette machine modulaire remplace le circuit traditionnel de fluide frigorigène par un système à eau, fusionne les unités intérieure et extérieure en un seul groupe frigorifique et transforme l'unité intérieure en ventilo-convecteur. Le processus de réfrigération est assuré par l'échange thermique de l'eau réfrigérante. Cette machine modulaire doit son nom à sa capacité à adapter automatiquement le nombre d'unités en fonction des besoins en refroidissement et à permettre une combinaison flexible.
4. Refroidisseur à piston
Le refroidisseur à piston est un groupe frigorifique intégré, spécialement conçu pour la climatisation. Il regroupe de manière compacte le compresseur frigorifique à piston, les équipements auxiliaires et les accessoires nécessaires au cycle frigorifique. La puissance frigorifique des refroidisseurs à piston autonomes varie de 60 à 900 kW, ce qui les rend adaptés aux projets de petite et moyenne envergure.
5. Refroidisseur à vis
Les refroidisseurs à vis sont des équipements frigorifiques de grande et moyenne puissance fournissant de l'eau glacée. Ils sont fréquemment utilisés pour la climatisation dans la recherche en défense nationale, le développement énergétique, les transports, l'hôtellerie, la restauration, l'industrie légère, le textile et d'autres secteurs, ainsi que pour la production d'eau glacée dans les projets hydrauliques et de production d'énergie électrique. Un refroidisseur à vis est un système frigorifique complet composé d'un compresseur à vis, d'un condenseur, d'un évaporateur, de composants de contrôle automatique et d'instruments de mesure. Grâce à sa structure compacte, ses dimensions réduites, son poids léger, son faible encombrement, sa facilité d'utilisation et d'entretien, et sa grande stabilité, il est largement utilisé. Sa puissance frigorifique unitaire varie de 150 à 2 200 kW, ce qui le rend adapté aux projets de moyenne et grande envergure.
6. Refroidisseur centrifuge
Le refroidisseur centrifuge est un système complet composé de compresseurs frigorifiques centrifuges, d'évaporateurs, de condenseurs, de régulateurs de pression et de compteurs électriques. Sa puissance frigorifique varie de 700 à 4 200 kW. Il convient aux projets de grande et très grande envergure.
7. Refroidisseur à absorption de bromure de lithium
Le refroidisseur à absorption au bromure de lithium utilise l'énergie thermique comme source d'énergie, l'eau comme fluide frigorigène et une solution de bromure de lithium comme absorbant pour produire de l'eau réfrigérante à une température supérieure à 0 °C. Cette eau peut servir de source de froid pour la climatisation ou les procédés de production. Il existe trois types de générateurs courants : à combustion directe, à vapeur et à eau chaude. La puissance frigorifique varie de 230 à 5 800 kW, ce qui convient aux projets de moyenne, grande et très grande envergure.
5. Classification des unités de climatisation centrales
L'unité centrale de climatisation est l'élément principal du système de climatisation centralisée. Le choix judicieux des unités est primordial pour un projet de climatisation centralisée. En fonction du mode de réfrigération et de la structure des unités à eau froide (chaude), on distingue les types suivants.
Date de publication : 6 février 2023
