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MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEURE ET UNIVERSITAIRE

UNIVERSITE KONGO B.P. 202

MBANZA-NGUNGU

 

 

 

 

 

 

 

FACULTE POLYTECHNIQUE

 

partement dElectromécanique

 

 

 

 

 

CONCEPTION DUN SYSTEME DE CLIMATISATION FONCTIONNANT AVEC UNE MACHINE FRIGORIFIQUE A EJECTEUR : APPLICATION AU PREMIER BATIMENT FACULTAIRE DE L’UNIVERSITE KONGO/MBANZA-NGUNGU

 

 

 

 

 

 

KIKANGA LUEMBA Vincent

 

 

 

 

 

MEMOIRE présen et défendu en vue de l’obtention du titre dIngénieur Civil Electromécanicien.

 

 

 

i

 
Diri par : Professeur SUMUNA TEMO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ANNEE-ACADEMIQUE 2017-2018


TABLE DES MATIERES

 

 

Résumé. .................................................................................................................................................. ii Liste des figures.................................................................................................................................... iii Liste des tableaux ................................................................................................................................. iv INTRODUCTION................................................................................................................................. 1

CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES SYSTEMES DE CONDITIONNEMENT DE LAIR

ET LA PRODUCTION DU FROID.................................................................................................... 3

 

I.1 LES SYSTEMES DE CONDITIONNEMENT DE LAIR .......................................................... 3

 

I.2 LA PRODUCTION DU FROID..................................................................................................... 8

 

CHAPITRE II : PRESENTATION DU SITE ET CAHIER DES CHARGES ............................. 12

 

II.1 PARAMETRES GEOMETRIQUES ......................................................................................... 12

 

II.2 PARAMETRES CLIMATIQUES.............................................................................................. 14

 

II.3 CHARGES DU BATIMENT ...................................................................................................... 20

 

CHAPITRE III : DIMENSIONNEMENT DE LA CENTRALE DE TRAITEMENT DE

LAIR(CTA) ET DU SYSTEME DE DISTRIBUTION DE LAIR ............................................... 31

 

III.1 DIMENSIONNEMENT DE LA CENTRALE DE TRAITEMENT DE L’AIR(CTA) ........ 31

 

III.2 DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME AERAULIQUE ...................................................... 46

 

CHAPITRE IV : DIMENSIONNEMENT DE LA MACHINE FRIGORIFIQUE A EJECTEUR

.............................................................................................................................................................. 68

 

IV .1 CARACTERISTIQUES ET PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT................................... 68

 

IV.2 ETUDE THERMODYNAMIQUE............................................................................................ 70

 

IV.3. DESIGN DE LA MACHINE (Cüneyt, 2015) .......................................................................... 74

 

CONCLUSION ................................................................................................................................... 78

 

BIBLIOGRAPHIE.............................................................................................................................. 79

 

ANNEXES .............................................................................................................................................. I


Résumé

L’objectif de ce mémoire est détudier et dimensionne un système de climatisation fonctionnant avec une machine frigorifique à éjecteur de vapeur deau, pour le premier bâtiment facultaire de Luniversité Kongo. Nous avons premièrement présenté les généralités sur la climatisation, les principaux systèmes de climatisation, ainsi que les systèmes de production du froid. Par la suite nous avons évalué les différents apports thermiques et hydriques du bâtiment. Ensuite une CTA et un système raulique pour acheminer l’air traité aux   locaux   climatisés,   e règle   ave les   charges maximales   du   bâtiment,   ont   été dimensionnés. Enfin une machine frigorifique pouvant fournir la puissance frigorifique nécessaire au fonctionnement du système a été dimensionnée.

 

Mots clés : Climatisation, Charges thermiques, CTA, Système de distribution d’air, Machine

frigorifique à éjecteur.

 

 

 

Abstract

 

The aim of this thesis is to study and design an air conditioning system operating with an ejector refrigeration system, for the first building of the Kongo University. At first, we presented the general information on air conditioning, air conditioning and refrigeration systems. Subsequently we evaluated the maximum thermal and water gains in the building. Then an Air Handling Unit and a ventilation system for conveying the conditioned air to the conditioned space were designed. Finally, an ejector refrigeration system, for providing the needing cooling load, has been designed.

 

 

 

Keywords: Air conditioning, Thermal gain, AHU, Ventilation, Ejector refrigeration system.


Liste des figures

 

Figure I-1 : équilibre des échanges thermiques du corps humain ;

 

Figure I-2 : transformations de l’air humide dans le diagramme psychrométrique ;

 

Figure I-3 : chauffage simple de l’air humide ;

 

Figure I-4 : chauffage avec humidification ;

 

Figure I-5 : processus refroidissement avec déshumidification ;

 

Figure I-6 : Refroidissement par évaporation ;

 

Figure  I-7 :  schématisation,  évolution  des  transformations  de  la  machine  frigorifique  à compression mécanique de vapeur ;

 

Figure II-1 : plan bâtiment de luvaka ;

 

Figure II.2 : rayonnement solaire sur une paroi inclinée ;

 

Figur II.3  Angle    dincidence   (    ,   Angle   Zenith(     ),   Angle   surface-azimuth(  )

déclinaison solaire(  )

 

Figure II.4 : zone de confort ;

 

Figure II-5 : parois du bâtiment nommées (A-W) ;

 

Figure III-1 : schematisation et transformations de l’air humide dans la CTA

 

Figure III-2 : structure de la batterie ;

 

Figure III-3 : Disposition de rangées de tubes (i=1,2,3,4) de la batterie à 1 serpentin et ½

serpentin ;

 

Figure III-4 : Nomenclature de la batterie ; Figure III-5 : conduit oblong et circulaire ; Figure III-6 : bouches murales et plafonnières ;

Figure III-7 : conception du système raulique en 3D ;

 

Figure III-8 : schématisation en 2D et unifilaire du circuit aéraulique reprise et distribution. ;

 

Figure IV-1 : Schématisation de la machine frigorifique à éjecteur et évolution du cycle de le diagramme (T, S);

 

Figure IV-2 : évolution pression-vitesse dans léjecteur ; Figure IV-3 : courbe de performance de l’éjecteur ; Figure IV-4 : Géométrie de l’éjecteur supersonique


 

 

Page iv sur 111

 
Liste des tableaux

 

Tableau I-1 : Les fluides frigorigènes utilisés dans la machine frigorifique à éjecteur ;

 

Tableau II.1 : dimensions de locaux ;

 

Tableau II-2 : valeurs moyennes mensuelles de l’irradiation globale reçue sur la surface

horizontale pour la ville de Kinshasa ;

 

Tableau II-3 : calcul de facteurs de clarté, rayonnement diffus et rayonnement direct reçu sur la surface horizontale ;

 

Tableau II-4 : calcul du rayonnement diffus sur les surfaces horizontales et verticales ;

 

Tableau II-5 : calcul du rayonnement     dans les difrentes orientations ;

 

Tableau II-6 : évaluation de l’irradiation réfléchie au cours de la journée ;

 

Tableau II-7 : évaluation du rayonnement dans les parois en fonction de l’orientation et l’heure de la journée ;

 

Tableau II.8: évaluation de gains dus à léclairage ;

 

Tableau II-9 : Evaluation de charges thermique et hydrique dues aux personnes ;

 

Tableau II-10: évaluation des charges externes ;

 

Tableau III-1 : caractéristiques de chacun des points de la CTA ;

 

Tableau III-2 : Evaluations de la puissance thermique, température tubes et de l’eau, des caracristiques de lair dans la batterie, rangée par rangée (gime été) ;

 

Tableau III-3 : Evaluation des débits volumiques par local ;

 

Tableau III-4 : Rugosité de matériaux (Wang, 2001) ;


INTRODUCTION

 

Les êtres humains ont une faiblesse inhérente. Ils veulent se sentir à l'aise. Ils veulent vivre dans un environnement confortable. Cependant, le confort ne vient pas facilement car les désirs du corps humain et la météo ne sont généralement pas tout à fait compatibles.

 

Du  secteucommercial  au  secteur  de  transport,  en  passant  par  les  secteurs  résidentiel, sanitaire et institutionnel, la climatisation a démont son importance, et a créé une nécessité notamment dans les pays développés.

 

Un séjour dans un environnement non climatisé crée un malaise. C’est l’effet de ce malaise qui est plus inquiétant. En effet, le malaise qu'on ressent peut fortement porter atteinte à notre rendement au travail par exemple. Cette situation devient encore plus dramatique lorsqu'il s'agit d'un environnement accueillant beaucoup de monde comme un auditoire de cours. Il est important de noter que, la forte chaleur cause nervosité et fatigue qui sont des facteurs qui influencent très négativement le rendement. C'est donc pour toutes ces raisons et pour bien d'autres encore que la climatisation est particulrement importante aussi bien pour nos maisons, pour nos entreprises ou tout autre lieu d'habitation. Plusieurs études expérimentales ont démontré les effets des températures ambiantes sur les fonctions cognitives. Une étude réalisée à Boston dans l’état de Massachusetts(Etats-Unis) en 2016, sur deux groupes d’étudiants, l’un soumis à des conditions climatisées, l’autre non climatisées, a mont une baisse significative de performances cognitives chez les étudiants soumis à des conditions non climatisées, justement à cause, des températures et humidités élevées. Les résultats ont mont :

 

Ø  Une baisse de flux d’information dans le cerveau (throughput) ;

Ø  Une  augmentation  de  temps  réaction  de                     et                    avec  les  tests

STROOP1 et ADD2(Cedeño et ali., 2018).

Il est important d'ingrer la climatisation dans les bâtiments institutionnels pour pserver le niveau d'instruction, la productivité et la curité face aux changements climatiques.

 

Un système de climatisation est composé de plusieurs équipements en série, dont le rôle est de :

 

o Refroidir et/ou chauffer ;

o Distribuer l’air traité, contenant assez d’air neuf, dans les espaces conditionnés ;

o Contrôler   e maintenir   les   paramètre environnementaux     intérieurs    tels   que

température, humidité, pureté de lair dans les limites bien définies.

Ceci dans le but d’assurer les besoins de confort de ses occupants. Ainsi la climatisation est

liée à la production du froid.

 

Le froid est indispensable à la santé humaine, gce à son action de pservation de la qualité des denrées alimentaires (chaîne du froid), de nombreux médicaments et autres produits de santé.

 

Dans la plupart de systèmes de production de froid, la machine frigorifique à compression mécanique  de  vapeur  est  utilisée.  Cette  machine  frigorifique  a  un  bon  coefficient  de

 

1STROOP : test utilisé en neuropsychologie, il vise à évaluer le contrôle attentionnel ou les capacités

d’inhibition dun individu.


performance (COP), une flexibiliet une compacité dans la fabrication. Elle a également des impacts négatifs:

 

§    Dans la consommation de l’énergie électrique : le froid et le conditionnement d’air consomme environ 17.2%  de l’électricité produite au monde (Institut International du Froid, 2015) ;

§    Dans l’environnement : le froid représente 7,8% des émissions mondiales de gaz à effet de serre. 37% sont dues à l’émission de gaz fluos utilisés comme frigorigènes dans les systèmes de froid et 63% sont des émissions indirectes dues à la consommation d’énergie par ces systèmes (Institut International du Froid, 2017).

Depuis les années 80, à cause de la nociviaussi bien des énergies fossiles que de l`aspect destructif des frigorigènes (CFC3, HCFC4, HFC5) l'industrie de réfrigération commence à se tourner vers de nouveaux prodés de production du froid. Pour cela nous préconisons la machine frigorifique à éjecteur fonctionnant avec la vapeur deau.

 

Ce travail vise à concevoir un système de climatisation avec une machine frigorifique à éjecteur pour le premier bâtiment facultaire du campus de Luvaka. Cependant laspect régulation de l’installation ne sera pas abordé.

 

Le travail renferme, hormis cette introduction et la conclusion, quatre chapitres structurés de la manière suivante :

 

Dans le premier chapitre, nous palerons des systèmes de conditionnement  d’air ainsi que la

production du froid ;

 

Dans le deuxième chapitre, nous allons psenter le site du campus de Luvaka, et nous ferons

l’évaluation de charges thermiques et hydriques du bâtiment à climatiser ;

 

Dans le troisième chapitre, nous ferons les calculs et les dimensionnements des équipements de la centrale de traitement de l’air (CTA), ainsi que du système de distribution de l’air ;

 

Le quatrième chapitre sera consacré, au dimensionnement de la machine frigorifique à éjecteur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Chlorofluorocarbures

4 Hydrochlorofluorocarbures

5 Hydrofluorocarbures


CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES SYSTEMES DE CONDITIONNEMENT

DE LAIR ET LA PRODUCTION DU FROID I.1 LES SYSTEMES DE CONDITIONNEMENT DE L’AIR Introduction

Il n'a pas fallu longtemps, pour se rendre compte qu’on ne pouvait pas changer le climat dans une région. Tout ce qu’on peut faire, c'est le changer dans un espace confiné comme une maison ou un lieu de travail. Dans le passé, cela était partiellement accompli par le feu et les systèmes  de  chauffage  intérieurs  simples.  Aujourd'hui,  les  systèmes  de  climatisation moderne peuvent   chauffer,   refroidir,   humidifier déshumidifier,   nettoye e même désodoriser lair en d'autres termes, conditionner l'air selon les désirs des gens. Les systèmes de climatisation sont conçus pour satisfaire les besoins de confort du corps humain. Par conséquent, il est essentiel que nous comprenions les aspects thermodynamiques du corps.

 

Le  corps  humain  peut  être  considé comme  un  générateur  thermique  dont  l'apport énergétique provient de sa nourriture. Comme dans tout autre générateur thermique, l’exs de chaleur doit être reje dans l’environnement pour que le corps puisse continuer à fonctionner normalement. Le taux de génération de chaleur dépend du niveau d'activité. En moyenne pour un homme adulte, il est d'environ 87 W pendant la sieste, 115 W au repos et pendant des travaux de bureau, 230 W pendant le sport et 440 W pour les gros travaux physiques (Yunus et al., 2005). Pour une femme adulte, ces valeurs sont réduites d’environ15%. La température profonde du corps, pour une personne en bonne santé est maintenue constante à environ 37 ° C. Le corps se sentira à l'aise dans un environnement dans lequel  il  peut  librement  dissiper  l’exs  de  sa  chaleur.  Le  transfert  de  chaleur  est proportionnel à la différence de température surface de la peau-air environnant.

 

 

Figure I-1 : équilibre des échanges thermiques du corps humain (Robert et al., 2019)

 

Par conséquent, dans un environnement froid, le corps perd plus de chaleur qu'il en génère normalement, ce qui entraîne une sensation d'inconfort. Le corps essaie alors de minimiser les pertes de chaleur en réduisant la circulation sanguine ps de la peau (vasoconstriction). Cela abaisse la température de la peau, qui est d'environ 34 ° C pour une personne en moyenne, et donc le taux de transfert de chaleur. Une température cutanée basse provoque une gêne. Les mains, par exemple, sont douloureusement froides lorsque la température de la peau atteint

10 ° C. Nous pouvons également réduire les pertes de chaleur du corps soit en mettant des


barrres (vêtements supplémentaires, couvertures, etc.) sur la surface déchange de chaleur ou en augmentant le taux de génération de chaleur dans le corps en faisant de l'exercice. Par exemple, le niveau de confort d'une personne au repos vêtue de vêtements d'hiver chauds dans une pièce à 10 ° C est à peu près égal au niveau de confort d'une personne identique effectuant un travail modéré dans une pièce à environ 23 ° C. Dans un environnement chaud, nous avons le problème contraire : nous ne semblons pas dissiper suffisamment de chaleur de notre  corps  et  nous  avons  l'impression  que  nous  allons  éclater.  Nous  nous  habillons légèrement pour permettre à la chaleur de s'échapper plus facilement de notre corps et nous réduisons le niveau d'activité pour minimiser le taux de génération de chaleur dans le corps. Nous allumons également le ventilateur pour remplacer en permanence la couche d'air plus chaud qui se forme autour de notre corps à la suite de la chaleur corporelle par l'air plus froid dans d'autres parties de la pièce.

 

Lorsque nous faisons des travaux gers ou nous marchons lentement, environ la moitié de la chaleur corporelle rejetée est dissipée par la transpiration sous forme de chaleur latente tandis que l'autre moitié est dissipée par convection et rayonnement sous forme de chaleur sensible. Au repos ou au travail de bureau, la majeure partie de la chaleur (environ 70%) est dissipée sous forme de chaleur sensible alors que lors de travaux physiques lourds, la majeure partie de la chaleur (environ 60%) est dissipée sous forme de chaleur latente. Le corps évacue plus de chaleur en transpirant. Lorsque cette sueur s'évapore, elle absorbe la chaleur latente du corps et le refroidit. La transpiration n'aide pas beaucoup cependant, si l'humidité relative de l'environnement est proche de 100%. Une transpiration prolongée sans apport de liquide provoque une déshydratation et une transpiration réduite, peut entraîner une augmentation de la température corporelle et un coup de chaleur. Un autre facteur important qui affecte le confort humain est le transfert de chaleur par rayonnement entre le corps et les surfaces environnantes telles que les murs et les fenêtres. Nous nous réchauffons devant un feu même si l'air entre le feu et nous est assez froid. De même, dans une pièce chaude, nous sentons froid si le plafond ou les surfaces murales sont à une température considérablement basse. Cela est au transfert de chaleur direct entre notre corps et les surfaces environnantes par rayonnement.

 

Le confort du corps humain dépend principalement de trois facteurs : la température, l'humidité relative et la vitesse de l'air. La température de l'environnement est l'indice de confort le plus important. La plupart des gens se sent à l'aise lorsque la température ambiante se situe entre 22 et 27 ° C (Yunus et al. 2005). L'humidité relative a également un effet considérable sur le confort car elle affecte la quanti de chaleur qu'un corps peut dissiper par évaporation. L'humidité relative est une mesure de la capacité de l'air à absorber plus d'humidité. Une humidité relative élevée ralentit le rejet de chaleur par évaporation et une faible humidité relative l'accére. La plupart des gens préfèrent une humidité relative de 40 à

60%(Yunus et al., 2005). La vitesse de l'air joue également un rôle important dans le confort humain. Elle élimine l'air chaud et humide qui s'accumule autour du corps et le remplace par de  l'air  frais.  Paconséquent,  le  mouvement  de  l'air  améliore  le  rejet  de  chaleur  par convection et évaporation. La vitesse de l'air doit être suffisamment grande pour éliminer la chaleur et l'humidité du voisinage du corps, mais suffisamment douce pour ne pas être remarquée. La plupart des gens se sent à l'aise à une vitesse d'environ 15 m / min (Yunus et al., 2005). Une très grande vitesse provoque une gêne au lieu du confort. Par exemple, dans un environnement à 10 ° C avec 48 km / h, lair est aussi froid que dans un environnement à 7


° C avec 3 km / h. D'autres facteurs qui affectent le confort sont la propre de l'air, les odeurs, le bruit et les effets des radiations.

 

I.1.2 Transformations isobares de lair humide

 

Le maintien d'un espace conditionné ou d'une installation industrielle à la température et à l'humidité souhaitées nécessite certaines transformations de l’air humide. Ces transformations comprennent un simple chauffage (augmentation de la température), un simple refroidissement (baisse de la température), l'humidification (ajout d'humidité) et la déshumidification (élimination de l'humidité). Parfois, deux ou plusieurs de ces transformations sont nécessaires pour amener l'air à la température et à l'humidité souhaitées.

 

Ces diverses transformations sont illustrées sur le diagramme psychrométrique de la Fig. I–2. Dans les transformations de chauffage et de refroidissement simples, apparaissent sous forme de lignes horizontales sur le diagramme car la teneur en humidité de l'air reste constante pendant ces processus. L'air est généralement chauf et humidifié en hiver et refroidi et déshumidifié en été.

 

 

Figure I-2 : transformations de l’air humide dans le diagramme psychrométrique (Yunus et al., 2005).

 

I.1.2.1. Chauffage et refroidissement simples

 

De nombreux systèmes de chauffage (de refroidissement) résidentiels se composent d'une pompe à chaleur (d’une machine frigorifique) ou d'un réchauffeur électrique à résistance. Dans ces systèmes, lair est chauffé (refroidi) en le faisant circuler à travers un conduit qui contient les tubes dans lesquels circulent un fluide chaud (froid) ou les fils de résistance électrique (figure I-3).

 

 

Figure I-3 : chauffage simple de l’air humide (Yunus et al., 2005).


La  quantité  d'humidité  dans  l'air  reste  constante  au  cours  de  ce  processus,  caaucune humidité n'est ajoutée ou retirée de l'air. C'est-à-dire que l'humidité absolue de l'air reste constante pendant un processus de chauffage (ou de refroidissement) sans humidification (sans déshumidification).

 

Pour une transformation de chauffage on peut noter que l'humidité relative de l'air diminue pendant le processus même si l'humidité absolue reste constante. En effet, l'humidité relative est le rapport entre la teneur en humidité et la capacité d'humidité de l'air à la même température, et la capacité d'humidité augmente avec la température. Par conséquent, l'humidité relative de l'air chauffé peut être bien en dessous des niveaux confortables, provoquant des difficuls respiratoires.

 

Un processus de refroidissement à une humidité absolue constante est similaire au processus de chauffage décrit ci-dessus, sauf que la température diminue et que l'humidité relative augmente pendant un tel processus.

 

 

I.1.2.2 Chauffage avec humidification

 

Les problèmes liés à la faible humidité relative résultant d'un simple chauffage peuvent être éliminés en humidifiant l'air chauffé. Ceci est accompli en faisant passer l'air d'abord à travers une section de chauffage (processus 1-2) puis à travers une section d'humidification (processus 2-3), comme illustré sur la Figure I-4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure I-4 : chauffage avec humidification (Yunus et al., 2005).

 

L'emplacement de l'état 3 dépend de la fon dont l'humidification est effectuée. Si de la vapeur est introduite dans la section d'humidification, cela se traduira par une humidification avec chauffage supplémentaire (T3> T2). Si l'humidification est réalisée en pulvérisant de l'eau dans le flux d'air à la place, une partie de la chaleur latente de vaporisation provient de l'air, ce qui entraîne le refroidissement du flux d'air chauffé (T3 <T2). L'air doit être chauffé à une température plus élevée dans la section de chauffage dans ce cas, pour compenser l'effet de refroidissement pendant le processus d'humidification.

 

I.1.2.3 Refroidissement avec déshumidification

 

L'humidité absolue de l'air reste constante pendant le processus de refroidissement simple, mais son humidité relative augmente. Si l'humidité relative atteint des niveaux excessivement élevés, il peut être nécessaire d'éliminer une partie de l'humidité de l'air, c'est-à-dire de le


déshumidifier. Cela nécessite de refroidir l'air en dessous de sa température de rosée. Le processus de refroidissement avec déshumidification est illustré schématiquement sur le diagramme psychrométrique de la Figure I-5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure I-5 : processus refroidissement avec déshumidification (Yunus et al., 2005).

 

L'air chaud et humide entre dans la section de refroidissement à l'état 1. Lorsqu'il passe à travers les serpentins de refroidissement, sa température diminue et son humidité relative augmente à une humidité absolue constante. Si la section de refroidissement est suffisamment longue, l'air atteint son point de rosée (état x, air saturé). Un refroidissement supplémentaire de l'air entraîne la condensation d'une partie de l'humidité de l'air. L'air reste saturé pendant tout le processus de condensation, qui suit une ligne d'humidité relative de 100% jusqu'à l'état final (état 2). La vapeur d’eau qui se condense pendant ce processus est évacuée de la section de refroidissement par un canal séparé. Le condensat est généralement supposé quitter la section de refroidissement à T2.

 

L'air frais et saturé à l'état 2 est généralement achemi directement vers la pièce, il se mélange à l'air de la pièce. Dans certains cas, cependant, l'air à l'état 2 peut être à la bonne humidité spécifique mais à une température très basse. Dans de tels cas, l'air passe à travers une section de chauffage sa température est élevée à un niveau plus confortable avant d'être achemi vers la pièce.

 

I.1.2.4 Le refroidissement par évaporation

 

Les systèmes de refroidissement conventionnels fonctionnent sur un cycle de réfrigération, et ils peuvent être utilisés dans n'importe quelle partie du monde. Mais ils ont un coût initial et d’exploitations élevé. Dans les climats désertiques (chauds et secs), nous pouvons éviter le coût éle du refroidissement en utilisant le système de refroidisseurs par évaporation.

 

Le refroidissement par évaporation est basé sur un principe simple : à mesure que l'eau s'évapore, elle absorbe la chaleur latente de vaporisation à l'eau et l'air ambiant. Par conséquent, l'eau et l'air sont refroidis pendant le processus. Cette approche est utilisée depuis des milliers d'années pour refroidir l'eau. Lors dune journée chaude et sèche, l'air est beaucoup plus frais lorsque la cour est arrosée. En effet, l'eau absorbe la chaleur de l'air lorsqu'elle s'évapore. Un refroidisseur par évaporation fonctionne sur le même principe. Le processus de refroidissement par évaporation est repsenté schématiquement sur un diagramme psychrométrique à la Figure I-6. L'air chaud et sec à l'état 1 pénètre dans le refroidisseur, on pulvérise de l'eau liquide. Une partie de l'eau s'évapore au cours de ce processus en absorbant la chaleur du flux d'air. Par conséquent, la température du courant


d'air diminue et son humidiaugmente (état 2). Dans le cas limite, l'air quitte le refroidisseur saturé à l'état 2. C'est la plus basse température qui peut être atteinte par ce procédé.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure I-6 : Refroidissement par évaporation (Yunus et al., 2005).

 

Dans ce processus le transfert de chaleur entre le flux d'air et l'environnement est généralement négligeable. Par conséquent, le processus de refroidissement par évaporation suit une ligne de température humide constante sur le diagramme psychrométrique.

 

I.2 LA PRODUCTION DU FROID

 

Comme nous l’avons mentionné dans le point prédent, un système de climatisation a besoin dune machine frigorifique pour aliser les opérations de transformations de lair humide (refroidissement ou chauffage).

 

La production du froid se distingue de la production de chaleur uniquement en termes d’échelle de température ou en termes de signe de la quanti de chaleur échangée. En effet, on peut dire que la production du froid est simplement une production de chaleur négative à basse température. La distinction principale vient de l’existence du second principe de la thermodynamique qui, selon l’énoncé de Clausius, postule « qu’il ne peut pas s’effectuer, sans compensation, un passage de chaleur d’un corps froid à un corps plus chaud » alors qu’il peut tout à fait, sans compensation, s’effectuer un passage de chaleur dun corps chaud vers un corps moins chaud. On peut donc définir la production de froid comme la mise en œuvre dune suite de transformations thermodynamiques permettant d’extraire de la chaleur dun milieu (source froide) pour abaisser et/ou maintenir sa température en dessous de la température ambiante. Ces transformations sont subies par une substance active (le frigorigène), qui prélève de la chaleur à la source froide, en rejette dans la source chaude et à laquell on   doit   apporter   de   lénergie   e compensation   (Meunier   e al.,2010). Il  existe  plusieurs  transformations  endothermiques  (fusion  d'un  solide,  sublimation  d'un solide, détente d'un gaz, effet Peltier, effet Thomson, dissolution des solides, liquides et gaz, vaporisation d'un liquide) qui peuvent constituer un prodé capable de produire le froid. Dans   la   pratique   cest   la   vaporisation   du liquide   qui   est   beaucoup   plus   utilisée.

 

Les cycles les plus couramment utilisés sont les cycles à compression canique de vapeur, idéalisés par un cycle à deux températures. Néanmoins, il existe des cycles à compression thermique de vapeur, généralement des cycles à sorption (absorption liquide ou adsorption) idéalisés par des cycles à trois températures.


On distingue dans le domaine du froid deux domaines :

 

     La réfrigération qui consiste à produire et maintenir une température inférieure à la température ambiante ;

     La  cryophysique,  qui  est  la  science  des  propriétés  de  la  matière  à  très  basse température.

 

Les systèmes de production du froid sont actuellement nombreux et variés, mais le système de production de froid par compression canique vapeur, est celui qui est le plus utilisé. Dans ce système, la production du froid résulte de l’évaporation à basse température, du fluide de travail (fluide frigorigène). Le système requiert de lénergie mécanique d’un compresseur. Ce système s’adapte à presque toutes les applications dans le domaine de froid avec de capacités frigorifiques variant de quelques Watts à plusieurs mégaWatts. Une grande varié de fluides frigorigènes peut être utilisée pour ces différentes applications, capacités etc. Lactuel cycle de compression canique de vapeur, est basé sur le cycle de Evans- Perkins, aussi appecycle de Rankine Inverse.

 

 

 

 

Figure  I-7 :  schématisation,  évolution  des  transformations  de  la  machine  frigorifique  à compression mécanique de vapeur (Yunus et al., 2005).

 

Dans le cas le plus simple, une installation frigorifique à compression se compose dun compresseur, d’un condenseur, d’une vanne de détente et dun évaporateur.

 

Dans un cycle théorique dune machine de compression canique de vapeur, le fluide frigorigène entre dans le compresseur à létat vapeur saturée tat 1) et est compressé isentropiquement   jusqu’à   la   pression   du   condenseur Durant   la   transformation,   La température augmente bien au-de de la température du milieu à réchauffer. Le fluide frigorigène entre dans le condenseur à létat 2 et le quitte à létat liquide saturé (état 3) en rejetant une quanti de chaleur QH au milieu chaud. Le liquide saturé est ensuite détendu jusqu’à la pression de lévaporateur à travers la vanne de détente isenthalpique. La température du fluide retombe en dessous de la température du milieu à refroidir. Le fluide entre à lévaporateur à l’état 4, s’évapore en absorbant une quanti de chaleur QL dans l’espace réfrigéré et ressort à l’état 1, vapeur saturée (figure I-7).


Le domaine de production de froid consomme une grande part de la production mondiale de l’électricité. Produire du froid avec une machine frigorifique tri thermique dont l’organe principal est un éjecteur supersonique, semble une solution prometteuse par le fait qu’elle peut utiliser des énergies dites gratuites et non nocives comme l’énergie solaire, énergie de déchets municipaux, ou par l’utilisation des rejets thermiques des difrents prodés industriels.

 

Lefficacité globale des éjecteurs est généralement inférieure à celle de technologies concurrentes comme la compression mécanique de vapeur ou labsorption (thermique). Toutefois, les éjecteurs offrent des avantages intéressants par rapport à ces technologies, cest-à-dire simplicité, faible coût et niveau d’entretien peu élevé (pas de lubrification ou de friction), Le système à éjecteur a une étanchéité parfaite. Les éjecteurs possèdent également l’avantage de pouvoir fonctionner en utilisant de la chaleur perdue basse température. Le cycle de refroidissement à éjecteur a é dévelop la première fois par Le Blanc et Parson dès 1900. Populaire au début des années 30 pour les dispositifs de climatisation des grands bâtiments (Benbia, 2013), ce système a éremplacé avec un système plus favorable de compression mécanique de vapeur.

 

Fluides de travail                                                                                                                        : Les performances des cycles à éjecteur sont fortement dépendant des caractéristiques thermodynamiques du fluide frigorigène. Un certain nombre de caractéristiques est désirable pour le fluide de travail :

 

   Sa  chaleur  spécifique  devrait  être  assez  élevée  pour  avoir  une  grande  chaleur latente  de  vaporisation  et  permettre  des  débits  minimaux  par  unité  de  capacité defrigération ;

   Sa    température    d'évaporation    relativement    basse    et    donc    une    pression de       saturation   a nivea du   générateu basse   afin   d'évite l'utilisation   de matériaux de construction lourds ou spéciaux et onéreux ;

   Ses  propriétés  de  transport  c.-à-d.  la  viscosité  et  le  coefficient  de  transfert thermique devront être favorables ;

   Sa masse molaire devrait être élevée car elle avantage un meilleur COP et un meilleur

rapport  d'entrainement.  Les  dimensions  de  l'éjecteur  sont  comparativement  plus grandes ;

 

Lors  du  choix  du  fluide  une  attention  particulrdevrait  être  prêtée  à  sa  stabilité chimique, sa toxicité, ses caractéristiques explosives, sa corrosivité, son respect de l'environnement et son prix ;

 

Le tableau I-1 psente une liste de fluides frigorigènes qui peuvent être utilisés avec certaines de leurs caractéristiques.


Tableau  I-1 :  Les  fluides  frigorigènes  utilisés  dans  la  machine  frigorifique  à  éjecteur

(Jianyong, 2014)

 

 

Théoriquement, en tenant compte de ces diverses recommandations, l’eau serait un très bon candidat comme fluide frigorigène. L’eau est un fluide naturel. Elle a des excellentes propriétés thermodynamiques, elle est ininflammable et non toxique. Elle est moins chère et na pas dimpact sur l’environnement (zéro ODPet GWP7). Sa chaleur de vaporisation est élevée, ce qui permet des débits minimaux par unité de capacité de réfrigération et une faible puissance canique requise au niveau de la pompe.

 

Certains inconvénients doivent cependant être mentionnés. La température dutilisation est limitée à des valeurs supérieures à zéro deg centigrade. De même que le système doit être sous vide. Quand à la pression critique de l’éjecteur, l’utilisation de leau nécessite des pressions relativement basses au niveau du condenseur, l’eau comme moyen de condensation peut donc être une nécessité.

 

Nous allons revenir avec plus de détails, sur le fonctionnement de cette machine frigorifique lors de son dimensionnement au dernier chapitre.

 

 

6 Ozone Depleting Potential

7 Global Warming Potential


CHAPITRE II : PRESENTATION DU SITE ET CAHIER DES CHARGES II.1 PARAMETRES GEOMETRIQUES

Notre travail consiste à dimensionner une centrale de conditionnement d’air pour le bâtiment

facultaire de Luvaka. Le site se situe aux coordonnées suivantes :

 

v  S : 5◦ 15.742’

 

v  E : 14◦ 50.346’

 

v  Altitude: 730 m.

 

Le bâtiment à climatiser est le tout premier bâtiment de l’université. C’est un bâtiment à cinq

(5) locaux, quatre (4) bureaux, (figure II.1).  Le bâtiment est orienté 28◦ nord-ouest.

 

 

 

 

Figure II-1 : plan bâtiment de luvaka

 

Les caractéristiques de locaux sont données par le tableau suivant :

 

Tableau II.1 : dimensions de locaux

 

Numéro local           Largeur(m)    Longueur(m)    Hauteur(m)    Surface (m^2)

Local 1

10                    20.12                  4.29                 201.2

Local 2

15                    10                       4                      150

Local 3

15                    10                       4                      150

Local 4

7                      10.06                  4.29                 70.42

Local 5

7                      10.06                  4.29                 70.42

Bureau 1

3.68                 4                         4                      14.72

Bureau 2

3.68                 2.9                      4                      10.672

Bureau 3

3.68                 4                         4                      14.72

Bureau 4

3.68                 2.9                      4                      10.672

 

 

Les murs ont la couleur jaune et sont fait en briques cuites pleines. Lépaisseur brique-enduit est de 15 cm.

 

Les espaces vitrés de fenêtres avec encadrement métalliques sont :


Ø  (Façade Nord-Est du local 1) 1.20m x 0.78m x 21 = 19.656 m2 ;

 

Ø  (Façade Sud-Est du local 2) 1.20m x 0.78m x 12 = 11.232 m2 ;

 

Ø  (Façade Sud-Est du local 3) 1.20m x 0.78m x 12 = 11.232 m2 ;

 

Ø  (Façade Sud-Ouest du local 4) 1.20m x 0.78m x 9 = 8.424 m2 ;

 

Ø  (Façade Sud-Ouest du local 5) 1.20m x 0.78m x 9 = 8.424 m2 ;

 

Ø  (Façade Sud-Ouest du bureau 1) 1.33m x 1m = 1.33 m2 ;

 

Ø  (Façade Sud-Ouest du bureau 2) 1.33m x 1m = 1.33 m2 ;

 

Ø  (Façade Nord-Est du bureau 3) 1.33m x 1m = 1.33 m2 ;

 

Ø  (Façade Nord-Est du bureau 4) 1.33m x 1m = 1.33 m2. Avec une épaisseur de vitrage de 5 mm.

Espace des portes

 

v  Local 1 : (1x2.23) +(1.38x2.33) = 5.4454 m2(en vitre et en fer).

 

v  Local 2: (1x2.36) +(1.36x2.30) = 5.488 m2(en vitre et en fer).

 

v  Local 3: (1x2.36) +(1.36x2.30) = 5.488 m2(en vitre et en fer).

 

v  Local 4: (1.39x2.30) +(1x2.30) = 5.497 m2(en vitre et en fer).

 

v  Local 5: (1.39x2.30) +(1x2.30) = 5.497 m2(en vitre et en fer).

 

v  Bureau 1: (1x2.28) = 2.28 m2 (en bois).

 

v  Bureau 2 : (1x2.28) = 2.28 m2(en bois).

 

v  Bureau 3 : (1x2.28) = 2.28 m2(en bois).

 

v  Bureau 4 : (1x2.28) = 2.28 m2(en bois) Paroi toiture

 

Numéro local

Surface(m2)

Local 1

201.2

Local 2

150

Local 3

150

Local 4

70.42

Local 5

70.42

Bureau 1

14.72

Bureau 2

10.672

Bureau 3

14.72

Bureau 4

10.672

TOTAL

692.824


II.2 PARAMETRES CLIMATIQUES

 

Le territoire de Mbanza-ngungu bénéficie d’un climat tropical à deux saisons, à savoir la saison pluvieuse (allant de mi-octobre à mi-mai) et la saison sèche (allant de mi-mai à mi- octobre). A cause de son altitude élevée(730m), la cité de Mbanza-Ngungu psente un climat tropical frais et humide. La température varie très peu, sauf pendant la saison sèche où elle descend sensiblement. A raison de manque de stations météorologique sur le lieu, nous allons utiliser les données climatiques de la station météorologique Binza à Kinshasa (station proche).

 

II.2.1 Température

 

Pour la cité de Mbanza-ngungu (comme pour la ville de Kinshasa), le mois de Mars est le mois le plus chaud de lannée8. La température exrieure de base pour la ville Kinshasa est de          (Sumuna,  2019).  Lécart  daltitude  entre  la  cité  de  Mbanza-ngungu(730m)  et Kinshasa Binza(440m), est d’environ 290 m(Sumuna,2019). Avec le gradient de température d’environ                    ,9 nous pouvons estimer une diminution    de température de :

 


 

. II.2.2 Humidi


.  Nous  allons  considérer  la  température  exrieure  de  base  de


 

Pour Kinshasa, on adopte en général comme teneur en humidité de base la moyenne des valeurs  journalres  du  mois  de  mars  à  15h.  La  valeur                     est  une  moyenne couramment utilisée (Sumuna, 2019). Cest également la valeur qui sera adoptée dans nos calculs.

 

II.2.3 Rayonnement

 

L’insolation  ) reçue par une paroi contient trois composantes : une composante incidente directe      (provenant du disque solaire), une composante diffuse      (provenant de la voute

leste) et une composante fléchie     (provenant du sol dans la zone environnante).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8https://planificateur.a- contresens.net/afrique/republique_democratique_du_congo/province_du_kongo_central/mba nza_ngungu/2312888.html

 

9https://vollibre.fandom.com/wiki/Gradient_de_temp%C3%A9rature


 

 


Figure II.2 : rayonnement solaire sur une paroi inclinée


 

(II-1)


 

Les valeurs moyennes mensuelles de l’irradiation horaire rue sur une surface horizontale pour la ville de Kinshasa, sont données dans le tableau II-2.

 

Dans la détermination de l’intensité de rayonnement dans les différentes orientations, nous supposons que la charge maximale interviendra au mois de Mars, le mois le plus chaud de l’année. Nous allons effectuer le bilan entre 10h et 15h.

 

II.2.3.1 Détermination du rayonnement diffus

 

La plupart des stations radiométriques et météorologiques mesure normalement l’irradiation globale rue sur la surface horizontale. Il nest pas facile d’effectuer les mesures de l’irradiation diffuse, principalement à cause du prix élevé de l’instrument de mesure. C’est pourquoi, beaucoup de modèles mathématiques ont é développés pour estimer l’irradiation diffuse. Dans notre étude nous allons utiliser le modèle de Spencer (modèle isotrope), ce

modèle est basé sur le facteur de clarté              (Maleki et al., 2017).

 

Pour,

 

(                                                                             (II – 2)

 

 |

 |

(II – 3)

 

(II – 4)

 

Avec      : irradiation horaire globale sur la surface horizontale(         ;       Irradiation horaire extraterrestre (               );            : latitude du lieu .


Tableau II-2 : valeurs moyennes mensuelles de l’irradiation globale (en kcal/h/m2) rue sur une surface horizontale pour la ville de Kinshasa (Sumuna, 2019)

 

 

L’irradiation horaire extraterrestre se calcule par(Foster et al., 2010),

(                                  )                                                          (II-5)

Avec                                   (constante solaire) ;      énième jour de l’année.

 

On peut par conséquent calculer l’irradiation directe reçue sur la surface horizontale

 

(II-6)

 

La journée du 16 mars, est la plus chaude de lannée à Mbanza-ngungu10, donc n=75.

 

Suivant (

(                                   )

Suivant (

 

,

Suivant (

,

Les valeurs de facteur de clarté, le rayonnement diffus et le rayonnement direct reçus sur la surface horizontale sont calculées dans le tableau III-3 en fonctions de données du tableau III-

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10https://www.congo-autrement.com/page/territoire-de-la-rdc/territoire-de-mbanza- ngungu.html


Tableau II-3 : calcul de facteurs de clarté, rayonnement diffus et rayonnement direct ru sur la surface horizontale

 

Heure

Moyenne  irradiation  horaire  H

(mois de mars)

Mt                     (W/m^2)            (W/m^2)

En kcal/h/m^2     En W/m^2

10

412

478.8355555

0.347348

270.8847

207.9508

11

528

613.6533333

0.44514509

271.782328

341.871005

12

606

704.3066667

0.51090516

253.764661

450.542006

13

628

729.8755556

0.52945287

245.975466

483.900089

14

604

701.9822222

0.509219

254.413702

447.568521

15

512

595.0577778

0.43165584

273.627459

321.430319

 

 

II.2.3.2 Détermination du rayonnement direct   , pour les differentes orientations du bâtiment

 

On définit le facteur géométrique :

 

 

(II-7)

 

 

Avec    : Angle dincidence (angle entre le rayon incident direct sur la surface et une normale imaginaire à cette même surface) ;     : Angle Zenith (figure II-3).

 

 

 

(II-8) (II-9)

Avec    : La déclinaison solaire (l'angle formé par la direction du soleil et le plan équatorial

terrestre);    : Angle surface-azimuth (angle entre la projection horizontale de la normale à la surface et la direction Nord-Sud, compté à partir du sud, négatif dans le sens anti- horlogique ) Voir figures II-3;     : Angle horaire du soleil (angle déterminé par la rotation diurne de la terre autour de son axe. C'est la mesure de l'arc de trajectoire solaire compris entre le soleil et le plan méridien du lieu, il est de zéro à midi, et prend de valeurs négatives

avant le passage du méridien et positives après le passage du méridien).

 

La déclinaison se calcul par :

(

) (     )                                                                                               (II-10)

Avec             (       )                                                                                                      (II-11)

n=75, suivant(              ,             (        )

Suivant(              ,


(                                            (                                             (

(                                               (                                                (

(                 (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure  II.3 :  Angle  d’incidence  (    ,  Angle  Zenith  (     ),  Angle  surface-azimuth(   )

déclinaison solaire(  )

 

Pour déterminer le rayonnement diffus reçu sur chaque type de paroi       , on va utiliser la correaltion de Liu et Jordan (Maleki et al. 2017) :

(           )                                                                                               (II-12)

Pour une paroi verticale               ,               . Pour une paroi horizontale                            .

 

Ainsi on calcule le rayonnement diffus ru par les deux types de surfaces dans le tableau II-

4.

 

Tableau II-4 : calcul du rayonnement diffus sur les surfaces horizontales et verticales.

 

Heure                     Paroi                          Paroi horizontale(W/m2)    verticale(W/m2)

10

270.8847

135.4423652

11

271.782328

135.8911641

12

253.764661

126.8823306

13

245.975466

122.9877332

14

254.413702

127.2068508

15

273.627459

136.8137294


On pose :                                                                                                         (II-13) Calcul de l’irradiation     dans les difrentes orientations

Connaissant  la  latitude  et  la  déclinaison  solaire,  on  peut  calculer  de  l’irradiation         en

combinant  les  équations(               (             (             (                (              .  C’est  ce  qui  est

fait dans le tableau II-5.

 

Tableau II-5 : calcul du rayonnement     dans les différentes orientations.

 

   Orientation Nord-ouest (

 

Heure

(W/m2)

(

 

(

 

 

(W/m2)

(W/m2)

(W/m2)

10

207.950825

 

-30

0.86510

 

135.4423652

 

135.4423652

11

341.871005

 

-15

0.96452

 

135.8911641

 

135.8911641

12

450.542006

 

0

 

0.99843

 

126.8823306

 

126.8823306

13

483.900089

152

15

0.96452

0.168090799

122.9877332

84.3309398

207.3186729

14

447.568521

152

30

0.86510

0.273180555

127.2068508

141.331981

268.538832

15

321.430319

152

45

0.70695

0.357518494

136.8137294

162.552786

299.3665158

 

   Orientation Sud-est (

 

Heure         (W/m2)         (          (                                                (W/m2)             (W/m2)          (W/m2)

10

207.950825    -28       -30       0.86510   0.195993    135.4423652    47.11206008    182.5544253

11

341.871005    -28       -15       0.96452   0.074771    135.8911641    26.50233809    162.3935022

12

450.542006               0          0.99843                      126.8823306                            126.8823306

13

483.900089               15        0.96452                      122.9877332                            122.9877332

14

447.568521               30        0.86510                      127.2068508                            127.2068508

15

321.430319               45        0.70695                      136.8137294                            136.8137294

 

 

   Orientation Nord-est (

 

Heure

(W/m2)

(

 

(

 

 

(W/m2)

(W/m2)

(W/m2)

10

207.950825

-118

-30

0.86510

0.461714

135.4423652

110.9851759

246.4275411

11

341.871005

-118

-15

0.96452

0.253188

135.8911641

89.74136107

225.6325252

12

450.542006

 

0

 

0.99843

 

126.8823306

 

126.8823306

13

483.900089

 

15

0.96452

 

122.9877332

 

122.9877332

14

447.568521

 

30

0.86510

 

127.2068508

 

127.2068508

15

321.430319

 

45

0.70695

 

136.8137294

 

136.8137294


   Orientation Sud-ouest (

 

Heure

(W/m2)

(

 

(

 

 

(W/m2)

(W/m2)

(W/m2)

10

207.950825

 

-30

0.86510

 

135.4423652

 

135.4423652

11

341.871005

 

-15

0.96452

 

135.8911641

 

135.8911641

12

450.542006

 

0

 

0.99843

 

126.8823306

 

126.8823306

13

483.900089

62

15

0.96452

0.203569

122.9877332

102.1303561

225.1180893

14

447.568521

62

30

0.86510

0.420672

127.2068508

217.6381607

344.8450115

15

321.430319

62

45

0.70695

0.610243

136.8137294

277.4591438

414.2728732

 

 

   Pour la paroi horizontale

 

Heure

(W/m2)

(W/m2)

(W/m2)

10

270.8847

207.950825

478.8355555

11

271.782328

341.871005

613.6533333

12

253.764661

450.542006

704.3066667

13

245.975466

483.900089

729.8755556

14

254.413702

447.568521

701.9822222

15

273.627459

321.430319

595.0577778

 

 

II.3 CHARGES DU BATIMENT

 

II.3.1 Introduction

 

Le but principal du conditionnement d’air est de maintenir, quelle que soient les conditions exrieures, dans une ambiance isolée (local), des conditions hygrométriques qui contribuent au confort de l’individu, ou qui sont nécessaires à certains prodés de fabrication, ou à des exigences de laboratoires.  La puissance de l’installation est déterminée alors, en fonction des gains thermiques et dhumidité maxima réelles. Le type de gulation est détermi suivant les conditions à obtenir non seulement pendant les périodes de gains maxima, mais également aux charges intermédiaires. Il est généralement impossible de mesurer pour un local donné aussi bien des gains maxima que les gains minima, dans des conditions intermédiaires. Ces valeurs sont souvent estimées.

 

On peut classifier les charges en fonction de la source de chaleur (humidité). On parle alors de :

 

   Charges internes : celles qui sont produites à l’intérieur du local conditionné. Elles comprennent aussi bien les charges de chaleur sensible que de chaleur latente. Il s’agit de gains dus aux occupants, à léclairage, aux machines, …

 

   Charges externes : celles qui viennent de l’exrieur de l’espace conditionné. Elles comprennent essentiellement les gains dus à l’ensoleillement à travers les vitres, au flux de chaleur dû à l’insolation des murs et de toits, aux difrences de températures avec les locaux adjacents et à l’air exrieur nécessaire. (Sumuna, 2019).


a)  Charges internes

 

v  Charge due à l’éclairage

 

C’est la charge due aux appareils déclairage.    Les appareils déclairages constituent une source de chaleur sensible. Cette chaleur est dégagée par rayonnement et convection.

 

v  Charges dues aux occupants

 

C’est la portion d’énergie (et dhumidité) que les occupants dégagent dans le milieu ambiant. Les apports thermique et hydrique des occupants sont donnés dans un tableau dans lAnnexe

1.

 

v  Charges dues aux machines et autres appareils

 

La ventilation du local

 

En climatisation de confort, on admet qu’il n’existe pas d’autres sources de pollution de l’air que les occupants eux-mêmes et qu’il ny a pas de production de gaz toxiques ni de vapeurs inflammables à l’intérieur des locaux (Porcher, 1993). Dans ces conditions, la ventilation a pour objet essentiel :

 

-     De maintenir constante la teneur en oxygène de lair de locaux ;

 

-     De limiter la concentration de gaz carbonique CO2 rejeté par la respiration ;

 

-     D’éliminer les odeurs corporelles et les fumées.

 

Pour une personne adulte au repos, le volume normal de respiration est de 10 md’air par jour, soit environ 0.42 m3/h. La consommation doxygène qui en résulte est de 25 l/h et la production  de  gaz  carbonique  de  20  l/h.  Ces  valeurs  augmentent  très  rapidement  avec l’activité des occupants. Dans un local confiné et en présence d’occupants, il se produit par conséquent une diminution de la teneur en oxygène et une augmentation rapide de la teneur en gaz carbonique. Les effets dune teneur élevée en gaz carbonique ne deviennent vraiment

dangereux que pour des valeurs supérieures à 7%. Toutefois le taux maximal de sécurité admis en climatisation de confort est égal 0.5% (Porcher, 1993).

 

Bien que produit en très faible quantité, le corps humain émet un certain nombre de produits qui contribuent, à polluer l’air d’un local. Citons en particulier lammoniaque, les amines grasses, l’hydrogène, le soufre, le phosphore, etc. Ces difrentes secrétions sont à l’origine dodeurs dont l’intensité dépend de lactivité des personnes, de leur âge, de leur hygiène et de la psence ou non de fumeurs. En plus des odeurs qu’elles créent, les émanations du corps humain sont susceptibles de favoriser le développement de certains microbes et bactéries, de sorte qu’une ambiance confinée constitue un milieu très favorable à la propagation d’épidémies. Il ya une quantité d’air horaire à pvoir pour éliminer comptement les odeurs corporelles et les fumées (Annexe 2).

 

Détermination de conditions intérieures de base (condition de confort)

 

ASHVE11 a déterminé dans le diagramme psychrométrique, la zone dans laquelle, la plupart de personnes, se sent dans le confort. Ces études avaient été réalisées aux Etats-Unis, mais

 

 

11American Society of Heating & Ventilating Engineers


ces résultats peuvent être raisonnablement appliqués dans le monde.  Ces études sont basées principalement sur les paramètres température et humidité. Le confort étant une notion subjective, ces résultats ne dérivent pas des calculs. La figure II.4 définit la zone de confort selon ASHVE.

 

b)  Charges externes

 

Les apports calorifiques résultent non seulement de la différence entre les températures de l’air à l’exrieure et à l’intérieur des locaux climatisés, mais également du fait que les parois exrieures sont soumises au rayonnement solaire. Les apports calorifiques dans les locaux climatisés sont donc plus importants en raison de l’absorption et de lemmagasinement de la chaleur solaire par les parois exrieures.

 

Dans le calcul de la puissance maximale de l’installation, on se place dans l’hypothèse la plus défavorable. On suppose que l’écart entre la température exrieure de base et la température intérieure des locaux est constant (gime permanent).

 

Charges parois opaques exrieures (Mur, vitrage, toit)

 

-     Apport de chaleur par transmission à travers les parois exrieures de murs

(                                                                                                             (II-14)

o k : coefficient de transmission global thermique de la paroi considé en W/m²°C;

 

o S : surface de la paroi considérée (en m²) ;

 

o    : température air extérieur [°C] ;

 

 : température air intérieur [°C].

 

Pour déterminer le coefficient global de transmission de chaleur à travers la paroi composite, on pourra utiliser la formule :

 

(II-15)

 

Dans laquelle he et hi sont les coefficients globaux de convection et λ le coefficient de conductivité thermique de la paroi considérée (Annexe 3). Les valeurs de he et hi [W/m² °C] sont données à lAnnexe 4.


 

 

Figure II.4 : zone de confort12.

 

Pour tenir compte de l’influence simultanée de la difrence de températures air exrieur air intérieur dans le local et de l’influence de l’insolation, l’on a introduit la notion de la température équivalente dinsolation ts. C’est une température fictive de lair exrieure telle que :

(                                                                                                  (II-16)

 

(II-17)

 

 

Avec     : rayonnement ru par la surface S. ;     : absorptivité paroi (Annexe 5).

Pour certaines parois verticales, le rayonnement      inclut également la composante réfléchie. Pour faciliter lévaluation du bilan thermique, nous allons nommer les difrentes parois

(figure II.5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12www.air-conditioner-selection.com/comfort-zone-air-conditioner-sizing.html


 

 

Figure II-5 : parois du bâtiment nommées (A-W)

 

La fraction réfléchie  ) concerne les parois A, B, C, F, G, R, U, H, I, L, N, P et Q. Elle se calcule par (Foster et al., 2010):

 

(II-18)

 

Avec      : irradiation horaire rue sur une surface horizontale ;     : inclinaison paroi par

rapport à l’horizontal  : albédo de la surface plane devant une surface verticale(Annexe

6).

 

Lévaluation de la fraction réfchie est faite dans le tableau ci-dessous :

 

Tableau II-6 : l’évaluation de l’irradiation réfléchie au cours de la journée pour la valeur dalbédo de 0.14

 

Heure

H (W/m^2)

Ir(W/m^2)

10

478.835556

33.51848889

11

613.653333

42.95573333

12

704.306667

49.30146667

13

729.875556

51.09128889

14

701.982222

49.13875556

15

595.057778

41.65404444

 

 

Suivant leurs orientations et la position du soleil dans le ciel, les parois recevront les rayonnements directs-diffus, ou simplement diffus. Lévaluation du rayonnement dans les difrentes parois est réalisée dans le tableau suivant :


Tableau II-7 : Lévaluation de rayonnement dans les parois en fonction de l’orientation et l’heure de la journée.

 

 

Insolation(W/m^2)

Parois

Orientation

10H

11H

12H

13H

14H

15H

A

NE

279.9

268.6

176.2

174.1

176.3

178.5

B

NO

169.0

178.8

176.2

258.4

317.7

341.0

C

SE

216.1

205.3

176.2

174.1

176.3

178.5

D

SO

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

E

NE

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

F

NO

169.0

178.8

176.2

258.4

317.7

341.0

G

SE

216.1

205.3

176.2

174.1

176.3

178.5

H

NO

169.0

178.8

176.2

258.4

317.7

341.0

I

SE

216.1

205.3

176.2

174.1

176.3

178.5

J

SO

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

K

NE

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

L

NO

169.0

178.8

176.2

258.4

317.7

341.0

N

SO

169.0

178.8

176.2

276.2

394.0

455.9

O

NE

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

P

SO

169.0

178.8

176.2

276.2

394.0

455.9

Q

SE

216.1

205.3

176.2

174.1

176.3

178.5

R

NO

169.0

178.8

176.2

258.4

317.7

341.0

S

SO

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

T

SO

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

U

NO

169.0

178.8

176.2

258.4

317.7

341.0

V

NE

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

W

NE

135.4

135.9

126.9

123.0

127.2

136.8

TOIT

HORIZONTALE

478.8

613.7

704.3

729.9

702.0

595.1

Estimation de charges

 

Hypothèses :

 

   Régime permanent ;

 

   Transfert de chaleur unidimensionnel ;

 

   Nous allons négliger les apports et pertes de chaleurs à travers le plancher, les conduits ;

 

   Pas de transfert de chaleur entre deux locaux adjacents ;    Le calcul du bilan se fera entre 10h et 15h.

II.3.2 Calcul

 

ü  Charges internes

i.      Charge due à l’éclairage

 

Pour notre bâtiment, le type de lampe utilisé, est le tube fluorescent (puissance 40W). On doit tenir compte, pour ce type de lampes, de la chaleur dégagée par le ballast. Elle repsente


environ 25% de lénergie absorbée par la lampe elle-même (Sumuna , 2019). Lévaluation de

la chaleur due à léclairage (          est faite dans le tableau II.8.

 

Tableau II.8: évaluation de gains dus à l’éclairage

 

ECLAIRAGE     Nombre         de    Chaleur lampes de 40W     apportée (W)

Chaleur apportée par les ballasts de lampes(W)

(ballast de 10W)

Charges totales lampe(W)

Local 1

10

400

100

500

Local 2

Local 3

8

320

80

400

8

320

80

400

Local 4

6

240

60

300

Local 5

Bureau 1

6

240

60

300

2

80

20

100

Bureau 2

Bureau 3

2

80

20

100

2

80

20

100

Bureau 4

TOTAL

2

80

20

100

46

1840

460

2300

 

 

ii.      Charges thermiques et hydriques dues aux occupants (

 

En fixant la densité doccupation à                                 (Annexe 2) et tenant compte de dimensions de locaux, ainsi que les données de lAnnexe 1, pour une température interne fixée à         , nous evaluons ces apports dans le tableau II-9.

 

Tableau II-9 : Evaluation de charges thermique et hydrique dues aux personnes

 

Surface         Nombre          Charge               Charge

(m^2)            d'occupants    thermique(W)    hydrique

(g/h)

Local 1

201.2

135

17280

11475

Local 2

150

101

12928

8585

Local 3

150

101

12928

8585

Local 4

70.42

48

6144

4080

Local 5

70.42

48

6144

4080

Bureau 1

14.72

1

128

85

Bureau 2

10.672

1

128

85

Bureau 3

14.72

1

128

85

Bureau 4

10.672

1

128

85

TOTAL

682.152

437

55936

37145

 

 

ü  Charges externes

 

Apport de chaleur par transmission à travers les parois exrieures (murs, toit, plafond) et les vitrages


i.      Calcul de coefficients globaux de transmission de difrentes parois

 

Suivant (

-     Mur

On prend :                                                     (

Constituants :

1.   Crépi intérieur                                              (

2.   Brique                                               (

3.   Crépi exrieur                                              (                   .

 

 

 

 

-     Toiture

On prend :                                                       (

Constituants :

1.   Tôle                                              (

2.   Lame d’air                                                    (

3.   Plafond                                              (                   .

 

 

 

 

-     Vitrage

On prend :                                                     (

Constituants :

1.   Verre                                         (

 

 

 

 

-     Portes (en bois)

On prend :                                                      (

1.   bois                                              (

 

 

 

 

-     Portes (fer)

On prend :                                                       (

1.   fer                                           (


 

 

 

 

ii.      Calcul de charges

 

Lévaluation de charges par paroi, est résumée dans le tableau II-10 tenant compte des données des Annexes 4, 5, et du tableau II-7.

Mur           (                                                                             Vitrage(                                                                         ; Bois(

; Fer(                                                                        ; Toit(                                                                         .

Tableau II-10 : évaluation des charges externes

 

Temrature équivalente                                                  Apport de chaleur(W)

d’insolation (                         )

(

Parois

orientation                    Surface (m^2)

10H

11H

12H

13H

14H

15H

10H

11H

12H

13H

14H

15H

A

NE                Mur

66,6588

37,2

36,9

34,7

34,7

34,7

34,8

2579,4

2521,9

2054,2

2043,5

2055,0

2065,7

 

vitrage

19,656

47,3

46,6

41,0

41,1

41,1

41,2

2486,5

2410,6

1792,6

1778,5

1793,7

1807,8

B

NO

Mur

42,9

34,5

34,8

34,7

38,1

38,1

38,7

1298,5

1330,7

1322,0

1589,9

1783,0

1859,0

C

SE

Mur

42,9

35,7

35,4

34,7

34,7

34,7

34,8

1452,0

1417,0

1322,0

1315,1

1322,5

1329,4

D

SO                Mur

80,8694

33,7

33,8

33,5

33,5

33,5

33,8

2241,9

2244,6

2189,3

2165,4

2191,3

2250,3

 

vitrage

3,81178

38,6

38,6

38,1

38,1

38,1

38,7

294,8

295,4

283,7

278,6

284,1

296,6

porte        1,63362                35,4    35,4     35,1     35,1    35,1     35,4     121,0        121,2        117,4          115,7               117,5                121,5 fer

E

NE

Mur

40

33,7

33,8

33,5

33,5

33,5

33,8

1108,9

1110,3

1082,9

1071,1

1083,9

1113,1

F

NO                Mur

54,512

34,5

34,8

34,7

38,1

38,1

38,7

1649,9

1690,9

1679,8

2020,2

2265,6

2362,2

 

vitrage

3,8416

40,6

41,2

41,0

49,5

49,5

50,9

340,9

353,8

350,3

457,8

535,3

565,8

porte        1,6464                  36,6    36,9     36,8     41,9     41,9     42,8     136,1        140,3       139,2          173,9               199,0        208,9

fer

G

SE                 Mur

48,768

35,7

35,4

34,7

34,7

34,7

34,8

1650,6

1610,8

1502,8

1495,0

1503,4

1511,3

 

vitrage

11,232

43,4

42,8

41,0

41,1

41,1

41,2

1176,8

1135,8

1024,3

1016,3

1024,9

1033,1

H

NO

Mur

54,512

34,5

34,8

34,7

38,1

38,1

38,7

1649,9

1690,9

1679,8

2020,2

2265,6

2362,2


 

 

vitrage     3,8416                  40,6    41,2     41,0     49,5     49,5     50,9     340,9                353,8                    350,3  457,8   535,3   565,8


porte fer


1,6464                  36,6    36,9     36,8     41,9     41,9     42,8     136,1        140,3        139,2          173,9                             199,0  208,9


I               SE                 Mur         48,768                  35,7    35,4     34,7     34,7     34,7     34,8     1650,6                1610,8                  1502,8            1495,0 1503,4 1511,3 vitrage 11,232                43,4                      42,8    41,0     41,1     41,1     41,2     1176,8 1135,8                1024,3                  1016,3            1024,9 1033,1

J              SO                 Mur         40                         33,7    33,8     33,5     33,5     33,5     33,8     1108,9                1110,3           1082,9     1071,1                  1083,9            1113,1

K             NE                 Mur         37,6604                33,7    33,8     33,5     33,5     33,5     33,8     1044,0                1045,3                  1019,5            1008,4 1020,5 1048,0 vitrage 3,8479                38,6                      38,6    38,1     38,1     38,1     38,7     297,6   298,2                286,4                    281,3  286,8   299,4


porte fer


1,6491                  35,4    35,4     35,1     35,1     35,1     35,4     122,1        122,3        118,5          116,8                             118,6  122,7


L              NO                Mur         30,03                    34,5    34,8     34,7     38,1     38,1     38,7     908,9                931,5             925,4       1112,9                  1248,1            1301,3

N             SO                 Mur         34,7334                34,5    34,8     34,7     39,9     39,9     41,4     1051,3                1077,4                  1070,3            1334,2 1644,8 1808,2 vitrage 8,424                40,6                      41,2    41,0     54,1     54,1     57,8     747,5   775,9                768,2                    1054,9            1392,5 1570,1

O             NE                 Mur         37,6604                33,7    33,8     33,5     33,5     33,5     33,8     1044,0                1045,3                  1019,5            1008,4 1020,5 1048,0 vitrage 3,8479                38,6                      38,6    38,1     38,1     38,1     38,7     297,6   298,2                286,4                    281,3  286,8   299,4


porte fer


1,6491                  35,4    35,4     35,1     35,1     35,1     35,4     122,1        122,3        118,5          116,8                             118,6  122,7


P              SO                 Mur         34,7334                34,5    34,8     34,7     39,9     39,9     41,4     1051,3                1077,4                  1070,3            1334,2 1644,8 1808,2 vitrage 8,424                40,6                      41,2    41,0     54,1     54,1     57,8     747,5   775,9                768,2                    1054,9            1392,5 1570,1

Q             SE                 Mur         30,03                    35,7    35,4     34,7     34,7     34,7     34,8     1016,4                991,9             925,4       920,6                    925,8  930,6

R             NO                Mur         14,72                    34,5    34,8     34,7     38,1     38,1     38,7     445,5                456,6             453,6       545,5                    611,8  637,9

S              SO                 Mur         12,39                    33,7    33,8     33,5     33,5     33,5     33,8     343,5                343,9                    335,4  331,8   335,7   344,8 vitrage  1,33     38,6                38,6                      38,1    38,1     38,1     38,7     102,9   103,1   99,0                97,2                      99,1    103,5


porte bois


2,28                      33,8    33,8     33,5     33,6     33,6     33,8     57,3          57,3          55,9            55,3                             56,0    57,5


T              SO                 Mur         7,99                      33,7    33,8     33,5     33,5     33,5     33,8     221,5                221,8                    216,3  213,9   216,5   222,3 vitrage  1,33     38,6                38,6                      38,1    38,1     38,1     38,7     102,9   103,1   99,0                97,2                      99,1    103,5


porte bois


2,28                      33,8    33,8     33,5     33,6     33,6     33,8     57,3          57,3          55,9            55,3                             56,0    57,5


porte        0                           35,4    35,4     35,1     35,1     35,1     35,4     0,0            0,0                0,0                        0,0      0,0       0,0


 

 

 

 

fer

U

NO

Mur

14,72

34,5

34,8

34,7

38,1

38,1

38,7

445,5

456,6

453,6

545,5

611,8

637,9

V

NE                      Mur

12,39

33,7

33,8

33,5

33,5

33,5

33,8

343,5

343,9

335,4

331,8

335,7

344,8

 

vitrage

1,33

38,6

38,6

38,1

38,1

38,1

38,7

102,9

103,1

99,0

97,2

99,1

103,5

porte        2,28                      33,8    33,8     33,5     33,6     33,6     33,8     57,3          57,3         55,9                55,3                      56,0    57,5

bois

W

NE                      Mur

7,99

33,7

33,8

33,5

33,5

33,5

33,8

221,5

221,8

216,3

213,9

216,5

222,3

 

vitrage

1,33

38,6

38,6

38,1

38,1

38,1

38,7

102,9

103,1

99,0

97,2

99,1

103,5

porte        2,28                      33,8    33,8     33,5     33,6     33,6     33,8     57,3          57,3         55,9                55,3                      56,0    57,5

bois

 

HORIZON   toiture      692,824                43,9     47,7     50,2     50,2     50,2     47,2     1121,4      1345,3                      1495,9     1538,4                  1492,0 1314,5

TALE

TOTAL

34833,7    35017,      33142,9      35711,2                 38311,      39615,

9                                                           9                                                           6

 

 

 

 

La charge thermique de base du bâtiment est de 39615.6W, elle intervient à 15h. Charges thermique totale                       est la somme de charges internes et externes :

 

 

Charge hydrique totale :


CHAPITRE III : DIMENSIONNEMENT DE LA CENTRALE DE TRAITEMENT DE

L’AIR(CTA) ET DU SYSTEME DE DISTRIBUTION DE L’AIR

 

III.1    DIMENSIONNEMENT    DE    LA    CENTRALE    DE    TRAITEMENT    DE

L’AIR(CTA)

 

Les installations de climatisations peuvent être exploies différemment :

 

Ø  Traitement de l’air exrieur seul (tout air neuf) : simple, le plus hygiénique, mais antiéconomique ;

Ø  Traitement de lair neuf mélangé avec l’air recyclé ;

Ø  Traitement de l’air recyc avec by-pass : plus favorable sur le plan économique mais moins hygiénique que lair neuf.

 

Dans le cas de notre travail, nous allons adopter le système de traitement de l’air avec recyclage. Une schématisation du système et une description des transformations de l’air dans un diagramme psychrométrique sont faites sur la figure III-1.

 

III.1.1 CONSOMMATION DE LA CTA

 

 

 

Figure III-1 : schématisation  et transformations de l’air humide dans la CTA


Hypothèses de calculs :

 

   Transformations à pression constante (100kPa) ;

   Mélange adiabatique, apport de chaleur conduite négligeable ;

   Conditions intérieures de base : température sèche          , Humidirelative 50% ;    Conditions exrieures de base : température sèche                                     , Humidirelative 65%

(Régime estival).

 

L’humidité absolue, lenthalpie, la masse volumique ainsi que l’humidité relative de l’air

humide sont déterminées par les expressions suivantes (Sumuna, 2019):

 

(III-1)

(                                                                                                   (III-2)

 

(III-3)

 

 

(III-4)

 

a)  Calcul des caractéristiques de points

 

Point 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

Point 5     

 

 

 

 

 

 

 

(

(

 

 

 

 

 

 

Point 4


On fixe l’écart de soufflage à 12   .13

.

 

Pente      de      la       charge

(

(

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le    débit    d’air    sec    à    souffler

 

 

 

Le débit d’air humide correspondant

(                                           (

 

 

 

Le débit volumique d’air à souffler

 

 

 

Point 2(mélange)

 

 

Le débit  minimum d’air  fraiest  fixé à                               (Annexe 2) tenant  compte de nombre  total  doccupants  (437),  le  débit  d’air  frais  exrieur

 

 

 

 

 

 

 

 

13 www.dimclim.fr/condition de souflages.php


D le  débit  d’air  sec  au  point  1  vaut

 

 

 

Les équations de conservation de débits et d’énergies donnent :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le débit d’air humide correspondant

(                                           (

 

 

 

 

Le débit volumique d’air

 

 

 

Point 3


 

 

(

 

 

 

 

 

 

Point 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Point 2’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

Les caractéristiques de chaque point sont sumées dans le tableau III-1.


 

Tableau III-1 : caractéristiques de chacun des points de la CTA

 

Etat              t                            (                  (                                          (                   (

 

30.5              4.283              0.01781         0.65                                    1.135

 

25                 3.10947          0.00982         0.50              50.24587       1.16137

 

27.33            3.83777          0.01316         0.58              61.1606         1.15011

18.4              2.07192          0.01316         1                   52.0712         1.18528

 

10.6              1.25937          0.01316                              31.2214         1.2

 

10.81            1.27767          0.00805         1                   31.2214         1.22069

 

13                 1.47439          0.00805         0.8666          33.4489         1.21134

 

 

b)  Calcul de la consommation de la CTA    Refroidissement 2-20

(                                                             (

 

 

 

   Déshumidification 20-3

(                                                                (

 

 

 

   Réchauffeur 3-4

(                                                          (

 

 

 

 

III.1.2 DIMENSIONNEMENT DE LA BATTERIE FROIDE

 

ü  Introduction

 

Les batteries sont des échangeurs de chaleur, qui permettent le transfert de chaleur entre l’air et un autre fluide (eau, saumure, fluides frigorigènes, vapeur deau) dans le but de réchauffer, refroidir, déshumidifier, ou les deux à la fois (Wang, 2001).

 

Le serpentin de refroidissement et de déshumidification est un élément essentiel de la climatisation. Sa performance a une forte incidence sur les conditions environnementales intérieures de locaux, qui à son tour, a un impact significatif sur la quali de l'air inrieur. Les décisions prises pour choisir un système de refroidissement influencent l'investissement initial ainsi que les coûts d'installation, de fourniture et de maintien du confort thermique. La conception  thermique  efficace  du  serpentin  de  refroidissement  conduit  à  une  réduction cruciale de la surface de transfert de chaleur de la batterie et, bien sûr, de son coût d'investissement et de son poids. D'autre part, l'amélioration des performances thermiques de la batterie sera généralement établie au détriment des performances hydrauliques du serpentin de refroidissement et, par conséquent, de son coût d’exploitation. Comme le serpentin de refroidissement fait partie ingrante du système de distribution d'air, sa géométrie - taille, nombre de rangées, espacement des ailettes et profil des ailettes contribuent à la chute de pression et affectent le niveau de puissance sonore des ventilateurs.


Les  serpentins  de  refroidissement  font  également  partie  intégrante  du  système  d'eau froide ou de l'unité de réfrigération. La mesure dans laquelle les serpentins augmentent la température de l'eau réfrigérée ou la température d'évaporation affecte de façon spectaculaire l'investissement en capital dans la batterie de refroidissement ou la puissance de pompage. Dans notre étude, nous allons proder à un calcul numérique utilisant une technique discrète méthode" rangée par rangée " pour la conception détaillée du serpentin de refroidissement afin d’améliorer la précision des calculs et les tracées locales de la température de l'air et de la surface des serpentins.(Mansour et al., 2012).

 

ü  Construction et géométrie de la batterie

 

Dans une batterie, les tubes de cuivre sont disposés en rangée, sur une longueur FL. les tubes sont souvent décalés, avec un pas triangulaire de 1.75 ou 1.5 pouces pour les tubes de diamètres 5/8 pouces et 1.25 pouces pour les tubes de diamètres ½ pouce (Figure III-2).

 

Des plaques ou des ailettes ondulées sont utilisées pour améliorer la zone de transfert de chaleur. Ainsi, la zone principale (zone exrieure des tubes de cuivre nus) est grandement améliorée par l'ajout d'une zone des nageoires. La surface totale incluant les nageoires est appelée surface extérieure. La section transversale à travers laquelle le flux d'air s'écoule s’appelle surface de face ou la surface des ailettes     . De même la vitesse correspondante est appelée vitesse de face

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure III-2 : structure de la batterie (Mansour et al, 2012).

 

Les ailettes sont disposées perpendiculairement aux tubes. L'espacement entre ailettes varie entre 8 et 16 ailettes par pouce. Le nombre de rangées de tubes dans la direction du flux d'air est appe profondeur de la batterie. Des batteries à 3, 4, 6 ou 8 rangées sont couramment utilisées. Le réfrigérant ou l'eau réfrigérée entre à la première rangée et sort à la dernière, aps avoir prélever une quantité de chaleur. Il existe de circuit de ½ , ¾, 1, 1 ½ , 2 serpentins

 

Dans une batterie de refroidissement, le réfrigérant ou l’eau s’écoule à l’intérieur des tubes, pendant que l’air s’écoule à l’exrieur, la difrence de température permet le transfert de chaleur dun fluide à un autre. Pour que la batterie assure également la déshumidification, il faudrait que sa température soit inférieure à la température de rosée de lair à lentrée.

 

Si on néglige la conductivité du cadre de la batterie, et pour un gime permanent, le dimensionnement de la batterie requiert la résolution de deux équations de transfert dénergie (du coté air et eau) ainsi que l’équation de transfert de masse. Le design se fait en découpant la batterie en N segments selon le nombre de rangées. Les trois équations sont appliquées


pour chaque segment. En connaissant les conditions de fonctionnement, la géométrie, la charge imposée, la surface requise peut être calculé.

 

 

 

   Coté air

̇    (                                                                                                               (III-5)

(                                                                                                 (III-6)

   Coté eau

̇          (                                                                                                         (III-7)

(                                                                                                        (III-8)

Avec                    (                           (1*);                  (                          (2*)

 

Figure III-3 : Disposition de rangées de tubes (i=1, 2, 3, 4) de la batterie à 1 serpentin

(gauche) et ½ serpentin (droite)(Mansour et al.,2012)

: Flux de chaleur échangé par rangée ;    ̇     : Débit massique de l’air ;         : Enthalpie

de l’air au point i ;      : Rendement des ailettes ;         : Chaleur spécifique de l’air ;      :

Coefficient d’échange de chaleur par convection sur la surface extérieure de tubes ;     :

coefficient d’échange de chaleur par convection sur la surface intérieure de tubes  ;         :

Surface extérieure déchange ;        : surface intérieure de tubes ;    ̇                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      : Débit massique de

l’eau ;        : Chaleur spécifique de l’eau ;        : Température de leau au point i ;          :

Enthalpie moyenne de lair entre les points i et i+1 ;           : température moyenne de leau entre  les  points  i  et  i+1 ;           :  enthalpie  moyenne  de  la  surface  déchange ;           : température moyenne de la surface d’échange.

De (1*),                                    (


(

dans (

 

donne :

 

̇

(

(

De (

dans (

donne:

 

on peut tirer,

̇

 

 

 

 
De (2*),                                       (


 

 

(III-11)

(                                                      (III-12)

̇         (


 

(           dans    (                  on     a    :                                       (               ̇                                  )

̇                                                             (                                  (                       ̇          )

(                                                                              (

(                                      ̇         )

 

On pose                    ̇                                                                                                       (                                             (III-13)

Similairement,  en  eliminant               entre(                et  (                 et  en  posant,

, on trouve :

̇

 

(                                                                                                      (III-14)

En divisant lequation (III-13) par (III-14) on obtient :                                             (III-15)

 

 


Avec              [          (      )]    [


(                         )

]                                                                   (III-16)

(                        )


 

 

(                                                    (

̇                                                      ̇

Relation entre                   (

 

-     Surface sèche (                                                     (                                         (III-19)

-     Surface humide(                        ,  si la batterie est humide, lenthalpie de l’air saturé

est  fonction  de  la  temperature  de  la  surface  humide             Lequation

quadratique est exprimee comme suit :


 

 

La solution de

En substituant          des equations (III-20) dans (III-15),          est obtenu :

(

(                                                                   (

(                               (

Cette equation peut s’ecrire :


(III-20)


La solution quadratique est donnée par                                   (

Avec                                                    (

Finalement pour un segment, nous aurons :


(                                                             ̇

̇          ,

Calcul de la temperature seche de lair :

La chaleur sensible transferée à la surface des tubes est donnée par :

̇         (                                                                                              (III-22)

(                                                                                           (III-23)

(                           )                                                              (III-24)

En eliminant          entre les equattions(                 et (                on trouve


(                         )                                        (

[                ]               [


]                                                        (III-25)


(                         )                                    (                         )

[                            ]                                                                         (III-27)

: chaleur specifique de lair sec=1.009kJ/kg K

 

 

   Determination de coefficient de transfert     (Wang, 2001)

 

McQuiston a developpé la correlation entre le facteur Chilton-Colburn      et le parametre JP

comme suit :

(         )                                                                                                     (III-28)

(    )                                                                                             (III-28’)

 


 

 

Avec


 

 

 

: vitesse d' ecoulement dans la section mimimun[m/s] ;

surface primaire ou surface exterieure de tubes[m2 ] ;

surface exterieure de de la batterie[m2 ] ;


(III-29)


nombre de Prandtl=(μCp)/k ;

viscosité dynamique du fluide[kg/ms] ;

conductivité thermique du fluide[W/(m     )] ;

nombre de reynolds basé sur le diametre d.

 

 

   Determination de coefficient     (Wang, 2001)

 

Pour determiner les coefficient    , on peut utiliser la formule Dittus-Boelter :

 

(III-30)

 

Si la temperature de tube est superieure à la temperature moyenne de leau, n=0.4,

n=0.3 dans le cas contraire. diametre interieur de tubes[m] condutivite thermique de l'eau


ü  Dimensionnement de la batterie froide

 

On fixe la vitesse de face (       à 4 m/s (Wang, 2001). Connaissant le débit d’air      , on determine la surface de face :                                                                                  1.28297 m2

 

 

 

 

 

Suivant la valeur      ,(Annexe 7 : tableau 4 et 3), on trouve FL et FH sur le catalogue.

(

 

 

 

 

 

 

 

 

(                       )

Comme densité d’ailettes on prend,

 

Epaisseur d’ailette on prend

 

On prend la configuration ½ serpentin, suivant lAnnexe 7(le tableau 3), nous avons

 

 

 

: Nombre de tubes par rangée.

 

La nomenclature normalisée de la batterie froide est psentée dans la figure suivante

 

 

Figure III-4 : Nomenclature de la batterie (catalogue Daikin water cooling). Suivant le catalogue, la batterie choisie est :5WH 12XXXB 42 x 48

Reste à déterminer le nombre de rangée et la puissance frigorifique à extraire.


   Calcul de

 

 

(                  )     (

 

 

 

 

 

 

: surface d’ailettes

 

  : Nombre dailettes par rangée.

 

 

  : Nombre de tubes par rangée.

 

 

Nous    allons    déterminer    le    périmètre    des    ailettes    par    la    formule    approximative

suivante :                       (                     doù                   (

 

 

[(                 )                ]     (                         (

 

 

 

 

(                               (

 

 

 

   Calcul de coefficient de transfert

 

-

 

On va calculer les propriétés de l’air pour température moyenne entre le point 2 et 3

 

 

 

 

 

(

 

 

(Mansour et al. 2012)

 

Suivant (III-29),                     

 

 

 

 

 

 

 

 

Section minimum  d’écoulement

 

Pour une densité d’ailette 12 à 15 FPI, le ratio section minimum découlement (            sur

section d’écoulement libre (       est environ 0.59 (Wang, 2001)


 

 

 

(                              )

D

 

(

 

 

 

Suivant (III-28),                       (    )                                   (             )

 

 

(

Suivant  (III-28),            (         )

 

(

 

 

 

-

 

Suivant (III-30),

 

Calcul de

 

On fixe la vitesse d’écoulement de l’eau dans le tube         =2 m/s(catalogue Daikin water cooling).

 

On fixe la température de l’eau à lentrée à 6    ,                    (Wang, 2001)

 

Les caractéristiques de l’eau pour une température moyenne de 10    (Annexe 18) donnent:

 

 

 

(

22730.7457

 

Avec

 

 

 

(

 

 

 

Suivant (III-17)

̇

 

On prend                 (Wang, 2001)

 

 

 

 

 

 

Suivant (III-18)

̇

 

 

̇


 

̇

(

̇                                                                                  ̇

 

 

 

 

 


Suivant         (III-16)                 [         (      )]     [

(                          )


(                         )

]                [                      (            )]

(                        )


[                ]

(                          )

 

Suivant les équations :

 


 

o (III-21),


(                      (                                               ((                                                     ;


o (III-14),                              (                      ;

 

o (III-7), on peut tirer,                                       ;

̇

o (III-5), on peut tirer,                          (            ̇

(                          )                                       (

o (III-25),               [                ]               [                ]

(                         )                                     (                         )

o (III-26),                    [                            ]

La  puissance  extraite,  la  température  de  l’eau,  l’enthalpie,  la  température  et  l’humidité

absolue de lair rangée par rangée sont calculées, les résultats sont placés dans le tableau III-

2.

 

Tableau III-2 : Evaluations de la puissance thermique, température tubes et de leau, des caractéristiques de lair dans la batterie, rangée par rangée (régime été)

 

Numéro                       Etat de

Rangée                        surface

0

 

 

 

14.00

61.16

27.33

0.01316

1

15.88

Humide

15.99

13.21

58.45

25.46

0.01286

2

15.05

Humide

15.63

12.45

55.80

23.76

0.01251

3

14.24

Humide

15.23

11.70

53.22

22.20

0.01212

4

13.44

Humide

14.80

10.97

50.71

20.77

0.01172

5

12.66

Humide

14.34

10.27

48.28

19.44

0.01130

6

11.90

Humide

13.86

9.59

45.94

18.21

0.01087

7

11.16

Humide

13.35

8.93

43.67

17.05

0.01045

8

10.44

Humide

12.82

8.30

41.50

15.97

0.01003

9

9.75

Humide

12.29

7.70

39.42

14.95

0.00962

10

9.08

Humide

11.74

7.12

37.43

13.99

0.00922

11

8.44

Humide

11.18

6.57

35.54

13.08

0.00884

12

7.82

Humide

10.63

6.05

33.74

12.22

0.00848


La puissance totale extraite par la batterie se calcule comme suit :

Létat de lair à la sortie est :

 

 

 

 

 

Ces caracteristiques etant très proches du point de soufflage(point 4), il n’est plus tres utile de faire le rechauffage. Dans ce cas, si on garde les mêmes charges thermiques et hydrique, le point 5 va se caler dans le diagramme psychrométrique mais pas assez pour sortir de la zone de confort montree dans la figure II.4.

 

on peut trouver le nouveau point 5,  quon nomme 5’

(

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(


III.2 DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME AERAULIQUE

 

III.2.1 CONCEPTION DU CIRCUIT, DETERMINATION DE DIMENSIONS DE CONDUITS ET DE COEFFICIENTS DE PERTES DE CHARGES SINGULIERES

 

Les  conduits  dair  ont  pour  rôle  essentiel  de  transporter  les  différents  airs  dans  une installation  de climatisation.  On peut  en  distinguer deux  catégories  suivant  l’usage :  les conduits de distribution (CTA-locaux climatisés), les conduits de reprise (locaux climatisés- CTA) Une autre catégorisation peut se faire suivant les matériaux (acier galvanisé, acier inox, aluminium) qui constituent ces conduits et selon le mode de fabrication (conduit à section circulaire, conduit à section carrée ou rectangulaire, conduit oblong) voir figure III-5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure III-5 : conduit oblong et circulaire (Catalogue Aldes)

 

La section circulaire offre un certain nombre davantages. Nous avons du point de vue :

Aéraulique  :  moins  de  pertes  de  charges  et  moins  de  défauts  d'étanchéité  que  le rectangulaire.       Les       calculs       de       pertes       de       charges       sont       standards ;

Acoustique : moins de génération (pas d'angles vifs) et de fuites que du rectangulaire. De plus, une large gamme de pièges à sons passifs ou actifs permet de traiter les bruits des ventilateurs.

Mécanique  :  résistances  à  la  pression  et  dépression  plus  importantes  que  le rectangulaire ;

Thermique     :     isolation     thermique     quantifiable     et     durable     dans     le     temps.

Entretien          :          simple          à          entretenir          que          du          rectangulaire.

Coût fourni/posé : outre un poste fourniture moins cher, le circulaire est aussi nettement moins cher à poser que du rectangulaire. Le ratio fourni/posé peut évoluer dans un rapport de

1 à 3 selon les dimensions.

 

Par souci d’économie, l’acier galvanisé sera choisi comme matériau de conduit. Lair est introduit et extrait des locaux climatisés par l’entremise des bouches munies de registres pour effectuer le glage de débit.  Elles peuvent être murales ou plafonnières.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure III-6 : bouches murales et plafonnières (Catalogue Lindab)


Nous proposons un circuit raulique avec les bouches murales en position haute pour le soufflage et les mêmes types de bouches en position basse pour la reprise.

 

Tenant compte de la nature de l’installation (confort, acoustique), position du circuit, facteurs d’exploitation économique, nous fixons la vitesse découlement dair maximum à 20 m/s dans les conduits principaux et 10 m/s dans les conduits secondaires (Pocher, 1993).

La section du conduit vaut                                      (           )

Le débit volumique pour toute l’installation est de 17452.41378 m^3/h. le débit par occupant

sera donc de                                                                       . Ainsi tenant comptes des nombres

doccupants par local, nous présentons les débits requis par local dans le tableau III-3.

 

Tableau III-3 : Evaluation des débits volumiques par local

 

Nombre          Débit (m^3/h)

d'occupants

Local 1

135

5391.477941

Local 2

101

4033.624237

Local 3

101

4033.624237

Local 4

48

1916.969935

Local 5

48

1916.969935

Bureau 1

1

39.93687364

Bureau 2

1

39.93687364

Bureau 3

1

39.93687364

Bureau 4

1

39.93687364

TOTAL

437

17452.41378

 

 

La conception des circuits aérauliques est faite dans les figures III-7(A-B-C) et les figures III-

8.  Chaque point caracristique du circuit a été nommé.


 

 


 

 

(A)


Figure ///-7: conception du système aéraulique en 3D (réalisé sur Sketch Up 8 Pro)


 


 

File    Edit    View    Camera    Dra w    Tcols    Wi ndow    Hel p


Enr   istrementAuto_Sans titre - SketchU Pro                                                                                             - ëil


 

 

A12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K1               J1             11

Ml

@

L1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a'\ fi'\          (?\ ol ort nhi ort tn ttrh tovt t'"'l  ru nneiti nn nn er.-oon


 

 

(B)

 


 

File   Edit   View    Camera    Dra w    Tools    Window     Help

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G2'


DESSIN 2 - SlcetchU   Pro                                                                                                                   - [ji


 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

Q) <D © 1  )!select abjects. Shift to extend select. Drag mouse to select multiple.                                                                                                                                                                                                     Measurements


 

 


(C)


 

 

 

 

G2"


 

 

.12


 

 

 

 

L2


 

 

 

 

 

Figure  III-8 a:  schématisation  du  circuit  aéraulique  reprise  et  distribution  (en  2D)


 

 

A         9)                   9)

 

.       .       o1

 
J1       l1     N1

 

K1     M1

 

 

 

 

 

 

ij

 

 

 

2?

.....

N

N                                                                                            ?1t7

 

    1 1    CTAO                A   A10


[)2              -LL


B2                 81


[1   01             K2


J2 1<:


:;

 

=

 
di·     è·         J fJ                  [1'   or

 

L2

 
E2  -'F2  E1 -tF1                        M2

=                                                                                                                                             =

G2                                                                                    !12  N2


H2     G1-tH1

76.13          4as           36


 

 

 

!122


 

=

N21


 

 

 

G

 
.----J-2 2"'

 

 

 

 

 


 

 

+-- -H'-='2.-t--iIl?"


F2'

 

E2'


 

 

21t7

 

 

 

 

 

 

Figure IH-8 b: schématisation W'iifilaire du circuit aéraulique distribution  et reprise

 

(Cotes en décimètre).


Les diamètres de conduits suivant les débits et les vitesses imposés ainsi que les coefficients de pertes de charges singulières (  ) dans chaque tronçon sont déterminés dans les Annexes 8 et 9.

 

III.2.2 CALCUL DE PERTES DE CHARGES ET CHOIX DE VENTILATEURS

 

Aps avoir dimensionné les différents tronçons dun circuit dair, il faut calculer la résistance maximale du circuit ou pertes de charge totales en vue de déterminer le ventilateur le mieux adapté à l’installation. Il ya deux types de pertes de charges : les pertes de charges gulières (elles interviennent au niveau de tronçons de longueur droite dont la section est constante) et les pertes de charges singulières (elles interviennent aux niveaux de singularités telles que des endroits de changement de direction, branchement, coudes, rétrécissement, agrandissement ainsi qu’au niveau des appareils installés clapets, filtres, batteries, bouches de soufflage,)

 

   Pertes de charges singulières :                                                                  (III-31)

 

 

   Pertes de charges gulres :                                                                    (III-32)

 

 

coefficient de pertes de charges singulières coefficient de pertes de charge régulières longueur de conduit[m]

diamètre de conduit[m]

vitesse découlement [m/s]

masse volumique du fluide [kg/m3]

 

Le facteur f est fonction du nombre de Reynold      (Wang, 2001),

 

-     Si                          (écoulement laminaire), f est principalement affec par la force de

viscosité de l’écoulement. Ainsi                       ;

-     Si                           et                   f peut se calculer par la formule empirique de Blasius

(               ;

Avec    : hauteur des aspérités psentées dans le tableau suivant :


Tableau III-4 : Rugosité de matériaux (Wang, 2001)

 

 

Il existe d’autres expressions empiriques pour calculer le coefficient f :

Colebrook :                      (                                                                              (III-34)

 


Swamee et Jain :


{        [                               ]}


(III-35)


 

 

Le nombre de Reynold se calcule comme suit,                                                          (III-36)

 

Avec μ: viscosité dynamique[Ns/m] ; ν : viscosité cinématique[m2/s]

 

Le calcul de pertes de charges se fera par tronçon du circuit, Pour ρ=1.21134 kg/m^3[état 4]

 

03 ft = 0.00009 m[tableau III-4] (Annexe 18)

ü  Pertes de charges dans les circuits

 

Les pertes de charges pour les difrents tronçons des circuits sont évaluées dans lAnnexe 10.

 

ü  Pertes de charges dans les bouches

 

Le choix de bouches de soufflage (de reprise), se fera suivant les débits à souffler (Annexe 11). Ce choix est fait dans le tableau de lAnnexe 12. Les pertes de charges correspondantes sont également présentées.

 

ü  Equilibrage des circuits

 

Il faut équilibrer les difrents tronçons réseaux de conduits. Léquilibrage des réseaux de conduits consiste à obtenir dans deux ou plusieurs circuits en parallèle, des pertes de charges respectives sensiblement égales pour les débits pvus. Le problème de léquilibrage des réseaux


est très important en aéraulique. Il permet déviter, au stade détude, dexécution, les difficultés de réglage qui peuvent se psenter à la mise en route des installations. Etant donné, dune part, que le débit de chaque circuit est parfaitement détermi par les conditions de soufflage et, d’autre part, que l’on ne doit pas dépasser certaines vitesses dans les conduits, l’équilibrage est très souvent impossible par le seul choix dun diamètre ou dune section appropriée. On est donc amené parfois à créer localement une perte de charge supplémentaire en insérant dans un conduit un diaphragme.  Les données de base nécessaires à la détermination des diaphragmes sont : la perte de charge Δp que le diaphragme doit réaliser pour obtenir léquilibrage du circuit, les dimensions (diamètres, sections) du tronçon de conduit à l’intérieur duquel le diaphragme doit être placé, la pression de l’air à l’intérieur du tronçon.

 

(III-36)

 

Δp et       étant connus, on déduit                    . Connaissant     on peut déterminer le diamètre du diaphragme (Annexe 13).

 

ü  Pertes de charges dans la CTA

-     Coté air

 

Pour notre installation, la batterie sélectionnée est donc : 5WH12 12 B  42 x 48

 

La vitesse d’écoulement de l’air dans la CTA est fixée

 

Les pertes de charges sont dont déterminées à partir du catalogue Annexe 14.

Les pertes de charges provoquées par la batterie seront donc                                             (inches

water column).

 

(Wang, 2001)

 

 


-           Coté eau

̇


̇

̇            ̇                                   ̇


 

 

 

 

 

̇

Les pertes de charges seront déterminées dans le catalogue (Annexe 15)

 

Dans les tubes

 

Dans le collecteur


Les pertes de charges totales valent donc

 

 

 

1ft=0.3048 m, on prend

 

 

 

 

 

-     Filtre

 

Les filtres à air à faible efficacité sont très utilisés dans les CTA des bâtiments commerciaux et institutionnels, bureaux, dans d’autres applications résidentielles. La chute de pression générée par ces filtres est 15Pa.(Wang, 2001

 

-     Calcul de pertes des charges installation et Choix de ventilateur

1.   Circuit distribution

 


Tronçon 1(en vert):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(        )

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 


Avec                             (

(

(

(


(

      (                           (

√            √


 

( )


(

 

 

 

 

 

(        )

 

 

 

 

 

(

 

(

(                                =

          (                                      (                                                                     √                  √

 

 

 

(         )

 

 

 

 

(                     )

 

 

 

 

 

(        )

 

 

 

 

 

(

 

(                     )

(

      (                     )      (                     )

 

 

√           

 

(          )


Tronçon  2(en bleu):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(         )

 

 

(         )

 

(

 

 

 

(

(

(

(                              (                      

(

√            √                 (

 

 

 

(         )


(

 

 

(                     )

 

 

 

(         )

 

 

 

 

 

(                               )

(                                 =                 

             (                               )   (                                )                                    √                  √                      (

(

 

(         )

 

(

Tronçon 1 est en parallèle avec le tronçon 2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

(

 

(         )


(                              =

(

 

Tronçon 3(en rouge):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(

             (                               (                                                             √                  √                      (


 

(          )

 

(

 

(          )

 

 

 

 

(

(

(

         (                           (

(

√            √                 (

 

 

 

(         )


Tronçon 4 (en orange) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(       )

 

 

 

(

 

(       )

 

 

 

 

(

(

(

       (                            (

(

√                √                     (

 

 

 

(       )

 

 

 

Tronçon 3 est en parallèle avec le tronçon 4, les deux tronçons forment le tronçon 5 :

 


(

 

 

 

 

 

(

(

(

       (                         (

(

√            √

 

 

 

(         )

 

 

 

Soit Tronçon 5, le tronçon parfaitement sytrique au tronçon 5. On peut déduire :

 

 

 

 

Troncon 5 est en paralelle avec le troncon 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

(

       √                                             √            √

(

 

(       )


Enfin le circuit peut se résumer en:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

(

(

(

       √                        (

(

√         √

 

 

 

(         )

 

 

 

 

 

On applique l’équation de Bernoulli entre les points :

-     [1-E] :      (                   (                      (

-     [S-5] :      (                  (                     (

Donc,

-     (                      (

-     (                     (

En sommant les deux équations on peut obtenir la forme:


(                      (                   (                      (                   (

Le premier membre représente la pression développée par le ventilateur

 

Le second membre représente la pression due à la résistance du circuit

 

Avec                      et            , on peut determiner        pour effectuer le choix du ventilateur

 

(          (

 

 

(           )

 

 

(                          (               )

Les caractéristiques du ventilateur sont donc : débit                        pression totale                   .

 

Le choix du ventilateur est fait dans lAnnexe 16.

 

2.   Circuit reprise


 

(       )

 

 

 

 

(

 

(       )

 

 

 

 

 

 

 

(

(                                     )

      (                                 (

(                                    )

√            √

 

 

 

(          )

 

 

 

 

(

(


 

(         )

 

 

 

 

 

 

 

 

           √            √                                √            √               √

 

(         )

 

De même on peut calculer,                 (          (

 

 

(                      (            )

Les caractéristiques du ventilateur sont donc : débit                     pression totale 444.51      .

 

Le choix du ventilateur est fait dans lAnnexe 17.


CHAPITRE IV : DIMENSIONNEMENT DE LA MACHINE FRIGORIFIQUE A EJECTEUR

 

IV .1 CARACTERISTIQUES ET PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

 

Le cycle à éjecteur est semblable au cycle à compression de vapeur, sauf que le compresseur est remplacé par une pompe d'alimentation, un rebouilleur et un éjecteur. Ce cycle a cemment attiré l'attention, du fait de sa simplicité de construction, de la facilité de son entretien (il y a peu de pièces mobiles), et sa capacité á utiliser des énergies thermiques perdues ou des énergies renouvelables (solaire, géothermiques, rejets thermiques industriels etc..).

Dans le fonctionnement dun tel système, un réfrigérant liquide est vaporisé à une haute pression dans une chaudière (ou générateur). Cette vapeur va ainsi alimenter l’éjecteur dans lequel une vapeur à basse pression, provenant de l’évaporateur, est entraînée. Le mélange est comprimé à une pression intermédiaire égale à celle du condenseur. Le liquide saturé est retourné vers l’évaporateur par l'intermédiaire d'une vanne de détente et vers la chaudière à l’aide d’une pompe d'alimentation. La figure IV-I illustre le fonctionnement de ce système ainsi que l’évolution dans un diagramme (T.s).

 

 

 

Figure IV-1 : Schématisation de la machine frigorique à éjecteur et évolution du cycle dans le diagramme (T,S) (Cüneyt et al., 2015)


Le fonctionnement de l’éjecteur

 

Dans l'éjecteur, le débit à haute pression du générateur s'accélère dans la tuyère primaire coté convergente de l'éjecteur (i). Ceci crée une basse pression à la sortie du co divergente de cette tuyère (ii). Le résultat est un entraînement de la vapeur à partir de l’évaporateur. Dans la zone de mélange (iii), à la fin de la section convergente, les deux débits sont mélangés. Aps cette opération, la vitesse du mélange devient supersonique. Une onde de choc se produit le long de la zone à surface constante entre les deux sections (iv) et (vi).Ceci pour équilibrer la difrence de pression du générateur et de lévaporateur. Après le choc, la vitesse du mélange devient subsonique, dans le diffuseur secondaire, alors la pression augmente pour s’adapter avec la pression du condenseur (vii). Voir figure IV-2.

 

 

Figure IV-2 : évolution pression-vitesse dans l’éjecteur (Benbia, 2013)

 

Le fonctionnement d’un éjecteur est déterminé par une interaction complexe entre différents mécanismes. Les méthodes de conception traditionnelles intègrent de nombreuses hypothèses de simplification et reposent sur des techniques empiriques. Dans les faits, le flux dun éjecteur n’est ni unidimensionnel ni en équilibre thermodynamique. Cet état de nonquilibre vient compliquer considérablement le processus d’analyse, de sorte que la conception dun éjecteur continue d’être empirique ou semi-empirique, et ce, malgré lexistence de plusieurs modèles. Dans tous les types de modèles, il faut respecter les principes de base de conservation de la masse,  de  lénergie,  ainsi  que  de  la  quanti de  mouvement.  Ce  sont  les  hypothèses,  les conditions aux limites et les procédures de calcul utilisées qui distinguent les différentes approches.

 

Le comportement typique dun éjecteur est présenté à la figure IV-3. Il correspond à un autre phénomène qu’on est encore très loin de comprendre. Le rapport d’entraînement ω correspond au rapport  du  débit-massique  secondaire  mE  au  débit-massique  primaire  m (mE/m0).  Avec  la pression de sortie (représentée dans la figure par la pression du condenseur), ce sont les paramètres principaux pour caractériser le fonctionnement de l’éjecteur.


 

Figure IV-3 : courbe de performance de léjecteur (CanmetEnergie, 2009)

 

Pour une géométrie et des conditions fixées, le rapport d’entraînement                possède une valeur maximale qui demeure constante quand on augmente la pression de sortie. Cette situation

persiste jusqu’à latteinte dune pression maximale, appelée pression critique, au-dessus de laquelle le rapport d’entraînement commence à diminuer. Quand on conçoit un éjecteur, cest ce point  de  pression  critique  qui  est  déterminé  et  au-de duquel  la  baisse  marquée  de  la performance indique la plage de fonctionnement hors conception de léjecteur. Le point critique correspond aux conditions optimales pour cette géométrie, lorsque les flux primaire et secondaire sont tous deux en régime sonique à leurs cols respectifs.

 

IV.2 ETUDE THERMODYNAMIQUE

 

Hypothèses :

 

-     Régime permanent ;

-     Pas de transfert de chaleur par radiation ;

-     Le fluide primaire et secondaire à la sortie du bouilleur et de l’évaporateur sont saturés ;

-     Leau à la sortie du condenseur est saturée ;

-     La chute de pression à travers les conduits et les échangeurs de chaleur est négligeable ;

-     Le  fluide  primaire  se  détend  à  travers  la  tuyère  primaire  jusquà  la  pression  de l’évaporateur ;

-     Toutes les propriétés du fluide sont uniformes ;

-     Variation d’énergie potentielle négligeable entre lentrée et la sortie de la machine ;

-     Vitesse à l’entrée et à la sortie de l’éjecteur est négligeable ;

 

Le diagramme (T,s), du cycle frigorifique de la machine à éjecteur est psenté dans la figure IV-1. La vapeur primaire saturée, entre dans l’éjecteur à une pression     , température      et une vitesse négligeable (état 0). Elle se détend jusqu’à une pression    (état 1). La vapeur secondaire saturée entre dans l’éjecteur à une pression     et une vitesse négligeable (état 4).


Equipement :

 

   Chaudière : Le flux de chaleur transféré au fluide au niveau de la chaudière se note

. Le débit de vapeur primaire se calcule donc par :     ̇                                    (IV-1)

   Ejecteur : A 50    , la pression de saturation de l’eau est de 12.350kPa. En dessous de

cette pression, la vapeur d’eau peut être traiter comme un gaz parfait avec une erreur négligeable (<2%), même quand elle est à l’état vapeur saturée (Cüneyt et al., 2015). La structure de l’éjecteur peut être aussi caractérisée par le rapport aire de la section

constante sur aire de la section de col de la tuyère primaire,                               (IV-2)

 

Pour les conditions d’entrée et de sortie, l’équation de conservation d’énergie s’écrit :

̇              ̇            (  ̇          ̇                                                                                   (IV-3)

Section tuyère

Le rendement de la tuyère primaire peut s’exprimer par :                                    (IV-4)

La vitesse du fluide à la sortie de la tuyère est :                 (                                (IV-5)

Le nombre de mach est un nombre sans dimension, noté M, qui exprime le rapport de

la vitesse locale dun fluide à la vitesse du son dans ce même fluide. Les propriétés du fluide à l’endroit le nombre de Mach est égal à l’unité(col) sont dites critiques. Si la vapeur entre dans la tuyère à l’état saturée, le ratio pression critique devient :

(

(      )                                                                                                            (IV-6)

 

Tant que le ratio pression de sortie-entrée (    ) est inferieure au ratio critique, le debit

est choqué dans la tuyère. Donc la vitesse au col,    , est sonique, et la pression au col

, est critique. Section de mélange

Au niveau de la section de mélange, l’équation de la conservation de masse, énergie,

et quantité de mouvement s’écrivent :

̇          ̇                                                                                                                 (IV-7)

̇              ̇            (  ̇          ̇     (             )                                                               (IV-8)

̇                         (  ̇          ̇                                                                                    (IV-9)

Si on inclut le rendement de mélange, cette dernière équation sécrit :

(  ̇                          (  ̇          ̇                                                                            (IV-10)

Section aire constant

Une onde de choc apparait dans cette section, si la vitesse du mélange à l’entrée est supersonique. Dans ce cas, il y a un brusque changement de vitesse dans le mélange et une élévation de pression (Figure IV-2). On peut écrire également les équations de conservations entre la section i et e :

(IV-11) (IV-12)

(              )      (               )                                                                                     (IV-13)


(                      (  ̇          ̇     (                                                                             (IV-14)

Le nombre de Mach du mélange à la section 2, aps l’onde de choc est :


√                        (

A partir des équations ((              (                 (               , on trouve

̇

(                    )


(IV-15)

 

 

(IV-16)


 

 

Diffuseur

Léquation de conservation énergie : (             )                                                  (IV-17)

Le rendement du diffuseur :                                                                                (IV-18)

 

Aire constant de mélange optimum

 

Les valeurs de                  correspondant à une aire constant de section de mélange optimum sont données par les expressions suivantes (Cüneyt et al. 2015) :

[        (              (    )      (               )]                                                          (IV-19)

 

 

(

(    )                                                                                                                 (IV-20)

 

   Condenseur

La puissance transférée au condenseur se calcule :

̇(                                                                                                                (IV-21)

   Valve d’expansion

La transformation étant isenthalpique on a :


 

 

   Evaporateur

La puissance transférée à l’évaporateur se calcule :


(IV-22)


 

 

   Pompe


̇(                                                                                                               (IV-23)


La puissance requise              ̇                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ( (IV-24)

 

 


Les débits massiques sont

 

 

 

 

 

   Le COP


̇            ̇            ̇          ̇          ̇

̇          ̇           ̇

̇          ̇           ̇


 

 

 

 

 

 

 

(IV-25)


Détermination des autres caracristiques géométrique

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure IV-4 : ométrie de l’éjecteur supersonique (Aroua et al. 2017)

 

Dimensions de l’éjecteur supersonique suivant la norme de construction  ASHRAE (Nedjar,

2009)

 

-     Les angles du cône de forme arrondie de convergent (   ) de la tuyère primaire de 8-15° ;

-     Les angles du cône de mélange (    ) 3-10° ;

-     La longueur de la gorge (    ) est en générale 3-5 diamètres de la gorge ;

-     Le diffuseur subsonique est toujours conique dans la forme avec une gamme incluse

d’angle (    )de 5-12° ;

-     La longueur du diffuseur subsonique (    ) est en général 4-12 diamètres de la gorge.

 

Pour une pression  et température dentrée                , le debit massique à travers la tuyère aux conditions de choc(                               , est donné par(Nedjar, 2009) :

 

 

̇                   (     )                                                                               (IV-26)


Les relations entre le nombre de mach, la section, et la pression à la sortie de la tuyère primaire sont déduits en utilisant les relations isentropiques comme approximations (Aroua et al. 2017) :

(     )              [       (                     )]                                                      (IV-27)

 

 

(                    )                                                                           (IV-28)

 

(IV-29)

 

IV.3. DESIGN DE LA MACHINE (Cüneyt, 2015)

 

Hypothèses :

 

-                     (Yunus, 2005)

-                                     (Yunus, 2005)

-     Tolérance de convergence    fixee à 1%

 

Les propriétés du fluide seront déterminées par le logiciel REFPROP, version 9.1

 

1)  Définition de paramètres

Les machines frigorifiques à éjecteur ont généralement un coefficient de performance de

35%. Connaissant la puissance frigorifique nécessaire au fonctionnement de la batterie, on peut en premre approximation, estimer la puissance thermique de la chaudière par :

 

 

 

 

(Sumuna, 2019)

(

(

 

2)  Définition de rendement de la tuyère (     , chambre de mélange (       , diffuser (     ) (Cüneyt et al. ,2015)

3)  Calcul de débit de vapeur chaudière     ̇

Point 0 :

 

Point 4 : Point 5 -6-8: Point 9 : Point 7 :


Suivant (             ,    ̇                          ̇                                     ̇

4)  Calcul de la vitesse

Point 1s :

Suivant(                                                               (

(

Point 1 :

Suivant(             ,                            (                                                    (

5)  Calcul de de             dans la section 2 pour un mélange optimum

Suivant (                ,      [        (             (    )      (        –   )]

 

 


Suivant (               ,(    )


(

,   avec


 

 

 

[        (              (                    )      (                               )]

(                   )

 

 

La  résolution  numérique  de  ces  deux  équations  sur  Excel,  donne :

 

 

6)  Calcul de l’aire optimum

Suivant(

̇

(                    )                                                     (                               (

 

 

7)  Avec la valeur de       on se donne une valeur de

On prend

 

8)  Détermination de létat 2

2 :

 

 

9)  Détermination de létat 3s

3s :

 

10) Calcul de


Suivant(               ,

 

 

11) Calcul de

Suivant(               ,                                                      (

(

12) Calcul de   ̇

Suivant (             ,     ̇              ̇            (  ̇          ̇                  ̇          ̇                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       (                                           ̇

(

̇

13) Vérification de convergence de calcul |(  ̇         ̇                |

|(                                                                                              |

Il y a convergence de calcul.

 

14) Calcul de la puissance frigorifique,      , la puissance du condenseur       , ainsi que le COP

Suivant (               ,             ̇                                                                                                                                                                                                                                                                                                               (                            (

Suivant (                ,             ̇                                                                                                                                                                                                                                                                                                  (            (          (

 

 

 

Suivant (               ,

(

 

 

Détermination Géométrie éjecteur

 

Suivant les recommandations dASHRAE, nous prenons :

 

 

Avec            (      )                   (                 )

 

 

 

 

 

 

 


Suivant  (               ,  ̇


    (     )              on  peut  tirer                      ̇                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

        (            )


 

√        (                 (                 )                 )


 

suivant    (               ,                  (                     )        doù                      (       )

 

 

 

         [(             )                ]

 

 

Suivant (               ,

(     )              [       (                     )]                                           [        (                     )]

 

 

          [            (                               )]


CONCLUSION

 

 

 

La sensation de confort thermique, qui est fonction des paratres physiologiques (taille, poids, activité de l’homme) et physiques (température, vitesse et humidité de lair) est obtenue lorsque l’individu ne recourt pas à son système thermorégulateur pour se sentir à l’aise dans le local. Cest l’objectif poursuivi lorsqu’on fait la climatisation.

 

Ce projet de fin de cycle consistait à étudier et dimensionner une installation de climatisation fonctionnant avec une machine frigorifique à éjecteur (à compression thermique de vapeurs d’eau) pour le premier bâtiment facultaire du campus de Luvaka, un bâtiment déconstruit.

 

Pour se faire, lapproche estivale a été préconisée. Pour connaitre la charge qui sollicite le bâtiment, un bilan thermique et hydrique a é ali dans les conditions intérieures fixées par les normes (ASHVE). Les conditions exrieures de base ont é esties à partir de celles de Kinshasa. A défaut de disposer de données climatiques du site, nous avons utilisé les données dun  site  voisin.  Les  charges  thermiques  et  hydriques  ont  été  évaluées  à                         et

.  Une conception de la CTA a é réalisée dans le respect de renouvellement d’air pvu par les normes. La puissance frigorifique requise pour le fonctionnement de cette CTA est de                         . Cette donnée a permis le dimensionnement de la machine frigorifique à éjecteur de l’installation qui requiert une puissance thermique de                  . Outre ces calculs, un circuit raulique qui achemine l’air traité de la CTA aux locaux conditionnés a été dimensionné, l’ensemble de pertes des charges a é évalué et un choix des ventilateurs a été effectué.

 

De nos jours la climatisation est devenue un ément incontournable, gage d’un bien être dans les bâtiments. Elle s’est avérée nécessaire en apportant le confort, l’hygiène et la sante, tous facteurs qui concourent au bientre de l’homme.

 

Ce travail nous a permis de nous sensibiliser sur les éventuels problèmes que nous aurons à affronter dans les projets dingénierie. Il nous a en outre permis de maitriser certaines notions sur la climatisation qui demeure un domaine passionnant.

 

Etant borné par le temps et le volume du travail, nous n’avons pas abor certains aspects de fonctionnement de l’installation, il s’agit notamment de l’aspect régulation du système. Ainsi une étude dans cette optique, contribuerait à lenrichissement de notre travail. Une autre suggestion que nous pouvons formuler, entre dans le cadre de la réduction de la consommation de l’électricité dans le domaine du froid. Comme il a été mentionné, la machine frigorifique à éjecteur peut utiliser une source d’énergie autre qu’électrique. Par conséquent, une étude visant à concevoir un tel type de chaudière pour le fonctionnement de cette machine frigorifique, peut également enrichir ce travail d’avantages.


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Webographie

 

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-      Conditions de soufflage dans un local,    www.dimclim.fr/condition de souflages.php(10/01/2020)

-     Bibliographie aux normes APA Consulté à l’adressehttps://www.scribbr.fr/normes- apa/bibliographie-aux-normes-apa/(21/02/2020)

-     Institut International de Froid  Consulté à l’adresse

http://www.iifiir.org/medias/medias.aspx?instance=EXPLOITATION(21/02/2020)

-     Gradient de température , Consulté à

l’adressehttps://vollibre.fandom.com/wiki/Gradient_de_temp%C3%A9rature(21/04/2020

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-     Conditions climatiques de Mbanza-ngungu, Consulté à l’adresse https://www.congo-autrement.com/page/territoire-de-la-rdc/territoire-de-mbanza- ngungu.html

https://planificateur.a- contresens.net/afrique/republique_democratique_du_congo/province_du_kongo_central/ mbanza_ngungu/2312888.html(19/04/2020)

Logiciels

 

-     Refprop, Version 9.1 ;

-     Sketch Up 8 Pro ;

-     Microsoft Excel 2016 ;

-     Ro Vent 10.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ANNEXES


Annexe 1 : Apport thermique et hydrique des occupants en fonction du local, mesurée pour un degré hygrométrique de 50%, pour un homme adulte pesant 65 kg

 

 

Annexe 2 :Débit de renouvellement d’air nécessaire dans les locaux climatisés et nombre de personne au m² par type de locaux

 


Annexe 3 :Propriétés thermo physiques des matériaux de construction

 

 


Annexe 4 : Coefficient déchanges thermiques superficiels [W/m² °C]

Annexe 5 : Coefficient dabsorption « α » pour murs, toits et fenêtres

 

Annexe 6 : Albédo de difrents types de surfaces

 

 

 


Annexe 7 : Catalogue batterie constructeur Daikin

 

Table 1: Standard Availability Chart

Col l type                                                                         Chilledwater                                                                                       Evaporator

Coll  model                      SMH        SMS      5WH  1 SWH   5W 1  SWS    SWM     5WD          SEN     1    SEF           SER           SEJ           SEK

Serpentine circuit                           112           1              114   1/2    1    31 1      1        1-1/2          2          Normal  1    Face           Row              lnterlaced

8,10,12  10,12

 
Rows                                           2                                   3,4,5,6,8,1o.12                 4,5,6    4,6,8     2,3,4,5,6,8,10            6           3,4,6,8      4,8

Connectionlocation                  Same end except SWS 3,5 row; SWD 6,10 row                                                         Same end

Fin height 3'" increment                                                                 12" to 54"                                                                           12" to 54"                           15" to 54"

Finlength 0.10'" increment                                                                   12" to 216"                                                                                            12" to 161"

HI-F              .  .   .  .   .  .  .   .    .   .    .   .    .

 
(up to 216" with manufacturing approval)

Fi n spacing (FPI)                                                                         6to 14                                                                                                     6 to 14

Flat              .  .   .  .  .  .  .  .    .   .    .    .    .

 
Fin type           E-F               .   .   .   .   .   .   .   .   .   .    .   .    .

.  .   .  .  .  .  .  .   .   .    .   .   .

 
0.0075     .   .   .   .   .   .   .   .   .    .   .    .    .

0.0095

.  .   .  .   .  .  .  .   .   .    .    .    .

 
.  .   .  .  .  .  .  .   .   .    .   .   .

Fins        Aluminum

0.006

Copper          0.0075

.  .   .  .   .  .  .   .   .   .    .    .    .

 
0.0095

0.0201            .   .   .   .   .   .   .   .   .   .    .    .    .

0. 025


0.035          .  .   .


.   .   .


.   .    .   .    .   .   .


Tubing       Copper


.  .  .  .  .  .  .  .


0.049

Tubing diameter


518"                                                                                                         5/8"


Tubing face CIC                                                                                 1.5                                                                                                              1.5

Headers standard mat ' 2                                                            Copper tubing                                                                                        Copper tubing

Maximum std.           1     p                                                                    250  psig                                                                                                 250 psig

operating limits             T                                                                      3oo•F                                                                                                        3ooF

Faatum iJVâilabl9

1.0.020 is a nominaltube tl"'idtrress.

2.Optional header materiels .- e avalable.Cons.ult )'OUI"local Oaikin Sales Resx-eserrtative.

 

Table 3: Standard Water Coif Circulating (Number of Tubes Fed) for Calculatlng Water Velocity for Types 5W and 5M Coils

 

 

Type

 

Rows

Fin Heighl (lnchea)

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

45

48

51

54

5MS

2

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

5MH

2

4

5

6

7

8

9

10

11

12

26

14

15

16

17

18

5WH

3, 4, 5, 6, 8, 10,12

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

5WL

3, 4, 5, 6,8, 10,12

6

7

9

10

12

13

15

16

18

19

21

22

24

25

27

5WS

3, 4, 5, 6,8, 10,12

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

fmM

4, 5, 6, 8, 10, 12

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

45

48

51

54

5WD

4, 6, 8,10, 12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

 

Table 4: Coif Sizes Face Area in Square Feet

 

Fin                                                                                                                      Finned Length -FL (lnches)

Height     12      15      1 21      24       30        36       42       48      54        60        66      n  78       84      90        96     102    108    114    120   129    135    141

12        1.0    1.25    1.6    1.75    2.0     2.5     3.0     3.5     4.0     4.5      5. 5.5     6.0     6.5     7.0     7.5     8. 8.5     9. 9.5    10.0   10. 112   11.7

15        - 1.56 1.87   2.19  2.50   3.12   3.75   4.87    5.0     5.6      6.2     6.9    7.5     8. 8.7     9.4     10.0   10.6  11.2   11.9   12.5   13.4   14. 14.7

18        - - 2.25   2.62    3.0    3.75    4.5    5.25    6.0     6.7     7.5     8.2     9.0     9.7     10.5  112  12.0   12.7   13.5   14.2   15.0   16.1  16.9  17.6

21         - - - 3.06   3.50   4.37   5.25   6.12    7.0     7.9     8.7     9. 10.5   11.4   12.2   13.1   14.0   14.9  15.7   16.6   17.5   18.8  19.7   20.5

24         - - - - 4.0     5.0     6.0     7.0   8.0     9.0     10.0   11.0   12.0   13.0   14.0    15.0   16.0   17.0   18.0   19.0   20.0   21.5   22. 23.5

27         - - - - - 5.62   6.75   7.87    9.0     10.1  112  12. 13.5  14.6   15.7  16.9   18.0   19.1 20.2   21.4    22.5   24.1  25.3  26.4

30         - - - - - - 7.50   8.75   10.0    11.2   12.5   13.7   15.0   16.2   17.5  18.7   20.0   21.2   22.5   23.7   25.0   26.8   28.0   29.5

33        - - - - - - 8.25   9.62    11.0    12.4   13.7   15.1  16.5  17.9   19.2  20.6   22.0   23.4   24.7   26.1   27.5   29.6  30.9   32.3

36         - - - - - - 9.0     10.5  12.0   13.5  15.1   16.5   18.0   19.5   21.0   22..5   24.0   25.5   27.0   28.5   30.0   32.2   33.8   35.2

39         - - - - - - - 11.37  13.0   14.6   16.2   17.9   19.5   20.1   22.7  24.4   26.0   26.7   29.2   30.9   32.  34.9  36.5   38.2

42         - - - - - - - 12.25  14.0   15.7   17.5   19.2  21.0   22.7   24.5   26.2   28.0   29.7   31.5   33.2   35.0   37.6  39.4   41.0

45         - - - - - - - - 15.0   16.8   18.7   20.6   22.5   24.4   26.2   28.1    30.0   31.9   33.7   35.6   37.5   40.3   42.2   44.1

48         - - - - - - - - 16.0   18.0   20.0   22.0   24.0   26.0   28.0   30.0   32.0   34.0   36.0   38.0   40.0   43.0  45.0    47.0

51         - - - - - - - - 17.0   19.1   21.2    23.3   25.5   27.6   29.7   31.8   34.0   36.1   38.2   40.4   42.5   45.7   47.8    49.9

..

 
54         - - - - - - - - - 20.2   22.4   24.8  27.0   29.2   31.4   33.8   36.0   38.2   40.4   42.8   45.0   48.2    50.6   52.8

NOTE: ln addition to the standard finned lenglhs IISted above,any required finned lenglh canbe supplied.


Annexe 8 : Tableaux représentants différents types de pertes de charges

 

     Tableau 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Tableau 1


     Tableau 2


     Tableau 3

 

 

     Tableau 4


     Tableau 5

 

     Tableau 6


     Tableau 7

 

     Tableau 8

 


 

Annexe 9 : Calcul de coefficients de pertes de charges singulres

 

1.   Pour le circuit de distribution

 

repère                 Type                               Qv[m^3/h]        d'[mm]                              Caractéristiques                            tableau

conduit                                                                                                              d*[m]                                                                                                                           correspondant

1

OO                      sortie ventilateur           17452.41378                   370.4                 0.4                       r/d=1     Tableau 0                          0.30

 

r/d=0.20                          Tableau 1                                        0.03

2

A

piquage    oblique    15    8226.99597                381.425262     0.4 branche

Tableau 2                             =0.31

Q2/(Q1+Q2)=0.47138                                                                    =0.16

piquage    oblique    15    9225.41781                361.26578       0.4 principal

3

A10                     culotte 180 P2                 3833.939869     368.236181         0.4                            r/d=1.5, β=90°                 Tableau 3

=0.3

=0.3

 

 

 

4

culotte 180 P1                 4113.497985                                        381.425262       0.4

5

6

A0                       culotte 180 P2

4113.497985

381.425262

0.4         r/d=1.5, β=90°              Tableau 3

=0.3

=0.3

 

culotte 180 P1                 4113.497985                                        381.425262       0.4

 

7

Ac1

red section 400-315

5391.477941

276.177136

0.315

θ=49°

Tableau 4

0.05

8

A11

coude 90

5391.477941

276.177136

0.315

α=90°, r/d=1

Tableau 5

0.2

9

J1                         piquage 30 branche

1797.159314

252.114078

0.315

Tableau 2                             =0.5

Q2/(Q1+Q2)=0.33,                                                                    =0.23

10

 

piquage 30  principal

3594.318627

291.116262

0.315

11

coude 60

1797.159314

252.114078

0.315

α=60°, r=315, d=315

Tableau 5

0.16

12

entrée plenum                  1797.159314     420.190131         0.45       A0=600x300,                                        Tableau 6           1.1

A0/A1=2.3, θ=10°

13

L1                        piquage 30  branche

1797.159314

252.114078

0.315     Q2/(Q1+Q2)=0.5,              Tableau 2

=0.27

=0.15

14

 

piquage 30 principal

1797.159314

252.114078

0.315

 

15

coude 60

1797.159314

252.114078

0.315

θ=60°

Tableau 5

0.16

16

entrée plenum                  1797.159314     420.190131         0.45       A0=600x300,                                        Tableau 6           1.1

A0/A1=2.3, θ=10°


 

 

17

N1                       coude 90

1797.159314

252.114078

0.315

α=90°, r/d=1

Tableau 5

0.2

18

 

entrée plenum                  1797.159314     420.190131         0.45       A0=600x300,                                        Tableau 6           1.1

A0/A1=2.3, θ=10°

19

Ac2                      reduction section 400-                            3833.939869                   260.3823           0.315                   θ=26.56°                            Tableau 4                         0.05

315

20

A12                     coude 90

3833.939869

260.3823

0.315

α=90°, r/d=1

Tableau 5

0.2

21

 

reduction section 315-   3833.939869     260.3823             0.315     θ=25.87°                                        Tableau 4           0.05

250

22

J2                            piquage 30  branche

958.4849673

260.3823

0.315

Tableau 2                                =0.625

Q2/(Q1+Q2)=0.25,                                                                        =0.27

23

 

piquage 30  principal

2875.454902

260.3823

0.315

24

coude 60

958.4849673

291.116262

0.315

α=60°, r/d=1

Tableau 5

0.16

25

entrée plenum                  958.4849673     291.116262         0.315     A0=400x200,                                        Tableau 6           0.012

A0/A1=1.02, θ=10°

26

L2                            piquage 30 branche

958.4849673

291.116262

0.315     Q2/(Q1+Q2)=0.33,              Tableau 2

=0.5

=0.23

27

 

piquage 30 principal

1916.969935

260.3823

0.315

 

28

coude 60

958.4849673

260.3823

0.315

α=60°, r/d=1

Tableau 5

0.16

29

entrée plenum                  958.4849673     291.116262         0.315     A0=400x200,                                        Tableau 7           0.012

A0/A1=1.02, θ=10°

30

N2                            piquage 30 branche

958.4849673

291.116262

0.315     Q1/(Q1+Q2)=0.5,              Tableau 2

=0.27

=0.15

31

 

piquage 30 principal

958.4849673

291.116262

0.315

 

32

coude 60

958.4849673

291.116262

0.315

α=60°, r/d=1

Tableau 5

0.16

33

entrée plenum                  958.4849673     291.116262         0.315     A0=400x200,                                        Tableau 6           0.012

A0/A1=1.02, θ=10°

34

N21                     coude 90

958.4849673

291.116262

0.315

α=90°, r/d=1

Tableau 5

0.2

35

 

entrée plenum                  958.4849673     291.116262         0.315     A0=400x200,                                        Tableau 6           0.012

A0/A1=1.02, θ=10°

36

Ac3                      reduction section 400-                            4113.497985                   269.708389       0.315                   θ=26.56°                            Tableau 4                         0.05

315

37

B1                            piquage 90 principal

4033.624237

267.077025

0.315

Tableau 2

=0.7

=1

38

 

piquage 90 branche         79.87374728     53.1503145         0.08                                        A1/A3>0.8

Q2/(Q1+Q2)=0.0194,

 


 

39

E1

 

piquage 30 branche

2016.812119

267.077025

0.315

Q2/(Q1+Q2)=0.5,

Tableau 2

=0.27

40

 

 

piquage 30 principal

2016.812119

267.077025

0.315

 

 

=0.15

41

 

 

coude 60

2016.812119

267.077025

0.315

α=60°, r/d=1

Tableau 5

0.16

42

 

 

entrée plenum

2016.812119

422.285855

0.45

A0=600x300,

Tableau 6

1.1

 

 

 

 

 

 

 

A0/A1=2.3, θ=10°

 

 

43

G1

 

coude 90

2016.812119

267.077025

0.315

α=90°, r/d=1

Tableau 5

0.2

44

 

 

entrée plenum

2016.812119

422.285855

0.45

A0=600x300,

Tableau 6

1.1

 

 

 

 

 

 

 

A0/A1=2.3, θ=10°

 

 

45

C1

 

piquage 90 branche

39.93687364

37.5829478

0.08

Q2/(Q1+Q2)=0.5,

Tableau 2

=0.275

46

 

 

piquage 90 principal

39.93687364

37.5829478

0.08

A1/A3>0.8

 

=1

47

 

 

entrée plenum

39.93687364

118.847716

0.15

A0=200x100,

Tableau 6

4

 

 

 

 

 

 

 

A0/A1=4, θ=10°

 

 

48

D1

 

coude 90

39.93687364

37.5829478

0.08

α=90°, r/d=1

Tableau 5

0.2

49

 

 

entrée plenum

39.93687364

118.847716

0.15

A0=200x100,

Tableau 6

4

 

 

 

 

 

 

 

A0/A1=4, θ=10°

 

 

50

Ac4

 

reduction section 400-

4113.497985

269.708389

0.315

θ=26.56°

Tableau 4

0.05

 

 

 

315

 

 

 

 

 

 

51

B2

 

piquage 90 principal

4033.624237

308.393985

0.315

 

Tableau 2

=0.7

52

 

 

piquage 90 branche

79.87374728

53.1503145

0.08

Q2/(Q1+Q2)=0.0194,

A1/A3>0.8

 

=1

53

E2

 

piquage 30 branche

2016.812119

267.077025

0.315

Q2/(Q1+Q2)=0.5,

Tableau 2

 

54

 

 

piquage 30 principal

2016.812119

267.077025

0.315

 

 

=0.27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=0.15

55

 

 

coude 60

2016.812119

267.077025

0.315

α=60°, r/d=1

Tableau 5

0.16

56

 

 

entrée plenum

2016.812119

422.285855

0.45

A0=600x300,

Tableau 6

1.1

 

 

 

 

 

 

 

A0/A1=2.3, θ=10°

 

 

57

G2

 

coude 90

2016.812119

267.077025

0.315

α=90°, r/d=1

Tableau 5

0.2

58

 

 

entrée plenum

2016.812119

422.285855

0.45

A0=600x300,

Tableau 6

1.1

 

 

 

 

 

 

 

A0/A1=2.3, θ=10°

 

 

59     C2                        piquage 90 branche         39.93687364     37.5829478          0.08         Q2/(Q1+Q2)=0.5,                                       Tableau 2           =0.275


 

 

60

 

piquage 90 principal

39.93687364

37.5829478

0.08

A1/A3>0.8

 

=1

61

entrée plenum                  39.93687364     118.847716         0.15       A0=200x100,                                        Tableau 6           4

A0/A1=4, θ=10°

62

D2                       coude 90

39.93687364

37.5829478

0.08

α=90°, r/d=1

Tableau 5

0.2

63

 

entrée plenum                  39.93687364     118.847716         0.15       A0=200x100,                                        Tableau 6           4

A0/A1=4, θ=10°

 

 

 

repère conduit

type

Qv[m^3/h]

d[mm]

=1000(4*Qv/vπ)^0.5

d*[m]

Caractéristiques

 

tableau correspondant

 

1

J2'

sortie plénum

1917.0

276.01328

0.315

A0=800x200,

 

Tableau 7

0.13

 

 

 

 

 

 

A0/A1=2, r/D=0.00

 

 

 

2

 

coude 90

1917.0

276.01328

0.315

α=90°, r/d=1

 

Tableau 5

0.2

3

H2'

sortie plénum

1917.0

276.01328

0.315

A0=800x200,

 

Tableau 7

0.13

 

 

 

 

 

 

A0/A1=2, r/D=0.00

 

 

 

4

 

coude 30

1917.0

276.01328

0.315

α=30°, r/d=1

 

Tableau 5

0.1

5

 

piquage 60 branche

1917.0

276.01328

0.315

Q2/(Q1+Q2)=0.5

A2/A3=1

,

Tableau 8

=0.5

=0.5

6

 

piquage 60 principal

1917.0

276.01328

0.315

 

 

 

 

7                 G2'                    coude 90           1917.0             276.01328                      0.315         α=90°, r/d=1                Tableau  5             0.2

8

F1'

sortie plénum

1917.0

283.109895

0.315

A0=1000x300,

 

Tableau 7

0.03

 

 

 

 

 

 

A0/A1=4, r/D=0.00

 

 

 

9

 

coude 30

1917.0

283.109895

0.315

α=30°, r/d=1

 

Tableau 5

0.1

10

F2'

sortie plénum

3833.9

283.109895

0.315

A0=1000x300,

 

Tableau 7

0.03

 

 

 

 

 

 

A0/A1=4, r/D=0.00

 

 

 

11

 

coude 30

3833.9

283.109895

0.315

α=30°, r/d=1

 

Tableau 5

0.1

12

1

Coude 90

11901,2

410,3259359

0,45

α=90°, r/d=1

 

Tableau 5

0.2

 

 
2.   Pour le circuit de reprise


 

 

Annexe 10 : Evaluation de pertes de charges par tronçon du circuit

 

1.   Distribution

 

Repère         Type                                     L[m]

conduit                                                                                                 =

.

=                          {                           [                           ]}

1

O

transition plenum conduit

0

0,303

17452,4

38,6

0,4

1049750

0,0143

273,1

2

A

piquage 15  branche

0

0,16

8227,0

18,2

0,4

494848

0,0146

32,0

3

piquage 15  principal

0

0,31

9225,4

20,4

0,4

554902

0,0146

78,1

4

A10

culotte 180 P1

0

0,3

5391,5

11,9

0,4

324293

0,0149

25,8

5

culotte 180 P2

0

0,3

3833,9

8,5

0,4

230609

0,0152

13,1

6

A-A10

conduit section cste

2

0

9225,4

20,4

0,4

554902

0,0146

20,2

7

A0

culotte 180 P1

0

0,3

4113,5

9,1

0,4

247424

0,0151

15,0

8

 

culotte 180 P2

0

0,3

4113,5

9,1

0,4

247424

0,0151

15,0

9

A-A0

conduit section cste

2

0

8227,0

18,2

0,4

494848

0,0146

16,7

10

Ac1

red section 400-315

0

0,05

5391,5

19,2

0,315

411801

0,0154

11,2

11

Ac1-A11

conduit section cste

21

0

5391,5

19,2

0,315

411801

0,0154

231,1

12

A11

coude 90

0

0,2

5391,5

19,2

0,315

411801

0,0154

44,7

13

A11-J1

conduit section cste

2

0

5391,5

19,2

0,315

411801

0,0154

21,8

14

J1

piquage 30 branche

0

0,23

1797,2

6,4

0,315

137267

0,0164

5,7

15

piquage 30  principal

0

0,5

3594,3

12,8

0,315

274534

0,0156

49,7

16

coude 60

0

0,16

1797,2

6,4

0,315

137267

0,0164

4,0

17

entrée plenum

0

1,1

1797,2

3,1

0,45

96087

0,0163

6,6

18

J1-K1

plenum 600x300

0

0

1797,2

3,1

0,45

96087

0,0163

0,0

19

J1-L1

conduit section cste

5

0

3594,3

12,8

0,315

274534

0,0156

24,7

20

L1

piquage 30  branche

0

0,15

1797,2

6,4

0,315

137267

0,0164

3,7


 

 

21

 

piquage 30 principal

0

0,27

1797,2

6,4

0,315

137267

0,0164

6,7

22

coude 60

0

0,16

1797,2

6,4

0,315

137267

0,0164

4,0

23

entrée plenum

0

1,1

1797,2

3,1

0,45

96087

0,0163

6,6

24

L1-M1

plenum 600x300

0

0

1797,2

3,1

0,45

96087

0,0163

0,0

25

L1-N1

conduit section cste

5

0

1797,2

6,4

0,315

137267

0,0164

6,5

26

N1

coude 90

0

0,2

1797,2

6,4

0,315

137267

0,0164

5,0

27

entrée plenum

0

1,1

1797,2

3,1

0,45

96087

0,0163

6,6

28

N1-O1

plenum 600x300

0

0

1797,2

3,1

0,45

96087

0,0163

0,0

29

Ac2

réd section 400-315

0

0,05

3833,9

13,7

0,315

292836

0,0156

5,7

30

Ac2-A12

conduit section cste

21

0

3833,9

13,7

0,315

292836

0,0156

118,5

31

A12-J2

conduit section cste

2

0

3833,9

13,7

0,315

292836

0,0156

11,2

32

A12

coude 90

0

0,2

3833,9

13,7

0,315

292836

0,0156

22,6

33

réd section 315-250

0

0,05

3833,9

13,7

0,315

292836

0,0156

5,7

34

J2

piquage 30  branche

0

0,27

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

1,9

35

piquage 30  principal

0

0,625

2875,5

10,2

0,315

219627

0,0158

39,8

36

coude 60

0

0,16

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

1,1

37

entrée plenum

0

0,012

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

0,1

38

J2-K2

plenum 400x200

0

0

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

0,0

39

J2-L2

conduit section cste

5

0

2875,5

10,2

0,315

219627

0,0158

16,0

40

L2

piquage 30 branche

0

0,23

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

1,6

41

piquage 30 principal

0

0,5

1917,0

6,8

0,315

146418

0,0163

14,1

42

coude 60

0

0,16

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

1,1

43

entrée plenum

0

0,012

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

0,1

44

L2-M2

plenum 400x200

0

0

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

0,0

45

L2-N2

conduit section cste

5

0

1917,0

6,8

0,315

146418

0,0163

7,3

46

N2

piquage 30 branche

0

0,15

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

1,1

47

piquage 30 principal

0

0,27

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

1,9

48

coude 60

0

0,16

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

1,1

49

entrée plenum

0

0,012

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

0,1

50

N2-O2

plenum 400x200

0

0

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

0,0


 

 

51

N2-N21

conduit section cste

5

0

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

2,0

52

N21

coude 90

0

0,2

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

1,4

53

entrée plenum

0

0,012

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

0,1

54

N21-O22

plenum 400x200

0

0

958,5

3,4

0,315

73209

0,0175

0,0

55

Ac3

réd section 400-315

0

0,05

4113,5

14,7

0,315

314189

0,0155

6,5

56

Ac3-B1

conduit section cste

3

0

4113,5

14,7

0,315

314189

0,0155

16,8

57

B1

piquage 90 principal

0

0,7

4033,6

14,4

0,315

308088

0,0156

87,6

58

 

piquage 90 branche

0

1

79,9

4,4

0,08

24022

0,0237

11,8

59

B1-E1

conduit section cste

5

0

4033,6

14,4

0,315

308088

0,0156

33,5

60

E1

piquage 30 branche

0

0,15

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

4,7

61

piquage 30 principal

0

0,27

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

8,5

62

coude 60

0

0,16

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

5,0

63

entrée plenum

0

1,1

2016,8

3,5

0,45

107831

0,0161

8,3

64

E1-F1

plenum 600x300

0

0

2016,8

3,5

0,45

107831

0,0161

0,0

65

E1-G1

conduit section cste

5

0

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

8,1

66

G1

coude 90

0

0,2

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

6,3

67

entrée plenum

0

1,1

2016,8

3,5

0,45

107831

0,0161

8,3

68

G1-H1

plenum 600x300

0

0

2016,8

3,5

0,45

107831

0,0161

0,0

69

B1-C1

conduit section cste

5

0

79,9

4,4

0,08

24022

0,0237

17,0

70

C1

piquage 90 branche

0

1

39,9

2,2

0,08

12011

0,0264

3,0

71

piquage 90 principal

0

0,275

39,9

2,2

0,08

12011

0,0264

0,8

72

entrée plenum

0

4

39,9

0,6

0,15

6406

0,0290

1,0

73

C1-C1'

plenum 200x100

0

0

39,9

0,6

0,15

6406

0,0290

0,0

74

C1-D1

conduit section cste

4

0

39,9

2,2

0,08

12011

0,0264

3,5

75

D1

coude 90

0

0,2

39,9

2,2

0,08

12011

0,0264

0,6

76

 

entrée plenum

0

4

39,9

0,6

0,15

6406

0,0290

1,0

77

D1-D1'

plenum 200x100

0

0

39,9

0,6

0,15

6406

0,0290

0,0

78

Ac4

réduction                   section                 400-

315

0

0,05

4113,5

14,7

0,315

314189

0,0155

6,5

79

Ac4-B2

conduit section cste

3

0

4113,5

14,7

0,315

314189

0,0155

16,8

 

Page XVII sur 111


 

 

80

B2

piquage 90 principal

0

0,7

4033,6

14,4

0,315

308088

0,0156

87,6

81

piquage 90 branche

0

1

79,9

4,4

0,08

24022

0,0237

11,8

82

B2-E2

conduit section cste

5

0

4033,6

14,4

0,315

308088

0,0156

33,5

83

E2

piquage 30 branche

0

0,15

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

4,7

84

 

piquage 30 principal

0

0,27

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

8,5

85

coude 60

0

0,16

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

5,0

86

entrée plenum

0

1,1

2016,8

3,5

0,45

107831

0,0161

8,3

87

E2-F2

plenum 600x300

0

0

2016,8

3,5

0,45

107831

0,0161

0,0

88

E2-G2

conduit section cste

5

0

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

8,1

89

G2

coude 90

0

0,2

2016,8

7,2

0,315

154044

0,0162

6,3

90

 

entrée plenum

0

1,1

2016,8

3,5

0,45

107831

0,0161

8,3

91

G2-H2

plenum 600x300

0

0

2016,8

3,5

0,45

107831

0,0161

0,0

92

B2-C2

conduit section cste

5

0

79,9

4,4

0,08

24022

0,0237

17,0

93

C2

piquage 90 branche

0

1

39,9

2,2

0,08

12011

0,0264

3,0

94

 

piquage 90 principal

0

0,275

39,9

2,2

0,08

12011

0,0264

0,8

95

entrée plenum

0

4

39,9

0,6

0,15

6406

0,0290

1,0

96

C2-C2'

plenum 200x100

0

0

39,9

0,6

0,15

6406

0,0290

0,0

97

C2-D2

conduit section cste

4

0

39,9

2,2

0,08

12011

0,0264

3,5

98

D2

coude 90

0

0,2

39,9

2,2

0,08

12011

0,0264

0,6

99

entrée plenum

0

4

39,9

0,6

0,15

6406

0,0290

1,0

100

D2-D2'

plenum 200x100

0

0

39,9

0,6

0,15

6406

0,0290

0,0


2.   Reprise

 

Repère      Type                             L[m]

conduit

.                                                                                                                    =

=                        {                           [                           ]}

1

J2'

plénum 800x200

0

0

1917,0

4,24

0,4

115304

0,0161

0,033

2

 

sortie plénum

0

0,13

1917,0

6,83

0,315

146418

0,0163

3,676

3

coude 90

0

0,2

1917,0

6,83

0,315

146418

0,0163

5,655

4

H2'

plénum 800x200

0

0

1917,0

4,24

0,4

115304

0,0161

0,033

5

sortie plénum

0

0,13

1917,0

6,83

0,315

146418

0,0163

3,676

6

coude 30

0

0,1

1917,0

6,83

0,315

146418

0,0163

2,828

7

piquage 60 branche

0

0,62

1917,0

6,83

0,315

146418

0,0163

17,532

8

piquage 60 principal

0

0,5

1917,0

6,83

0,315

146418

0,0163

14,139

9

G2'''-G2''

conduit section cste

10

0

1917,0

6,83

0,315

146418

0,0163

15,058

10

G2''-G2'

conduit section cste

2

0

3833,9

13,67

0,315

292836

0,0156

11,197

11

G2'

coude 90

0

0,2

3833,9

13,67

0,315

292836

0,0156

22,622

12

G2'-OO

conduit section cste

21

0

3833,9

6,70

0,45

204985

0,0151

19,285

13

F1'

plénum  1000x300

0

0

4033,6

4,55

0,56

173300

0,0149

0,025

14

 

sortie plénum

0

0,03

4033,6

14,38

0,315

308088

0,0156

3,756

15

coude 90

0

0,1

4033,6

14,38

0,315

308088

0,0156

12,520

16

E1'-00

conduit section cste

8

0

4033,6

14,38

0,315

308088

0,0156

48,714

17

F2'

plénum 1000x300

0

0

4033,6

4,55

0,56

173300

0,0149

0,025

18

 

sortie plénum

0

0,03

4033,6

14,38

0,315

308088

0,0156

3,756

19

coude 30

0

0,1

4033,6

14,38

0,315

308088

0,0156

12,520

20

E2'-OO

conduit section cste

8

0

4033,6

14,38

0,315

308088

0,0156

48,714

21

OO-1

conduit section cste

3

0

11901,2

20,79

0,45

636309

0,0142

24,804

22

1

coude 90

0

0,2

11901,2

20,79

0,45

636309

0,0142

52,337


Annexe 11: Catalogue bouches soufflage/reprise

Grilles murales

 

 

Soufflage grilles simple et double déflection aluminium

 

Sélection                ues


 

Taille


Données


 

100


 

200


[)éb;t (m'/h)

---------------------------------------

 
300      500      600      800     1000     1200     1500     2000     3000     4000     5000     6000


 

 

 

250 x 100

 

 

 

 

400 x 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600 x 300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

Le9 nl\leaux de Jlp. Luet L.901'11 dor'w'lés 1)011 des ailettes d'oltœ.

6p :perte de en Pa

Lu=pc:wtéehOrtzcritale en ml avec effet de platcn:t estmée d'un jetd'fitIsotherme et 111e 'liesse terrnklale d'erwk'on D.20nVs.

L... :rt.-eau de ptJssa1œaooue:tlque en                    ·

 


 

Corrections dues à la dêflection

Angle                                                     NR

r                               l

 
2Q•              x 0,94                                     •3


 

 

Temp.


Corrections liées aux températures

 

·tll"C


 

 

+-15-c


•o•                     x 0,75                                   •6

ss•                      x 0,55                                   •8


x0.92                       x 1                       x 1,08


Ctnctâtstlques détaîlées.voir fiche technique.


Annexe 12 : Evaluation de pertes de charges dans les bouches

 

1.   de soufflage :

 

Repère     Qv[m^3/h]               Choix     bouche    de    Pertes         de

soufflage                       charges [Pa]

1

K1

1797.2

UM2VC 600x300

10

2

M1

1797.2

UM2VC 600x300

10

3

O1

1797.2

UM2VC 600x300

10

4

K2

958.5

UM2VC 400x200

15

5

M2

958.5

UM2VC 400x200

15

6

O2

958.5

UM2VC 400x200

15

7

O22

958.5

UM2VC 400x200

15

8

H1

2016.8

UM2VC 600x300

10

9

F1

2016.8

UM2VC 600x300

10

10

C1'

39.9

UM2VC 200x100

5

11

D1'

39.9

UM2VC 200x100

5

12

F2

2016.8

UM2VC 600x300

10

13

H2

2016.8

UM2VC 600x300

10

14

C2'

39.9

UM2VC 200x100

5

15

D2'

39.9

UM2VC 200x100

5

 

2.    de reprise :

 

Repère conduit     Qv[m^3/h]          Choix bouche de reprise    Pertes          de

charges [Pa]

1

J2'

1917.0

UM1HC 800x200

14

2

H2'

1917.0

UM1HC 800x200

14

3

F1'

4033.6

UM1HC 1000x300

14

4

F2'

4033.6

UM1HC 1000x300

14

 

 

Annexe 13 : Coefficient de pertes de charges singulières dans les diaphragmes intercalés dans                                                                le                                                                conduit


Annexe     14 :     Évaluation pertes de charges batterie (coté air) sur catalogue


Rows

2    3


Rows

4      5           6    8


10       12


 

.80                                                                                                                                                                                                   2.0                       3.0

4                  1.5

,--- 1.0                                                                                                                                        1/. 12                                            2.0                                 4.0


.60

 

.50


'/ 10 "'            1.5                                  3.0 1---

.80                                                                                                                                          1/ 08""'                                     .1"  . 70                3.0


Max.Face Vel.


/      /      ...


Without Water Blowoff                                   '/        06


.40        .60                                        ( Does not apply to A)


r--.IL.  /       /


.80 r-1.0


1..5


2.0  1---


,--- .50                                                                                                                1/                                                    1.0                                  2.0


.30


'/ Il/ 1/


.60


.80


.80


1.5


f-:J:6


,--- .40                                                                                                  1/        / /

//V v                          .50   .60                     1.0

V/ / v v

v v 1/

 
.20   .30                                                                                /·vv                          .40  .50   .60   .80   1. 1.2

1/.      j                                                           "40    .50                   .80   1.0


.15                                                                                 AV v v /                                  .30                                  .60


1---


.20                                                                 V/ / / /                                                .40                 1--- .80


1/                v

/ 1/  v v


.30


.50


.60


1---


.10


.15                                               v    /                                                                      .20                   .30   .40   .50   .60

/V / v v


.08                                                        / / /                                                          ..20                              r- .40

-

 
Il/                 v                                                   .15                                  .30

.10                                  1/ / / /                                                                                        .20                                 .40

.06                                   v            v                                                              .15                                   .30 1---


 

.05


.08               14/  / v v

12  /

/ / /


.10


1---


. 15   .20


1---


.30


.04 .06r-  10 /


.08   .10                                   .20 1---

.15


- .05


""'     / v                                                                . 10                                 .20


.03


r- UI:I /


.06


.08


.15 1---


06

 
,--- .04                     /                                                                                    .08                                 .16

.05                               .10

.06


 

.02        .03


E

r-D           v1


1  1/


1     Il          1/    1


E      .04   .05    .06   .08   .10   .12

Degr-ee

0-              SHR                  of


 

r-e


1/  1  1/   1     1       1


Wetness

C-         1.0 -.98                  A


1        1/       1/        1       1

 
1           1                                  . 98- .92                B

1      1/        1    1

 
t-B                                         B-       . 92 - .86              c

1                                                                                  .86 -.80                  D

._A                                       A-        .80or Less              E

200   250  300 350  400  500 600 700 800

Face Velocity,FPM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page XXII sur 111


 

 

Annexe 15 : Évaluation pertes de charges batterie(cote  eau) sur catalogue

 

 

 

 

TlJBE PRESSURE DROPFT. H: O                                                                                                                                                                                                           HEAD.ER PRESSURE DROP. FT.H:010

.   2                 3                      5                                    1                   r        SWM { FH - 45 - 54    1                                      1  1'1

 
y          ,1f     "1        r..H = 45 - 54              1            :;    1 '1           IV'                           2j' ,i'l


1            5WO       FH = 12 - 42   1                i           i        0

1                                        5


'i'  "''  1

'i' :'il


 
1                                                                                                                                              FH 1 2 - 42                                                                                                                                                                                                                  Il               ..          li 2j>    "'' 1


;              (6


1 '1                      'i'


"''


"1          1


5MS        FH= 33 -4_2              1      1      ;!r


1         1p        'i' .fl

1     'f'          '    i1


=                                                      SWS        FH= 21 - 30                                                                                                            Il      i                 IV'            "''"t'l


FH= 12 - 18


i   '1          'f


[io     i"


"l'' 1


1              -            4          ..             0                i"              ,i>            0                                                                   {A-i = 21 - 54   l 1                  li               1p                       'i'    Ir 'f 1

Il            5WL     A-l = 12 - t s•                      'i                                li   l'l"             p :'io J

p                   p      ir'        '?'          "r'    Fr         5........   {F H = 39 - 54      1                        'i                     0                      19     1"1' o

1                                                                        / /]                          5WH         FH 12 - 36            1 l i    'j                                                                          l"                                                      y          · 1


2

 
/ vv     v /v v v v v v


/ / v /      / V / v     v v / v v/vv


usEFORTHREE ROWS

(FH12- 36)


1 1vv  vv111

v


VI/1V,

V


IVvv11v/ 1/1/1/


v v11v1v11

 
/ / vvvv / vvvv /   vAI


/V                                      AVERAGE WATER

TE-MPERATURE


<3;/'2


·      //


v / v /


CORRECTION FACTORS

 

Tube           Heade.-


"Y         18


v /V    v                              / v / / v /V


40" F                 1.04               LOO


,_.<8'/  J


cn6


/ / v vv/ v / / v /                          v vvv1vv1       50" F                   UJO


1_00                                                                                                                    21


v

 

Y

 

/

 
// / // 1                                       60" F                    .96                UJO

V

 
v /V            v       / / / / // /               /V          v                 /

lY'

 

10

 

12

 
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v     v      /

v    /'V. /'


V\. v v v     -x: ')(:::%)v

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6                           '/                                                                                                                                           /         / /// /////// / / _/

72 96

120144                                                                                                                                                                                                                                                                                                               1    1  1 1  1 1  1 Il   1       1     1       1 1     1                     1        1  1                    1                                                                                                                                                                     1  1                                       1    1                                             1  1     1


56 78910                                                              20               30            40    50

TOTAL GPM PER C<XL


200                  :lOO

 

 

Page XXIII sur 111


Annexe 16 : choix ventilateur soufflage sur catalogue

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Annexe 17 : choix ventilateur reprise sur le logiciel Ro vent 10


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page XXIV sur 111


Annexe 18 :Propriétés thermodynamique de l'air et de l'eau

 

884

APPENDIX 1

 


TABLEA-15

 

Density

Specifie

Heat

Thermal

Conductivity

p, kg/m3

c  J/kg·K

k, W/m·K

2.866

983

0.01171

2.038

966

0.01582

1.582

999

0.01979

1.514

1002

0.02057

1.451

1004

0.02134

1.394

1005

0.02211

1.341

1006

0.02288

1.292

1006

0.02364

1.269

1006

0.02401

1.246

1006

0.02439

1.225

1007

0.02476

1.204

1007

0.02514

1.184

1007

0.02551

1.164

1007

0.02588

1.145

1007

0.02625

1.127

1007

0.02662

1.109

1007

0.02699

1.092

1007

0.02735

1.059

1007

0.02808

1.028

1007

0.02881

0.9994

1008

0.02953

0.9718

1008

0.03024

0.9458

1009

0.03095

0.8977

1011

0.03235

0.8542

1013

0.03374

0.8148

1016

0.03511

0.7788

1019

0.03646

0.7459

1023

0.03779

0.6746

1033

0.04104

0.6158

1044

0.04418

0.5664

1056

0.04721

0.5243

1069

0.05015

0.4880

1081

0.05298

0.4565

1093

0.05572

0.4042

1115

0.06093

0.3627

1135

0.06581

0.3289

1153

0.07037

0.3008

1169

0.07465

0.2772

1184

0.07868

0.1990

1234

0.09599

0.1553

1264

0.11113

 

 
Properties of air at  1 atm  pressure

 

Temp.

T, oc

 

-150

-lOO

-50

-40

-30

-20

-10

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

70


 

 

Thermal                     Dynamic                 Kinematic              Prandtl Diffusivity                   Viscosity                 Viscosity               Number a, m2/s                      Ji , kg/m·s                  v, m2/s                  Pr

4.158 x 10-6             8.636 x w-6         3.013 x w-6              0.7246

8.036 x 10-6              1.189 x w-5         5.837 x w-6              0.7263

1.252 x I0-5               1.474 x I0-5           9.319 x I0-6               0.7440

1.356 x I0-5               1.527 x I0-5             1.008 x w-s       0.7436

1.465 x I0-5               1.579 x w-5          1.087 x w-s       0.7425

1.578 x 10-5             1.630 x  I0-5             1.169 x w-s       0.7408

1.696 x I0-5               1.680 x I0-5            1.252 x w-s       0.7387

1.818 x I0-5              1.729 x I0-5             1.338 x w-s       0.7362

1.880 x I0-5              1.754 x I0-5           1.382 x w-s       0.7350

1.944 x I0-5               1.778 x I0-5            1.426 x w-s       0.7336

2.009 x lQ-5              1.802 x lQ-5           1.470 x w-s       0.7323

2.074 x w-5        1.825 x w-5      1.516 x w-s       0.7309

2.141 x 10-5            1.849 x I0-5           1.562 x w-s       0.7296

2.208 x 10-5             1.872 x w-5            1.608 x w-s       0.7282

2.277 x w-5        1.895 x w-5           1.655 x w-s       0.7268

2.346 x w-5        1.918 x w-5      1.702 x w-s       0.7255

2.416 x w-5        1.941 x w-5      1.750 x w-s       0.7241

2.487 x 10-5             1.963 x w-5         1.798 x w-s       0.7228

2.632 x w-5       2.008 x w-5      1.896 x w-s       0.7202

2.780 x 10- 5            2.052 x w-5      1.995 x w-s        0.7177


5

 
80                                                                                     2.931 x 10-


2.096 x w-s     2.097 x w-s       0.7154


90

lOO

120

140

160

180

200

250

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1000

1500

2000


3.086 x 10-5             2.139 x w-5         2.201 w-s       0.7132

3.243 x w-5       2.181 x w-5          2.306 x w-s       0.7111

3.565 x w-5        2.264 x w-5      2.522 x w-s       0.7073

3.898 x w-5        2.345 x w-5     2.745 x w-s       0.7041

4.241 x 10-5             2.420 x  w-5            2.975 x w-s       0.7014

4.593 x w-5       2.504 x w-5         3.212 x w-s       0.6992

4.954 x lQ-5              2.577 x I0-5              3.455 x w-s       0.6974

5.890 x lQ-5              2.760 x lQ-5          4.091 x  w-s       0.6946

6.871 x I0-5              2.934 x w-s      4.765 x w-s       0.6935

7.892 x lQ-5             3.101 x lQ-5          5.475 x w-s       0.6937

8.951 x 10-5             3.261 x w-5      6.219 x w-s       0.6948

1.004 x 10-4             3.415 x  I0-5          6.997 x w-s       0.6965 l.117 x l0-4             3.563 x I0-5                  7.806 x w-s         0.6986

1.352 x w-4       3.846 x I0-5           9.515 x w-s       0.7037

1.598 x w-4       4.111 x w-5      1.133 x w-4       0.7092

1.855 x 10-4             4.362 x I0-5           1.326 x w-4        0.7149

2.122 x w-4       4.600 x I0-5               1.529 x w-4       0.7206

2.398 x w-4       4.826 x w-5      1.741 x w-4       0.7260

3.908 x 10- 4             5.817 x w-5      2.922 x w-4       0.7478

5.664 x 10-4             6.630 x w-5          4.270 x w-4       0.7539


 

Note: For ideal gases, the properties Cp. k. Ji, and Pr are independent of pressure.The properties p, v, and a at a pressure P (in atm) other than 1atm are determined by multiplying the vaul es of p at the given temperature by P and by dividing v and a by P.

Source: Data generated from the EES software developed by S.A.Klein and F. L. Alvarado.Originalsources:Keenan,Chao,Keyes,Gas Tables, Wiley, 1984; and ThermophysicalProperties of Matter. Vol. 3: ThermalConductivity, Y. S.Touloukian, P.E.Liley,S. C.Saxena,Vol. 11: Viscosity, Y. S.Touloukian,S. C. Saxena,and P. Hestermans,IFI/Pienun, NY,1970, ISBN 0-306067020-8.


878

APPENDIX 1

 

TABLE  A-9

 

Pro erties of saturated water

 

Volume

Enthalpy                              Thermal                                                      Prandtl           Expansion

Saturation          Density           of                                Conductivity              Dynamic Viscosity             Number          Coefficient

Temp.           Pressure              p, kglm3          Vaporization  ce, J/f<t."             k, W/m·K                    p., kg/m·s                     Pr               {3, 1/K

T, oç           Py1,kPa      Liquid     Vapor   h,,,kJ/kg  Liquid    Vapor   Liquid     Vapor        Liquid             Vapor       Liquid   Vapor      Liquid

0.01          0.6113  999.8      0.0048     2501      4217      1854     0.561    0.0171    1.792 x 10- 0.922 x 10-5            13.5    1.00  -0.068 x 10-3

5              0.872J   999.9    0.0068      2490      4205      J857     0.57J    O.OJ73  1.5J9 x JQ-3  0.934 x JQ-5    Jl.2   1.00   O.OJ5 x JQ-3

10              1.2276   999.7    0.0094      2478      4194      1862     0.580    O.OJ76  1.307 x 10-3   0.946 x 10-5     9.45     1.00    0.733 x 10-3

J5              1.705J   999.J    O.OJ28    2466      4J85      J863     0.589    O.OJ79  1.138 x 10-3   0.959 x J0-5     8.09     1.00   O.J38 x J0-3

20              2.339     998.0    O.OJ73    2454      4J82      1867     0.598    0.0182    1.002 x 10-•    0.973 x JO-•     7.0J     1.00   O.J95 x  JQ-3

25              3.J69     997.0    0.023J      2442      4J80      1870     0.607    O.OJ86  0.89J  x 10-3    0.987 x 10-5     6.J4     1.00    0.247 x 10-3

30              4.246     996.0    0.0304      243J      4178      1875     0.615    0.0189   0.798 x 10-3    1.001 x 10-5      5.42     1.00   0.294 x 10-3

35              5.628     994.0    0.0397      24J9      4178      J880     0.623    0.0192   0.720 x 10-3    1.016 x 10-•     4.83     1.00   0.337 x 10-3

40              7.384     992.J    0.05J2      2407      4J79      J885     0.63J    0.0196   0.653 x 10-3    1.03J x 10-5     4.32     1.00    0.377 x 10-3

45              9.593     990.J    0.0655      2395      4J80      J892     0.637   0.0200   0.596 x 10-3    1.046 x 10-5     3.9J     1.00    0.4J5 x 10-3

50             J2.35       988.1     0.083J     2383      4J8J      J900     0.644    0.0204   0.547 x 10-3    1.062 x Jo-     3.55    1.00   0.45J x 10-3

55             J5.76      985.2     0.1045      237J      4J83      J908     0.649    0.0208   0.504 x 10-3    1.077 x 10-5     3.25     1.00   0.484 x 10-3

60             J9.94      983.3     O.J304     2359      4J85      J9J6     0.654    0.02J2    0.467 x 10-3    1.093 x 10-5     2.99     1.00   0.5J7 x 10-3

65             25.03       980.4     0.1614       2346      4187      J926     0.659    0.02J6    0.433 x 10-3    1.1JO x 10-5     2.75    1.00   0.548 x 10-3

70            3J.J9      977.5     O.J983     2334      4190      J936     0.663    0.022J    0.404 x 10-3    1.126 x JO-•     2.55     1.00    0.578 x 10-3

75            38.58       974.7     0.2421     2321      4J93      J948     0.667    0.0225   0.378 x 10-3    1.142 x 10-5     2.38     1.00    0.607 x 10-3

80            47.39       971.8     0.2935      2309      4J97      J962     0.670    0.0230   0.355 x 10-3    1.159 x 10-5     2.22     1.00   0.653 x 10-3

85             57.83      968.1     0.3536      2296      420J      J977     0.673    0.0235   0.333 x 10-3    1.176 x JO-•    2.08     1.00   0.670 x  J0-3

90             70.14      965.3     0.4235      2283      4206      1993     0.675    0.0240   0.3J5  x J0-3    1.193 x J0-5     1.96     1.00   0.702 x J0-3

95            84.55       961.5     0.5045      2270      42J2      2010     0.677    0.0246   0.297 x  J0-3    1.2JO x J0-5     1.85     1.00   0.7J6 x J0-3

100           101.33       957.9     0.5978      2257      4217      2029     0.67 0.0251   0.282 x 10-3    1.227 x 10-•      1.75    1.00   0.750 x 10-3

110           143.27       950.6     0.8263      2230      4229      207J     0.682    0.0262   0.255 x 10-3    1.261 x 10-5           1.58    1.00   0.798 x J0-3

J20           198.53       943.4     1.121       2203      4244      2120     0.683   0.0275   0.232 x 10-3    1.296 x J0-5     1.44     1.00    0.858 x J0-3

130           270.1         934.6     1.496       2174      4263      2177     0.684    0.0288   0.2J3  x 10-3    1.330 x 10-     1.33    1.01   0.913 x 10-3

J40           361.3        921.7     1.965       2J45      4286      2244     0.683    0.0301   0.197 x 10-3    1.365 x 10-5     1.24     1.02   0.970 x 10-3

150           475.8        916.6     2.546        2114      43JJ      2314     0.682   0.03J6    O.J83 x 10_,    1.399 x 10-5     J.J6     1.02    1.025 x 10-3

J60           6J7.8         907.4     3.256       2083      4340      2420     0.680    0.033J    O.J70 x  J0-3    1.434 x J0-5     J.09    1.05    1.145 x J0-3

J70           791.7        897.7     4.J19       2050      4370      2490     0.677    0.0347   0.160 x 10-3    1.468 x 10-•      1.03    1.05    1.178 x 10-3

J80         1,002.1       887.3     5.J53       20J5      44JO     2590     0.673    0.0364   O.J50 x  J0-3    1.502 x 10-5    0.983    1.07    1.2JO x 10-3

190         1,254.4       876.4     6.388        J979      4460      27JO    0.66 0.0382   O.J42 x J0-3    1.537 x 10-5    0.947    1.09    1.280 x J0-3

200         1,553.8       864.3     7.852        1941      4500      2840     0.663    0.0401   0.134 x  J0-3    1.57J x 10-•    0.910    1.1J    1.350 x J0-3

220        2,3J8           840.3     Jl.60        1859      46JO     3110     0.650    0.0442   O.J22 x 10-3    1.64J x 10-5    0.865    1.15    1.520 x 10-3

240        3,344           8J3.7     J6.73       J767      4760      3520     0.632    0.0487   O.JJI  x 10-3    1.7J2 x J0-5    0.836    1.24    1.720 x J0-3

260        4,688           783.7    23.69       J663      4970     4070     0.609    0.0540   0.102 x  JO-•    1.788 x JO-    0.832    1.35   2.000 x J0-3

280        6,412           750.8    33.15        1544      5280      4835     0.58J    0.0605   0.094 x  J0-3    1.870 x J0-5    0.854    1.49    2.380 x 10-3

300        8,58J           7J3.8    46.J5        J405      5750      5980     0.548    0.0695   0.086 x J0-3    1.965 x J0-5    0.902    1.69   2.950 x 10-3

320       11,274          667.J    64.57        J239      6540      7900     0.509    0.0836   0.078 x 10-3    2.084 x 10-5           1.00     1.97

340       J4,586          6J0.5    92.62        J028      8240    11,870     0.469    O.JJO    0.070 x 10-3    2.255 x 10-5          J.23     2.43

360       J8,65J

528.3  J44.0

720

J4,690

25,800

0.427

O.J78     0.060 x 10-3

2.57J x 10-5     2.06

3.73

374.J4   22,090

3J7.0  3J7.0

0

 

 

 

0.043 x J0-3

4.3J3 x J0-5

 

Note 1: Kinematic viscosity v and thermaldiffusivity a can be calculated from their definitions, v= !J}p and a = k/pcp = v/Pr.The temperatures o.o1•c, 1oo•c, and 374.14•c are the triple-, boliing-,and critical-point temperatures of water,respectively.The properties listed above (except the vapor density) can be used at any pressure with negligible error except at temperatures near the critical-point value.

Note 2: The unit k.J/kg.OÇ for specifie heat is equivalent to kJ/kg·K,and the unit W/m.•c for thermal conductivity is equivalent to W/mK

Source: Viscosity and thermal conductivity data are from J. V. Sengers and J. T. R.Watson,Journal of Physica/ and Chemica/ Reference Data 15 (1986), pp.1291-1322. Other data are obtained from various sources or calculated.

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