Comment fonctionnent les appareils de climatisation ?

Parmi les appareils de climatisation, on fait la distinction, comme dans le cas de l’énergie de chauffage, entre ceux qui fonctionnent par convection et ceux qui fonctionnent par rayonnement.

Leurs avantages et inconvénients respectifs sont liés à leurs effets sur la température opérative des locaux. Il convient à cet égard de tenir compte des risques de rayonnement asymétrique décrits dans cette même section. En outre, l’inertie de réglage et les températures de départ nécessaires représentent, ici encore, des critères déterminants pour le choix d’un système.

Dans le cas des systèmes de réfrigération comme dans celui des systèmes de chauffage, les dispositifs de diffusion intégrés aux éléments de construction (sols, murs, plafonds) présentent une certaine inertie de réglage, tandis que ceux qui en sont détachés et fonctionnent à l’air peuvent réagir plus rapidement aux changements d’ambiance. Les éléments de grande superficie requièrent en principe des températures de départ plus douces (c’est à dire , dans le cas d’un climatiseur : moins basses) que les systèmes de diffusion composée de plusieurs éléments de petites dimensions, et sont donc plus faciles à combiner avec des sources d’énergie renouvelables.

Une particularité des systèmes de climatisation réside dans le risque que le point de rosée soit franchi : selon la température et l’humidité de l’air ambiant et la température superficielle des éléments réfrigérants, il se peut que l’humidité contenue dans l’air condense au contact des surfaces froides. L’eau de condensation qui se forme alors doit être récoltée et, dans l’idéal, évacuée. Si ce n’est pas possible, la seule solution consiste à éviter la formation de condensat en augmentant, par intermittence, la température superficielle de l’élément réfrigérant, ce qui signifie en réduire la puissance.

Les plafonds réfrigérants sont des systèmes très répandus dans les immeubles administratifs et de bureaux. Suspendus aux dalles, ils peuvent s’étendre sur une surface variable.

Sur les faux plafonds sont posés des serpentins dans lesquels s’écoule un fluide froid. La diffusion de l’énergie frigorifique, qui s’effectue pour moitié environ par rayonnement, est facile à régler. Les températures de départ requises sont comprises entre 10 et 16°C environ. Comme il est ici presque impossible d’évacuer l’eau de condensation, on devra éviter que l’air ne soit trop humide, ou alors augmenter par intermittence la température de départ du système. Par temps chaud et humide, cela peut impliquer, surtout si l’on aère les locaux naturellement, que l’on doive renoncer à bénéficier de la pleine puissance du système.

Une autre solution très répandue consiste à aspirer l’air ambiant à l’aide d’un ventilateur et à le réinsuffler dans le local après l’avoir refroidi (circulation d’air). Ces systèmes, en général décentralisés, peuvent être réglés très rapidement, et, le cas échéant, séparément dans chaque local. Le réglage peut aussi être confié aux usagers. L’air est refroidi par un registre placé juste avant la sortie d’air d’un refroidisseur suspendu au plafond. De tels systèmes fonctionnent seulement par convection. Les températures de départ requises se situent en général aux alentours de 6 à 10°C.

Les appareils de refroidissement par circulation d’air peuvent aussi fonctionner sans ventilateur, en tirant parti du fait que l’air froid est plus lourd que l’air chaud. Dans de tels systèmes, l’air ambiant est refroidi par un convecteur installé à proximité du plafond (là où l’air est le plus chaud), avant de redescendre dans une gaine accélérant la convection, d’en sortir au point bas et de se répandre comme un lac au niveau du sol.

Les systèmes de refroidissement par gravitation ont l’avantage d’être tout à fait silencieux. La puissance de refroidissement, qui varie en fonction de la différence de température entre air ambiant et surface du refroidisseur, s’autorégule dans une certaine mesure. Le système peut sans problème être installé derrière une cloison de doublage ou une armoire murale, pour autant que celles-ci soient dotées, en partie haute et basse, des entrées et sorties d’air requises. Comme dans les systèmes précédemment décrits, il s’agit de tenir compte de la condensation.

Dans tout les cas, un thermostat est nécessaire pour réguler la température intérieur des pièces et faire des économies d’énergies.

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