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Encadré par : Mr ghazouani kamel Elaboré par : Mini projet : Climatiseur Introd

Encadré par : Mr ghazouani kamel Elaboré par : Mini projet : Climatiseur Introduction générale La climatisation est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques (température, humidité, niveau de poussières, etc.) d’un local pour des raisons de confort (automobile, bureaux, maisons individuelles) ou pour des raisons techniques (laboratoires médicaux, locaux de fabrication de composants électroniques, blocs opératoires, salles informatiques, etc.). Les paramètres modifiés, contrôlés ou régulés sont :  le degré de pollution de l'air ambiant (local à traiter) : renouvellement, soit par extraction forcée de l’air hors du local, soit par introduction forcée d'air neuf (air extérieur) dans le local, soit par renouvellement partiel de l'air ambiant pollué (ajout d'un caisson de mélange), ou tout simplement un filtre à poussière.  la température de l'air : modification en fonction des saisons (chauffage ou refroidissement),  le degré d'hygrométrie de l’air traité : humidification ou déshumidification,  La teneur en poussières de l’air : traitement par filtration de l'air soufflé ou repris,  Le maintien permanent des conditions intérieures (la régulation). Certaines des techniques utilisées sont anciennes et d'autres moins (invention du réfrigérateur au XIXe siècle par exemple) ; les systèmes modernes tendent à les associer dans un même appareil dit le climatiseur réversible (réfrigération l'été et chauffage l'hiver). Définition Un climatiseur est un appareil de climatisation servant à maintenir l'air d'une salle, d'une pièce ou d'une enceinte fermée dans des conditions de température et d'humidité requise. En général, climatiseur est le terme associé à un appareil produisant du froid et également du chaud dans le cas d'un climatiseur réversible. Page | 1 Principe de fonctionnement Le principe de fonctionnement d'un climatiseur est expliqué sur le schéma suivant : Un système de climatisation doit non seulement contrer les charges thermiques et hydriques d'un local, mais il doit aussi assurer la qualité de l'air par le renouvellement d'air neuf hygiénique (maintien de la teneur en CO2 et des odeurs à un niveau acceptable défini par les normes en vigueur), et bien sûr la filtration de l'air soufflé.  Les charges thermiques sont les apports ou les déperditions de chaleur externes et internes qui sont exprimés en kilowatts [kW] ;  Les charges hydriques sont généralement des apports d'humidité internes exprimés quant à eux en kilowatts [kW] ou en kilogrammes par heure (débit massique). Figure 1 Page | 2 Définition et principe de fonctionnement d'un système de climatisation Définition Climatiser un local, au sens le plus large et général, consiste à maîtriser de façon volontaire, les caractéristiques physico-chimiques de l'atmosphère qui y règne afin de rendre celle-ci plus agréable aux occupants ou plus adaptée aux travaux qui y sont effectués. Ainsi la climatisation peut consister à réchauffer ou à refroidir l'air, à en augmenter ou diminuer l'hygrométrie, à le dépoussiérer... Le but donc d'un système de climatisation est de traiter l'air dans une pièce afin de contrôler simultanément sa température, son taux d'humidité, sa pureté ainsi que sa distribution optimale. Principes de fonctionnement d'un système de climatisation Principe de base La climatisation est basée sur le transport de la chaleur d'un endroit vers un autre. Pour cela, que faut-il ? Un appareil intérieur, un appareil extérieur, un circuit fermé de tuyauteries en cuivre qui relie les unités intérieures et extérieures entre elles et dans lequel circule le réfrigérant. C'est ce réfrigérant qui va transporter l'énergie produite d'un local vers un autre local Fonctionnement en mode froid La figure 1 donne le fonctionnement en mode froid Figure 1: Fonctionnement en mode froid 1 Unité intérieure Un ventilateur souffle l'air intérieur chaud vers un échangeur de chaleur dans lequel un réfrigérant froid circule. Le réfrigérant froid absorbe la chaleur de l'air et l'air ainsi rafraîchit est renvoyé dans le local. 2 Tuyauteries en cuivre Le réfrigérant transporte la chaleur récupérée via des tuyauteries en cuivre depuis l'unité intérieure vers l'unité extérieure. Page | 3 3 Unité extérieure Par cet apport de chaleur un changement s'opère sur le réfrigérant. D'un état liquide, il se transforme en état gazeux, comme de l'eau qui se transforme en vapeur lorsqu'elle bout. De la même façon que la vapeur retrouve sa forme liquide lorsqu'elle refroidit, le réfrigérant redevient liquide grâce à la chaleur rendue par l'unité extérieure. 4 Réfrigérant Le réfrigérant liquide retourne vers l'unité intérieure. 5 Unité intérieure De retour dans l'unité intérieure, le réfrigérant libère la fraîcheur et recommence le circuit en boucle jusqu'à obtention de la température désirée. Etude du circuit frigorifique Un climatiseur fonctionne de façon similaire qu'un réfrigérateur. Pendant que le réfrigérant circule à travers le système, il subit un grand nombre de changements d'état. Il y a quatre processus fondamentaux qui forment le 'cycle frigorifique' La figure 2 montre le cycle frigorifique. . Figure 2 : Cycle frigorifique 1. La compression Par l'action du compresseur, la vapeur résultant de l'évaporation est aspirée de l'évaporateur par la ligne d'aspiration jusqu'à l'entrée du compresseur. Dans le compresseur, la pression et la température de la vapeur augmentent considérablement grâce à la compression, puis la vapeur à haute température et à haute pression est rejetée par la ligne de refoulement. 2. La condensation La vapeur traverse la ligne de refoulement vers le condenseur où elle libère la chaleur vers l'air extérieur. Dès que la vapeur a relâché sa chaleur additionnelle, sa température s'abaisse jusqu'à sa nouvelle température de saturation correspondant à sa nouvelle pression. En libérant sa chaleur, la vapeur se condense entièrement et est ensuite sous-refroidie. Le Page | 4 liquide sous-refroidi arrive au détendeur et est prêt pour un nouveau cycle 3. La détente Le cycle de la détente s'opère entre le condenseur et l'évaporateur, en effet le réfrigérant liquide sort du condenseur à haute pression et haute température, et se dirige vers l'évaporateur via le détendeur. La pression du liquide est réduite à la pression d'évaporation quand le liquide traverse le détendeur, ainsi la température de saturation du réfrigérant entrant dans l'évaporateur sera en dessous de celle de l'espace à rafraîchir. Une partie du liquide se vaporise dès qu'il traverse le détendeur dans le but d'abaisser la température du réfrigérant à la température d'évaporation. 4. L'évaporation Dans l'évaporateur, le liquide se vaporise à pression et à température constante grâce à la chaleur latente fournie par l'espace au réfrigérant traversant l'évaporateur. Tout le réfrigérant est complètement vaporisé dans l'évaporateur, et surchauffé à la fin de l'évaporateur. Bien que la température de la vapeur augmente quelque peu à la fin de l'évaporateur à cause de la surchauffe, la pression reste constante. Bien que la vapeur absorbe la chaleur de l'air entourant la ligne d'aspiration, augmentant sa température et diminuant légèrement sa pression à cause des pertes de charges dues au frottement dans la ligne d'aspiration, ces détails sont négligés lorsqu'on explique le fonctionnement d'un cycle frigorifique normal. Page | 5 Les diffèrent types des climatiseurs On distingue plusieurs types des climatiseurs : 1.Le climatiseur monobloc : Le climatiseur monobloc est, comme son nom l'indique, constitué d'un seul élément. Le monobloc est mobile, prévu pour de petites pièces. Le principe est simple : l'ensemble du circuit frigorifique se trouve dans la même enveloppe et une gaine évacue la chaleur à l'extérieur. Il aspire l'air de l'intérieur de la pièce pour évacuer les calories à l'extérieur. Le monobloc assure le rafraîchissement de la pièce, sa déshumidification et la filtration de l'air. Il s'installe facilement en plaçant la gaine d'évacuation dans l'entrebâillement d'une fenêtre ou d'une porte. Il peut climatiser une surface de 10 à 30 m². Avantages : Sans eau et quasi-silencieux (le bruit est comparable à celui d'un réfrigérateur). Peu coûteux. Confortable en été, ne nécessite aucune installation. Inconvénients : Efficacité limitée à de petites pièces. Il faut disposer d'une fenêtre ou d'une ouverture à proximité de l'appareil. Bon à savoir : le climatiseur monobloc s'utilise en habitat individuel ou collectif, ou dans des bureaux indépendants. Page | 6 2.Le climatiseur split : Le split est composé de 2 unités, une unité intérieure dans la pièce à climatiser, et une unité extérieure. Le climatiseur évacue les calories en les transportant vers l'extérieur par l'intermédiaire du fluide frigorigène. Cette technique permet d'éviter le retour des calories par dépression de la pièce, les 2 unités étant totalement indépendantes. Il est composé de 2 unités reliées par des tuyauteries de petits diamètres. L'une est placée dans la pièce à climatiser, l'autre à l'extérieur et les deux sont fixes. Il peut climatiser une surface de 10 à 30 m². Avantages : Performance. Niveau sonore optimum car le compresseur est placé à l'extérieur. Installation simple si modèle prêt-à-poser, sinon, nécessité d'intervention d'un frigoriste. Inconvénients : Il faut prévoir un trou dans le mur pour passer la gaine d'air chaud. Utilisation : Habitat individuel ou collectif. Bureaux indépendants. Commerces, boutiques. Page | 7 Le climatiseur réversible : Le climatiseur réversible assure le chauffage et la climatisation. Il fonctionne en mode froid ou chaud. La fonction chauffage est basée sur le principe de la réversibilité (pompe à chaleur) c'est-à- dire l'inverse de la production de froid (les calories sont uploads/Geographie/ climatiseur.pdf