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Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 1 Table des matières D

Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 1 Table des matières Dédicaces 3 Remerciements 4 Nomenclature 5 Liste des figures 6 Liste des tableaux 7 Liste des photos 8 Introduction générale 9 Chapitre I : Rappels et généralités sur l’humidification 1. Confort thermique 13 2. Economie et énergie 15 3. Ecologie 15 4. Echangeur à évaporation 15 Chapitre II : Différents types d’humidificateurs I. Les humidificateurs isothermes 18 1. Principe de fonctionnement 18 2. T echnologie18 3. Installation 20 4. Avantages 21 5. Inconvénients 21 6. Coûts 21 7. Maintenance 22 8. Précautions à prendre 25 II. Les humidificateurs adiabatiques 25 A. Les humidificateurs à pulvérisation d'eau froide 25 1. Principe de fonctionnement 25 2. Évolution dans le diagramme de l'air humide 26 3. T echnologie27 4. Avantages 33 5. Inconvénients 34 6. Maintenance 34 7. Précautions à prendre 34 8. T raitement de l'eau 35 B. Les humidificateurs à évaporation/ruissellement 35 M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 2 1. Principe de fonctionnement 35 2. Évolution dans le diagramme de l'air humide 36 3. T echnologie37 4. Avantages 39 5. Inconvénients 39 6. Maintenance 39 7. Précautions à prendre 40 8. T raitement de l’eau 40 Chapitre III : Comportement de l’air humide Chapitre IV : Conception et Réalisation d’un humidificateur à ruissellement M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 3 Dédicaces M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Nous dédions ce travail à NOS PARENTS, nos Grands Parents, Tous nos amis et collègues et à Tous ceux qui nous sont chers. Nous dédions ce travail à NOS PARENTS, nos Grands Parents, Tous nos amis et collègues et à Tous ceux qui nous sont chers. Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 4 Remerciements Nos remerciements vont tout premièrement à dieu tout puissant pour la volonté, la santé et la patience qu’il nous a donné durant tous ces années d’études. Nous avons été encadrés par le Professeur Abdelhamid KHABBAZI, nous tenon à le remercier pour la qualité de sujet qu’il nous a proposé, pour nous avoir fait bénéficier de ses connaissances scientifiques et ses conseils. Nous ne laissons pas l’occasion de nous échapper sans toutefois remercier tous les enseignants de l’Ecole Supérieure de Technologie de Salé pour la formation dispensée, ainsi que tous les membres de jury. Nous remercions également tous ceux qui nous ont aidés de près ou de loin à réaliser ce modeste travail. M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 5 NOMENCLATURE Nous précisons ci-après un certain nombre de termes employés sous forme abrégée : P : Pression [Pa] R : Constante molaire des gaz parfait [J. Mol-1.K-1] V : Volume [m3] n : Nombre de mole [mol] T : T empérature absolue [k] N : Nombre d’Avogadro m : Masse [Kg] M : Masse molaire [kg. mol-1] ρ : Masse volumique [Kg. m-3] h : L’enthalpie [KJ/Kgas] qv: Débit volumique de l’air humide [ m 3/s ] qh: Débit massique de l’air humide [ Kg/s ] W : Travail [J] Cp: Chaleur spécifique à pression constante [KJ/Kg.°C] Pv: Pression de la vapeur [Pa] Ps : Pression de saturation [Pa] r : T eneur en humidité [Kg/kgairsec] η : Rendement [%] Q : Energie spécifique [KJ/Kgas] v : Volume spécifique de l’ai du local [ m 3 /kg d’air sec]. θ : T empérature [°c] φ : Humidité relative [%] M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 6 LISTE DES FIGURES Figure II.1 : Principe d’un humidificateur isotherme Figure II.2 : Conduit d’un humidificateur à vapeur Figure II.3 : Evolution dans le diagramme humide d’une transformation isotherme Figure II.4 : Exemple : un air à 23° 40 % HR sera humidifié à 24° 80 % HR par un jet de vapeur Figure II.5 : Comparaison entre humidificateur à eau froide et un humidificateur à vapeur Figure II.6 : Humidificateur à pulvérisation d'eau froide Figure II.8 : Comparaison entre un humidificateur à eau froide et un humidificateur à vapeur Figure II.9 : Appareils à pulvérisation par buses fixes, à eau recyclée, à débit constant Figure II.11 : Pulvérisation par centrifugation Figure II.12 : Modèle de pulvérisation par centrifugation suspendu au plafond Figure II.13 : Pulvérisation par buses fixes à eau et air comprimé Figure II.14 : Pulvérisation par ultrasons Figure II.15 : Un humidificateur à ruissellement Figure II.16 : Exemple : de l’air à 20°C 30 % HR sort de l’humidificateur à 12°C et 85 % HR. Figure II.17 : Humidificateur à ruissellement travaillant avec l’eau recyclée Figure II.18 : Évaporateur à média Figure II.19 : Évaporateur à fils Figure II.20 : Champignons et bactéries Figure IV-1 : Bac d’eau Figure VI-5 : couvercle en tôle ondulée Figure VI-7 : La répartition des thermocouples à l’entrée du système Figure VI-8 : La répartition des thermocouples à la sortie du système M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 7 LISTE DES TABLEAUX Tableau I.1 : Confort thermique selon (ASHRAE) Tableau II.1 : Tableau de synthèse des principales propriétés Tableau III.1 : Chaleur massique à pression constante de l’eau Tableau III.2 : Chaleur massique à pression constante de l’air sec M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 8 M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 9 LISTE DES PHOTOS Photo II.1 : Rampe d'injection Photo II.2 : Dans un hall industriel. Photo II.3 : Dans un caisson de traitement d'air. Photo II.4 : Pulvérisation par buses fixes à eau et air comprimé Photo III.1 : L’interface graphique de l’application de traitement de l’air sous VB6 (1er volet) Photo III.1 : L’interface graphique de l’application de traitement de l’air sous VB6 (2ème volet) Photo VI-2 : Support en bois Photo VI-3 : Ventilateur installé dans le support Photo VI-4 : Pompe Photo VI-6 : Air conditioning laboratory unit TAAB M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 10 INTRODUCTION GENERALE Le développement économique, les ressources énergétiques et l’environnement sont des termes fortement liés. En effet, le développement économique entraine des exigences grandissantes de la société dans sa course vers l’amélioration de son bienêtre. En parallèle, une sensibilisation sur l’épuisement des ressources énergétiques se développe dans cette même société, mais une utilisation intensive et souvent mal gérée des énergies, met en péril notre écosystème. A l'échelle mondiale, la production de froid apparaît comme un enjeu énergétique majeur de ce nouveau siècle. L'enjeu est également de réduire la consommation en énergie primaire et de limiter les pics de puissance en électricité. Or actuellement, les solutions de production de froid reposent essentiellement sur des systèmes frigorifiques grands consommateurs en énergie électrique. Il convient alors de préparer des solutions acceptables économiquement et adaptées à la satisfaction de ces besoins futurs sans compromettre les engagements internationaux relatifs à la protection de l'environnement, en particulier pour la réduction des gaz à effet de serre (GES) par une diminution de la consommation en énergie fossile, et pour une meilleure protection de la couche d'Ozone par l’utilisation des fluides naturelle (air–eau). La climatisation et le conditionnement de l’air sont des applications importantes du froid, les installations frigorifiques ont alors pour but de refroidir et éventuellement de déshumidifier l’air des locaux. Les installations peuvent être à refroidissement direct, l’évaporateur étant situé dans la pièce à refroidir. Le groupe de compression est placé à proximité de l’évaporateur pour limiter les pertes de charge et obtenir de bonnes performances de la machine. Les installations à refroidissement indirect abaissent la température de l’eau naturelle. Cette eau est pulsée vers des échangeurs qui refroidissent l’air ambiant. Les travaux antérieurs s'inscrivent dans cet objectif d’amélioration des systèmes de refroidissement par évaporation indirect et de valorisation des fluides naturels (Air-Eau). Dans ce contexte l’objectif essentiel de notre projet de fin d’études est de concevoir et réaliser un humidificateur à ruissellement d’eau classé parmi les systèmes d’humidification adiabatique. Il s’agit d’un système simple à monter utilisant les propriétés d’évaporation de l’eau à la surface d’un matériau textile. Pour se faire le rapport sera composé de quatre chapitres : M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 11  Le 1er chapitre sera consacré aux rappels sur des généralités de l’humidification.  Dans le 2ème Chapitre seront présentés les différents types d’humidificateurs.  Le 3ème Chapitre va fournir des informations sur le comportement de l’air humide.  Et le dernier Chapitre va être consacré à la conception et réalisation d’un humidificateur à ruissellement. Et finalement, une conclusion sera donnée sur le travail effectué. L’utilisation de l’échangeur de chaleur évaporatoire pour le refroidissement supprime l’installation frigorifique fonctionnant avec compression de vapeur conventionnel (réfrigérant cher et nuisible à l'environnement), c’est à dire, cela permettra de faire des économies substantielles. M. Khalid AHYEOUD 2015/2016 M. Mohammed RASSAI Etude et réalisation d’un humidificateur à ruissellement 12 CHAPITRE I : Rappels uploads/Geographie/ rapport-pfe-quot-etude-thermique-et-realisation-d-x27-un-humidificateur-a-ruissellement-d-x27-eau.pdf