Psychrométrie est la science qui traite des lois physiques des mélanges air-eau.
Lors de la conception d'un système de climatisation, la température et la teneur en humidité de l'air à climatiser, ainsi que les mêmes propriétés de l'air nécessaires pour produire l'effet de climatisation souhaité, doivent être connues. Une fois ces propriétés connues, la tâche de la climatisation peut être déterminée. Cette analyse peut être réalisée à l'aide de la carte psychrométrique. Le tableau psychrométrique affiche graphiquement plusieurs propriétés physiques de l'air dans un large éventail de conditions. Connaître la relation entre ces propriétés de l’air facilite la tâche de conception et d’analyse du système de climatisation.
Propriétés de l'air
À première vue, la carte psychrométrique apparaît comme un imposant réseau de lignes. Toutefois, lorsqu’il est utilisé correctement, il fournit des informations précieuses sur les propriétés de l’air. Au cours de cette séance, la charte psychrométrique et son utilisation pour résoudre de nombreux problèmes de climatisation seront expliquées.
Le tableau psychrométrique contient cinq propriétés physiques pour décrire les caractéristiques de l'air :
- Température de l'ampoule sèche
- Température humide
- Température du point de rosée
- Humidité relative
- Taux d'humidité
Température de l'ampoule sèche
Températures sèches sont lus à partir d'un thermomètre ordinaire qui a une température sèche
ampoule.
Température humide
Les températures du bulbe humide sont lues à partir d’un thermomètre dont le bulbe est recouvert d’une mèche humide. La différence entre la température du bulbe humide et la température du bulbe sec est causée par l’effet de refroidissement produit par l’évaporation de l’humidité de la mèche. Cet effet d'évaporation réduit la température de l'ampoule et, par conséquent, la lecture du thermomètre.
Par conséquent, la différence entre les lectures de température sèche et humide est une mesure de la sécheresse de l’air. Plus l’air est sec, plus la différence entre les valeurs de température sèche et humide est grande.
Température du point de rosée
La troisième propriété, la température du point de rosée, est la température à laquelle l'humidité quitte l'air et se condense sur les objets, tout comme la rosée se forme sur l'herbe et les feuilles des plantes.
Lorsque les températures du bulbe sec, du bulbe humide et du point de rosée sont les mêmes, l’air est saturé. Il ne peut plus retenir l’humidité. Lorsque l’air est saturé, l’humidité qui pénètre dans l’air déplace l’humidité dans l’air. L'humidité déplacée quitte l'air sous forme de fines gouttelettes. Lorsque cette condition se produit dans la nature, on parle de brouillard.
Humidité relative
La quatrième propriété, l’humidité relative, est une comparaison de la quantité d’humidité qu’une quantité d’air donnée retient à la quantité d’humidité que la même quantité d’air peut contenir, à la même température de bulbe sec.
L'humidité relative est exprimée en pourcentage. Par exemple, si l’humidité relative de l’air est de 50 %, il contient la moitié de la quantité d’humidité possible à la température sèche existante.
Taux d'humidité
Enfin, le taux d’humidité décrit le poids réel de l’eau dans un mélange air-vapeur d’eau. En d’autres termes, si une livre d’air était complètement essorée, comparer le poids de l’eau au poids de l’air sec donnerait son taux d’humidité.
Le rapport d’humidité peut être exprimé en livres d’humidité par livre d’air sec ou en grains d’humidité par livre d’air sec. Il y a 7 000 grains d’eau dans une livre. Pour apprécier l'ampleur de ces unités de mesure, au niveau de la mer, une livre d'air à 70°F occupe environ 13,5 pieds cubes, et un grain d'eau dans cet air pèse environ deux millièmes (0,002) d'once.
Lorsque deux de ces cinq propriétés de l’air sont connues, les trois autres peuvent être rapidement déterminées à partir du tableau psychrométrique.
Exemple
Par exemple, supposons que les conditions de conception estivales soient de 95 °F de bulbe sec.
et bulbe humide de 78 °F.
- Bulbe sec à 95 °F (DB)
- Bulbe humide de 78 °F (WB)
Quel est l’humidité relative, le taux d’humidité et le point de rosée ?
Un seul point sur le tableau psychrométrique représente l’air dans ces deux conditions. Ce point est situé à l'intersection des lignes verticales de température de bulbe sec (DB) de 95 °F et de température diagonale de 78 °F de bulbe humide (WB).
À partir de cette intersection, les trois propriétés de l’air restantes peuvent être lues sur la carte. Les lignes du point de rosée et du rapport d’humidité sont horizontales et les valeurs sont affichées sur le côté droit du graphique. Dans cet exemple, le taux d'humidité est d'environ 118 grains d'humidité par livre d'air sec et la température du point de rosée est d'environ 72°F.
Notez que le point d'intersection se situe entre deux courbes d'humidité relative : 40 % et 50 %. Par interpolation, l'humidité relative dans ces conditions est d'environ 47 %.