7.2.2                    Ventilateurs

Les ventilateurs transportent l’air par l’installation technique de l’air ambiant. Ils produisent le flux volumique nécessaire et l’augmentation de pression correspondant à la perte de pression de l’installation.

Il existe des ventilateurs radiaux (fig. 7-3) et axiaux (fig. 7-4). Les ventilateurs radiaux sont utilisés pour d’assez petites quantités d’air avec des pressions d’extractions élevées, alors que les ventilateurs axiaux sont utilisés pour d’assez grandes quantités d’air à de basses pressions d’extraction.

fig. 7-3 :   Ventilateur radial avec rotor (1) et boîtier en spirale (2)

Le ventilateur radial aspire l’air axialement et le souffle radialement. Le dispositif de guidage est le boîtier en spirale.

fig. 7-4 :   Ventilateur axial avec rotor (1) et roue de guidage (2)

Le ventilateur axial guide le flux d’air parallèlement à son axe de commande. Dans les meilleures exécutions, les plus efficaces, la déviation de sortie du rotor est absorbée par une solide roue de guidage.

7.2.3                    Réchauffeur d’air

Un réchauffeur d’air chauffe l’air pulsé à la température requise (ex. : température de soufflage d’un chauffage ambiant)

–  Appareil de transfert thermique à tuyau à ailettes, alimenté à l’eau chaude,
eau brûlante, vapeur d’eau ou vapeur de réfrigérant (fig. 7-5)

–  Batterie de chauffage électrique

Les réchauffeurs d’air sont utilisés dans les installations de chauffage et dans les installations de climatisation comme préchauffeurs ou réchauffeurs.

Fig. 7-5:   Réchauffeur d’air à tuyau à ailettes
                1 Arrivée d’air
                2 Arrivée du fluide calorifique
                3 Sortie du fluide calorifique

7.2.4                    Appareils de récupération de la chaleur

Les appareils de récupération de la chaleur utilisent la chaleur de l’air évacué.

Les installations de récupération de la chaleur font partie des composants les plus importants de la technique de climatisation car ils réduisent considérablement la consommation d'énergie des installations de climatisation. Par conséquent, la loi les prescrit dans plusieurs pays.

                                            7.2.4.1                Types :

By-pass avec clapet d’air

Les flux d’air extrait et d’air extérieur sont séparés par des surfaces de séparation solidement fixées (Fig 7-7 & 7-8)

fig. 7-7 :   Appareil de récupération de la chaleur par récupération : récupérateur à plaques
                1 Air extérieur
                2 Air extrait

fig. 7-8 :   Appareil de récupération de la chaleur par récupération : récupérateur à tuyaux
                1 Air extérieur
                2 Air extrait

Des masses de stockage en forme de cellule et en rotation sont traversées alternativement par l’air extérieur et l’air évacué. On peut influer sur le transfert thermique en changeant la vitesse du rotor. Par un recouvrement hygroscopique de la surface de stockage, on peut aussi transférer l’humidité ou l’enthalpie (Fig 7-9).

fig. 7-9 :   Appareil de récupération de chaleur par régénération: Appareil de transfert thermique à rotation
                1 Air extérieur
                2 Air évacué

On place un appareil de transfert thermique à tuyau à ailettes dans le courant d’air extérieur et un dans le courant d’air évacué. Le transport de la chaleur entre les deux appareils de transfert thermique s’effectue par un circuit hydraulique, souvent à l’aide d’un mélange eau/glycol comme fluide de transport. Une pompe de circulation assume la circulation du fluide de transport. Il est possible d’influencer la quantité de transfert de chaleur à l’aide d’une vanne à trois voies (fig. 7-10).

Fig 7-10 :    Appareils de transfert thermique liés à un circuit
                   1 Air extérieur
                   2 Air évacué
                   3 Pompe de circulation
                   4 Vanne de dérivation

7.2.5                    Refroidisseurs d’air à eau froide

Les refroidisseurs d’air à eau froide sont des appareils de transfert thermique à tuyau à ailettes fonctionnant avec de l’eau froide d’environ 5 à 15°C. Les refroidisseurs d’air ont généralement besoin de plus de surfaces de transfert que les réchauffeurs d’air car la différence de température moyenne entre la surface froide et l’air est plus petite. Cette exigence est satisfaite par plusieurs rangées de tuyaux disposés les uns derrière les autres. La Fig 7-11 montre l’exemple de la configuration hydraulique de quatre rangées de tuyaux.

fig. 7-11 : Schéma d’un refroidisseur à eau froide ayant quatre rangées de tuyaux (projection horizontale)
                1 Entrée d’eau froide
                2 Arrivée d’air

 7.2.6                    Refroidisseur d’air à évaporateur direct

Un appareil de transfert thermique à tuyau à ailettes comme évaporateur d’un circuit de réfrigérant est placé directement dans le courant d’air comme refroidisseur. Cette solution n’est généralement utilisée que dans des appareils de refroidissement d’air compacts dans lesquels le compresseur et le condensateur sont aussi intégrés.

fig. 7-12 : Refroidisseur d’air à évaporateur direct avec distributeur de réfrigérant
                1 Vanne d’expansion
                2 Évaporateur
                3 Sonde de température

7.2.7                    Humidificateurs

–  Humidification par évaporation de l’eau

–  Humidification par injection de vapeur

Le laveur d’air, le pulvérisateur d’eau et l’humidificateur d’eau de surface font partie des humidificateurs par évaporation.

L’eau est pompée à partir d’un bassin dans des diffuseurs à gicleurs répartis dans le courant d’air.
Les fines gouttelettes s’évaporent fortement en vapeur d’eau et extraient ainsi la chaleur d’évaporation de l’air circulant. Le courant d’air est ainsi refroidi (refroidissement adiabatique). Les gouttelettes d’eau qui ne s’évaporent pas sont récupérées par un séparateur de gouttes, à la sortie du laveur d’air et amenées de nouveau au bassin.

Fig 7-13 : Laveur d’air

L’eau est pulvérisée en nuage par des gicleurs pulvérisateurs moléculaires. Les gouttelettes d’eau (appelées aérosols) sont alors si fines qu’elles sont en suspens dans l’air et s’évaporent ensuite complètement. La chaleur d’évaporation est retirée de l’air qui se refroidit de ce fait quelque peu (refroidissement adiabatique).

Des plaques très larges en céramique poreuse sont placées en aval du pulvérisateur d’eau décrit ci-dessus. Celles-ci rassemblent les aérosols qui ne sont pas encore évaporés qui s’évaporent alors complètement.

Fig 7-14 :          Humidificateur d’eau de surface pour installation de canalisations

7.2.8                    Humidification à vapeur

L’eau s’évapore d’abord complètement et est ensuite injectée (aucun refroidissement adiabatique de l’air). L’humidification à vapeur est de plus en plus utilisée dans les installations de climatisation de confort et remplace l’humidification par évaporation quand le refroidissement d’air n’est pas nécessaire en même temps. La vapeur est hygiénique et anti-bactérienne.

L’évaporateur possède des électrodes calorifiques  qui s’épuisent petit à petit. De plus, la chaux se dégage de l’eau et reste dans l’évaporateur, ce qui nécessite parfois de jeter et remplacer l’appareil. De tels humidificateurs à vapeur peuvent être commandés en continu avec des interfaces électroniques appropriées.

Fig 7-15 :          Humidificateur d’air à vapeur avec apport interne de vapeur

Dans de grandes installations (installations industrielles) ayant proportionnellement un grand rendement d’humidification, la vapeur est produite dans une chaudière à vapeur séparée. La vapeur est injectée sans condensat dans le courant d’air via des distributeurs de vapeur spécialement conçus à cet effet (fig. 7-16). Le condensat récolté dans les tuyaux de distribution doit être complètement détourné et amené de nouveau dans la chaudière à vapeur. La quantité de vapeur est dosée exactement à l’aide d’une vanne de commande continue.

fig. 7-16 : Humidificateur d’air à vapeur avec vanne de commande et canalisation de distribution pour apport externe de vapeur