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Comment fonctionne un système de climatisation?

Comment fonctionne un système de climatisation?

Si vous vivez dans un climat chaud, il n'y a rien de mieux que de rester au frais grâce à un système de climatisation. Mais comment fonctionnent-ils exactement?

Ici, nous essayons de répondre à cette question et d'explorer quels types de systèmes AC existent. Étant donné que le chauffage, la ventilation et la climatisation (CVC) est un domaine technique très complexe, nous devons noter qu'il ne s'agit pas d'un guide complet et qu'il doit être considéré comme un bref aperçu.

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Comment fonctionne un climatiseur?

En bref, ils fonctionnent comme votre réfrigérateur de cuisine ordinaire. La technologie derrière les systèmes de climatisation et les réfrigérateurs est exactement la même: le cycle de réfrigération.

Les systèmes qui profitent de ce cycle utilisent des produits chimiques spéciaux appelés réfrigérants (eau dans certains systèmes) pour absorber et / ou libérer de l'énergie pour chauffer ou refroidir de l'air. Lorsque ces produits chimiques sont comprimés par le Compresseur de l'unité AC, le réfrigérant change d'état de gaz à liquide et libère de la chaleur au condenseur.

Lors du refroidissement d'un espace, ce processus se produit en dehors de l'espace en question. Cet air à haute pression, maintenant froid, est pompé vers l'unité intérieure et redensifié au gaz à l'aide du système. Soupape de détente.

Ceci, comme son nom l'indique, provoque la dilatation du liquide réfrigérant sous forme de gaz. Au fur et à mesure que le réfrigérant se dilate, il «aspire» de la chaleur et refroidit l'air dans l'espace en question au niveau du système de climatisation. évaporateur.

Ce gaz maintenant détendu et "chaud" est ensuite transporté vers le compresseur du système et le cycle recommence.

Pour visualiser cela, pensez à une éponge comme réfrigérant et à l'eau comme «chaleur». Lorsque vous pressez une éponge détrempée (le compresseur et le condenseur), l'eau est expulsée et la chaleur est libérée dans notre analogie. Lorsque vous lâchez l'éponge (le détendeur et l'évaporateur), elle se dilate et peut alors absorber plus d'eau ou de chaleur dans notre analogie.

Les principes scientifiques de la thermodynamique, la loi de Boyle, la loi de Charles et les lois de Guy-Lussac sont à la base de ce cycle.

Principalement le fait "qu'un liquide se dilatant en gaz extrait ou tire la chaleur de son environnement". - Climatisation et chauffage Goodman.

En ce sens, le climatiseur et les réfrigérateurs fonctionnent en «déplaçant» ou en «pompant» l'énergie d'un endroit à un autre. Dans la plupart des cas, les climatiseurs transfèrent la «chaleur» de votre chambre, bureau ou maison et la rejettent dans l'air à l'extérieur de votre maison ou bureau.

Ce cycle est réversible et peut être utilisé pour chauffer également votre pièce, ou toute votre maison, pendant les mois les plus froids mais cette fonction est généralement réservée aux systèmes appelés pompes à chaleur.

La principale différence entre un réfrigérateur et une unité AC est que l'unité a tendance à être divisée en deux parties distinctes; l'unité extérieure du condenseur (ou refroidisseur) et l'unité intérieure.

Les réfrigérateurs, en revanche, sont une unité autonome (bien que certaines unités AC puissent également l'être).

Toute chaleur retirée de son intérieur est déversée dans la même pièce à l'arrière de l'unité. C'est la raison principale pour laquelle vous ne pourriez jamais vraiment utiliser un réfrigérateur comme unité de bricolage; à moins que vous ne coupiez un trou dans le mur derrière, bien sûr.

Vous pouvez le tester en touchant (attention, il peut devenir très chaud) l'arrière du réfrigérateur lorsqu'il est en marche. Il doit être tiède ou chaud au toucher.

Quels sont les différents types de systèmes de climatisation?

Les unités AC sont de nombreuses formes et tailles aujourd'hui, allant des systèmes à conduits massifs dans les bureaux et les bâtiments industriels aux petits systèmes AC domestiques avec lesquels vous êtes probablement plus familier.

Certaines des plus grandes installations ont de très grandes unités de refroidissement extérieures qui peuvent être refroidies à l'eau ou à l'air ou, dans les systèmes plus anciens, des tours de refroidissement. Celles-ci sont reliées par des tuyaux isolés pour pomper le réfrigérant pour tempérer l'air dans une grande ou un ensemble de grandes unités emballées appelées unités de traitement d'air (AHU).

Ces systèmes peuvent être très complexes avec des éléments chauffants et des humidificateurs, et des filtres pour contrôler très précisément la température et la qualité de l'air pour les zones d'un bâtiment qu'ils desservent. Ils ont également tendance à être équipés de systèmes de récupération de chaleur complexes pour réduire la quantité d'électricité (ou de gaz) nécessaire pour chauffer / refroidir l'air dans le système.

Ils se présentent sous deux formes principales; Volume d'air constant (CAV) et volume d'air variable (VAV), qui définit la mesure dans laquelle le flux d'air est contrôlé autour des conduits du système.

Ceux-ci peuvent également être contrôlés par des systèmes très sophistiqués de logiciels, de capteurs et d'actionneurs appelés Building Management Systems (BMS).

Ces grands systèmes CVC «aspirent» l'air frais extérieur et le chauffent / refroidissent si nécessaire avant de le transporter à travers les conduits vers les zones requises. Ces systèmes peuvent également avoir des unités de réchauffage terminales, ou des ventilo-convecteurs, pour affiner davantage le revenu de l'air fourni à une zone.

Les installations plus modernes suppriment les CTA centralisées au profit de systèmes de ventilo-convecteurs, ou «unités intérieures» directement reliées à une ou plusieurs unités AC «extérieures». Ceux-ci sont appelés systèmes à débit de réfrigération variable (VRF) qui tempèrent l'air directement au point d'utilisation.

Mais la plupart des gens sont habitués aux pompes à chaleur à air (ASHP) ou aux unités AC de refroidissement à pièce unique. Ceux-ci s'apparentent beaucoup plus aux réfrigérateurs et sont les systèmes les plus souvent installés dans les locaux domestiques.

Mais il faut aussi noter que divers autres systèmes existent, utilisant le même principe, comme les pompes à chaleur géothermiques (GSHP). Ceux-ci utilisent le sol comme un «dépotoir», ou une source de chaleur, au lieu de l'air ou une source de chaleur. Les ASHP et les GSHP peuvent également se connecter à des systèmes de radiateurs réguliers ou à des systèmes de chauffage par le sol à la place d'une chaudière à gaz ordinaire avec quelques modifications.

Comment fonctionne la climatisation dans les voitures?

En termes simples, la climatisation dans les voitures fonctionne exactement de la même manière que toute autre unité de climatisation. La seule différence est qu'ils doivent être assez compacts pour s'adapter à l'intérieur de la voiture.

La partie refroidisseur du système (avec le détendeur et l'évaporateur) est généralement montée derrière le tableau de bord de la voiture. L'autre côté commercial du système (le compresseur et le condenseur) a tendance à être situé près de la calandre de la voiture - c'est là que l'air frais est insufflé lorsque vous conduisez).

Les deux parties sont reliées par un circuit de tuyaux qui font passer le réfrigérant entre les unités lorsqu'elles sont en fonctionnement. Contrairement aux unités plus grandes utilisées dans les bâtiments, l'unité elle-même dans les voitures a tendance à être alimentée par le vilebrequin de la voiture, en d'autres termes, elle est alimentée par le moteur.

Ces systèmes sont généralement équipés de chaleur et de déshumidificateurs pour tempérer l'air au besoin. Tout comme la construction de systèmes de climatisation, l'unité de climatisation d'une voiture convertit le liquide de refroidissement entre le gaz et le liquide, la pression haute et basse et la température haute et basse selon les besoins.

Est-il moins coûteux de laisser le climatiseur allumé toute la journée?

En termes simples, non. La raison en est qu'en laissant un système de climatisation toute la journée:

1. Utilisez de l'énergie inutilement si vous n'êtes pas chez vous ou si des pièces / zones ne sont pas utilisées.

2. Le fonctionnement du système entraîne de l'usure. Cela en raccourcit la durée de vie.

Vous devez également vous assurer que les fenêtres sont fermées ou qu'un pare-courants d'air est installé lorsque le climatiseur est en marche. Vous ne voulez pas «climatiser» le monde après tout.

Vous devez également vous assurer que vous utilisez des dispositifs d'ombrage (comme un auvent ou des arbres stratégiquement plantés) à l'extérieur pour réduire le «gain solaire» ou le chauffage de votre maison passivement par la lumière du soleil.

D'autres mesures comprennent l'amélioration de l'isolation de votre maison, le maintien des systèmes de climatisation bien entretenus (en particulier les filtres) et l'utilisation de ventilateurs de plafond pour améliorer le mélange de l'air à l'intérieur (c.-à-d. Empêcher la stratification de l'air chaud près du plafond ou vice versa).

Si vous êtes vraiment préoccupé par vos factures d'énergie liées à vos systèmes de climatisation, vous voudrez peut-être rendre votre système de climatisation «plus intelligent». En utilisant le BMS domestique, des capteurs intelligents (thermostats et compensation climatique), le contrôle de zone et d'autres mesures écoénergétiques, vous pouvez considérablement améliorer l'efficacité et réduire le coût de vos systèmes de climatisation.

Vous devriez également utiliser des solutions de refroidissement et de chauffage «gratuites» en envisageant d'utiliser la nature pour vous aider. Une bonne utilisation de la ventilation naturelle pour refroidir ou chauffer votre maison réduira considérablement le coût de la consommation d'énergie liée au chauffage / refroidissement en l'éteignant.

Mais cela n'est possible que si la qualité de l'air à l'extérieur de votre maison le permet. Vivre dans une grande ville avec de «l'air sale», par exemple, peut restreindre votre capacité à utiliser cette forme gratuite de chauffage et de climatisation.

Comment fonctionne la climatisation à cycle inversé?

Les systèmes de climatisation à cycle inversé, ou pompes à chaleur comme ils sont plus communément connus, fonctionnent à peu près de la même manière que toute autre forme d'unité AC. L'exception étant qu'ils sont spécifiquement conçus pour pouvoir inverser le cycle à volonté.

Comme les autres systèmes de climatisation, ils peuvent également filtrer et déshumidifier l'air au besoin.


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