Traitement de l'air en climatisation

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Traduction

Traitement de l'air en climatisation (Français) / Concept en Anglais (Anglais) / Concept en Arabe (Arabe)

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Traductions

Définition

Domaine, Discipline, Thématique

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Climatisation / HVAC / Aéraulique / Hydraulique / Energétique / Tertiaire / Industrie / Confort / Salle blanche / Stockage / Apprentissage professionnel /

Justification

Définition écrite

NB : Les paragraphes ci-dessous s'intéressent à définir ce concept par le « comment » pour en découvrir son aspect technologique et fonctionnel.

• Dans le domaine de la climatisation, le traitement de l'air ne se limite pas à purifier l'air des micro-solides et des substances chimiques. Mais aussi, cela signifie refroidir, chauffer, humidifier et déshumidifier l'air. Ce sont les opérations effectuées par l'intermédiaire des filtres, des batteries chaudes/froides et des humidificateurs dans une machine appelée centrale de traitement d'air.

• De plus, cette machine est équipée d'un mélangeur d'air. Ce sont des volets de réglage d'air qui agissent comme un ajusteur. Ils dosent le pourcentage d'air neuf, d’air extrait sortant à l'extérieur et l'air repris revenant du local.

• Ce système comporte des sous-systèmes tel qu’une partie mécanique qui se compose par des équipements qui agissent pour varier les caractéristiques de l'air, une partie électrique qui implique les appareils électriques de puissances et de contrôle et un arsenal d’instrumentation de mesure et l’affichage des différentes valeurs des grandeurs physiques. Il est régulé selon des consignes pour chaque grandeur. Il produit l’air conditionnée en permanence et le distribue dans les locaux en le véhiculant via un ventilateur. Le réglage du débit d’air, de la température, de l’humidité, de la grandeur de poussière et du pourcentage du dioxyde de carbone (CO2) ou n’importe quel autre produit chimique dépendrait du classement demandé pour le local et son usage.

Régulation d'une CTA en boucle fermé à travers une PLC

• Des organes de régulation accompagnent les actionneurs et permettent la variation du rythme de fonctionnement des différents équipements. Par l’intermédiaire des variateurs de vitesse, des servo-moteurs, des contacteurs qui prennent les ordres selon un processus du programme de l’automate qui recueille les valeurs mesurées à travers des capteurs de pressions, des capteurs de température, des capteurs d’humidité, des capteurs de CO2, etc.
• D'une autre façon, pour conserver les mêmes conditions climatiques dans un local, la variation de chaque paramètre des conditions extérieures ou intérieures (perturbation) permet une variation du fonctionnement de la machine.

• Cet automate programmable industriel PLC, contrôle les organes de régulation et permettent de gérer la gestion de tout le système en fonction des comparaisons entre les valeurs désirées et les valeurs mesurées.
• Dans un secteur industriel ou tertiaire et même dans les transports, le traitement d’air est l’un des piliers qui permet de conditionner un environnement apte, que ce soit pour la fabrication des semi-conducteurs, laboratoires biotechnologiques, l'industrie agroalimentaire, la construction des engins spatiaux, les blocs opératoires chirurgicaux, les cabinets de transport aériens ou terrestres, etc. Le classement de ces locaux est catégorisé selon le niveau de propreté de l’air, les impuretés à isolés et son type de balayage. Aussi, Il s’intéresse à contrôler la pression, la vitesse et le sens de mouvement d’air par rapport à ce qui l’alentour, l’extérieur ou d’autres locaux.

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Typologie des CTA Fonctionnement du CTA à simple flux De manière stéréotypée,, les CTA sont équipés par un ventilateur, un filtre d'air et une batterie de chauffage ou de refroidissement. L'air neuf entre dans la machine et une fois conditionné, il passe au local à climatiser via le réseau aéraulique . L'utilisation de ce type de CTA (simple flux) est principale si elle conditionne l'air d'un local. Elle peut être également utile pour une fonction secondaire telle que l'abaissement de la température de l'air neuf qui alimente d'autres unités de traitement d'air. Dans ce cas, l'air extré sera contrôlé par un système distinct de notre CTA ou carrément sera vicé naturellement par les ouvertures d'infiltration suivant la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du local Fonctionnement du CTA à double flux L'autre type de la centrale de traitement d'air qu'on peut trouver est la centrale de traitement d'air à double flux. Ce qui la diffère de la première est le caisson de mélange d'air. en effet, cet équipement permet le mélange de l'air neuf avec l'air repris du local. Une certaine quantité de l'air repris sera rejeté à l'extérieure. Fonctionnement du CTA sécheur d'air La spécification d'une centrale de traitement d'air par rapport à une autre dépend selon ses équipements et leurs ordres dans le sens du passage de l'air dans la machine. Par exemple, le sécheur d'air est un cas particulier du CTA. Comme le montre le schéma en face, la centrale de traitement d'air permet de diminuer l'humidité de l'air (le sécher). - L'évolution bleue [AN,N] désigne le refroidissement et la déshumidification de l'air. - L'évolution rouge [N,S] désigne le chauffage de l'air à sa température initiale. - L'évolution verte [AN,S] désigne les deux le résultat tous les opérations ensemble, c-à-d le refroidissement, la déshumidification et le chauffage.

Traitement de l'air en climatisation - Historique (+)

Définition graphique

Carte conceptuelle : Traitement de l'air

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  Carte conceptuelle du concept "traitement d'air.

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  Equipements d'une CTA.

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  Schéma général d'une CTA.

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  Equipements de contrôle et d'affichage d'une CTA.

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  Liaison hydraulique d'une CTA.

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  Liaison aéraulique d'une CTA.

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  Implantation d'une CTA pour une usine.

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  Centrale de traitement d'air

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Concepts ou notions associés

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Thermodynamique / Mécanique des fluides / Échange thermique / Psychrométrie / Conduction thermique / Convection / Humidité absolue / Coefficient de transmission thermique / Bilan énergétique / Équilibre thermique / Transfert de chaleur / Loi de Boyle-Mariotte / Loi de Charles / Humidité spécifique / Dilatation thermique / Loi des gaz parfaits / Puissance frigorifique / Charge thermique / Cycles de réfrigération / Thermique du bâtiment / Psychrométrie / Fluides frigorigènes / Résistance thermique / Isolation thermique / Équation de l'état de l'air / Aéraulique / Diagramme enthalpique / Point de rosée / Analyse de cycle de vie / Contrôle de la qualité de l'air / Séchage de l'air / Système de ventilation / Dimensionnement des conduits / Fuite d'air / Confort thermique / Maintenance préventive / Économies d'énergie / Analyse des risques / Normes de sécurité / Régulation hydraulique / Énergie solaire / Échangeur air-sol / Stockage d'énergie thermique / Climatisation réversible / Réfrigération commerciale / Filtres à air / Cycles de Carnot / Maintenance corrective / Analyse de la performance énergétique / Modélisation des systèmes de climatisation / Coefficient de performance saisonnier / Système de chauffage / Système de refroidissement / Composants HVAC / Systèmes de contrôle automatique / Zonage / Éclairage naturel / Évaluation de la performance des bâtiments / Recyclage de l'air / Ventilation croisée / Analyse de la demande énergétique / Maintenance prédictive / Qualification du personnel / Stockage d'énergie / Bâtiments à haute performance énergétique / Technologies intelligentes / Contrôle de l'humidité / Mesure et vérification / Réhabilitation énergétique / Télégestion / Zones d'ombre thermique / Émissions de CO2 / Échangeur de chaleur à plaques / Gaz à effet de serre / Air conditionné résidentiel / Procédés de climatisation / Centrale de traitement d'air / Air / Confort / Diagramme de l'air humide / ISO 5, ISO7, ISO8 / Réseau aéraulique / Diffusion d'air / Ingénierie de climatisation / Filtration d'air /

Traitement de l'air en climatisation - Glossaire / (+)

Exemples, applications, utilisations

Le concept de traitement d'air en conjonction avec l'apprentissage professionnel Pour expliciter la carte en face, dans les paragraphes ci-dessous, sous forme de compétences, je formulerai le concept de traitement de l'air en conjonction avec l'apprentissage professionnel. En d'autres termes, pour avoir les compétences liées à notre concept, nous devons disposer des outils nécessaires qui permettent de produire des résultats et d'atteindre des objectifs finaux attendus. En divisant le thème en deux parties, une première partie pour la distribution de l'air traité et une autre partie qui va être pour la machine de traitement d'air c-à-d la CTA. Dans les secteurs industriels et tertiaire, un projet de construction dans le domaine de traitement de l'air implique un dossier que ce soit d'étude ou d'exécution. Parmi les pièces maitresse de ce dossier, il y a les notes de calculs, les plans et les schémas aéraulique, le diagramme psychrométrique et les fiches techniques des équipements sélectionnés. Ces productions demandent l'acquisition de certains outils d'analyse que l'apprenant doit maitriser tel que pour créer: La notes de calculs: La note de calcul pour le dimensionnement des gaines aéraulique L'apprenant doit maitriser tableur EXEL. Il est tenu de remplir les cellules par des formules. Ce sont des notions en mécanique de fluide comme la notion de l'hydraustatique, la notion de conservation de la masse et la notion de conservation de l'énergie sans oublier de mettre les unités des grandeurs physique saisie ou calculée en système international S.I. Le plan aéraulique: Réseau de gaine Comme sur EXEL pour les notes de calculs, l'apprenant doit maitriser un logiciel DAO comme l'AutoCAD et les règles du dessin technique . Ce logiciel de DAO demande des automatismes entre la saisie sur le clavier et les commandes de dessin (ligne, cerclen rectangle, polyligne …) ou des modifications (Déplacer, effacer, ajuster, mirroire, rotation…) à utiliser. Sur un plan architectural, il doit implanter les équipements et tracer le réseau de gaine selon les calculs effectués via les notes de calculs. Le diagramme psychrométrique: Comme le démontre l'un des vidéos de définition ci-dessus, le diagramme psychrométrique est un dispositif graphique qui permet le dimensionnement ou le diagnostique des différents équipements de la centrale de traitement d'air sous forme de points et segments qui ont des directions, sens et distances. Chaque caractéristique géométrique à une désignation qui nous donne des informations sur le rôle, la chaleur, la puissance, l'efficacité… Les équipements: Dans la définition écrite, nous avons déjà donner des expliquations des différentes équipements de la CTA. Ces derniers sont classifiées en régulation comme actionneurs qui permettent d'agir sur les grandeurs physique comme la température, l'humidité, la vitesse de l'air et indirectement sur la chaleur, la puissance et sur le débit de l'air. Aussi nous pouvons trouver d'autres équipements qui sont indispensables dans l'installation que ce soit les équipements de mesure comme les thermomètres, les hygromètres ou de contrôle et de sécurité comme les thermostats, les pressostats et les différentiels (+)

Erreurs ou confusions éventuelles

• Calculs de charge thermique: Les élèves pourraient rencontrer des difficultés avec les calculs de charge thermique, qui déterminent la capacité de refroidissement ou de chauffage nécessaire pour maintenir un confort thermique optimal dans un espace donné. Expliquer les différentes variables prises en compte dans ces calculs, telles que la température extérieure, les caractéristiques du bâtiment, les équipements électriques et la présence humaine, peut aider à clarifier ce concept.

• Impact environnemental: Comprendre l'impact environnemental des systèmes de traitement de l'air en climatisation peut être complexe pour les élèves. Expliquer les différents aspects environnementaux à considérer, tels que la consommation d'énergie, les émissions de gaz à effet de serre et l'utilisation de réfrigérants potentiellement nocifs, peut les aider à prendre conscience de l'importance de concevoir et d'utiliser des systèmes de climatisation durables.

• Intégration avec d'autres systèmes: Les élèves pourraient avoir du mal à comprendre comment les systèmes de traitement de l'air en climatisation s'intègrent avec d'autres systèmes du bâtiment, tels que le chauffage, la ventilation et la plomberie. Expliquer les principes de base de cette intégration, ainsi que les avantages d'une conception coordonnée et d'une gestion centralisée, peut aider à clarifier ce concept.

• Évolution des technologies: Les technologies de traitement de l'aire en climatisation évoluent rapidement, ce qui peut rendre difficile pour les élèves de suivre les dernières avancées et tendances. Expliquer les principes de base de l'innovation en matière de climatisation, ainsi que les facteurs qui influent sur l'adoption de nouvelles technologies, peut les aider à comprendre l'importance de rester informés et à jour dans ce domaine en constante évolution.

• Sensibilisation à l'efficacité énergétique: Les élèves pourraient ne pas être pleinement conscients de l'importance de l'efficacité énergétique dans le traitement de l'aire en climatisation. Mettre l'accent sur les avantages économiques et environnementaux de l'efficacité énergétique, ainsi que sur les différentes stratégies et technologies utilisées pour améliorer l'efficacité des systèmes de climatisation, peut les sensibiliser à cette question cruciale.

Erreur: Croire que

• Le ventilateur déplace l'air.
• Le froid est une quantité d'énergie.

• Traitement de l'air - Traitement de l'eau: Explicitez.

Dans le contexte du traitement de l'air en climatisation, il peut y avoir une confusion entre le traitement de l'air et le traitement de l'eau. Bien que les deux impliquent la gestion des éléments pour maintenir un environnement intérieur sain, le traitement de l'air se concentre spécifiquement sur la régulation de la température, de l'humidité et de la qualité de l'air, tandis que le traitement de l'eau concerne la purification et le conditionnement de l'eau potable ou le contrôle de l'humidité dans les systèmes de refroidissement.

• Échangeur de chaleur - Échangeur d'humidité: Explicitez.

Les élèves pourraient confondre les concepts d'échangeur de chaleur et d'échangeur d'humidité dans le cadre du traitement de l'air en climatisation. Un échangeur de chaleur est conçu pour transférer la chaleur entre deux fluides sans les mélanger, tandis qu'un échangeur d'humidité vise à transférer l'humidité entre deux flux d'air, généralement pour équilibrer les niveaux d'humidité relative. Clarifier ces distinctions est essentiel pour une compréhension précise du fonctionnement des systèmes de climatisation.

• Ventilation - Climatisation: Explicitez.

La ventilation et la climatisation sont souvent confondues, bien qu'elles servent des objectifs différents dans le traitement de l'air. La ventilation implique principalement le renouvellement de l'air intérieur en introduisant de l'air frais et en expulsant l'air vicié, tandis que la climatisation se concentre sur le contrôle de la température, de l'humidité et de la qualité de l'air. Il est crucial de clarifier ces différences pour une compréhension précise de la gestion de l'air dans les bâtiments.

• Refroidissement - Déshumidification: Explicitez.

Les élèves pourraient confondre les concepts de refroidissement et de déshumidification dans le contexte du traitement de l'air en climatisation. Alors que le refroidissement vise à abaisser la température de l'air, la déshumidification implique la réduction de son contenu en humidité. Bien que ces processus soient souvent liés, ils sont distincts et peuvent être réalisés séparément ou simultanément selon les besoins de l'espace à climatiser. Clarifier ces différences est crucial pour une gestion efficace de l'air intérieur.

• Filtration - Purification de l'air: Explicitez.

Dans le traitement de l'air en climatisation, la filtration et la purification de l'air sont deux concepts souvent confondus. La filtration de l'air implique le passage de l'air à travers un média filtrant pour capturer les particules solides en suspension, telles que la poussière, le pollen et les allergènes. En revanche, la purification de l'air vise à éliminer les contaminants gazeux, les odeurs et les micro-organismes présents dans l'air, souvent en utilisant des technologies telles que les purificateurs d'air à UV ou les générateurs d'ozone. Bien que ces deux processus visent à améliorer la qualité de l'air intérieur, ils ciblent des types différents de contaminants et utilisent des méthodes distinctes pour les éliminer.

• Circulation de l'air - Distribution de l'air: Explicitez.

La confusion entre la circulation de l'air et la distribution de l'air peut survenir lors de l'enseignement du traitement de l'air en climatisation. La circulation de l'air se réfère au mouvement global de l'air à l'intérieur d'un espace, tandis que la distribution de l'air concerne la manière dont l'air conditionné est délivré aux différents espaces d'un bâtiment via les conduits de ventilation et les grilles de diffusion. Bien que ces deux aspects soient interdépendants, ils représentent des processus distincts dans la gestion efficace de l'air intérieur.

• Confort thermique - Qualité de l'air intérieur: Explicitez.

Les élèves peuvent confondre le confort thermique avec la qualité de l'air intérieur lorsqu'ils abordent le concept de traitement de l'air en climatisation. Le confort thermique se réfère à la sensation de bien-être thermique ressentie par les occupants d'un espace, influencée par des facteurs tels que la température de l'air, la vitesse de l'air et l'humidité relative. En revanche, la qualité de l'air intérieur englobe divers aspects tels que la pureté de l'air, l'absence de contaminants nocifs et le contrôle des odeurs. Bien que le confort thermique soit un élément important de la qualité de l'air intérieur, ils représentent des aspects distincts du traitement de l'air en climatisation.

• Hygrométrie - Humidité relative: Explicitez.

Dans le contexte du traitement de l'air en climatisation, les élèves peuvent confondre l'hygrométrie avec l'humidité relative. L'hygrométrie est une mesure de l'humidité absolue dans l'air, tandis que l'humidité relative est une mesure de la quantité d'humidité présente dans l'air par rapport à la quantité maximale qu'il peut contenir à une température donnée. Bien que ces deux termes soient liés à la gestion de l'humidité dans un environnement intérieur, ils représentent des mesures différentes et sont utilisés dans des contextes spécifiques lors de la conception et de l'exploitation des systèmes de climatisation.
Confusion possible ou glissement de sens

• Confusion entre Pompe à chaleur - Centrale de traitement d'air
• Confusion entre Turbine - Ventilateur
• Confusion entre Chaleur sensible - Chaleur latente

Erreur fréquente:

• Le ventilateur véhicule l'air.

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Questions possibles

• D'où vient l'eau sur les parois de la bouteille lorsque vous la sortez du réfrigérateur?
• D'où vient l'eau sortant du climatiseur?
• Au lever du soleil, comment le brouillard disparaît?

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Liaisons enseignements et programmes

Idées ou Réflexions liées à son enseignement

• Différencier les activités cognitives et les activité mécaniques.

• Créer des automatismes activités mécaniques par des exercices pour les répétitions.

• L'apprenant doit tracer sa propre démarche dans les activités cognitives

• Prendre conscience de proclamer les savoirs procéduraux et les savoirs cognitifs.

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Aides et astuces

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Education: Autres liens, sites ou portails

• Energie plus
• ABC CLIM
• XPAIR
• GROUPE BTS-ENERGETIQUE IBN SINA

Bibliographie

Pour citer cette page: (de l'air en climatisation)

ABROUGUI, M & al, 2024. Traitement de l'air en climatisation. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Traitement_de_l%26%2339;air_en_climatisation>, consulté le 18, mai, 2024

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