Principes de la climatisation

 

La plupart des maisons dans les climats chauds ont l'air conditionné. Pour certains, la climatisation peut être un luxe, mais pour beaucoup, c'est une nécessité. Ces quelques points ont pour but d’informer le consommateur sur l’utilité d’un système de climatisation, de savoir en prendre soin et de bien l'utiliser. S'il s'avère nécessaire de remplacer ce système, chercher un professionnel qualifié.

Qu'est-ce que l'air conditionné

La première définition fonctionnelle de la climatisation a été émise en 1908 et est crédité à G. B. Wilson. C'est la définition à laquelle souscrit Willis Carrier, le "père de la climatisation".

  • Maintenir l'humidité appropriée dans toutes les parties d'une habitation
  • Débarrasser l'air de l'humidité excessive durant certaines saisons
  • Fournir un approvisionnement constant et suffisant de ventilation
  • Éliminer efficacement des micro-organismes de l'air comme la poussière, la suie, et d'autres corps   étrangers
  • Fournir efficacement de l'air frais dans les pièces pendant certaines saisons
  • Chauffer ou aider à chauffer les pièces en hiver
  • Un appareil qui n'ait pas un coût prohibitif à l'achat et à l'entretien


Le fonctionnement d'un climatiseur

schéma climatiseurLe rôle du  climatiseur est de déplacer la chaleur de l'intérieur de votre maison vers l'extérieur, de manière à refroidir l’air ambiant. Les climatiseurs soufflent de l'air frais dans votre maison en absorbant la chaleur de l'air. L'air est refroidi en traversant un tuyau en serpentin appelé  évaporateur. Cela fonctionne exactement comme le refroidissement qui se produit lorsque l'eau s'évapore de la peau. Le serpentin de l'évaporateur est rempli d'un gaz appelé fluide frigorigène, qui en passant de l’état liquide à gazeux absorbe la chaleur de l'air. Le réfrigérant est pompé vers l’unité extérieure où il cède sa chaleur et permet de revenir à un état liquide. L’unité extérieure est appelée condenseur parce que le fluide frigorigène gazeux se condense à la manière de la vapeur d’eau sur une vitre froide. Le compresseur, est utilisé pour déplacer le réfrigérant entre les deux unités en changeant sa pression, de sorte que tout le réfrigérant s'évapore ou se condense dans les unités appropriées.

Lorsque l’on inverse le sens de circulation du fluide frigorigène, le système produit de la chaleur.

La majorité de l'énergie nécessaire est utilisée par le moteur du compresseur. L'ensemble du système permet, selon ses performances, de produire entre 3 à 7 fois l’énergie consommée par le compresseur. De fait, le climatiseur est un système économe car il restitue plus d’énergie qu’il n’en consomme.

 

canard
Qu’est-ce qu’une tonne de refroidissement

Avant l’invention de la climatisation, le refroidissement était fait par la conservation de gros blocs de glace. Lorsque les appareils de refroidissement ont commencé être utilisés, leur capacité de refroidissement a été évaluée par rapport à la quantité équivalente de glace fondue dans une journée.

Une tonne de refroidissement est maintenant définie comme 12 000 BTU / heure de refroidissement. BTU étant l'abréviation de British Thermal Unit (12 000 BTU correspondent à 3500 W) Le BTU est une unité d’énergie de chauffage ou de refroidissement.

Les problèmes et leurs causes

Les climatiseurs sont des systèmes mécaniques complexes qui dépendent d'une grande variété de conditions pour fonctionner correctement. Ils sont dimensionnés pour répondre à un certain volume à climatiser; charge de réfrigérant, débit d’air. Si l'un de ces paramètres change, le système aura des problèmes.

Si la charge de réfrigérant est trop faible (fuite), la capacité du système sera réduite. Vous obtiendrez simplement moins de refroidissement et le système ne sera pas en mesure de suivre lors des températures très élevées ou très basses.

Si le flux d'air est réduit (condenseur encrassé) la possibilité de rejeter la chaleur à l'extérieur est réduite entrainant une baisse de performances et donc une augmentation de la consommation électrique, en particulier à des températures extérieures élevées.

Dans les climats secs, les mêmes problèmes se produisent en ce qui concerne l’évaporateur (unité  intérieure). Dans les climats humides, la situation est plus complexe. Avec un flux d’air plus élevé, il y aura moins de déshumidification, conduisant à des taux d'humidité élevés à l'intérieur. Cependant, si le flux d'air est trop faible, l'évaporateur peut geler. Cela diminue les performances et peut endommager gravement le compresseur.

Les climatiseurs de bonne qualité sont équipés d’un système de dégivrage automatique pour pallier à ce problème.


filtres
Utilité des filtres

Presque tous les systèmes de conditionnement d'air possèdent un filtre en amont l'évaporateur. Ce filtre élimine les particules du flux d'air permettant à la fois garder le système de climatisation propre et d’éliminer les particules de l'air.

Le filtre doit être nettoyé régulièrement et remplacé s’il est endommagé
Si vous ne nettoyez pas le filtre, le flux d'air va baisser, et le système ne fonctionnera pas correctement. S’il est trop sale, il deviendra lui-même une source de pollution de l'air.
Il ne faut surtout pas supprimer le filtre au risque d’encrasser l’évaporateur.

 

entretien
Entretien du système

L’entretien de routine tel que le remplacement des filtres peut être réalisé par la plupart des consommateurs, en revanche le nettoyage complet annuel doit être réalisé par un professionnel qualifié. Celui-ci sera en mesure de nettoyer le bac à condensats, les ailettes d’évaporateur et effectuer un contrôle de fuite

Il est également important de vérifier que la grille de l’unité extérieure ne soit pas obstruée par des feuilles ou tout élément empêchant la bonne circulation d’air. Là encore un professionnel est en mesure de nettoyer le condenseur en profondeur. Un condenseur encrassé peut faire perdre 20% de performance.



ventilation 
Aération

Les points précédents ont mis l'accent sur le refroidissement, mais la définition originale de la climatisation contient plus que cela. Un climatiseur idéal doit chauffer, refroidir, nettoyer, aérer et déshumidifier efficacement pour assurer la santé et le confort. En fait, le deuxième objectif le plus important de la définition initiale est de fournir une ventilation. Que ce soit ou non un climatiseur qui la fournisse, la ventilation est nécessaire.

Sans une ventilation appropriée, les contaminants générés à l'intérieur peuvent conduire à des problèmes de santé et d’inconfort importants. ASHRAE recommande qu'il y ait au moins une ventilation suffisante pour échanger l'air intérieur de la maison, une fois toutes les quatre heures, selon la conception de la maison.


humidité
L'humidité

C’est le contrôle de l'humidité qui a incité à l'origine le besoin de climatisation. Le manque de contrôle de l'humidité dans les climats chauds et humides, en particulier, peut conduire à la croissance de moisissures et d'autres problèmes liés à l'humidité. Les fortes humidités intérieures peuvent entraîner des problèmes de santé et d’inconfort.
Les climatiseurs modernes déshumidifient tout en se refroidissant, (vous pouvez le voir par l'eau qui s'écoule du tuyau d’évacuation des condensats), mais cette déshumidification est une incidence à leur but principal de contrôle de la température. Ils ne peuvent pas contrôler simultanément la température et l'humidité.

Le mode « Dry » permet d’optimiser la déshumidification mais ne contrôle plus la température ;

Le taux d’humidité n’est pas réglable non plus.

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Principe du système réversible

schéma chaud froid