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Comment fonctionne un rafraîchisseur d'air adiabatique professionnel ?

Par Airchaud Diffusion
Mardi 13 Février 2024
Comment fonctionne un rafraîchisseur d'air adiabatique professionnel ?

L'essence du rafraîchissement adiabatique se dévoile dans un équilibre délicat, où l'eau et l'air s'entrelacent dans une danse subtile, tirant parti de la propension naturelle de l'eau à absorber la chaleur pour s'évaporer. Cette interaction ancestrale est magnifiée grâce à l'ingéniosité humaine, qui cherche à perfectionner cette alchimie par l'introduction de solutions technologiques avancées.

Imaginez un ballet où l'air chaud, dans un mouvement gracieux, se fraye un chemin à travers une brume d'humidité constante. Ce passage n'est pas fortuit mais orchestré avec précision pour encourager un échange thermique optimal, permettant à l'air de se délester de sa chaleur au profit de l'eau froide. Cette accélération de l'évaporation de l'eau n'est pas seulement un spectacle fascinant; elle est le cœur pulsant de ce système, optimisant le retrait de la chaleur de l'air pour lui insuffler une fraîcheur nouvelle.

Lors de cette transformation, l'eau s'évanouit dans l'air sous une forme moléculaire invisible, agissant comme un gaz parmi d'autres. Cette caractéristique assure que le refroidissement adiabatique reste une performance sans brume, distinguant radicalement ce processus des méthodes de rafraîchissement par brumisation, où l'air se mêle visiblement à de minuscules gouttelettes d'eau.

Après avoir été infusé d'une nouvelle vie, l'air rafraîchi et enrichi en humidité voyage à travers l'espace, se dispersant enfin librement au-delà des confins de son origine. Ce voyage souligne un cycle ouvert et perpétuel d'air frais, une invitation à maintenir une connexion ouverte avec l'extérieur. Dans ce système, la porte reste ouverte, littéralement, à une ventilation continue, où une grande partie de l'air introduit est destinée à être libérée, incarnant ainsi la philosophie de renouvellement et de fluidité au cœur du rafraîchissement adiabatique.

Comment fonctionne le processus de rafraichissement ?

La phase de refroidissement

Guidé par le ventilateur, cet air chaud s'infiltre à travers une membrane humide, lieu de sa métamorphose : l'eau, en s'évaporant, emporte avec elle la chaleur. L'air, ainsi traité, ressort transformé, plus frais et humidifié, connaissant une chute de température significative, généralement de 5°C à 11°C, selon son humidité et sa chaleur initiales, avec une moyenne d'environ 7°C de baisse observée sous le climat de la France métropolitaine.

Cet air rafraîchi, enrichi en vapeur d'eau, apporte dans son sillage une humidité relative accrue, influencée à la fois par les conditions extérieures et les objectifs de température de l'espace à rafraîchir.

Propulsé dans les lieux à tempérer, l'air frais circule, balayant la chaleur accumulée en 3 à 5 minutes avant d'être évacué par des ouvertures ou le système de ventilation, renouvelant ainsi l'air jusqu'à 20 fois l'heure.

Ce ballet aérien, orchestré avec simplicité par les rafraîchisseurs évaporatifs mobiles, peut se complexifier dans les installations fixes, avec des mécanismes de diffusion sophistiqués, tels que des plénums à multiples directions ou des conduits textiles, enrichissant la palette des solutions pour un confort thermique maîtrisé.

Puisant à la source du rafraîchisseur adiabatique, une pompe active un courant d'eau fraîche constamment régulé, qui baigne sans cesse le sommet du support d'évaporation. Un dispositif de distribution veille à ce que ce flux aquatique se disperse de manière égale à travers toute l'étendue du haut de l'échangeur évaporatif. L'eau, guidée par la seule force de la gravité, serpente à travers les canaux du support d'évaporation, en humidifiant généreusement ses parois. En fin de parcours, l'eau qui n'a pas été évaporée est recueillie pour retourner au réservoir.

Hormis le processus d'évaporation lui-même, le rafraîchisseur adiabatique ne prélève pas d'eau supplémentaire. Les eaux de purge de ce système évaporatif sont dirigées vers le système d'assainissement des eaux usées.

La phase d'échange thermique

L'échange de chaleur par évaporation repose sur le principe de l'interaction entre l'air et l'eau au sein d'une paroi évaporative humidifiée. En disposant stratégiquement le débit d'eau de manière à ce qu'il croise perpendiculairement le flux d'air chaud, l'efficacité de cet échange est maximisée, permettant à l'eau de se transformer de l'état liquide en vapeur.

L'architecture spécifique du panneau évaporatif, caractérisée par une structure en nid d'abeille aux ondulations fines et superposées, joue un rôle clé dans ce processus :

  • Elle modifie le parcours vertical de l'eau, optimisant son absorption par le support évaporatif, grâce à un coefficient de saturation qui quantifie cette aptitude à retenir l'eau.
  • Elle influence également le trajet horizontal de l'air à travers le panneau,
  • Et élargit l'aire de contact entre l'air et l'eau en augmentant la surface effective des parois.

De ce fait, cette configuration spéciale favorise un mélange air-eau plus intime qui stimule l'évaporation, renforçant ainsi le transfert thermique de l'air vers l'eau.

Quel rafaichisseur d'air adiabatique choisir ?

Le processus de planification du refroidissement bioclimatique est envisagé avec une sensibilité à l'harmonie entre les bâtiments et leur environnement naturel. Cette méthode considère méticuleusement les éléments climatiques prévalents durant la saison chaude, y compris les variations de température et d'humidité externe, ainsi que l'orientation spécifique des constructions. Elle intègre également une analyse détaillée des transferts thermiques générés par la structure et les activités qu'elle abrite, sans oublier les stratégies d'aération adaptées à l'espace concerné et le niveau de ventilation nécessaire pour maintenir un climat intérieur agréable.

À partir de ces observations, il est possible de préciser :

Les spécifications techniques des systèmes de refroidissement, en soulignant par exemple l'importance de la configuration du plénum pour les dispositifs installés en toiture.

La quantité d'unités de refroidissement requise, particulièrement lorsqu'il s'agit de réguler la température de vastes espaces.

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