Comment lire un diagramme de l'air humide

Lire les six familles de courbes

Droites de température sèche (verticales)

Droites verticales partant de l'échelle du bas. Descendez à la verticale depuis le point et lisez l'axe.

Droites d'humidité absolue (horizontales)

Droites horizontales jusqu'à l'échelle de droite en g/kg. Allez vers la droite depuis le point et lisez. Les points d'une même horizontale ont le même point de rosée.

Courbes d'humidité relative

La courbe de saturation du haut est à 100 %, avec 90 %, 80 % … en dessous, de même forme. Entre deux courbes, interpolez selon la distance.

Droites de température humide (diagonales)

Diagonales qui partent de la courbe de saturation et descendent vers la droite. Suivez la droite passant par le point jusqu'à la courbe de saturation et lisez la température à cet endroit. Presque parallèles aux droites d'enthalpie, mais pas identiques.

Droites d'enthalpie (diagonales peu inclinées)

Diagonales tracées depuis l'échelle d'enthalpie à l'extérieur du bord supérieur gauche (kJ/kg d'air sec). Posez une règle parallèle à elles passant par le point et lisez l'échelle extérieure.

Droites de volume massique (diagonales très inclinées)

Diagonales très inclinées tous les 0,01 m³/kg ; interpolez entre deux d'entre elles. Servent à convertir un débit d'air en débit massique (kg/h = m³/h ÷ v).

Le point de rosée n'a pas de courbe propre : allez vers la gauche depuis le point à humidité absolue constante jusqu'à la courbe de saturation, et lisez la température.

Trouver un point d'état

1. Choisissez les deux valeurs connues : en général la température sèche et l'HR, ou la température sèche et la température humide.
2. Le point d'état se trouve à l'intersection des deux courbes. Exemple : la verticale de 26 °C et la courbe d'HR 50 %.
3. Lisez le reste le long de chaque famille de courbes. 26 °C et 50 % donnent 10,5 g/kg, 52,9 kJ/kg, température humide 18,7 °C, point de rosée 14,8 °C, 0,862 m³/kg.

Ouvrir ce point dans le calculateur

Lire les évolutions

Chauffage et refroidissement sensibles

La teneur en eau reste constante ; le point se déplace donc horizontalement : vers la droite en chauffage, vers la gauche en refroidissement au-dessus du point de rosée. L'HR diminue au chauffage et augmente au refroidissement.

Refroidissement et déshumidification

Quand la surface de la batterie est plus froide que le point de rosée, la vapeur condense et le point descend vers la gauche. L'air en sortie est généralement vers 90 à 95 % d'HR. Les murs et les tuyaux plus froids que le point de rosée se couvrent de condensation de la même façon.

Humidification

L'humidification à la vapeur monte presque à la verticale ; la pulvérisation d'eau (évaporative) monte vers la gauche le long d'une droite de température humide, et l'air se refroidit.

Mélange

L'état du mélange se trouve sur la droite joignant les deux états, plus près du plus grand débit d'air. Avec 30 % d'air neuf, il se situe à 30 % du chemin entre le point du local et le point extérieur. 3 000 m³/h à 33 °C, 60 % plus 7 000 m³/h à 26 °C, 50 % donnent 28,1 °C, 54,7 %.

Ouvrir l'exemple de mélangeOuvrir une droite de température humide constanteOuvrir une vérification de condensation

FCS et rapporteur

Facteur de chaleur sensible FCS = sensible ÷ (sensible + latente). Si le FCS du local est de 0,8, l'air soufflé doit se trouver sur la « droite de FCS 0,8 » passant par le point du local pour absorber les deux charges.

À la main, joignez le centre du rapporteur (en haut à gauche du diagramme) à la graduation 0,8 pour obtenir la pente, puis faites glisser cette droite avec des équerres jusqu'à ce qu'elle passe par le point du local. Les états de soufflage se trouvent sur elle.

Ouvrir une droite de FCS

Tracé d'un refroidissement, pas à pas

La plupart des exercices de tracé suivent cet ordre. Exemple : extérieur 33 °C, 60 % ; local 26 °C, 50 % ; 30 % d'air neuf ; local sensible 10 kW et latent 2,5 kW ; écart de température de soufflage 10 K.

1. Placez le point extérieur OA (33 °C, 60 %) et le point du local RA (26 °C, 50 %).
2. Joignez OA et RA, et repérez le point de mélange M à 30 % du chemin de RA vers OA.
3. Prenez FCS = 10 ÷ (10 + 2,5) = 0,8 sur le rapporteur et tracez la droite de FCS passant par RA.
4. Avec un écart de 10 K, SA est l'intersection de la verticale 26 − 10 = 16 °C et de la droite de FCS. Si l'on donne plutôt une HR en sortie de batterie (par exemple 90 %), prenez l'intersection de cette courbe et de la droite de FCS.
5. Débit d'air soufflé = sensible du local ÷ (ρ × cp × Δt) ≈ 10 × 3 600 ÷ (1,2 × 1,006 × 10) ≈ 2 980 m³/h.
6. La droite de M à SA est l'évolution sur la batterie froide. Puissance de la batterie = débit massique × (h_M − h_SA), eau retirée = débit massique × (W_M − W_SA).

Ouvrir cet exemple dans le calcul de refroidissement

Le calcul de refroidissement et de chauffage du calculateur prend les mêmes données et renvoie le point de mélange, le point de soufflage, la puissance de la batterie et le débit d'air soufflé, ce qui permet de vérifier un tracé à la main. Le chauffage suit l'ordre mélange, puis chauffage (horizontal), puis humidification (vapeur à la verticale, pulvérisation le long d'une droite de température humide), dans le mode chauffage du même panneau.

Sources

• ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI), chapitre 1 Psychrometrics (équations d'état, évolutions, FCS)
• La figure est tracée à la compilation avec le moteur de ce site (équations ASHRAE 2017, 101,325 kPa).