Puissance d'une batterie froide (deux points mesurés)
Déterminez la puissance réelle de refroidissement ou de chauffage à partir de la température, de l'humidité et du débit d'air mesurés à l'entrée et à la sortie de la batterie. La formule à l'écart de température (ρ·Q·Cp·Δt) et la méthode enthalpique (ṁ·Δh) sont présentées côte à côte, avec l'écart et sa raison.
Base de calcul
La méthode enthalpique utilise les mêmes définitions que la carte d'évolution du calculateur du diagramme de l'air humide. Le débit volumique est converti en débit massique d'air sec avec le volume massique à l'entrée.
| Poste | Équation | Remarques · base |
|---|---|---|
| Débit massique d'air sec | ṁ = V / v₁ | V est le débit volumique mesuré à l'entrée, v₁ le volume massique à l'entrée (m³/kg d'air sec). ASHRAE Fundamentals 2017, ch. 1, éq. 28 |
| Chaleur totale (méthode enthalpique) | Q_t = ṁ · (h₁ − h₂) | h est l'enthalpie de l'air humide (éq. 32). En refroidissement, la chaleur extraite par la batterie |
| Chaleur sensible | Q_s = ṁ · (1,006 + 1,86 W₁) · (t₁ − t₂) | Chaleur massique de l'air humide à l'humidité absolue d'entrée, comme dans la carte d'évolution du calculateur |
| Chaleur latente et condensats | Q_l = Q_t − Q_s, m_w = ṁ · (W₁ − W₂) | La chaleur latente est la totale moins la sensible. Les condensats correspondent à la baisse d'humidité absolue |
| Formule à l'écart de température (raccourci de terrain) | Q = ρ · V · Cp · Δt, ρ = 1,2 kg/m³, Cp = 1,006 kJ/(kg·K) | Masse volumique et chaleur massique approchées de l'air sec vers 20 °C. Elle ignore la variation d'humidité (chaleur latente) ; sur une batterie qui déshumidifie, elle ne donne donc que la part sensible |
Exemple détaillé
Entrée : 27 °C de température sèche, 19,5 °C de température humide (HR 49,8 %, humidité absolue 11,10 g/kg, enthalpie 55,48 kJ/kg, volume massique 0,8655 m³/kg) ; sortie : 14 °C de température sèche, 13 °C de température humide (HR 89,6 %, 8,92 g/kg, 36,62 kJ/kg) ; débit d'air 10 000 m³/h à l'entrée.
ṁ = 10 000 / 3 600 / 0,8655 = 3,210 kg/s. Totale = 3,210 × (55,48 − 36,62) = 60,54 kW (17,2 TR). Sensible = 3,210 × (1,006 + 1,86 × 0,01110) × 13 = 42,84 kW, latente = 17,70 kW, condensats 25,2 kg/h.
La formule à l'écart de température donne 1,2 × 2,778 × 1,006 × 13 = 43,59 kW, soit 28,0 % de moins que la méthode enthalpique. L'essentiel de l'écart vient de la chaleur latente (29 % du total) ; le reste vient du raccourci ρ·Cp.
Limites et erreur de mesure
L'erreur de mesure modifie beaucoup le résultat. Dans un air humide comme celui de la sortie de batterie, une erreur de 0,5 K sur la température humide représente environ 1,3 à 1,7 kJ/kg d'enthalpie (sortie et entrée de cet exemple), soit environ 7 à 9 % de la puissance totale. Mesurez la température humide avec une mèche mouillée et une vitesse d'air suffisante (environ 3 m/s ou plus) ; les capteurs d'HR perdent en précision près de la saturation, en sortie.
L'erreur sur le débit d'air (traversée au tube de Pitot, anémomètre) se répercute directement sur le résultat. En sortie, faites la moyenne de plusieurs points pour éviter la stratification juste après la batterie et les gouttelettes entraînées.
Le calcul utilise la pression normale (101,325 kPa). La chaleur du ventilateur et les apports de la gaine ne sont pas séparés.
Sources
- ASHRAE Handbook, Fundamentals 2017 (SI), ch. 1 Psychrometrics : enthalpie (éq. 32), volume massique (éq. 28), température humide (éq. 33, 35)
- Raccourci de terrain ρ 1,2 kg/m³, Cp 1,006 kJ/(kg·K) : air normal à 20 °C, au niveau de la mer
Dernière mise à jour : 2026-10-07.