Soutenance mémoire
A nos jours, la variation climatique et l’élévation de la température moyenne de la Terre préoccupe tous les scientifiques et les dirigeants de différents pays de la Terre. Ces phénomènes se traduisent tel que la fonte des glaces, la monté du niveau de la mer et la canicule. C’est pourquoi l’homme tient à améliorer le niveau de confort exposé par son entourage en s’adaptant aux conditions existantes mais les paramètres sont modifiables en fonction des besoins personnels.
Le conditionnement d’air ou appelé aussi en terme commercial « la climatisation » est la technique qui consiste à modifier, réguler et contrôler les conditions climatiques d’un local suivant les paramètres du confort désiré. D’où le chauffage des maisons pendant les saisons froides et inversement la fraicheur pendant les saisons chaudes. Notre grande ile est parmi les pays tropical où la chaleur est largement en excès que le froid, l’efficacité de la climatisation dépend des paramètres de l’air ambiant dans les locales à climatisés tel que le taux d’humidité de l’air intérieur et extérieur, l’énergie apporté par le rayonnement solaire et tant d’autre. Mais en tout cas l’efficacité de la climatisation dépend de l’appareillage de climatisation.
PRODUCTION DU FROID
Production du froid basée sur les deux principes de la thermodynamique
Soit un système thermodynamique constitués par des lois qui régissent le changement de chaleur noté par Q en travail noté par W et inversement. D’où tous transferts d’énergie à travers une frontière délimitant un système thermodynamique agissant avec le milieu extérieur sont à rapport constant.
Ces hypothèses affirment donc que la thermodynamique est basée sur deux principes fondamentaux :
Premier principe de la thermodynamique
James Prescott JOULE a annoncé le premier principe comme suit : « Pour un cycle le travail des forces extérieures et la chaleur fournie ou cédée au milieu extérieur, sont dans un rapport constant ». Cela dit donc que le premier principe est un bilan d’énergie stipulant la conservation d’énergie dans une transformation fermée, réversible ou non.
La mise en équation sera donc
W + J. Q = 0 (1)
Avec 1cal= 4.18J
Pour une transformation fermée, on a deux cas possibles :
– W > 0 et Q < 0
– Ou W < 0 et Q > 0
Généralement, pour toute transformation amenant un système de l’état initial (x1,y1) à l’état final (x2, y2), la somme W+J.Q demeure invariante.
W + J. Q = U (2)
Avec U= énergie interne du système,
De cette expression, pour une transformation à pression constante ou isobare on peut écrire ∆W = − P ∗ ∆V
On a alors :
W = – p (V2 – V1)
J.Q – p (V2-V1) = U2 – U1
J.Q = (U2 + pV2) – (U1 + pV1)
Avec U + pV = h
Les éléments constitutifs pour produire le froid
Circuit fluidique d’une machine à compression
Pour produire du froid le principe fondamental c’est d’extraire la chaleur du milieu à refroidir. Nombreux sont les procédés pour l’obtention du froid (vaporisation d’un liquide pur, sublimation de certains solides, détente d’un gaz comprimé….).
Dans le cas de l’obtention du froid à partir de la détente d’un gaz comprimé, on utilise un fluide nommé « fluide frigorigène » qui parcourt un cycle fermé et subit des transformations en plusieurs phases par l’intervention de ces différents organes :
▶ Compresseur
▶ Condenseur
▶ Détendeur
▶ Evaporateur.
Eléments constitutifs principaux d’une machines à compression
Le Compresseur
Le compresseur est un appareil électromécanique qui sert à comprimer et à faire circuler un fluide (fluide frigorigène) à pression voulue ; son fonctionnement se déroule comme suit : il aspire le fluide venu de l’évaporateur sous basse pression (vapeur humide). Ensuite, il le comprime (vapeur surchauffée) et le repousse à haute pression dans la conduite de refoulement vers le condenseur. Dans le cas des compresseurs à vapeur, on distingue deux types : le compresseur volumétrique et le compresseur centrifuge ou turbocompresseur. Notons que dans la climatisation de grande puissance, on utilise souvent le compresseur centrifuge.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : LES BASES THEORIQUES DE LA PRODUCTION DU FROID
CHAPITRE I PRODUCTION DU FROID
I.1 Production du froid basée sur les deux principes de la thermodynamique
I.1.1 Premier principe de la thermodynamique
I.1.2 Deuxième principe de la thermodynamique
I.2 Les éléments constitutifs pour produire le froid
I.2.1 Circuit fluidique d’une machine à compression
I.2.2 Eléments constitutifs principaux d’une machines à compression
I.3 Notion sur les Fluides frigorigènes
I.3.1 Caractéristiques d’un fluide parfait
I.3.2 Les principaux fluides frigorigènes utilisés dans les systèmes de production de froid
I.3.3 Codification des fluides frigorigènes
I.4 Analyse du diagramme de Mollier
CHAPITRE II SYSTEMES DE CLIMATISATIONS
II.1 Généralités sur la climatisation
II.2 Transferts thermiques
II.2.1 Conduction
II.2.2 Convection
II.2.3 Rayonnement
II.2.4 Mode combiné
II.3 Différentes systèmes de climatisation
II.3.1 Systèmes à détente directe
II.3.2 Les climatisations centralisées
II.4 HVAC
II.4.1 Notion et définition
II.4.2 Principes de l’HVAC
II.4.3 Propriété de l’air
PARTIE II: CONCEPTION ET REALISATION DE L’INSTALLATION
CHAPITRE I BILANS THERMIQUES
I.1 Bases de donnés
I.1.1 Données climatiques et géographiques indispensables
I.1.2 Hypothèses de calculs des apports thermiques
I.1.3 Dimensionnement de la salle et les fenêtres vitrées
I.2 Les charges externes
I.2.1 Apport calorifique dus au rayonnement solaire (vitrage)
I.2.2 Apport calorifique du mur
I.2.3 Apport par transmission dus aux vitrages
I.2.4 Apport par transmission dus aux parois
I.2.5 Apport dus au renouvellement d’air
I.3 Les charges internes
I.3.1 Apports dus aux occupants
I.3.2 Apport dus à l’éclairage
I.3.3 Apport dus aux équipements
I.4 Application numérique
I.4.1 Charges externes
I.4.2 Charges internes
I.4.3 Bilans des puissances de l’installation
CHAPITRE II INSTALLATION DU CHILLER AIR-EAU
II.1 Le chiller Air-Eau
II.1.1 Caractéristiques du chiller Air-Eau
II.1.2 Circuit fluidique du chiller Air-Eau
II.1.3 Les éléments constitutifs du chiller Air-Eau
II.2 Les tuyauteries
II.3 Le ventilo convecteur
II.3.1 Caractéristiques du ventilo convecteur
II.3.2 Fonctionnement du ventilo convecteur
II.3.3 Schéma électrique du terminal
II.4 Conduits de diffusion d’air
II.5 Bouches d’aération
CHAPITRE III MISE EN MARCHE DU CHILLER AIR-EAU
III.1 Branchement électrique de l’installation
III.2 Démarrage du chiller Air-Eau
III.3 Schémas électriques du chiller Air-Eau
III.3.1 Circuit de commande
III.3.2 Circuit de puissance
III.4 Organes de commandes et les appareils de régulations du chiller Air-Eau
CHAPITRE IV FICHES DE MAINTENANCE
IV.1 Notion sur la maintenance proprement dite
IV.1.1 Définition
IV.1.2 Organigramme de la maintenance
IV.1.3 Tableau de contrôle d’une installation à eau glacée
IV.2 Guide de dépannages de l’installation à eau glacée en cas de pannes
CHAPITRE V ETUDES ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
V.1 Généralités
V.2 Notion sur l’environnement
V.2.1 Définitions
V.2.2 EIE du projet
CONCLUSION
REFERENCES
ANNEXES
