Déshumidification : pourquoi une plage d’humidité coûte du froid, de la chaleur et de la place

01L’humidité, la charge sous-estimée

Pour les installations de ventilation et de climatisation, on pense d’abord à la température. Dans les salles blanches, les laboratoires et de nombreux locaux de production, une plage d’humidité étroite est cependant exigée – et cette plage détermine la taille de la batterie de refroidissement et de la production de froid, le besoin de réchauffage et les coûts d’exploitation. La raison est physique : pour extraire la vapeur d’eau de l’air, celle-ci doit se condenser, et la chaleur de vaporisation est alors libérée. Un gramme d’eau par kilogramme d’air correspond énergétiquement à une variation de température d’environ 2,5 kelvins.

02L’erreur de raisonnement : l’humidité relative comme grandeur cible

L’humidité relative décrit à quelle distance l’air se trouve de la saturation – et celle-ci dépend fortement de la température. Si l’air est réchauffé sans variation d’humidité, l’humidité relative baisse, bien que pas un gramme d’eau n’ait été retiré. Une consigne telle que « 45 % ± 5 % » pour des températures admissibles de 20 à 24 °C autorise donc une teneur en eau comprise entre environ 5,8 et 9,3 g/kg. Du point de vue de la régulation, c’est tout autre chose qu’une bande de point de rosée fixe. Le point de rosée décrit la quantité d’eau indépendamment de la température et se mesure directement.

03Le principe : refroidir, déshumidifier, réchauffer

Si l’air extérieur est plus humide que l’air soufflé souhaité, la déshumidification est incontournable. L’air est refroidi jusqu’à son point de rosée, puis davantage le long de la courbe de saturation – du condensat se forme alors. Ce n’est qu’en dessous du point de rosée cible que suffisamment d’eau a été retirée. Comme l’air est ensuite trop froid, il est réchauffé à la température de soufflage.

04Ce que cela signifie en chiffres

Un exemple de calcul fictif : supposons qu’une centrale de traitement d’air véhicule environ 10 000 m³/h d’air extérieur à 32 °C et 40 % d’humidité relative et doive fournir un air soufflé à 22 °C et 45 %. La batterie de refroidissement doit pour cela fournir environ 110 kW, dont environ 36 kW pour la seule déshumidification. Il faut ensuite environ 41 kW de réchauffage, et il se forme environ 52 litres de condensat par heure.

33 %de la puissance frigorifique sont consacrés, dans l’exemple, à la seule déshumidification

Pour des objectifs très secs, par exemple un point de rosée inférieur à 4 à 5 °C, la surface de la batterie devrait être refroidie vers 0 °C ou en dessous – la batterie givre. C’est alors la déshumidification par sorption qui prend le relais : une roue à sorption fixe la vapeur d’eau et est régénérée par de l’air chaud. Cela nécessite beaucoup de chaleur, mais est particulièrement intéressant lorsque des rejets de chaleur sont disponibles.

05Ce que vous devriez fixer pour votre projet

• Spécifier la plage d’humidité en point de rosée ou en teneur en eau, et pas seulement en humidité relative
• Justifier les tolérances par le processus – tout resserrement coûte du froid et du réchauffage
• Examiner une récupération de chaleur entre la batterie de refroidissement et la batterie de réchauffage
• Calculer également la charge partielle et le cas hivernal, et pas seulement le point de dimensionnement estival
• Prévoir des sondes d’humidité avec un plan d’étalonnage et un emplacement approprié

Prises tôt, ces décisions évitent des installations surdimensionnées – et des locaux dont l’humidité ne se stabilise jamais en exploitation.

À retenir

Une plage d'humidité est une décision énergétique : spécifiez le point de rosée, et pas seulement l'humidité relative, et fixez la tolérance aussi étroite que nécessaire, et non aussi étroite que possible.

SEDC AG · Article issu de notre série de formation interne « Technik Praxis », abrégé pour les maîtres d'ouvrage et les utilisateurs.