Qu'est ce que l'air conditionné ?
La réfrigération industrielle et la climatisation de l'air reposent toutes deux sur le même mécanisme : le refroidissement d'un fluide, généralement de l'eau ou de l'air, par l'évaporation d'un autre fluide, appelé réfrigérant. Le circuit frigorifique, composé d'un compresseur, d'un évaporateur, d'un condenseur et d'un élément de laminage, fait partie intégrante des deux systèmes. Malgré cela, il existe des différences importantes entre les systèmes de réfrigération et de climatisation, par exemple dans les composants, les méthodes de conception, les structures commerciales ou industrielles dans lesquelles ils sont installés et dans le fonctionnement même, qui justifient l'existence de deux secteurs distincts.
La climatisation de l'air, est le processus qui permet de créer et de conserver des conditions de température, d'humidité relative et de pureté de l'air déterminées dans les environnements fermés. Ce processus permet donc généralement de maintenir le bien-être des personnes.
Il est également utilisé dans l'industrie pour garantir le bon fonctionnement d'appareils ou de mécanismes qui opèrent dans des conditions environnementales limitées ou pour protéger le déroulement de certaines opérations industrielles spécifiques, comme la soudure, qui produisent d'importantes quantités de chaleur qui, d'une manière ou d'une autre, doivent être éliminées.
Un système de climatisation doit être efficace quelles que soient les conditions climatiques extérieures et repose sur le contrôle de quatre variables fondamentales : la température, l'hygrométrie, le mouvement et la qualité de l'air.
La distinction entre les applications industrielles et celles liées au bien-être des personnes n'est pas toujours très claire. La climatisation industrielle nécessite habituellement davantage de précision en ce qui concerne le contrôle de la température et de l'hygrométrie. Dans certains domaines, il est également nécessaire de respecter des normes élevées de filtrage et d'élimination d'agents contaminants.
En revanche, la climatisation pour le bien-être, en plus de devoir répondre aux exigences thermiques et hygrométriques des personnes, est associée à d'autres disciplines comme la conception architecturale, la météorologie, le génie climatique et l'acoustique afin de recréer les conditions idéales pour le bien-être phycho-physiologique de l'homme.
Le principal processus sur lequel repose la climatisation de l'air est l'échange de chaleur et de vapeur entre l'environnement intérieur, l'extérieur et les personnes présentes.
Les principaux dispositifs disponibles dans le domaine de la climatisation domestique et industrielle sont les suivants :
- Climatiseurs monobloc, split ou multi-split à usage domestique ;
- Pompes à chaleur domestiques ;
- Centrales de traitement de l'air pour environnements de moyenne/grande taille ;
- Rooftop (littéralement « au sommet du toit »), unité de traitement de l'air pour environnements de petite taille ;
- Shelter, unité de climatisation pour conteneurs pour la téléphonie ;
- Chillers et pompes à chaleur industrielles, unités qui produisent de l'eau réfrigérée ou chaude utilisée ensuite pour traiter l'air ambiant ou introduite directement dans des appareils à refroidir ;
- Close control units, unités de refroidissement de précision pour serveurs ou équipements pour la téléphonie ;
- Ventilo-convecteurs et systèmes hydroniques, ensemble de circuits à eau réfrigérée et bornes de ventilation pour la climatisation de bâtiments.
Ils se différencient principalement par leurs dimensions, leur complexité, leur capacité frigorifique, qui peut aller de quelques centaines de Watts à plusieurs Megawatts, les composants internes et, généralement, la nécessité ou non d'activer les fonctions principales qu'un climatiseur doit posséder, à savoir :
- Refroidissement de l'air ou de l'eau ;
- Chauffage de l'air ou de l'eau ;
- Déshumidification de l'air ;
- Humidification de l'air ;
- Filtrage/purification de l'air ;
- Mélange air intérieur/extérieur ;
- Ventilation.
Les climatiseurs domestiques, par exemple, sont principalement destinés à refroidir l'air prélevé de l'environnement en cercle fermé. L'opération de refroidissement provoque également une déshumidification dans la mesure où une partie de l'humidité de l'air se condense à l'intérieur du climatiseur (sous forme de gouttelettes), collectée et envoyée à l'extérieur via des tuyaux en caoutchouc.
Les unités close control, étant en revanche dédiées à des environnements critiques où fonctionnent les serveurs ou équipements de téléphonie, sont chargées de gérer la température et l'humidité de l'air dans des plages très limitées, effectuant non seulement le refroidissement et la déshumidification mais également la correction précise de la température et de l'hygrométrie par l'utilisation de résistances électriques de chauffage et d'humidificateurs.
Les unités de traitement de l'air plus complexes incluent toutes les fonctionnalités ci-dessus habituellement identifiées par des sections séparées.
Dans les chillers, en revanche, c'est l'eau qui est traitée, refroidie jusqu'à des températures proches de 0 °C (voire en-dessous si elle est mélangée à de l'antigel) ou chauffée grâce à l'inversion du cycle frigorifique.
Alors que les fonctions de ventilation, filtrage, mélange et souvent chauffage sont gérées par des composants relativement simples et spécifiques, à savoir des ventilateurs, des filtres, des obturateurs et des résistances électriques ou des chaudières, les fonctions principales et les plus complexes à gérer sont exercées par des systèmes tout aussi complexes comme les circuits frigorifiques et les humidificateurs (voir les sections « PRODUIRE DU FROID (ET DU CHAUD) » et « HUMIDIFICATION »).
Il faut citer en particulier le système communément utilisé pour produire la capacité frigorifique qui exploite le phénomène de l'évaporation d'un fluide à l'intérieur d'un circuit mis en contact avec l'environnement à refroidir. Les principes sur lesquels repose cette technologie ne sont nullement banals.
