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N°4 - Calcul des débits d’humidification réglementaires - niv. 5

Nous avons vu au chapitre précédent que l’on peut calculer le débit de vapeur autorisé (qmR) en utilisant la formule ci-dessous.

q_mR = q_vAN x 1,2 x (5 – r_ext)

Avec
q_mR en [g/h]
q_vAN en [m³/h]
1,2 = masse volumique de l’air en [kg/h]
5 [g/kg_as]= humidité absolue autorisée pour l’air neuf
r_ext = humidité absolue extérieure de base en [g/kg_as]

On considérera dans ce chapitre l’humidité absolue extérieure de base en Ile-de-France de 2 [g/kg_as] et de 1 [g/kg_as] en Alsace.

Rappelons les débits d’air neuf pour les locaux régis par le code du travail (art. 232-5-3).

Débits d'air neuf pour les locaux régis par le code du travail

Question

Q1 - Déterminez le débit d’injection de vapeur autorisé dans une CTA d’aération en charge d’un immeuble de bureaux à Paris et dans lequel travaillent 120 personnes.

10,8 [kg_vapeur/h]

Le débit d’air neuf de la CTA sera de 120 x 25 = 3000 [m³/h].
L’humidité absolue extérieure de base en Ile-de-France est considérée comme valant 2 [g/kg_as].
Pour une limite fixée à 5 [g/kg_as], le débit de vapeur d’humidification autorisé (q_mR) sera de

q_mR = 3000 x 1,2 x (5 – 2) = 10 800 [g_vapeur/h]

voir la réponse

Si la vapeur est produite dans un humidificateur à vapeur, sa puissance électrique pourra être calculée par la formule suivante.

P ≈ 0,7 x q_vap

Avec
P en [kW]
q_vap = débit de vapeur produit en [kg/h]

Question

Q2 - On prévoit l’installation d’un humidificateur à vapeur sur une CTA d’aération d’un immeuble de bureau dans lequel travaillent 200 personnes à Strasbourg.
Déterminez la puissance électrique minimale de l’humidificateur à vapeur que l’on sera susceptible d'installer.

16 [kW]

Le débit d’air neuf de la CTA sera de
200 x 25 = 5000 [m³/h].

L’humidité absolue extérieure de base en Alsace est considérée comme valant 1 [g/kg_as].

Pour une limite fixée à 5 [g/kg_as], le débit de vapeur d’humidification autorisé (q_mR) sera de

q_mR = 5000 x 1,2 x (5 – 1) = 24 000 [g_vapeur/h].

La puissance électrique d’alimentation de cet humidificateur sera au moins de
P = 0,7 x 24 = 16 [kW].

voir la réponse

Si l’humidification se fait par pulvérisation d’eau, l’énergie nécessaire à son évaporation sera alors apportée par l’air qui se refroidira durant l’humification.

Evolution de l'air

Evolution de l’air à la traversée d’un humidificateur à eau

A la traversée de l’humidificateur d’air ci-dessus, l’humidité absolue a augmenté de r₁ à r₂ au prix du refroidissement de l’air de T₁ à T₂.
Mais rien n’est gratuit et en hiver le refroidissement de l’air engendré lors de l’humidification devra être compensé par un moyen de chauffage (tel qu’une batterie chaude électrique ou à eau chaude).
Cette solution d’humidification est rarement utilisée sur des installations de confort car, comme nous le verrons ultérieurement, elle nécessiterait l’installation dans le caisson de 2 batteries chaudes (une avant et une après l’humidificateur).

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