Calcul
IngénierieCalculateur Psychrométrique
Calculateur psychrométrique CVC: humidité relative, point de rosée, température humide, enthalpie et autres propriétés depuis la température sèche.
Le Calculateur Psychrométrique vous aide à déterminer les propriétés de l'air pour conception et analyse CVC. Calculez humidité relative, point de rosée, température humide, enthalpie et plus à partir de température sèche et un paramètre d'humidité.
Vous avez des commentaires ? Signalez des bugs, suggérez des fonctionnalités ou partagez vos idées — nous lisons toutQu'est-ce qu'un Calculateur Psychrométrique ?
Un calculateur psychrométrique est un outil d'ingénierie CVC qui détermine les propriétés thermodynamiques de l'air humide. Étant donné la température de bulbe sec et un paramètre d'humidité (comme humidité relative, température humide ou point de rosée), il calcule toutes les autres propriétés psychrométriques incluant enthalpie, rapport d'humidité, volume spécifique et pression de vapeur. Ces calculs sont essentiels pour conception de systèmes CVC, calculs de charge de climatisation et gestion de qualité de l'air intérieur. Le calculateur met en œuvre les mêmes principes qu'un diagramme psychrométrique mais fournit des valeurs numériques précises.
Propriétés Psychrométriques Expliquées
- Température Sèche (DBT) : Température réelle de l'air mesurée par thermomètre standard
- Température Humide (WBT) : Température mesurée avec tissu humide couvrant bulbe thermomètre, tenant compte refroidissement évaporatif
- Température Point de Rosée : Température à laquelle air devient saturé et vapeur d'eau commence à se condenser
- Humidité Relative (RH) : Rapport vapeur d'eau réelle à maximum possible à température donnée (pourcentage)
- Rapport d'Humidité : Masse de vapeur d'eau par unité de masse d'air sec (g/kg)
- Enthalpie Spécifique : Contenu total de chaleur de l'air humide par unité de masse (kJ/kg)
- Volume Spécifique : Volume d'air humide par unité de masse d'air sec (m³/kg)
- Pression de Vapeur : Pression partielle de vapeur d'eau dans mélange d'air
Équations Psychrométriques Clés
- Pression Saturation : Pws = exp(77,345 + 0,0057T - 7235/T) / T^8,2
- Rapport Humidité : W = 0,622 × Pw / (P - Pw)
- Enthalpie : h = 1,006T + W(2501 + 1,86T) kJ/kg
- Humidité Relative : RH = Pw / Pws × 100%
- Point Rosée : Inverse équation pression saturation à RH=100%
Applications Courantes
- Conception système CVC : Dimensionnement équipement refroidissement et chauffage
- Calculs charge refroidissement : Détermination charges chaleur sensible et latente
- Déshumidification : Conception systèmes élimination humidité
- Humidification : Calcul besoins ajout d'eau
- Mélange d'air : Détermination propriétés flux d'air mélangés
- Récupération énergie : Analyse transfert chaleur et humidité
- Processus industriels : Séchage, conditionnement et contrôle climatique
- Qualité air intérieur : Gestion confort et prévention condensation
- Refroidissement centre données : Contrôle environnemental précis
Conseils d'Utilisation
- Conditions standard : 20-25°C bulbe sec, 40-60% HR pour confort
- Mode refroidissement : Processus déplace air de chaud/humide vers frais/sec
- Mode chauffage : Air devient typiquement plus sec (HR plus basse) quand chauffé
- Haute altitude : Pression atmosphérique plus basse affecte calculs
- Point rosée sous 10°C : Faible risque moisissure et condensation
- Différence enthalpie : Détermine besoins énergétiques refroidissement/chauffage
- Conception été : Typiquement 35°C DB, 24°C WB pour air extérieur
- Conception hiver : Varie selon climat, souvent -10 à 5°C avec humidité faible
Questions Fréquentes
Une calculatrice psychrométrique analyse l'air humide — un mélange d'air sec et de vapeur d'eau — pour déterminer son état thermodynamique complet à partir de deux mesures indépendantes. Avec la température sèche plus l'humidité relative (ou bulbe humide, point de rosée, rapport d'humidité), elle déduit toutes les autres propriétés psychrométriques : température de rosée, température humide, rapport d'humidité (kg eau/kg air sec), enthalpie spécifique (kJ/kg), volume spécifique (m³/kg) et pression partielle de vapeur. Ces propriétés conditionnent le dimensionnement CVC, le choix des batteries froides, la conception de la déshumidification et l'analyse du confort intérieur. Les calculs suivent le modèle des gaz idéaux avec les corrections du chapitre 1 du ASHRAE Fundamentals Handbook.
La plupart des calculatrices acceptent la température sèche (°C en SI, °F en impérial), la pression atmosphérique (standard 101,325 kPa au niveau de la mer) et une seconde variable indépendante : humidité relative (0 à 100 pour cent), bulbe humide, point de rosée ou rapport d'humidité (g eau/kg air sec). En altitude il faut préciser la pression locale car la pression de saturation change avec l'altitude — à 1500 m la pression chute à environ 84 kPa et le point de rosée et le bulbe humide se déplacent. La sortie inclut toutes les propriétés dérivées plus un point que l'on peut tracer sur un diagramme psychrométrique pour vérification visuelle.
L'humidité relative (HR) est le rapport entre la pression partielle réelle de vapeur et la pression de saturation à la même température, en pourcentage. La HR dépend de la température : la même quantité absolue d'humidité peut afficher 60 pour cent à 25 °C et bondir à 100 pour cent (saturation) une fois refroidie à 17 °C. Le rapport d'humidité (aussi appelé teneur en humidité, omega) est la masse de vapeur par masse d'air sec (g/kg), et il reste constant lorsque l'air est chauffé ou refroidi sensiblement. Le point de rosée est la température à laquelle l'air devient saturé s'il est refroidi à pression constante. Pour prévoir la condensation, le point de rosée est le plus utile : toute surface en dessous se couvrira d'eau liquide.
La température sèche est ce qu'un thermomètre ordinaire lit à l'ombre dans un air calme. La température humide est ce qu'un thermomètre lit lorsque son bulbe est enveloppé d'une mèche mouillée exposée au flux d'air — l'évaporation refroidit le bulbe jusqu'à ce que la perte d'humidité vers l'air équilibre le gain de chaleur de l'air. Le bulbe humide dépend de la température et de l'humidité : à 100 pour cent de HR il égale le bulbe sec (pas d'évaporation possible) ; à HR plus faible il est plus bas. C'est la température minimale théorique atteignable par refroidissement évaporatif — les climatiseurs évaporatifs du désert l'exploitent. Les calculs de confort ASHRAE 55 et le dimensionnement des tours de refroidissement reposent sur la dépression du bulbe humide.
La chaleur sensible change la température sans changer la teneur en humidité — chauffer ou refroidir à rapport d'humidité constant se déplace horizontalement sur le diagramme. La chaleur latente change l'humidité sans changer la température — humidifier ou déshumidifier se déplace verticalement. La plupart des processus CVC réels combinent les deux : une batterie froide abaisse la température et, si sa surface est sous le point de rosée, condense l'humidité, traçant une diagonale. Le ratio de chaleur sensible (SHR) est la charge sensible divisée par la charge totale. Le confort climatisé a typiquement SHR 0,7 à 0,8 (à dominante sensible) ; un déshumidificateur de piscine a SHR proche de 0,4 (à dominante latente). Le diagramme montre immédiatement si l'équipement peut fournir le SHR requis.
La pression de saturation de vapeur ne dépend que de la température, mais la relation entre rapport d'humidité, pression partielle et pression totale dépend de la pression atmosphérique. À 1500 m d'altitude la pression est d'environ 84 kPa au lieu de 101,325 kPa, donc le même rapport d'humidité donne une fraction de pression partielle plus grande et l'air paraît plus humide même si la masse d'eau est identique. La dépression du bulbe humide est aussi plus faible en altitude car moins d'eau peut s'évaporer avant saturation. Les tours de refroidissement, climatiseurs évaporatifs et déshumidificateurs s'échelonnent avec l'altitude. Vérifiez toujours que la calculatrice utilise la pression locale ou applique une correction d'altitude ; ignorer cela produit 5 à 10 pour cent d'erreur sur les charges de refroidissement et d'humidification.
La référence officielle est le ASHRAE Handbook — Fundamentals, chapitre 1 (Psychrometrics), qui donne les équations de pression de saturation (Hyland-Wexler), du rapport d'humidité, de l'enthalpie et du volume spécifique, valides de −100 °C à +200 °C. Le NIST publie les données des tables de vapeur via la formulation IAPWS-IF97. ASHRAE 55 fixe la zone acceptable de confort thermique (bulbe sec 20 à 27 °C et rapport d'humidité entre 0,004 et 0,012 kg/kg). ISO 7730 (PMV/PPD) donne le standard international de confort. AHRI 210/240 prescrit les conditions d'essai pour les climatiseurs résidentiels — 80 °F BS, 67 °F BH intérieur. EN 16798 couvre les paramètres d'environnement intérieur dans le cadre européen de performance énergétique.
Un diagramme psychrométrique trace la température sèche en abscisse et le rapport d'humidité en ordonnée, avec des courbes d'humidité relative constante, des lignes obliques de bulbe humide et d'enthalpie spécifique, et un autre faisceau pour le volume spécifique. Pour analyser un processus — par exemple refroidir et déshumidifier de 26 °C/60 pour cent HR à 12 °C/95 pour cent HR — placez les deux points d'état, tracez la ligne et lisez la variation d'enthalpie (kJ/kg air sec) et d'humidité (g/kg air sec). Multipliez par le débit massique pour obtenir les capacités sensible, latente et totale. Pour mélanger air neuf et air recyclé, tracez une droite entre les deux points et interpolez selon le ratio de débit massique. Le diagramme est l'outil le plus utilisé en ingénierie CVC ; cette calculatrice remplace la lecture fastidieuse par la précision numérique.
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