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Le refroidissement adiabatique (bioclimatisation, climatisation naturelle)

I- Principe de base

Le refroidissement adiabatique est une méthode d'abaissement de la température de l'air par évaporation d'eau.
Le principe est le suivant : Si de l'air chaud et sec traverse un filet d'eau, il en provoque l'évaporation. La chaleur nécessaire à la vaporisation d'eau étant extraite de l'air. Celui-ci se refroidit.

Par exemple, de l'air à 20°C, 30 % HR traversant un nuage d'eau voit sa température atteindre 12°C en se chargeant d'humidité Aspiré au moyen d'un ventilateur, l'air chaud extérieur passe au travers d'un média constamment humidifié. En s'évaporant l'eau absorbe la chaleur, refroidissant ainsi l'air qui peut être soufflé dans le local à rafraîchir. - L'air extérieur passe à travers des filtres humides .  - L'air filtré se refroidit. On reproduit le phénomène d'évaporation que l'on peut observer près d'un point d'eau. L'air chaud et sec qui passe à travers un échangeur humide se rafraîchit. L'énergie nécessaire à l'évaporation de l'eau est extraite de l'air et qui donc se refroidit. Adiabatique (entropie constante) signifie sans apport ni retrait de chaleur. L'avantage du refroidissement adiabatique, par rapport à la climatisation conventionnelle, est que plus l'air est chaud et sec, plus le système est efficace ! Par exemple, à 35°C et 30% d'humidité relative (HR), la température de soufflage est de 23.5°C. L'air est également plus humide : En été, l'hygrométrie est d'environ 30 % alors que celle de confort est située entre 50 % et 60 %.

HR Représente l'humidité relative de l'air. Plus l'air est sec et chaud avec peu d'humidité relative plus le système est performant.

II - Schéma de principe

Aspiré au moyen d'un ventilateur, l'air chaud extérieur passe au travers d'un média constamment humidifié. En s'évaporant l'eau absorbe la chaleur, refroidissant ainsi l'air qui peut être soufflé dans le local à rafraîchir.

- L'air extérieur passe à travers des filtres humides . 
- L'air filtré se refroidit.

III - Schéma de principe de la réalisation

III - Le matériel acheté / récupéré   

MATERIEL

Une boîte plastique pour bac à eau de dimensions 24.2 x 15.5 x 9.1 = 3240 Cm3 soit un volume de 3 Litres environ Tuyau d'air, robinet, pompe pour aquarium 3,65 Euros TTC Frais de port compris >>ICI<< 12V DC 350 mA	Récupération 3 ventilateurs de PC dont 2 Ventilateurs d'alimentation 12V DC 0.3A 1 Ventilateur processeur CPU 12V DC 1.6A Dimensions 12,0 Cm x 12,0 Cm Voir les caractéristiques détaillées Papier de type "Venilla" blanc
Filtre de climatisation en cellulose nid d'abeiile "DARTY"	Les 2 types de ventilateurs Ventilateur CPU 12V DC 1.6A débit d'air 270m3/H - 51 dB Ventilateur Alim 12V DC 0.3A débit d'air 42m3/H - 25 dB Soit  84 m3/H avec 2 ventilateurs

IV - Réalisation du rafraîchisseur 

1. Réalisation des 4 cotés avec support des ventilateurs, alimentation, porte fusible et intérrupteur
2. Réalisation des supports de filtre, percage du tuyau d'air pour arrivée d'eau,
3. Câblage, mise en place du robinet pour réguler le débit d'eau
4. Mise en place de la pompe immergée et du bac à eau, etc...
5. Les dimensions du système sont de H 40 cm, L 26 cm, P 17 cm. Le bac à eau a une contenance de 3L environ.

PHOTOS DE LA REALISATION

Réalisation des 4 cotés	Support de filtre
Vue des interrupteurs M/A	Vue des ventilateurs vaporisateurs
Bac à eau et Pompe immergée	Connecteur d'alimentation 12V DC et porte fusible de 5A
Vue du ventilateur extracteur + prise allume cigare	L'ensemble terminé "ouvert"

Il n'y a plus qu'à attendre l'été 2016 pour un test "grandeur nature"

Consommation estimée :

2 ventilateurs 12V DC de 0.3A soit 7.2 Watts
1 ventilateur 12V DC de 1.6A soit 19.2 Watts
1 Pompe à eau 12V DC 0.35A soit 4.2 Watts 

Total : 30.6 Watts pour 2.55A - Une batterie de 110Ah et un panneau solaire de 120 Watts doivent suffire pour rafraîchir en toute autonomie...

A venir : Ajout d'un régulateur de vitesse pour modifier la vitesse du ventilateur extracteur >>ICI << 4,27 Euros TTC Frais de port compris.

Modification avec un variateur de vitesse 12V DC

Le variateur permet au ventilateur extracteur de tourner moins vite, donc d'émettre moins de bruit la nuit et de réguler la vitesse d'extraction d'air...

Nota :
12V DC = 12 Volts Digital Courant = 12V Courant continu (Noté U = Tension)
220V AC = 220 Volts Alternatif Courant = 220V Courant alternatif
Le courant a pour unité l'Ampère (Noté I = Intensité)
La puissance a pour unité le Watt (Noté P = Puissance)

V - Réalisation avec SolidWorks

Assemblage SolidWorks

Aperçu PDF 3D    Telecharger au format PDF_3D

Télécharger l'assemblage et composants au format SolidWorks 3.7Mo >>ICI<<

VI - Réalisation d'une alimentation 220V AC / 12V DC 

Etant donné qu'il est possible de se brancher au réseau EDF 220V sur les aires, j'ai également réalisé une alimentation 220V AC / 12V DC 7A à partir d'une vieille alimentation de PC. Cette alimentation permettra de ne pas utiliser l'énergie de la batterie et préservera son autonomie.

Pour fabriquer une alimentation stabilisée de 220V AC / 12V DC rien de plus simple avec une alimentation de vieux PC de bureau. Après démontage, il suffit d'ouvrir le boitier de l'alimentation, de couper les fils inutiles et de les isoler. On utilisera uniquement les fils de couleur noire (- masse) du courant continu et les fils de couleur jaune (+ 12V DC). L'unique fil vert sera raccordé et soudé sur un fil noir  (- masse) qui permettra à l'alimentation de démarrer. Il suffit d'utiliser de 3 à 5 ou 6 fils de chaque couleur noir et jaune, les autres seront coupés et isolés.

Certaines alimentations permettent d'avoir du 12V DC jusqu'à 16A, l'alimentation que j'ai utilisée ne permet de n'avoir que 7A ce qui est suffisant pour le rafraîchisseur et ne consomme que 180 Watts.

PHOTOS DE LA REALISATION

Les codes couleur d'une alimentation de PC	Une alimentation de PC de récupération
Préparation de l'alimentation	L'alimentation 220V/12V terminée

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