Refroidissement par évaporation
Définition
Le refroidissement par évaporation est un phénomène physique dans lequel l'évaporation d'un liquide, typiquement dans l'air ambiant, se refroidit. La chaleur latente, la quantité de chaleur nécessaire pour évaporer le liquide est aspiré par l'air. Un refroidissement par évaporation fonctionne en employant l'enthalpie de vaporisation de l'eau.
La température de l'air sec peut être diminué de façon significative par la transition de phase de l'eau liquide à la vapeur d'eau (évaporation mesurée par l'indice d'évaporation et l'évaporation réelle), qui peut refroidir l'air en utilisant beaucoup moins d'énergie que la réfrigération. Dans les climats extrêmement secs, le refroidissement par évaporation de l'air a l'avantage supplémentaire de conditionnement de l'air avec plus d'humidité pour le confort des occupants du bâtiment. Contrairement à la réfrigération en cycle fermé, le refroidissement par évaporation nécessite une source d'eau, et doit constamment consommer de l'eau pour fonctionner.
Système de refroidissement par évaporation de l'eau d'un aquarium par un ventilateur :
Le flux d'air d'un ventilateur conçu pour aquarium (en basse tension) peut refroidir la température de l'eau de 2 ° par évaporation.
Explications
En aquariophilie, le phénomène est connu pour refroidir l'eau grâce à l'action de ventilateurs dont le flux d'air sec est dirigé vers la surface de l'eau. En s'évaporant, l'eau dégage des calories dans l'air ambiant par enthalpie. Selon la puissance (la force) des ventilateurs et l'agitation de l'eau en surface, le gain peut facilement s'élever à 2 °. Toutefois, l'entropie du système va empêcher de baisser la température beaucoup plus que 3 ° (exceptionnellement 4 °) car ce principe de refroidissement par évaporation s'effectue généralement dans des conditions chaudes : l'air de la pièce étant à température proche de celle de l'aquarium (voir même plus élevée), l'agitation des molécules d'eau atteignant un seuil maximum, le dégagement calorique provoquera une baisse de 2 °, pas plus, pas moins, même en augmentant considérablement les flux d'air arrivant sur l'eau.
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Lorsque l'on considère l'eau s'évapore dans l'air, la chaleur humide prend la température et l'humidité en compte, par rapport à la température réelle de l'air (température sèche), est une mesure du potentiel de refroidissement par évaporation. Plus la différence entre les deux températures est grande, plus l'effet de refroidissement par évaporation est intense. Lorsque les températures sont les mêmes, aucune évaporation nette de l'eau dans l'air se produit, il n'y a donc pas d'effet de refroidissement. La chaleur humide est essentiellement la plus basse température qui peut être atteinte par refroidissement par évaporation à une température et d'humidité données.
Le taux d'évaporation dépend de la température et de l'humidité de l'air, ce qui explique pourquoi la sueur s'accumule plus les jours chauds et humides, car il ne s'évapore pas assez vite.
Une réfrigération à compression de vapeur utilise le refroidissement par évaporation, la vapeur évaporée, mais est à l'intérieur d'un système fermé, et est ensuite comprimé prêt à s'évaporer de nouveau, en utilisant l'énergie pour se faire. L'eau d'un simple refroidisseur par évaporation est évaporée dans l'environnement, et non récupérée : c'est le cas de la plupart des climatiseurs domestiques. Dans une unité de refroidissement de l'espace intérieur, l'eau évaporée est introduite dans l'espace en même temps que l'air refroidi par l'appareil; dans une tour d'évaporation de l'eau évaporée est enlevée dans les gaz d'échappement du flux d'air.
Synonymes, antonymes
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