Calculateur de température et d’enthalpie d’un mélange d’air

Calcul du mélange d’air

Dans une centrale de traitement d’air, l’air neuf se mélange à l’air repris du local. L’état résultant découle des conservations de vapeur d’eau et d’énergie, sur masse d’air sec :

W_3 = (ṁ_1 × W_1 + ṁ_2 × W_2) / (ṁ_1 + ṁ_2)

h_3 = (ṁ_1 × h_1 + ṁ_2 × h_2) / (ṁ_1 + ṁ_2)

La température est déduite de ces deux valeurs. Sur le diagramme psychrométrique, le point est sur la droite reliant les deux états, plus près du flux dominant.

Exemple

1000 mètres cubes par heure d’air neuf à 35 °C et 40 % se mélangent à 3000 mètres cubes par heure d’air repris à 25 °C et 50 %. Les débits d’air sec sont 1120 et 3496 kg/h. Le mélange a 10,9 g/kg d’humidité, 55,5 kJ/kg d’enthalpie et 27,4 °C. La moyenne volumique donnerait 27,5 °C. L’écart est faible ici mais augmente avec la différence de température.

Pourquoi la masse ?

L’air chaud est moins dense. À volume égal, il transporte moins de masse que l’air froid. Les bilans sont donc massiques et l’outil calcule séparément le volume massique de chaque flux.

Avertissement de brouillard

En hiver, de l’air extérieur très froid et de l’air repris chaud humide peuvent donner un mélange dépassant la saturation. Brouillard, condensation et éventuellement glace apparaissent dans le caisson. L’outil détecte ce cas et avertit sans résultat.

Limites

Le mélange est complet et le caisson sans perte thermique. Chaleur de ventilateur, apports des conduits et stratification sont à étudier séparément.

Questions fréquentes

Comment calculer la température d’un mélange d’air ?

Au niveau de la mer, mélanger 1000 m³/h à 35 °C et 40 % d’humidité relative avec 3000 m³/h à 25 °C et 50 % donne 27,44 °C. Les bilans d’énergie et d’eau portent sur la masse d’air sec, avec mélange complet, sans perte thermique, chaleur de ventilateur ni stratification.

Calculer avec ces valeurs