Calculateur psychrométrique : propriétés de l’air humide

Que désigne la psychrométrie ?

La psychrométrie étudie les propriétés de l’air humide, mélange d’air sec et de vapeur d’eau. Les calculs de climatisation, de ventilation, de séchage et de déshumidification reposent sur ces propriétés. L’état de l’air est fixé par trois données : la pression, la température de bulbe sec et une grandeur décrivant l’humidité. Ce calculateur accepte quatre formes de cette dernière : l’humidité relative, la température de bulbe humide, le point de rosée ou le rapport de mélange.

Relations utilisées

On détermine d’abord la pression de saturation de l’eau p_ws avec la corrélation de Hyland et Wexler de l’ASHRAE Handbook of Fundamentals. Puis, dans l’ordre :

• Pression de vapeur : p_w = φ × p_ws
• Rapport de mélange : W = 0,621945 × p_w / (p − p_w)
• Enthalpie : h = 1,006 × t + W × (2501 + 1,86 × t) en kJ par kg d’air sec
• Volume massique : v = 0,287042 × T × (1 + 1,607858 × W) / p

Le point de rosée est la température dont la pression de saturation égale p_w. La température de bulbe humide est résolue par itération à partir de l’équation de saturation adiabatique.

Exemple

Au niveau de la mer, à 25 °C et 50 % d’humidité relative, la pression de saturation est de 3169 Pa et la pression de vapeur de 1585 Pa. Le rapport de mélange est de 9,9 g/kg, l’enthalpie de 50,3 kJ/kg, le volume massique de 0,858 m³/kg, le point de rosée de 13,9 °C et la température de bulbe humide de 17,9 °C. Le même air à 1000 m d’altitude contient 11,2 g/kg, car une pression plus faible associe la même pression de vapeur à moins d’air sec.

Effet de l’altitude

Un diagramme psychrométrique est tracé pour une pression donnée. En altitude, les erreurs de rapport de mélange et d’enthalpie dues à un diagramme du niveau de la mer dépendent de la température, de l’humidité et de la pression. Un pourcentage unique ne peut pas décrire tous les états. Saisissez l’altitude pour éviter cette erreur.

Limites

Le calcul suppose un comportement de gaz parfait et omet le facteur d’augmentation, ce qui correspond à la précision usuelle en génie climatique. Il n’est pas destiné aux très hautes pressions, aux températures supérieures à 90 °C ni aux mesures de précision.

Questions fréquentes

Comment calculer l’enthalpie à partir d’un diagramme psychrométrique ?

Par exemple, à la pression du niveau de la mer, un air à une température de bulbe sec de 25 °C et à 40 % d’humidité relative possède une enthalpie de 45,22 kJ/kg d’air sec, état que montrerait le diagramme. L’équation d’enthalpie de l’air humide additionne les contributions de l’air sec et de la vapeur d’eau, sans l’énergie transportée par l’eau liquide ni le rendement des équipements.

Calculer avec ces valeurs