Sensible et sensibilités: différents types de chaleur et pourquoi ils comptent

Cette sensation de marcher dans un bâtiment climatisé de la chaleur étouffante à l’extérieur est une joie de l’ère moderne. Les principes scientifiques qui permettent à la climatisation d’éliminer cette chaleur et cette humidité sont également fascinants. Il faut de l’énergie pour éliminer la chaleur. Cela peut sembler contre-intuitif, mais cela fait partie des lois de la thermodynamique., Déplacer la chaleur d’une zone (à l’intérieur d’un bâtiment) à une autre (à l’extérieur du bâtiment) nécessite une consommation d’énergie. Vous ne pouvez pas le faire pour rien. Dans cet article, nous examinerons deux des concepts fondamentaux liés à la quantité d’énergie que les systèmes de refroidissement doivent utiliser: la chaleur sensible et la chaleur latente.

la chaleur Sensible concerne les changements de température. Disons que l’air extérieur est de 95 degrés et que votre immeuble de bureaux pompe de l’air d’alimentation de 55 degrés dans les espaces occupés. Pour comprendre ces concepts, peu importe que votre bâtiment dispose d’unités DX ou de refroidisseurs., Dans les deux cas, la chaleur sensible totale que le système de refroidissement doit fournir est la différence entre ces deux températures (95-55) ou 40 unités de refroidissement. Maintenant, disons que la température de l’air extérieur tombe à 75 degrés et que le bâtiment pompe toujours de l’air d’alimentation à 55 degrés. Ensuite, le changement de chaleur sensible que les systèmes de refroidissement doivent fournir est simplement la moitié de ce qui était nécessaire auparavant, soit 20 unités (75-55=20).

la chaleur latente est liée à l’humidité. C’est une mesure de l’énergie stockée dans les molécules de vapeur d’eau dans l’air., Pinte pour pinte, la chaleur latente emballe beaucoup plus de punch que la chaleur sensible. L’énergie nécessaire pour chauffer un gramme d’eau de 80 degrés à 81 degrés Est de 1 calorie (l’unité commune d’énergie alimentaire que nous utilisons est en fait basée sur des unités de chauffage de l’eau). Mais tandis que, il faut juste une calorie pour chauffer l’eau d’un degré, il faut 540 calories pour évaporer un gramme d’eau de 100 degrés à la vapeur d’eau de 100 degrés (vapeur).

La raison de cette énorme différence dans les besoins énergétiques est dans la chimie des molécules. La chaleur Sensible est l’énergie nécessaire pour accélérer les molécules., La chaleur latente, d’autre part, est l’énergie nécessaire pour déchirer les liens qui les molécules d’eau sous forme liquide.

l’outil thermodynamique pour comprendre la quantité de chaleur latente et sensible qu’un système de refroidissement doit éliminer est le tableau psychrométrique. Bien que ces graphiques soient complexes (pour une explication complète, voir ici: http://www.powerknot.com/how-to-read-and-use-a-psychrometric-chart.html), ils sont simplement une carte de la température et de l’humidité.

Alors, quel type de chaleur sensible ou latente, nécessite plus d’énergie pour l’enlever? Il s’avère que la chaleur sensible est le gagnant., La chaleur latente représente 20 à 35% du travail d’un système de refroidissement. En effet, la quantité de vapeur d’eau dans notre air est très faible: 1% de l’air à 77 degrés et une humidité moyenne. Ainsi, bien qu’il y ait des tonnes d’énergie stockées dans chaque unité de vapeur d’eau, il y en a beaucoup moins.

En résumé, la chaleur sensible et la chaleur latente jouent un rôle important dans les systèmes de refroidissement. Lorsqu’un bâtiment est refroidi, l’énergie consommée est non seulement utilisée pour abaisser la température de 95 à 55, mais également pour éliminer l’énergie stockée dans les molécules d’eau évaporées., Et tandis que la vieille plainte estivale « ce n’est pas la chaleur, c’est l’humidité” est certainement vraie, d’un point de vue énergétique, c’est en fait la chaleur sensible, la chaleur de la température, qui prend plus de travail pour s’en débarrasser.

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