Climatisation par mur d'eau?

[ShannonCasull]

Bonjour,

Je fais des recherches pour voir si cette idée dans mon cas d'utilisation serait bonne, ou plutôt pipeau!
Le seul article que j'ai trouvé se trouve ici (c'est dans cette rubrique naturellement)

Plus précisément, j'ai de l'eau fraîche (vers 15°C), et je suis dans un environnement tropical (On peut dire 25°C avec pas mal d'hmidité).
Mettons que l'on puisse avoir dans une pièce un mur légèrement incliné et rugueux pour assurer un écoulement régulier sans formation de gouttes de cette eau froide, comment peut-on avoir une idée du refroidissement induit?

Le transfert de chaleur est de quel type? Peut-on considérer avec cet écoulement à 15°C avoir un "mur" isotherme à 15°C ? Bon alors il s'agit d'une interface conducto convective, mais quel coefficient de convection considérer dans ce cas? Celui-ci (lien wikipedia)? Alors quelle conductivité thermique adopter pour ce "mur équivalent" : celle de l'eau? !

D'ailleurs, savez vous également s'il faut faire attention à un changement de phase? Est-ce que ca assèchera l'air ou au contraire le rendra plus humide?

Je ne cherche pas pour l'instant à faire un truc ultra précis, juste obtenir des ordres de grandeur sans avoir à lancer une simulation aux éléments finis La thermique/thermodynamique ça remonte à un ptit moment pour moi :s

Merci beaucoup pour votre aide!
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[cornychon]

Bonjour,

Le ΔT entre l’air et l’eau est relativement faible. Pour prélever beaucoup de chaleur ou de froid, il faut de grandes surfaces d’échange. Un mur d’eau ne représente pas grand chose.

Le mieux serait de prendre un tube carré en CPV de 300 mm par 300 mm et 3 mètres de longueur. A chaque extrémité, un raccordement pour faire circuler l’air chaud.
A la parte supérieure, une vingtaine de pulvérisateurs d’eau fraiche et à la base un dispositif pour évacuer l’eau pulvérisée.
Les milliards de gouttes d’eau représentent une surface d’échange considérable. La chaleur spécifique de l’eau étant beaucoup plus importante que celle de l’air, chaque goutte emmagasine beaucoup d'énergie.

En faisant passer un débit d’air de l’ordre de 400 m3/h soit 110 l/s, l’air va rentrer dans le tube à 25°C et ressortir à la température de l’eau à 15°C.
Dans ces conditions, en utilisant le dispositif comme climatiseur, il va avoir une puissance d’environ 1kW .
Pour doubler la puissance, il faut doubler le dédit d'air.

[mercierb]

Pardon de squatter le topic mais j'ai eu une idée similaire dont je n'ai pas vraiment pris le temps de calculer la pertinence (sans compter de vilains oublis de cours de thermo)
En fait de similaire, c'est quasi l'inverse :
J'imaginais plonger un ou deux gros radiateur de voiture dans le fond d'un puits (eau à 12°) en y faisant circuler de l'air en circuit fermé avec celui de la maison : ça paraît saugrenu ou pas tant que ça ?

[ShannonCasull]

Bonjour,

Le ΔT entre l’air et l’eau est relativement faible. Pour prélever beaucoup de chaleur ou de froid, il faut de grandes surfaces d’échange. Un mur d’eau ne représente pas grand chose.

Le mieux serait de prendre un tube carré en CPV de 300 mm par 300 mm et 3 mètres de longueur. A chaque extrémité, un raccordement pour faire circuler l’air chaud.
A la parte supérieure, une vingtaine de pulvérisateurs d’eau fraiche et à la base un dispositif pour évacuer l’eau pulvérisée.
Les milliards de gouttes d’eau représentent une surface d’échange considérable. La chaleur spécifique de l’eau étant beaucoup plus importante que celle de l’air, chaque goutte emmagasine beaucoup d'énergie.

En faisant passer un débit d’air de l’ordre de 400 m3/h soit 110 l/s, l’air va rentrer dans le tube à 25°C et ressortir à la température de l’eau à 15°C.
Dans ces conditions, en utilisant le dispositif comme climatiseur, il va avoir une puissance d’environ 1kW .
Pour doubler la puissance, il faut doubler le dédit d'air.

Bonjour,

Merci pour cette suggestion cornychon Si j'ai bien compris, ton idée est de faire circuler l'air dans une conduite horizontale placée en hauteur dans la pièce pour le refroidir via les gouttelettes d'eau? Et dans ce cas tu assures l'écoulement de l'air avec un ventilo sur une extrémité (par exemple)? L'air froid de l'autre coté devrait "descendre" par densité et du coup on assure ainsi le refroidissement de tout l'air... Ça me semble pas mal du tout comme idée! Bien que pas aussi esthétique que le mur d'eau

Pourrais-tu me décrire un peu plus tes hypothèses et calculs pour en arriver à la puissance de 1kW ? On peut prendre un ordre de grandeur sinon et imaginer pour 1 milliard de gouttelettes approximer une surface d'échange d'environ 300 m² pour des gouttelettes sphériques de 300 microns de diamètre (ordre de grandeur large ^^') Et après, que fait-on pour mettre en équation le transfert de chaleur de l'air vers les gouttelettes? On le fait pas à pas le long de la conduite?

Sinon pour comparer avec notre mur d'eau initial de plusieurs m², même si ça n'est pas efficace et ne permet pas la climatisation de manière autonome, ça reste intéressant pour la déco, pour le "non gaspillage" total de notre eau fraîche, et c'est aussi pas très cher... Seulement j'aimerai beaucoup quantifier (enfin plutôt estimer) cela pour voir si c'est vraiment superflu! Ça m'intéresse aussi de savoir si ça peut humidifier l'air, au cas on se retrouve dans un endroit chaud et sec! Malheureusement, je n'ai pas assez de bon sens pratique et thermo pour orienter mes calculs

Merci beaucoup pour votre aide

[A voir en vidéo sur Futura]

[cornychon]

Bonjour,

J’ai bien compris que tu voulais utiliser un mur d’eau pour l’esthétique. Si on prend en compte uniquement la surface de l’eau pour assurer le transfert d’énergie par convection naturelle, la quantité transférée ne serra pas significative.
Il y a également l’évaporation de l’eau qui absorbe 537 cal par gramme d’eau évaporée, soit environ 624 Wh par kg d’eau évaporé.
Là aussi, Rien de bien significatif sur la quantité d’énergie transférée.

Dans le système que je me suis amusé à concevoir, faire circuler l’air par différence de densité est sur le plan physique tout à fait envisageable. Par contre, pour assurer un transfert d’énergie suffisant, il faut un débit d’air important que seule la convection forcée par ventilateur peut apporter.

Ton hypothèse sur les surfaces d’échange a le mérite de montrer que les surfaces sont très grandes.
Dans les dimensions que j’ai donné, j’admet que les surfaces sont suffisamment grandes pour que l’air qui sort soit à une température égale à celle de l’eau froide, à savoir 15°C.

L’air qui sortirait de cet échangeur air-eau aurait un taux d’humidité relative proche de 100%. Pour 15°C tu aurais une humidité absolue d’environ 11 g d’eau par kg d’air sec. (voir diagramme de Mollier)

Comment calculer l’énergie transférée par l’air en fonction, du débit d’air et de la différence de températures entre l’entrée et la sortie d’air.

Lorsqu’on prend en compte les proprietés physiques de l’air, on arrive à montrer qu’en gros :
P = ΔT x (D x 1.2)
P en watts
ΔT, différence de températures entre l’entrée et la sortie d’air.
D débit d’air en litres par seconde

A partir du moment ou la circulation se fait par convection forcée, l’appareil n’est pas obligatoirement dans la pièce.

Est-ce rentable de faire cette usine à gaz ?????
A partir du moment ou l’eau est à 15°C et que le débit est de quelques litres par seconde, cette eau représente un gisement de froid économiquement exploitable pour réaliser une climatisation.

En faisant passer de l’eau à 15°C dans des vieilles unités intérieures de pompe à chaleur, il est également possible de rafraichir. Une unité qui avec le liquide frigorigène pompe 5 kW pomperait avec l’eau de l’ordre de 1 kW.

[ShannonCasull]

Bonjour,

J’ai bien compris que tu voulais utiliser un mur d’eau pour l’esthétique. Si on prend en compte uniquement la surface de l’eau pour assurer le transfert d’énergie par convection naturelle, la quantité transférée ne serra pas significative.
Il y a également l’évaporation de l’eau qui absorbe 537 cal par gramme d’eau évaporée, soit environ 624 Wh par kg d’eau évaporé.
Là aussi, Rien de bien significatif sur la quantité d’énergie transférée.

Dans le système que je me suis amusé à concevoir, faire circuler l’air par différence de densité est sur le plan physique tout à fait envisageable. Par contre, pour assurer un transfert d’énergie suffisant, il faut un débit d’air important que seule la convection forcée par ventilateur peut apporter.

Ton hypothèse sur les surfaces d’échange a le mérite de montrer que les surfaces sont très grandes.
Dans les dimensions que j’ai donné, j’admet que les surfaces sont suffisamment grandes pour que l’air qui sort soit à une température égale à celle de l’eau froide, à savoir 15°C.

L’air qui sortirait de cet échangeur air-eau aurait un taux d’humidité relative proche de 100%. Pour 15°C tu aurais une humidité absolue d’environ 11 g d’eau par kg d’air sec. (voir diagramme de Mollier)

Comment calculer l’énergie transférée par l’air en fonction, du débit d’air et de la différence de températures entre l’entrée et la sortie d’air.

Lorsqu’on prend en compte les proprietés physiques de l’air, on arrive à montrer qu’en gros :
P = ΔT x (D x 1.2)
P en watts
ΔT, différence de températures entre l’entrée et la sortie d’air.
D débit d’air en litres par seconde

A partir du moment ou la circulation se fait par convection forcée, l’appareil n’est pas obligatoirement dans la pièce.

Est-ce rentable de faire cette usine à gaz ?????
A partir du moment ou l’eau est à 15°C et que le débit est de quelques litres par seconde, cette eau représente un gisement de froid économiquement exploitable pour réaliser une climatisation.

En faisant passer de l’eau à 15°C dans des vieilles unités intérieures de pompe à chaleur, il est également possible de rafraichir. Une unité qui avec le liquide frigorigène pompe 5 kW pomperait avec l’eau de l’ordre de 1 kW.

Merci pour ces détails cornychon c'est intéressant de considérer ce système, malheureusement, j'ai oublié un "détail" que j'aurai dû le dire bien plus tôt (mea culpa ^^')...
Cette eau fraîche est de l'eau de mer, donc on doit éviter la pulvérisation et l'évaporation qui amènerait du sel un peu partout... Pas forcément agréable... et on va avoir de la corrosion partout!
Enfin je te remercie quand même pour ces infos qui soulèvent des questions intéressantes!

Cependant, on ne compte pas installer un éventuel mur d'eau dans une maison mais dans un grand bâtiment, et on a plusieurs centaines de m² à disposition.
Est-ce que ca redevient interessant? (En même temps y a aussi beaucoup plus d'air à refroidir ^^')
Donc l'eau coulerait à 15°C dans un environnement à 25°C. Admettons qu'on fasse couler l'eau sur un mur assez incliné pour maintenir un film d'eau sur le mur sans décollement.
Est-ce raisonnable de considérer l'air comme un réservoir de chaleur homogène ("brassé" en fait) à 25°C et d'essayer pas à pas de regarder comment cela réchauffe l'eau, pas à pas, en suivant un axe le long du mur d'eau allant vers les hauteurs négatives? Dans ce problème notre mur est tellement large qu'on ne regarderait que le flux de chaleur normal à ce mur... Mais bien sûr la largeur du mur aura son importance, ainsi que le débit!

1) Dans ce cas qu'est-ce que cette interface? Dans la littérature apparemment, on a éventuellement un changement de phase dans une couche limite qui se forme par viscosité le long du film d'eau. Dans notre cas, le point de rosée est en dessous de la température de l'eau froide, est-ce que ca veut dire que l'eau dans l'air ne va pas se condenser même dans le cas parfait-idéal-ultime-impossible ou l'air est refroidi à 15°C? Dans ce cas, on aurait qu'un transfert de chaleur, par rayonnement? ou un flux "convecto-convectif" ? ou les deux?

2) Dans ce cas, la puissance qu'on déduit de ce réchauffement étant transmise à l'eau, on pourrait dire qu'elle est perdue par l'air et quantifier notre système de mur. Ou alors faut-t-il attaquer le problème sous un autre angle? (Air non réservoir de chaleur dans ce cas?)

Que de questions! Je vous remercie d'avance pour votre aide et vos raisonnements

[barda]

slt,

je ne suis pas sûr qu'un calcul théorique soit possible dans une situation comportant autant de paramètres, et autant de processus de transfert d'énergie; à mon avis (très humble), et à ma connaissance, les données expérimentales manquent pour la précision du calcul...

deux ou trois réflexions et quelques propsitions...
- l'échange thermique eau-air procèdera d'un contact, d'une convection, de transfert radiatif (important dans le cas d'une grande surface) et de l'énergie liée à une transition de phase; en effet, si l'air chaud "tropical", donc avec un taux d'hygrométrie proche de 100%, se trouve en contact avec de l'eau plus froide de 10°, le point de rosée sera instantané et il y aura condensation du surplus d'humidité; l'air redescendu à 15° sera toujours à 100% d'hygrométrie, mais en se réchauffant à 25°, il ne sera plus qu'à 60/70%, donc plus sec (classique effet de foehn)...
- l'importance respective du contact, de la convection et de la radiation est difficile à estimer, mais peut être comparée aux données expérimentales des "murs chauffants", à peu près bien connus...
- on considère qu'un deltaT de 10 ° pour un mur chauffant/réfrigérant peut fournir un transfert de chaleur d'environ 100 w au m2

Sur ces bases, il est aisé de calculer l'apport frigorifique d'un mur d'eau de surface S, un vulgaire calcul de déperditions du local intéressé permettant d'évaluer la chute de température apportée (à condition, évidemment, que ce local soit clos), sachant qu'une surface froide importante apportera un gain subjectif de 1 ou 2 degré, et qu'un air un peu plus sec est plus confortable en atmosphère chaude.

évidemment ausi, il faudra prévoir une régulation du débit d'eau, puisque l'énergie étant emportée par elle, elle aura tendance à se réchauffer...

p.s. il me parait difficile, et sans doute voué à l'échec, de rentrer dans le détail fin de l'interface eau-air, qui sera impossible à modéliser...

bonne réflexion, le pb est intéressant...

[cornychon]

2) Dans ce cas, la puissance qu'on déduit de ce réchauffement étant transmise à l'eau, on pourrait dire qu'elle est perdue par l'air et quantifier notre système de mur. Ou alors faut-t-il attaquer le problème sous un autre angle? (Air non réservoir de chaleur dans ce cas?)
Que de questions! Je vous remercie d'avance pour votre aide et vos raisonnements

Pour les transferts thermiques par la surface d’échange eau, je prendrais un Rse de 0.04 m2K/W
http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16891

[KroM67]

Bonsoir,

Je suis étonné qu'un spécialiste de la climatisation ignore le principe de rafraichissement par évaporation, aussi appelé rafraichissement adiabatique.

Ce principe est utilisé depuis des millénaires pour refroidir des maisons dans des pays chauds. Il repose sur une constatation simple : l'évaporation d'un liquide prélève de l'énergie à l'air qui y participe.
Il suffit donc de tout mettre en oeuvre pour privilégier l'évaporation de l'eau, et les échanges entre l'air qui y a participé et le local à rafraichir.

On peut très bien imaginer un mur de briques de terre cuite creuses sur lesquelles on fait circuler de l'eau, et disposé à l'entrée du bâtiment par rapport aux vent dominant.
Avec de l'eau de mer il est vrai que c'est un peu plus compliqué...

[barda]

Oui, ce principe est évidemment très connu, et à la base de toute production de froid (ou presque!); malheureusement, dans ce cas, il ne s'applique pas, puisque nous sommes en atmosphère saturée en vapeur d'eau, qui ne peut plus absorber quoique ce soit; non seulement il n'y a pas évaporation, mais il y a même condensation, l'eau froide constituant un point froid par rapport à l'air ambiant; c'est ce qui explique d'ailleurs l'inconfort majeur de ces climats chauds très humides (ou des serres): un individu ne peut plus réguler sa température par évaporation de sueur...
par contre, le principe fonctionne très bien en climat plus sec, et est à l'origine de nombre de dispositifs à base de matériaux poreux humidifiés et placés dans un courant d'air... hélas, ce n'est pas le problème posé.

[barda]

pour cornychon,

je pense que les conditions de fonctionnement d'un tel mur sont plus proches d'un mur intérieur que d'un mur extérieur, et que c'est Rsi qui s'approchera le plus des conditions réelles, soit 0,1 selon le tableau que tu proposes d'utiliser; donc environ une centaine de watts pour un deltaT de 10°... mais ce n'est bien entendu qu'une approximation, un ordre de grandeur...

[ShannonCasull]

Merci à tous pour vos contributions! Essayons de continuer la réflexion :

slt,

je ne suis pas sûr qu'un calcul théorique soit possible dans une situation comportant autant de paramètres, et autant de processus de transfert d'énergie; à mon avis (très humble), et à ma connaissance, les données expérimentales manquent pour la précision du calcul...

deux ou trois réflexions et quelques propsitions...
- l'échange thermique eau-air procèdera d'un contact, d'une convection, de transfert radiatif (important dans le cas d'une grande surface) et de l'énergie liée à une transition de phase; en effet, si l'air chaud "tropical", donc avec un taux d'hygrométrie proche de 100%, se trouve en contact avec de l'eau plus froide de 10°, le point de rosée sera instantané et il y aura condensation du surplus d'humidité; l'air redescendu à 15° sera toujours à 100% d'hygrométrie, mais en se réchauffant à 25°, il ne sera plus qu'à 60/70%, donc plus sec (classique effet de foehn)...
- l'importance respective du contact, de la convection et de la radiation est difficile à estimer, mais peut être comparée aux données expérimentales des "murs chauffants", à peu près bien connus...
- on considère qu'un deltaT de 10 ° pour un mur chauffant/réfrigérant peut fournir un transfert de chaleur d'environ 100 w au m2

Sur ces bases, il est aisé de calculer l'apport frigorifique d'un mur d'eau de surface S, un vulgaire calcul de déperditions du local intéressé permettant d'évaluer la chute de température apportée (à condition, évidemment, que ce local soit clos), sachant qu'une surface froide importante apportera un gain subjectif de 1 ou 2 degré, et qu'un air un peu plus sec est plus confortable en atmosphère chaude.

évidemment ausi, il faudra prévoir une régulation du débit d'eau, puisque l'énergie étant emportée par elle, elle aura tendance à se réchauffer...

p.s. il me parait difficile, et sans doute voué à l'échec, de rentrer dans le détail fin de l'interface eau-air, qui sera impossible à modéliser...

bonne réflexion, le pb est intéressant...

Merci pour ce listage synthétique. C'est aussi ce que je pensais vu la tronche des papiers de recherches pour tenter de modéliser les interfaces liquide/air... Ca à l'air très mal barré pour faire une modélisation du refroidissement! Donc on aurait un apport en puissance de 100W/m² avec notre deltaT. Merci pour ton apport! Essayons de confirmer cet ordre de grandeur! C'est vrai que c'est bien moins efficace qu'un échangeur thermique ou de la pulvérisation, mais continuons par curiosité !

Sinon juste pour être sûr que j'ai pas compris de travers mes bases de thermo : la condensation a lieu si la température de l'eau froide est en dessous du point de rosée c'est bien ça? Pour cela il faut donc que le deltaT soit supérieur à (Tambiante-Trosée) au moment de l'étude. A l'interface, l'air finissant par approcher une température sous Trosee, se condensera, ce qui asséchera l'air en plus du coup.
Cependant, pourquoi affirmes-tu qu'en se réchauffant à 25°C il sera a un taux d'humidité relative plus faible? Est-ce que tu veux dire que le brassage dans la pièce laissera uniformément (à peu près) l'air à 25°C mais qu'à l'interface, le deltaT assez fort ne permet que la condensation partielle et donc l'assèchement de l'air? Je dois avoir mal compris, car dans ce transfert d'energie, on doit perdre de la température. D'ailleurs tu as mentionné du 100W/m² en ordre de grandeur de puissance de transfert thermique. Je pense que c'est le terme "réchauffant" que j'ai mal interprété.

En tout cas si ça assèche en plus de refroidir, sur une surface colossale, peut être que ça devient interessant! Peut être pas autant que de la recycler pour refroidir autre chose mais bon, qui ne tente rien n'a rien

Pour les transferts thermiques par la surface d’échange eau, je prendrais un Rse de 0.04 m2K/W
http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16891

Merci pour ce lien, mais comme l'a mentionné Barda plus bas, doit-on prendre le Rse ou le Rsi ? Ce sera en effet en intérieur, mais l'aération est contrôlée et on peut imaginer mettre des ventilateurs au dessus du mur pour brasser l'air encore plus : cela suffit-il à se placer légitimement dans un modèle avec Rse ? Apparemment sur le site en lien, la différence provient de l'efficacité de la convection qui diffère par la nature des mouvements d'air plus importants à l'extérieur qu'à l'intérieur.
On passerait de 77 W/m² (Rsi=0.13 m²K/W) à 250 W/m² (Rse=0.04 m²K/W) pour le même deltaT de 10°!
Avec le Rsi, on est plutôt proche de l'ordre de grandeur de barda

Bonsoir,

Je suis étonné qu'un spécialiste de la climatisation ignore le principe de rafraichissement par évaporation, aussi appelé rafraichissement adiabatique.

Ce principe est utilisé depuis des millénaires pour refroidir des maisons dans des pays chauds. Il repose sur une constatation simple : l'évaporation d'un liquide prélève de l'énergie à l'air qui y participe.
Il suffit donc de tout mettre en oeuvre pour privilégier l'évaporation de l'eau, et les échanges entre l'air qui y a participé et le local à rafraichir.

On peut très bien imaginer un mur de briques de terre cuite creuses sur lesquelles on fait circuler de l'eau, et disposé à l'entrée du bâtiment par rapport aux vent dominant.
Avec de l'eau de mer il est vrai que c'est un peu plus compliqué...

Oui exactement, tu as mis le doigt sur notre problème... Dans certaines régions sèches, ce serait une solution intéressante avec de l'eau douce, mais on a de l'eau saline, l'évaporation est donc à éviter pour des soucis de corrosion, d'hygiène et de comfort!

Oui, ce principe est évidemment très connu, et à la base de toute production de froid (ou presque!); malheureusement, dans ce cas, il ne s'applique pas, puisque nous sommes en atmosphère saturée en vapeur d'eau, qui ne peut plus absorber quoique ce soit; non seulement il n'y a pas évaporation, mais il y a même condensation, l'eau froide constituant un point froid par rapport à l'air ambiant; c'est ce qui explique d'ailleurs l'inconfort majeur de ces climats chauds très humides (ou des serres): un individu ne peut plus réguler sa température par évaporation de sueur...
par contre, le principe fonctionne très bien en climat plus sec, et est à l'origine de nombre de dispositifs à base de matériaux poreux humidifiés et placés dans un courant d'air... hélas, ce n'est pas le problème posé.

Exact, mais notre problème n'est pas trop le climat (on peut regarder les climats chauds et secs aussi) mais plus la salinité de l'eau qui en s'évaporant va propager du sel partout!

Merci d'avance pour vos lumières

[cornychon]

c'est ce qui explique d'ailleurs l'inconfort majeur de ces climats chauds très humides (ou des serres): un individu ne peut plus réguler sa température par évaporation de sueur...
par contre, le principe fonctionne très bien en climat plus sec, et est à l'origine de nombre de dispositifs à base de matériaux poreux humidifiés et placés dans un courant d'air... hélas, ce n'est pas le problème posé.

Ma grand-mère qui avait l’habitude de travailler au soleil adoptait une méthode empirique mais efficace pour refroidir au mieux son visage.
Un grand mouchoir recouvre toute la tête du bas du front jusqu’au bas de la nuque, par-dessus lequel elle coiffe un grand chapeau de paille. La transpiration mouille son mouchoir sans couler sur son visage et à terre. Sous l’effet du soleil, toute la sueur ainsi piégée produit un maximum de froid en passant de l’état liquide à l’état vapeur. Par très forte chaleur, pour améliorer les performances thermiques du dispositif, elle noue chaque angle du mouchoir pour que le tissus reste en permanence au contact de la peau. Dans ces conditions, le froid produit par changement de phase de la sueur se transmet entièrement à sa tête.
Ma grand mètre n’etait pas une scientifique, mais par son comportement, elle m’avait montré comment fonctionne une climatisation! ! .

[barda]

plusieurs réflexions:
- le point de rosée dépend du degré hygrométrique de l'air et de la température; si l'air est à 100% d'hygrométrie à 25°, il y aura condensation dès que nous serons en dessous de 25° (par définition!)
- quand il y a évaporation, il y a demande d'énergie; l'évaporation produit du froid. quand il y a condensation, il y a cession d'énergie, production de chaleur... dans le cas qui nous intéresse, c'est le mur d'eau qui absorbera cette chaleur...
- la baisse du taux d'hygrométrie est due au fait que l'air refroidi contiendra moins d'humidité -en valeur absolue car le taux d'hygrométrie restera à 100%- et comme il se remélange avec l'air à 25°, il fait baisser tendanciellement le taux d'hygrométrie de l'ensemble; en perdant de l'humidité par condensation, l'air s'assèche (hé, hé, on se sent bien, parfois, d'avoir enfoncé une porte ouverte)
- ainsi qu'il est dit, en l'absence de ventilation forcée, les conditions de fonctionnement du mur d'eau, par simple convection naturelle, sont proches d'un mur intérieur (donc on prend le Rsi); si des ventilateurs sont rajoutés, les conditions changent, et il parait légitime de choisir le Rse, bien plus intéressant pour résoudre notre problème; là aussi, il s'agit d'une porte ouverte: il est bien connu qu'une ventilation forcée refroidit mieux que la seule convection naturelle...
- le principal problème dans le cas qui est soumis par shannoncasull, c'est le climat tropical avec hygrométrie proche de 100%, qui annihile toute possibilité sérieuse d'évaporation; sinon le problème serait simple à résoudre: il suffirait de vaporiser l'eau de mer en fines goutelettes ou en un rideau de fins filets d'eau en faisant passer un courant d'air dessus (ou à travers); une partie de l'eau de mer s'évaporerait en produisant du froid, le reste étant bien suffisant pour entrainer le sel restant vers l'extérieur et la mer; il n'y a pas que les matériaux poreux qui augmentent la surface d'évaporation...
- enfin, gagner 2 ou 3 degrés et quelques points d'hygrométrie dans une atmosphère tropicale n'est nullement à dédaigner; c'est parfois ce qui sépare l'insupportable du à peu près acceptable...

à mon avis, l'idée est donc à creuser (peut-être en mesurant de façon plus précise le taux naturel d'hygrométrie dans ce coin du monde)

[ShannonCasull]

- le principal problème dans le cas qui est soumis par shannoncasull, c'est le climat tropical avec hygrométrie proche de 100%, qui annihile toute possibilité sérieuse d'évaporation; sinon le problème serait simple à résoudre: il suffirait de vaporiser l'eau de mer en fines goutelettes ou en un rideau de fins filets d'eau en faisant passer un courant d'air dessus (ou à travers); une partie de l'eau de mer s'évaporerait en produisant du froid, le reste étant bien suffisant pour entrainer le sel restant vers l'extérieur et la mer; il n'y a pas que les matériaux poreux qui augmentent la surface d'évaporation...
- enfin, gagner 2 ou 3 degrés et quelques points d'hygrométrie dans une atmosphère tropicale n'est nullement à dédaigner; c'est parfois ce qui sépare l'insupportable du à peu près acceptable...

à mon avis, l'idée est donc à creuser (peut-être en mesurant de façon plus précise le taux naturel d'hygrométrie dans ce coin du monde)

Merci pour ce retour, continuons la réflexion

Qu'est-ce que tu veux dire par "entraîner le sel vers l'extérieur et la mer" ? Par gravité, et a fortiori si on passe en convection forcée pour brasser l'air au niveau de l'interface eau/mer, le sel va voler un peu partout et se déposer sur tout ce qui passe dans la pièce non? La pièce en question est une pièce où des personnes vont circuler C'est pour ça que je ne retiens pas cette option, à priori.

On a accès à l'humidité relative effectivement! En fait je parlais d'un cas chaud et humide au début, mais on s’intéresse à d'autres climats, alors mettons ceci en paramètre! Finalement, comme je souhaite éviter l'évaporation à cause du sel, ça ne devrait pas trop nous embêter! Mais pour les ordre de grandeur, on peut commencer par le cas particulier d'une forte humidité relative (Si besoin d'un chiffre, on peut prendre ce que l'on veut, j'imagine au delà de 70% pour fixer les idées. Pendant la durée de l'étude, soit plusieurs heures, voyons comment ça peut bouger!).

100W/m², c'est finalement plutôt pas mal : les plafonds refroidissant sont dans le même ordre de grandeur. En plus ici on a le potentiel d'utiliser une grande surface. Le tout est de faire un bilan thermique sur une salle fermée à 25°C et de voir à quel point on peut l'assécher et la refroidir. Ces 100W/m² venant de la résistance thermique d'échange superficiel ne prennent pas en compte le phénomène de condensation par contre... Auriez-vous une idée, pour un taux d'hygrométrie donné, une surface de mur S, un volume de salle V donné, n heures d'études, de comment obtenir un ordre de grandeur? Les changements de phase ca m'effrayait un peu en prépa, et la thermo c'est resté loin de moi pendant pas mal d'années ^^' Mon idée était d'estimer une perte de température avec notre ordre de grandeur de 100W/m² en n heures et de, à partir de cette diminution, regarder sur un diagramme de Mollier, le long d'une isoHydrométrie, ce qu'on perd en gramme d'eau par kilogramme d'air sec. On aurait ainsi par m² et par n heures concrètement un ordre de grandeur de l'assèchement de l'air via cette condensation n'est-ce pas? Par contre, comment évaluer la perte de température en question depuis notre estimation de puissance? Elle provient elle même du coeff d'échange superficiel et de notre deltaT initial de 10°... Peut être ne devrais-je pas regarder une perte de température mais une énergie (Puissance*n heures*3600 pour avoir des [Joules/m²/(nheures)]) et relier ceci à l'enthalpie de condensation? Pourriez vous m'éclairer s'il vous plaît?

Merci pour votre aide très utile!

[barda]

bon, point par point:

- une solution "rideau d'eau" (et non "mur d'eau") pourrait être la suivante: un tuyau court en haut, au ras du plafond, avec une série de petits trous laissant passer autant de filets d'eau qui sont récupérés par une gouttière en bas, gouttière qui repart à la mer; on fait passer un courant d'air très large, mais de faible vitesse, à travers ce rideau; une partie de l'eau va s'évaporer, fournissant un froid équivalant à la chaleur latente de la quantité évaporée, ce qui est le but recherché, puisque l'air sera refroidi; toute l'eau ne va pas s'évaporer (sinon, on augmente le débit), l'eau restante sera simplement plus salée, et continuera de couler vers la mer... le sel restera toujours dissous et n'aura aucune raison de "voler un peu partout", tout au plus quelques traces dans la gouttière du bas.
- tout cela est possible tant que l'hygrométrie de l'air entrant reste raisonnable et n'approche pas les 100% (en Guyane par exemple, c'est fréquemment 100%); à 70% d'hygrométrie (taux très fréquent sous nos climats), l'air conserve une bonne capacité à évaporer de l'eau...
- oui, 100w/m2 c'est pas mal, d'autant plus qu'une ventilation un peu sérieuse permet facilement de doubler ce chiffre... la chaleur fournie par la condensation éventuelle peut être considérée comme intégralement dissipée dans l'eau évacuée (qui évidemment se réchauffe), et donc négligée dans les calculs...
- enfin, une méthode expérimentale pourrait effectivement reposer sur un calcul de déperditions (avec un deltaT assez faible, 4 ou 5 degrés), à comparer avec la puissance thermique du mur, 100w/m2 à 200w/m2... mais il me semble inutile de se lancer dans des calculs plus complexes (qui concerneront de toutes façons des grandeurs -hygrométrie, vitesse de l'air, température, apports internes- impossibles à maîtriser dans le concret); ce qui manque, ce n'est pas la base théorique (on peut dans ce cas se contenter d'approximations), c'est l'expérimentation...
la seule équation importante me parait être: déperditions du local{deltaT 4 ou 5}= puissance thermique du mur (Sx100 ou 200)... le calcul sur le temps de refroidissement dépendra essentiellement de l'inertie thermique du local; laissons le de côté pour l'instant...

[ShannonCasull]

bon, point par point:

- une solution "rideau d'eau" (et non "mur d'eau") pourrait être la suivante: un tuyau court en haut, au ras du plafond, avec une série de petits trous laissant passer autant de filets d'eau qui sont récupérés par une gouttière en bas, gouttière qui repart à la mer; on fait passer un courant d'air très large, mais de faible vitesse, à travers ce rideau; une partie de l'eau va s'évaporer, fournissant un froid équivalant à la chaleur latente de la quantité évaporée, ce qui est le but recherché, puisque l'air sera refroidi; toute l'eau ne va pas s'évaporer (sinon, on augmente le débit), l'eau restante sera simplement plus salée, et continuera de couler vers la mer... le sel restera toujours dissous et n'aura aucune raison de "voler un peu partout", tout au plus quelques traces dans la gouttière du bas.
- tout cela est possible tant que l'hygrométrie de l'air entrant reste raisonnable et n'approche pas les 100% (en Guyane par exemple, c'est fréquemment 100%); à 70% d'hygrométrie (taux très fréquent sous nos climats), l'air conserve une bonne capacité à évaporer de l'eau...
- oui, 100w/m2 c'est pas mal, d'autant plus qu'une ventilation un peu sérieuse permet facilement de doubler ce chiffre... la chaleur fournie par la condensation éventuelle peut être considérée comme intégralement dissipée dans l'eau évacuée (qui évidemment se réchauffe), et donc négligée dans les calculs...
- enfin, une méthode expérimentale pourrait effectivement reposer sur un calcul de déperditions (avec un deltaT assez faible, 4 ou 5 degrés), à comparer avec la puissance thermique du mur, 100w/m2 à 200w/m2... mais il me semble inutile de se lancer dans des calculs plus complexes (qui concerneront de toutes façons des grandeurs -hygrométrie, vitesse de l'air, température, apports internes- impossibles à maîtriser dans le concret); ce qui manque, ce n'est pas la base théorique (on peut dans ce cas se contenter d'approximations), c'est l'expérimentation...
la seule équation importante me parait être: déperditions du local{deltaT 4 ou 5}= puissance thermique du mur (Sx100 ou 200)... le calcul sur le temps de refroidissement dépendra essentiellement de l'inertie thermique du local; laissons le de côté pour l'instant...

Ok merci pour cette réponse instructive! Ces échanges ont été très profitables pour moi et j'espère aussi pour d'autres
Vu la manière dont ça se présente, et c'est logique, pour essayer de voire comment cela fonctionne plus précisément et aller plus loin, c'est l'expérimentation
Je reviendrai vers vous quand il y aura du nouveau, ou si des questions sont levées à la prochaine étape!
Merci à tous pour votre contribution, et à bientôt!

[cornychon]

@ barda

Très bonne idée.
Cette idée a été utilisée à Parly 2 grand centre commercial proche de Paris.
Dans la pratique, pour rendre le dispositif exploitable, il faut guider l’eau.
Pour se faire, ils ont tendu des câbles du haut en bas en plastique de l’ordre de 5 mm de diamètre transparents environ tous les 50 mm sur toute la longueur du rideau d’eau.
L’eau vient glisser le long du câble jusqu’au bassin qui se trouve à la base. Aucune éclaboussure n’est perceptible.

[ShannonCasull]

Sympa ça, j'irai y jeter un coup d'oeil à l'occasion !

J'ai fait quelques recherches sur les films d'eau ruisselant sur plaques inclinées, et la littérature semble d'accord pour dire que c'est l'échange d'énergie dû à la vaporisation de l'eau qui domine dans les phénomènes mis en jeu. Cependant, pour faire propre, j'aimerai justifier les approximations qu'on va être amenés à faire. Toute correction est la bienvenue Je ne cherche pas à obtenir une solution analytique, mais des formules d'approximation histoire d'avoir une petite "théorie" pour orienter les expérimentations! On a donc les phénomènes suivants :

• Convection dans le filet d'eau : Je pense qu'on peut la négliger grâce à l'"inertie de l'écoulement" : rien que la gravité avec un dispositif vertical ou à pente forte suffit à considérer tout le filet d'eau à la température froide. C'est une condition sur le débit, mais "naturellement" satisfaite dans notre problème. De toute façon, si on imagine un écoulement dans une conduite, le terme relatif à la convection turbulente est négligeable devant la conduction au niveau de la paroi. (si on appelle les coef d'échange thermique h, on somme les 1/h quand on a plusieurs transferts en même temps. Là c'est négligeable devant la conduction dans la paroi et de toute facon je pense qu'on peut l'ignorer.)
  
• Conduction dans le mur support : Ceci j'imagine dépendra de la nature du mur, sa constitution etc... Mais après un long moment, en régime permanent, on est censé avoir un gradient de température linéaire (ou linéaire par morceau si mur en plusieurs épaisseurs de différents matériaux) entre la température de l'eau (disons 15°C) du coté eau et la température de derrière, qui sera a température contrôlée par un moyen tiers. Le débit assurant le filet comme un réservoir de chaleur à 15°C, j'ai envie de dire que en fait cet échange ne nous importe pas.
  
• Echange Conducto-convectif au contact paroi/filet d'eau : Ici de même, vu que le débit est suffisant pour considérer notre filet d'eau comme un réservoir, j'ai envie de dire que cet échange thermique sur la paroi puis le mur (point d'avant) peut être ignoré, car on est intéressé par l'influence du dispo sur l'air de la pièce. En fait le débit permet d'isoler l'étude et de regarder ce qu'il se passe que du coté air selon moi.
  
• Transfert radiatif du mur : Ici cela pose un petit problème (et j'ai jamais abordé ce moyen de transfert) : notre surface va être grande donc ça risque de jouer, mais le mur n'est pas chauffé par un moyen extérieur : il se contente de subir le filet d'eau. J'ai envie de dire que c'est négligeable, mais je sais pas le justifier...
  
• Echange lié au changement d'état dans la couche limite : c'est surtout là que ca bloque : les papiers que j'ai lu se proposent tous de faire une modélisation précise du phénomène, en prenant en paramètre l'épaisseur du film d'eau, en intégrant une méthode de calcul implicite aux différences finies -_-. Auriez vous une formule d'approximation (un minimum justifié quand même ) qui nous permettrai de voir à quoi s'attendre? En admettant qu'on ait accès à tous les paramètres comme le taux d'hygrométrie, le débit d'eau, l'inclinaison du mur par rapport à la normale, et en regardant l'air chaud comme un réservoir de chaleur à un taux d'hygrométrie initial donné? Peut on arriver à un ordre de grandeur de m^3 d'eau évaporé par minute?

Pour marrier cette idée avec celle de Barda, est-ce que ça vous semble raisonnable de faire des trous dans ce mur pour y souffler un faible courant d'air? le diamètre des trous sera à discuter et leur forme aussi en fait (faut que l'eau qui passe au travers finisse dans une gouttière de récupération). Mais peut être qu'on pourrait provoquer des petits rideaux d'eau locaux en amont de ces trous : le reste du mur cachant les ventilos derrière pour assurer l'écoulement!

(D'ailleurs il faudrait aussi rendre étanche cette partie qui transmet du travail à l'air pour pas que l'air ne s'évacue par les cotés (chemins plus "faciles" que les trous : l'air se comporte comme le courant n'est-ce-pas? Un court circuit et le courant passera la plutôt que dans une impédance non nulle j'imagine))

Merci d'avance pour vos retours instructifs!

[barda]

slt,

les données manquent fortement dans ce domaine, mais il me semble que:

- la convection dans les filets d'eau peut effectivement être négligée, noyée dans le flux turbulent du filet
- je suis d'accord sur le raisonnement concernant la conduction dans le mur support, comme sur le transfert radiatif

en sachant que ces facteurs peuvent facilement être modulés par variation (faible) du débit d'eau

reste la question de l'échange lié à l'évaporation; les seules données éventuellement comparables que je connaisse sont celles du calcul de l'évapo-transpiration en météorologie; calculs pas si complexes d'ailleurs, mais avec des approximations très variables en fonction du deltaT, de l'hygrométrie de l'air, de la ventilation et de l'ensoleillement, en sachant que l'évaporation potentielle est calculée à partir d'un sol saturé d'eau (ce qui est le cas pour un mur ou un rideau d'eau); les météorologues tablent, de façon assez grossière, sur des évaporations potentielles de 4 à 6 mm d'eau en période froide et 6 à 8 mm d'eau en période chaude dans nos régions, soit 4 à 8 litres au m2 par 24H...
Un calcul de coin de nappe nous amène à des puissances thermiques de 100 à 200 watts/m2, qui s'ajoutent à la puissance conducto-convective et radiative, ce qui donnerait au total un flux thermique potentiel de 200 à 400 w/m2.

[polo974]

Sympa ça, j'irai y jeter un coup d'oeil à l'occasion !

J'ai fait quelques recherches sur les films d'eau ruisselant sur plaques inclinées, et la littérature semble d'accord pour dire que c'est l'échange d'énergie dû à la vaporisation de l'eau qui domine dans les phénomènes mis en jeu.
...
Merci d'avance pour vos retours instructifs!

Oui, mais la plupart des études sont faites dans des situations non saturées.

Il vaut mieux partir sur un taux d'humidité de 85 à 99% à au moins 25° (tient, on dirais chez moi...).

Donc:
évaporation: non (on ne fais pas un marais salant...) voir point suivant...

condensation: oui (10 à 12g par m³), ce qui veut dire 2 choses:

• le flux énergétique sera plus grand qu'avec de l'air sec pour le même delta T, ça c'est la moins bonne nouvelle (mais on le savait)
• l'eau en sortie sera moins salée qu'en entrée, et ça c'est la bonne nouvelle, car le dépôt de sel sera moindre (faut pas rêver, il y aura des traces aux frontières, mais pas de dépôt obstructif) .

ensuite: le bâtiment

• il faut le fermer et l'isoler (sinon, autant vouloir remplir une passoire avec une cuillère à café)
• si malgré tout le bâtiment doit rester ouvert, il vaudrait mieux que les ouvertures soient en hauteur pour conserver le coussin d'air frais dans le bas, mais les échanges thermiques seront plus importants...
• (si fermé) il vaudrait mieux qu'il soit en légère surpression, afin d'éviter les entrées d'air chaud (évidemment saturé) qui pourraient provoquer des condensations (et oxydation) en des endroits (forcément) mal venus.

enfin: l'échangeur, en gardant le plan incliné

• ne pas créer de (micro-)gouttelettes qui pourraient se balader et déposer du sel n'importe où dans le bâtiment (eh oui, dommage pour la surface d'échange...)
• forcer un flux d'air à contre courant (sinon, l'eau entrainerait la couche limite vers le bas)
• faire en sorte que toutes les filets libres reviennent à la "rivière" avant de partir en gouttelettes, on pourrait donc créer des jets verticaux descendant permettant d'augmenter la surface d'échange, mais il faut qu'ils rejoignent le plan avant leur éclatement (mais gain/coût = ? ? ?)
• le flux d'air refroidi devrait si possible être envoyé vers une couche horizontale haute (pas vers le plafond, juste au-dessus de la plus haute tête...), pas besoin de rafraichir les hautes strates si on n'y va pas. la condensation éventuelle sur ce virage doit rejoindre le plan incliné.

mais au fait:

• afin d'éviter l'eau salée, on peut (moyennant un coût) ajouter un échangeur eau salée / eau douce pour éviter les risques relatifs à l'eau salée.

question annexe: de l'eau salée à 15°, elle doit venir d'assez profond non ? ? ? (à la Réunion, il y en a qui veulent chercher de l'eau à 5°C à 1000m de fond...)

[ShannonCasull]

slt,

les données manquent fortement dans ce domaine, mais il me semble que:

- la convection dans les filets d'eau peut effectivement être négligée, noyée dans le flux turbulent du filet
- je suis d'accord sur le raisonnement concernant la conduction dans le mur support, comme sur le transfert radiatif

en sachant que ces facteurs peuvent facilement être modulés par variation (faible) du débit d'eau

reste la question de l'échange lié à l'évaporation; les seules données éventuellement comparables que je connaisse sont celles du calcul de l'évapo-transpiration en météorologie; calculs pas si complexes d'ailleurs, mais avec des approximations très variables en fonction du deltaT, de l'hygrométrie de l'air, de la ventilation et de l'ensoleillement, en sachant que l'évaporation potentielle est calculée à partir d'un sol saturé d'eau (ce qui est le cas pour un mur ou un rideau d'eau); les météorologues tablent, de façon assez grossière, sur des évaporations potentielles de 4 à 6 mm d'eau en période froide et 6 à 8 mm d'eau en période chaude dans nos régions, soit 4 à 8 litres au m2 par 24H...
Un calcul de coin de nappe nous amène à des puissances thermiques de 100 à 200 watts/m2, qui s'ajoutent à la puissance conducto-convective et radiative, ce qui donnerait au total un flux thermique potentiel de 200 à 400 w/m2.

Merci barda! En effet la thématique de l'évapotranspiration se rapproche de notre cas, mais j'ai peur que le contexte soit malheureusement trop éloigné... D'autant plus qu'on serait à l'ombre, sur un support vertical ou incliné (influence du débit qui du coup change beaucoup la donne par rapport à une surface d'eau stagnante)... Mais je suis surpris de voir que même en approximation, tu estimes que les puissances conducto-convective et radiative doublent l'estimation initiale?

Salut polo974, merci pour ta contribution et bienvenu dans la discussion! J'ai mis des commentaires en gras dans la citation :

Oui, mais la plupart des études sont faites dans des situations non saturées.

Il vaut mieux partir sur un taux d'humidité de 85 à 99% à au moins 25° (tient, on dirais chez moi...).
En effet ce cas est un point de départ très raisonnable car il est le plus dimensionnant (par la saturation de l'air en vapeur d'eau). Cependant, on s’intéresse aussi à des climats chauds et secs, comme au Maroc Je cherche donc également à étudier ce cas ci, qui change beaucoup de choses par le transfert dû à l'évaporation de l'eau! (ptet même que finalement l'idée sera abandonnée pour les climats chauds et humides, et pas pour les climats chauds et secs)

Donc:
évaporation: non (on ne fais pas un marais salant...) voir point suivant...
Du coup si j'aimerai bien essayer d’approximer/quantifier ça pour le cas non saturé
condensation: oui (10 à 12g par m³ Pourrais tu me dire d'où vient ton approximation sr la quantité d'eau condensée? C'est par heure (10 à12g par m³?)), ce qui veut dire 2 choses:

• le flux énergétique sera plus grand qu'avec de l'air sec pour le même delta T, ça c'est la moins bonne nouvelle (mais on le savait)
  Pourquoi précises-tu "malheureusement" si le flux énergétique est plus important qu'avec de l'air sec : c'est ce qu'on cherche à faire : maximiser l'échange thermique : faire perdre de l'énergie à l'air ambiant par condensation en l'asséchant/refroidissant. Ou peut être ai-je mal compris ton propos!
• l'eau en sortie sera moins salée qu'en entrée, et ça c'est la bonne nouvelle, car le dépôt de sel sera moindre (faut pas rêver, il y aura des traces aux frontières, mais pas de dépôt obstructif) .
  Je suis d'accord, dans le cas saturé

ensuite: le bâtiment

• il faut le fermer et l'isoler (sinon, autant vouloir remplir une passoire avec une cuillère à café)
• si malgré tout le bâtiment doit rester ouvert, il vaudrait mieux que les ouvertures soient en hauteur pour conserver le coussin d'air frais dans le bas, mais les échanges thermiques seront plus importants...
• (si fermé) il vaudrait mieux qu'il soit en légère surpression, afin d'éviter les entrées d'air chaud (évidemment saturé) qui pourraient provoquer des condensations (et oxydation) en des endroits (forcément) mal venus.
  Merci pour ces commentaires intéressants!

enfin: l'échangeur, en gardant le plan incliné

• ne pas créer de (micro-)gouttelettes qui pourraient se balader et déposer du sel n'importe où dans le bâtiment (eh oui, dommage pour la surface d'échange...)
• forcer un flux d'air à contre courant (sinon, l'eau entrainerait la couche limite vers le bas)
• faire en sorte que toutes les filets libres reviennent à la "rivière" avant de partir en gouttelettes, on pourrait donc créer des jets verticaux descendant permettant d'augmenter la surface d'échange, mais il faut qu'ils rejoignent le plan avant leur éclatement (mais gain/coût = ? ? ?)
  En effet, ça impose un minimum de contrôle sur le débit ça!
• le flux d'air refroidi devrait si possible être envoyé vers une couche horizontale haute (pas vers le plafond, juste au-dessus de la plus haute tête...), pas besoin de rafraichir les hautes strates si on n'y va pas. la condensation éventuelle sur ce virage doit rejoindre le plan incliné.
  En effet, et ça rejoint d'ailleurs la nécessitée de faire un jet d'air à contre courant. Par contre, j'imagine qu'il faudra veiller à ne pas rendre trop turbulente l'interface air/eau, car ça projetterait des gouttes salées aux alentours. Ou alors, maîtriser cette dispersion de sel, car la turbulence augmente le transfert thermique d'un autre côté

mais au fait:

• afin d'éviter l'eau salée, on peut (moyennant un coût) ajouter un échangeur eau salée / eau douce pour éviter les risques relatifs à l'eau salée.
  L'idée est justement de voir ce que ça donne de faire cette solution. L'échangeur eau salée/eau douce étant fait pour optimiser le transfert thermique, y a pas photo mais on veut voir ce que ça donne et ce qu'il y a à espérer d'une solution "mur d'eau", pour éventuellement utiliser de l'eau salée sortant de l'échangeur mais encore à 15 °C

question annexe: de l'eau salée à 15°, elle doit venir d'assez profond non ? ? ? (à la Réunion, il y en a qui veulent chercher de l'eau à 5°C à 1000m de fond...)
Exact, c'est de l'eau qui vient des profondeurs

Merci pour vos apports! J'espère qu'on arrivera à avoir une idée un peu plus claire de ce qu'il faut attendre d'une telle interface.
Pour l'instant :

Plus grand deltaT = échange plus important

Débit d'eau:
au delà d'un débit minimal déjà assuré par gravité, le filet d'eau restera froid,
au delà d'un débit "max", on aura formation de gouttes à éviter.
On devra se mettre entre les deux, en jouant notamment sur l'inclinaison du mur, et en regardant également quelle portion du mur est mouillée (a voir comment répatir l'entrée d'eau)

Convection forcée : il y aura besoin de ventilation (pour ne pas refroidir que les chevilles )

Hygrométrie : ça sépare deux cas :
Air saturé en vapeur d'eau : on n'a que la condensation qui assèche l'air (qui finira bien par se désaturer et provoquer l'évaporation de l'eau non?)
Air non saturé : l'eau s'évapore, puis quand l'hygrométrie est trop forte, on peu modifié la ventilation et se retrouver dans la situation de condensation seulement.

Surface : A grande surface, plus grand échange, mais également plus d'air à refroidir/assécher.

Local : Ça dépend du cas ^^' mais on peut se contenter de regarder ce qu'il se passe "près de l'interface", pour simplifier.. (C'est déjà pas évident) Mais en tout cas les commentaires comme ceux de polo974 sont très intéressants pour la mise en pratique!

A très bientôt!

[barda]

Pour ce qui est des puissances de flux thermiques:
- la première estimation (situation mur froid) provient des chiffres utilisés pour évaluer les résistances de surface des murs d'habitation (qui sont d'ailleurs des valeurs moyennes " à la louche" plus que des grandeurs précises); elle concerne donc des murs "secs", sans phénoméne d'évaporation; la fourchette recouvre la différence entre mur ventilé et mur à convection naturelle
- la deuxième estimation concerne l'énergie liée à l'évaporation de l'eau (absolument pas aux phénomènes conducto-convectifs et radiatifs); elle est calculée en évaluant la chaleur latente liée à l'évaporation d'un certain volume d'eau horaire, avec une fourchette représentant la ventilation ou la non-ventilation; les données de référence pour l'ordre de grandeur de ce volume évaporé sont tirées des modélisations météorologiques, incluant, en france, des mesures expérimentales sur un sol gorgé d'eau couvert par une herbe de 8 cm de haut (et non une surface d'eau libre); ces données restent des approximations, et non des calculs rigoureux, même si l'on réussit à modéliser l'influence des différents facteurs. Je crois que cette approche convient assez bien à une situation de mur ruisselant, ou de rideau d'eau.

Il est clair que dans la situation hypothétique évoquée, ces deux puissances s'additionnent: c'est à la fois une paroi froide rayonnante et une surface d'évaporation; mais ces puissances varieront en fonction des variations des divers facteurs, essentiellement la ventilation; en convection pure, ce sera la valeur inférieure, en ventilation sérieuse la puissance supérieure (ce sont des ordres de grandeur évidemment).

[ShannonCasull]

Ok, puisqu'on peut pas trop s'aventurer apparemment, mais qu'on a pas disqualifié la question après ces deux pages de débat,
je pense que ca vaut le coup de tenter le coup et qu'il est temps de faire des essais
Voici mes premières suggestions :

• Dans un local fermé réduit (une sorte d'aquarium), en volume réduit (mur d'a peu près 1m de hauteur sur 70 cm de large, a priori, mais rien de fixé pour l'instant)
• On fera s'écouler un filet d'eau froide (température connue d'entrée) récupéré au sol et stocké dans un bassin.
  On pourra peser l'eau "finale" : bassin de stockage + l'eau qui reste dans le réservoir principal pour estimer la quantité d'eau qui s'est évaporée.
• On mesurera la température dans l'aquarium également (quand même quoi...) muni d'un ventilo pour brasser l'air.
  On mesurera également la température d'entrée de l'eau (pour bien vérifier que ça reste a peu près constant et connaitre le DeltaT)
• Avec tout ca on mesurera le taux d'humidité relative dans l'aquarium
• Après, pour une première approche, on "fermera" (tant que possible) l'aquarium.
  Mais je me demande si on va pas avoir de la condensation sur les murs...
• J'envisage de relever régulièrement les temp/hygrométrie, toutes les 30' ça me semble raisonnable, pour une durée totale d'une journée de travail environ

Bon cette expérience sera faite dans un environnement "normal" : initialement, température de 22°C, taux d'humidité relative vers... 50% ?
Le but étant de voir pour les environnements non saturéssi la solution est intéressante.
Car après tout, si là le transfert par évaporation se trouve être non interessant, en environnement saturé ça le sera encore moins!
Qu'en pensez-vous?

Vos remarques sont les bienvenues pour améliorer/compléter le dispositif exp.!
Notamment pour l'approvisionnement en eau froide ^^' Un bac à glaçon qui se refroidit la nuit d'avant l'expérience? ^^'
Et comment créer un débit adéquat simplement? Ce serait bien de pouvoir faire ça par gravité, sans pompe quoi...
J'imagine percer une fente en bas du réservoir : récupérer filet d'eau sur un plan et l'arrondir pour venir avec l'angle d'incidence du "mur".
Et quelle matériau pour le mur? A mon avis ca joue pour :
- Le transfert par radiation thermique
- L'accroche du filet d'eau au mur (rugosité du matériau)

A bientôt

[Vince44]

Salut,

J'ai lu un peu en diagonale le fil et il me semble que deux points n'ont pas été abordé:

- en chauffage on tient fortement compte de la température des surface pour le confort thermique avec des lois du type température ressentie = (température des surfaces + température de l'air)/2 et des variantes plus abouties avec vitesse de l'air et pondération des surfaces horizontales et verticales.... En rafraîchissement, j'imagine que le fait d'avoir des murs à 15°C n'est pas neutre non plus! Si on prend la grosse louche, on peut estimer qu'avec air à 25°C et murs à 15°C par circulation d'eau, on a une température ressentie correspondant à 22°C pour air+surface. Ce qui n'enlève rien au fait qu'avoir des murs secs ou humides à 15°C va abaisser la température de l'air (plus ou moins selon isolation, renouvellement, apports interne... mais ça travaillera toujours dans le bon sens). Evidemment, ça condensera sur les surfaces aussi (et à noter que ça condensera de l'eau douce...). Rien que pour cela, indépendamment des échanges, l'idée semble intéressante. Sauf si les gens ont beaucoup d'écrans "chauds" entre eux et les surfaces.

- faire un échangeur air/eau semble aussi prometteur car si on prend de l'air à 100% d'humidité et 25°C et qu'on le rafraîchi dans un murs d'eau par exemple (sur le principe du puit provencal). ça va condenser au passage et on récupère de l'eau douce à 15°C (voir ce qu'on peut en faire qui n'est pas possible avec de l'eau salée) et un air à 15°C (donc intéressant pour le confort) qui, en se réchauffant, sera capable d'abaisser l'humidité relative des lieux ou de faciliter le refroidissement par évapo-transpiration des gens ou des lieux avec les systèmes évoqués plus haut (d'autant plus si il est soufflé au bon endroit. Ce dispositif pourrait viser plus particulièrement les endroits qui ne bénéficieraient pas du "rayonnement froid" des surfaces refroidies par le passage de l'eau.

En espérant que ça aide un peu...

Vincent

[barda]

salut vince,

je crois que ces 2 facteurs ont déjà été abordés au post 7, trop légèrement sans doute...

[SK69202]

Bonsoir.

Le truc non abordé, c'est la végétation, de l'eau ruisselante va faire verdir le mur, eau de mer ou pas.

@+

[Vince44]

Salut Bardal,

je crois que ces 2 facteurs ont déjà été abordés au post 7, trop légèrement sans doute...

l'échangeur air/eau est clairement évoqué! désolé! Par contre, sur le concept de température ressentie, je fais pas tout à fait le lien avec ce que tu as écris... (même si, intuitivement, je sens bien que le concept de température ressentie a à voir avec les flux entre le corps et la surface donc ça doit se rejoindre...).

Enfin bon, c'était juste pour être sûr que ça soit pas oublié donc, si c'est pris en compte, parfait... je me rendors

A+

Vincent

[barda]

Oui, ce phénomène de paroi froide et de température ressentie est important, et joue probablement un rôle essentiel dans la sensation de confort...
on peut se demander d'ailleurs si la solution du problème soulevée par shannoncasull n'est pas un simple plafond refroidissant parcouru par de l'eau de mer à 15° (si cette option est techniquement possible); cela voudrait dire un réseau de tuyaux per au plafond avec régulation par débit d'eau... sans doute moins difficile à gérer qu'un mur d'eau; reste à régler la question de la condensation, qui sera intense dans ces conditions...

[polo974]

Bonsoir.

Le truc non abordé, c'est la végétation, de l'eau ruisselante va faire verdir le mur, eau de mer ou pas.

@+

La déco en prime ...