Climatiseur et principes physiques

[inviteef6980eb]

Bonjour,

N'y connaissant rien en thermodynamique (ni en physique d'une manière générale), je me posais une question concernant les climatiseurs pour particuliers qui soufflent de l'air chaud dans un tuyau.

Je me les représente de manière vulgarisée comme des appareils qui transfèrent de la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur.

Or j'ai constaté qu'à un moment donné, la température se stabilisait dans la maison, même en laissant le climatiseur en mode continu (sans action du thermostat donc).

Je me dis qu'au fur et à mesure que la température baisse à l'intérieur, l'écart se creuse avec la température extérieure, ce qui de ce fait augmente le transfert de chaleur contre lequel le climatiseur lutte (je conçois cet écart de température un peu à l'image d'une différence de potentiel en électricité). Arrivé à une certaine température dans la maison, le transfert de chaleur de l'extérieur vers l'intérieur équivaut à celui que le climatiseur effectue de l'intérieur vers l'extérieur, d'où la température qui devient constante.

Est-ce qu'il y a du vrai là-dedans ou bien cette stabilisation de la température n'a aucun rapport avec l'écart de température entre l'extérieur et l'intérieur de la maison ?

Merci d'avance pour vos éclaircissements.
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[obi76]

Bonjour,

c'est bien ça. C'est pour ça qu'une meilleur isolation d'un logement permet :
- à puissance égale de faire plus baisser la température
- à consigne de température égale de consommer moins

[Deedee81]

Salut,

- à puissance égale de faire plus baisser la température
- à consigne de température égale de consommer moins

C'est vrai aussi pour le chauffage d'ailleurs.

Me rappelle l'année où la température est descendue à -30 pendant une semaine. Chauffage à fond je ne dépassais pas les 15 °C. Pourtant ma maison est assez bien isolée. Mais on a rarement un chauffage capable d'assurer un différentiel de plus de 45 degrés !!!!

Et ceci peut être vrai pour les climatiseurs. Rappelons-nous la fameuse canicule qui a fait tant de mal !!!! A l'époque (petite société) on avait dû mettre le climatiseur (portable) dans l'aquarium où il y avait le serveur : il avait disjoncté avec la chaleur. Et nous, et bien, on suait.

[Sethy]

En fait, ce qu'il faut bien distinguer, c'est ce qu'on refroidit avec un climatiseur. Et ce qu'on refroidit, c'est juste l'air de la pièce.

1m3 d'air pèse environ 1,2 kg. 1m3 de brique pèse plus de 1000x plus !

Sans climatisation, la t° de l'air est en équilibre avec celle des murs. Mais si on refroidit l'air, celle-ci va à son tour "refroidir" les murs en provoquant un transfert de chaleur entre la brique et l'air. Transfert qui sera d'autant plus important que le différentiel de t° est important.

De plus, évidemment à la question de densité, s'ajoute la capacité thermique des matériaux. Une brique pleine de terre cuite a une capacité thermique de 1600 kJ/m3/°C (source : http://biohabitat.free.fr/dossiers/h..._materiaux.pdf) . La capacité thermique de l'air est là également plus de 1000x moindre avec 1,26 kJ/m3/°C.

En d'autres termes, il faut 1000 m3 d'air à 2°C de moins qu'1 m3 de mur pour en faire descendre sa t° de 1°C. Rappelons que la puissance thermique du soleil dans les meilleures conditions est de l'ordre de 1000W/m2. Donc si on imagine un mur exposé au soleil, celui-ci reçoit 1000 Joules / seconde / m2 !

Ceci dit, j'ai une clim et ce qu'elle m'apporte, c'est un peu de fraicheur. Jusqu'à aujourd'hui, je me contentais de l'allumer en soirée, juste avant de cuisiner. Ce matin, je l'ai allumée en me levant. Il faisait 28°C dans mon séjour. Elle fonctionne depuis près de 2h et l'air de la pièce est à 27°C.

Je précise qu'en conjonction avec la clim, j'ai un déshumidificateur que j'utilise seul quand il fait moins chaud. Malgré que cet appareil chauffe, il abaisse significativement l'humidité, ce qui favorise l'efficacité de la transpiration. A partir de 50% d'humidité relative, les vêtements commencent à "coller". En ce moment, j'ai 45% d'HR.

Si mon objectif pour la clim est de passer la journée avec 26°C (je ne suis pas fou, on conseille en général "pour le coeur", un différentiel maximum de 8°C avec la t° extérieure), je devrais arriver à 40% d'HR grâce au déshumidificateur. Un bon déshumidificateur coûte facilement dans les 400 euros ! Je tire en conditions extrêmes l'équivalent d'un seau de 10 l par jour.

Oui, oui, 10 litres d'eau extrait de l'air qui nous entoure ! Et contrairement à la chaleur latente des murs et des meubles de la pièce, l'humidité extraite ne peut revenir que par l'aération de la pièce, nos corps ou l'activité humaine (cuisson, ...). Ah oui, si on a un déshumidificateur, il faut arroser les plantes plus souvent !

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteef6980eb]

Ah d'accord, merci, donc cette façon de schématiser la situation tient à peu près la route.

Autre question : un réfrigérateur refroidit son intérieur et échauffe l'extérieur (en l'occurrence la pièce dans laquelle il se trouve). Cependant, il ne souffle pas d'air de son intérieur vers son extérieur comme le climatiseur. Vu de loin, ça paraît préférable, parce que l'air soufflé par le climatiseur doit bien être remplacé et il ne peut l'être que par de l'air extérieur qui est chaud. Je me dis que ça doit compliquer la tâche du climatiseur en l'obligeant à lutter contre un apport accru de chaleur.

Est-ce parce que le fait d'augmenter le contact entre l'air intérieur et le système de refroidissement du climatiseur en l'aspirant compense l'entrée d'air chaud extérieur qui le renouvelle ? Sinon on aurait intérêt à construire les maisons comme des frigos avec de grands condenseurs sur la partie extérieure des murs... Je ne crois pas avoir déjà vu une chose pareille !

[Sethy]

C'est juste une question d'ordre de grandeur. Un surgélateur a une capacité maximale de congélation (exprimée en "kg par 24 h"). Le mien (un combiné réfrigérateur / congélateur) peut accepter 14 kg / 24h.

En imaginant même que ce soit de l'eau (qui a une énorme capacité calorifique), 14 kg à 25°C, refroidi à 0°C, puis congelée , puis refroidie sous forme de glace à -18°C demandent 6600 kJ (14 x (25°C-0°C) x 4,217 + 14 x 334 + 14 x (0°C--18°C) x 2,06). Donc en gros, de quoi réchauffer 4 m3 de brique de 1°C.

Car oui, cette fois-ci, l'air qui circule derrière le réfrigérateur et qui est réchauffée au passage se refroidi au contact ... des murs.

Bref, rien à voir avec les quantités de chaleur à extraire d'une maison. A titre indicatif, une clim moyenne a une "puissance" de 7000 à 9000 BTU/hr, soit entre 2000 et 2600 kWatts.

Evidemment, mon exemple est faussé car le but est de ne pas dégeler les autres aliments de congélateur.

Autrement dit, ce que le congélateur transfère en 24 heures ... la clim le transfère en quelques secondes !

[Sethy]

(évidemment ma comparaison est légèrement faussée car le congélateur est plus efficace. Ici 14kg / 24h, c'est la quantité maximum telle que les autres aliments du congélateur restent bien aux alentours de -18°C. Mais quand même, cela donne une idée des ordres de grandeurs).