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Chapitre 6
Figure 6.25 – Valve de régulation de l’écoulement d’air
d’un ecs destiné à un Comac C919.
Photos 1 & 2 CC-0 Olivier Cleynen
1. Quelle est la température maximale de l’air que le
pack peut insuffler en cabine ?
(pour cela, nous fermerons entièrement le circuit
d’air extérieur ram).
2. Représentez l’évolution sur un diagramme
pression-volume, de façon qualitative.
3. Quel serait le débit minimal d’air extérieur à faire
circuler dans le circuit ram pour amener 0,5 kg/s
d’air conditionné à 24
◦ C dans la cabine ?
4. Tracez l’évolution que subirait alors l’air conditionné sur le diagramme í µí± − í µí±£ plus haut.
Circuit B : Climatisation cabine par temps modéré
En pratique, il est possible de faire chuter la température de l’air destiné à la cabine avec un débit d’air
Figure 6.26 – Les entrées d’air du circuit ram au caisson
de voilure d’un Boeing 747-8I.
Photo CC-by-sa Olivier Cleynen
Figure 6.27 – Pack de conditionnement positionné à
l’emplanture d’aile d’un Sukhoi SuperJet S100
Photo CC-by-sa A.Katranzhi
ram beaucoup plus faible. Pour cette raison, lorsque
les besoins en refroidissement sont importants, l’air
destiné à la cabine passe par le circuit B. Il est alors
détendu à l’aide d’une turbine jusqu’à la pression cabine (1 bar). Nous considérons que la turbine est idéale
(détente adiabatique réversible).
Lorsque les conditions extérieures sont de 20
◦ C, 1 bar :
5. À quelle température l’air rentrera-t-il dans la cabine si le circuit ram est fermé ?
6. Quelle énergie sera alors extraite à l’air par la
turbine ?
7. Tracez l’évolution suivie par l’air sur un diagramme pression-volume, de façon qualitative.
8. À quelle température minimale le circuit peut-il
porter l’air destiné à la cabine ?
9. Quelle énergie sera alors extraite à l’air par la
turbine ?
10. Tracez l’évolution sur le diagramme í µí± − í µí±£ plus
haut.
Circuit C : Climatisation cabine par temps chaud
Lorsque l’appareil évolue au sol par conditions climatiques très chaudes (45
◦ C, 1 bar) l’air destiné à la cabine
passe par le circuit C.
Au passage dans l’échangeur, sa température ne descend que jusqu’à 217
◦ C.
Il est ensuite comprimé dans un compresseur (adiabatique réversible) jusqu’à 20 bar.
Il passe ensuite de nouveau par un échangeur de chaleur traversé par le circuit d’air ram.
Enfin, il est détendu dans une turbine
1 (adiabatique réversible) jusqu’à pression atmosphérique, puis insufflé
dans la cabine.
11. Représentez le circuit suivi par l’air au travers du
pack et schématisez l’évolution sur un diagramme
pression-volume.
12. À quelle température doit-on porter l’air dans le
second échangeur, avant sa détente, pour obtenir
un flux d’air à 5
◦ C dans la cabine ?
13. Quelle est alors l’énergie sous forme mécanique
que le pack reçoit ou fournit pour fonctionner ?
Conclusion
14. Quel est le cop du réchauffage généré avec le circuit A en question 3 ?
15. Quel est le cop de la climatisation effectuée avec
le circuit C en question 12 ?
1 En pratique, il s’agit de la turbine du circuit B.
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen
Chapitre 6
Figure 6.25 – Valve de régulation de l’écoulement d’air
d’un ecs destiné à un Comac C919.
Photos 1 & 2 CC-0 Olivier Cleynen
1. Quelle est la température maximale de l’air que le
pack peut insuffler en cabine ?
(pour cela, nous fermerons entièrement le circuit
d’air extérieur ram).
2. Représentez l’évolution sur un diagramme
pression-volume, de façon qualitative.
3. Quel serait le débit minimal d’air extérieur à faire
circuler dans le circuit ram pour amener 0,5 kg/s
d’air conditionné à 24
◦ C dans la cabine ?
4. Tracez l’évolution que subirait alors l’air conditionné sur le diagramme í µí± − í µí±£ plus haut.
Circuit B : Climatisation cabine par temps modéré
En pratique, il est possible de faire chuter la température de l’air destiné à la cabine avec un débit d’air
Figure 6.26 – Les entrées d’air du circuit ram au caisson
de voilure d’un Boeing 747-8I.
Photo CC-by-sa Olivier Cleynen
Figure 6.27 – Pack de conditionnement positionné à
l’emplanture d’aile d’un Sukhoi SuperJet S100
Photo CC-by-sa A.Katranzhi
ram beaucoup plus faible. Pour cette raison, lorsque
les besoins en refroidissement sont importants, l’air
destiné à la cabine passe par le circuit B. Il est alors
détendu à l’aide d’une turbine jusqu’à la pression cabine (1 bar). Nous considérons que la turbine est idéale
(détente adiabatique réversible).
Lorsque les conditions extérieures sont de 20
◦ C, 1 bar :
5. À quelle température l’air rentrera-t-il dans la cabine si le circuit ram est fermé ?
6. Quelle énergie sera alors extraite à l’air par la
turbine ?
7. Tracez l’évolution suivie par l’air sur un diagramme pression-volume, de façon qualitative.
8. À quelle température minimale le circuit peut-il
porter l’air destiné à la cabine ?
9. Quelle énergie sera alors extraite à l’air par la
turbine ?
10. Tracez l’évolution sur le diagramme í µí± − í µí±£ plus
haut.
Circuit C : Climatisation cabine par temps chaud
Lorsque l’appareil évolue au sol par conditions climatiques très chaudes (45
◦ C, 1 bar) l’air destiné à la cabine
passe par le circuit C.
Au passage dans l’échangeur, sa température ne descend que jusqu’à 217
◦ C.
Il est ensuite comprimé dans un compresseur (adiabatique réversible) jusqu’à 20 bar.
Il passe ensuite de nouveau par un échangeur de chaleur traversé par le circuit d’air ram.
Enfin, il est détendu dans une turbine
1 (adiabatique réversible) jusqu’à pression atmosphérique, puis insufflé
dans la cabine.
11. Représentez le circuit suivi par l’air au travers du
pack et schématisez l’évolution sur un diagramme
pression-volume.
12. À quelle température doit-on porter l’air dans le
second échangeur, avant sa détente, pour obtenir
un flux d’air à 5
◦ C dans la cabine ?
13. Quelle est alors l’énergie sous forme mécanique
que le pack reçoit ou fournit pour fonctionner ?
Conclusion
14. Quel est le cop du réchauffage généré avec le circuit A en question 3 ?
15. Quel est le cop de la climatisation effectuée avec
le circuit C en question 12 ?
1 En pratique, il s’agit de la turbine du circuit B.
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen