Enthalpie de l'air humide

Enthalpie de l’air humide ($h$) est le contenu thermique total de 1 kg d’air sec avec la vapeur d’eau qu’il transporte (teneur en eau $x$). Elle s’exprime en kJ par kg d’air sec.

Composantes de l’enthalpie

$$h = c_{pa} \cdot t + x \cdot (r_0 + c_{pv} \cdot t)$$

où :

• $c_{pa}$ = 1,006 kJ/(kg·K) — capacité thermique massique de l’air sec
• $c_{pv}$ = 1,860 kJ/(kg·K) — capacité thermique massique de la vapeur d’eau
• $r_0$ = 2501 kJ/kg — chaleur latente de vaporisation de l’eau à 0 °C
• $t$ — température [°C]
• $x$ — teneur en eau [kg/kg d’air sec]

Enthalpie sur le diagramme de Mollier

Sur le diagramme h–x, les axes sont précisément $h$ et $x$ — le diagramme permet donc de lire directement l’enthalpie de tout état d’air. Les isenthalpes sont parallèles à l’axe oblique $h$.

Puissance à partir de la variation d’enthalpie

Puissance froide ou chaude [kW] :

$$\Phi = \dot{m} \cdot (h_1 - h_2)$$

où $\dot{m}$ est le débit massique d’air sec [kg/s] (aussi noté $q_m$ selon l’ISO 80000) et $h_1$, $h_2$ les enthalpies de l’air entrant et sortant.

Chaleur sensible et chaleur latente

• Chaleur sensible — modifie la température, sans changement de phase de l’eau
• Chaleur latente — énergie du changement de phase de l’eau (condensation/évaporation)

L’enthalpie inclut les deux. Une batterie froide doit aussi extraire la chaleur latente de la vapeur d’eau dès qu’elle refroidit l’air sous son point de rosée.