Le refroidissement par évaporation est l'effet de refroidissement fourni par l'évaporation adiabatique de l'eau, garantissant une consommation d'énergie plus faible que le refroidissement par compresseur.
Le refroidissement par évaporation et la climatisation par évaporation sont les technologies de climatisation les plus sous-utilisées en Espagne, peut-être en raison de l'ignorance des technologies disponibles dans notre pays. Dans les régions sèches, les climatiseurs par évaporation assurent le refroidissement, tandis que dans les régions humides, ils sont utilisés pour des applications plus spécialisées. Les climatiseurs à évaporation peuvent être utilisés efficacement dans les maisons et dans tous les types d'établissements commerciaux. Ce type de climatisation consomme moins d'énergie que le refroidissement par compresseur en faisant varier la consommation d'énergie en fonction des niveaux d'humidité et de température. Les économies peuvent atteindre jusqu'à 60 à 80 % de la consommation d'énergie dans les régions à faible taux d'humidité.
L'un des avantages de la climatisation par évaporation est qu'elle n'utilise pas de gaz réfrigérants CFC et ne nécessite que de l'eau retournant dans l'atmosphère sous forme de vapeur. Cela permet d'éliminer les CFC et les gaz responsables de l'effet de serre et de la destruction de la couche d'ozone.
La climatisation par évaporation est compétitive tant en termes de coûts d'investissement et d'acquisition que de coûts d'exploitation et de maintenance, surtout si on la compare à l'installation équivalente d'une climatisation par compresseur. Les systèmes de refroidissement par évaporation créent un environnement surpressé en générant un flux d'air constant par l'injection de grandes quantités d'air frais et propre, humidifié après être passé par quelques filtres à eau courante. La surpression est générée en créant un équilibre entre l'air entrant et l'air sortant. Tout problème d'humidité est causé par un déséquilibre entre l'air entrant et l'air sortant. Ce problème est résolu en augmentant la taille des bouches d'aération pour générer un plus grand débit d'air.
En général, chaque unité de climatisation nécessite 4m² de sortie d'air, généralement créée en ouvrant les portes ou les fenêtres. Dans le cas où l'environnement doit être hermétique, pour des raisons de production, il suffit d'installer des extracteurs d'air qui permettent de maintenir la proportion entre l'air entrant et l'air sortant.
La quantité d'eau consommée dépend directement de la température, de l'humidité relative extérieure et des performances du climatiseur. Par exemple, pendant 8 heures de fonctionnement, avec une température extérieure de 36ºC et une humidité relative moyenne supérieure à 40%, un climatiseur évaporatif consomme 180 litres d'eau. Cette quantité d'eau est similaire à celle qui est nécessaire pour remplir une baignoire domestique et presque la même quantité d'eau que celle utilisée pour une douche de 10 minutes.
Avec les climatiseurs par évaporation, plus le climat est sec, plus la puissance de refroidissement sera importante, bien qu'ils soient également efficaces dans les climats humides. Ce qu'il faut vraiment prendre en compte, c'est la différence de température entre l'extérieur et l'intérieur. Les climatiseurs à évaporation sont capables de réduire la température intérieure à 14ºC dans les climats secs (20 à 30% de l'humidité relative moyenne), et à 5ºC dans les climats très humides (70 à 80% de l'humidité relative moyenne) par rapport à la température extérieure.
Par exemple, dans les environnements industriels où, pour des raisons de production, la chaleur à l'intérieur du bâtiment est généralement plus élevée qu'à l'extérieur, même avec une humidité relativement élevée, les climatiseurs évaporatifs restent la meilleure option.
Il existe deux modèles de climatiseurs évaporatifs, direct et indirect. Dans les climatiseurs directs, l'eau s'évapore dans le flux d'air, ce qui réduit la température du bulbe sec, tout en augmentant l'humidité de l'air. Ils utilisent un panneau humide à travers lequel ils font circuler un grand flux d'air extérieur. Cet air extérieur chaud passe à travers des coussins d'air chaud et humide, fait évaporer une partie de l'eau et se refroidit. L'air froid obtenu, dont l'humidité relative a augmenté, est conduit dans l'espace à chauffer. Le grand volume entrant remplit tout l'espace, par surpression, se renouvelant toutes les quelques minutes. L'air chaud, pollué par des fumées ou des odeurs, est expulsé à l'extérieur, et à sa place, le nouvel air filtré reste, humidifié et refroidi, et qui sera renouvelé toutes les quelques minutes.
Les évaporateurs indirects utilisent la base du système d'évaporation directe pour refroidir un réseau de petits conduits, qui à leur tour refroidissent l'air qui circule dans d'autres petits conduits. Le premier air (chaud et humide) est expulsé vers l'extérieur, et l'air qui est introduit dans la pièce est celui qui circule dans les autres canaux de l'échangeur de froid, mais contrairement à l'évaporation directe, cet air n'acquiert pas d'humidité.
Aucun des deux systèmes n'utilise de gaz réfrigérants pour refroidir, mais ils n'ont besoin que d'eau et d'évaporation. Les résultats sont surprenants lorsqu'on consomme 1/10 de l'électricité des systèmes de froid conventionnels et qu'on réduit la température de 15ºC par rapport à la température extérieure. La preuve de sa puissance est qu'un équipement d'évaporation standard de 12 000 m3 de débit, ayant une consommation maximale de 1 kw/h, permet de climatiser 200 m² de surface à une température confortable dans les moments de chaleur maximale et une consommation moyenne de 400w/h.
Cette consommation représente une économie d'émissions de CO2. Chaque Kw électrique non consommé représente 0,40 kg de CO2 non émis dans l'atmosphère, donc l'équipement standard de 12 000 m3/h permet d'économiser 4 320 kg de CO2 par an (calculé sur 9 kw/h X 0,40 Kg de CO2 X 8 heures / jour x 150 jours / an). Si l'on multiplie les économies réalisées par l'équipement de climatisation existant, les résultats sont impressionnants.