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| COMPRESSION REFRIGERATION SYSTEM | ||
| QUESTIONS OU COMMENTAIRES | ||
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AUTHOR: | Roger Yeh | E-MAIL : | [email protected] |
| COURSE : | 2 | |
| CLASSE/ANNÉE: | 1 | |
Exigence fonctionnelle de base : Retirer la chaleur d’une région fermée.
PARAMÈTRE DE CONCEPTION : Systèmes de réfrigération par compression.
GÉOMÉTRIE/STRUCTURE :
Réfrigérant, compresseur, détendeur (dispositif de contrôle du débit),évaporateur, condenseur, tuyaux et tubes.
Schématique du système de réfrigération à compression
EXPLICATION DU FONCTIONNEMENT/DE L’UTILISATION:
Le réfrigérant circule dans le compresseur, qui augmente la pression du réfrigérant. Ensuite, le réfrigérant passe par le condenseur, où il se condense de la forme vapeur à la forme liquide, en dégageant de la chaleur au cours du processus. C’est la chaleur dégagée qui rend le condenseur « chaud au toucher ». Après le condenseur, le réfrigérant passe par la soupape d’expansion, où il subit une chute de pression. Enfin, le réfrigérant se dirige vers l’évaporateur. Le réfrigérant tire la chaleur de l’évaporateur, ce qui entraîne la vaporisation du réfrigérant. L’évaporateur tire la chaleur de la région à refroidir. Le réfrigérant vaporisé retourne au compresseur pour redémarrer le cycle.
Plus de détails :
Compresseur : Parmi les compresseurs alternatifs, rotatifs et centrifuges, le plus populaire parmi les réfrigérations commerciales domestiques ou de plus petite puissance est le compresseur alternatif. Le compresseur à piston est similaire à un moteur automobile. Un piston est entraîné par un moteur pour « aspirer » et comprimer le réfrigérant dans un cylindre. Lorsque le piston descend dans le cylindre (ce qui augmente le volume du cylindre), il « aspire » le réfrigérant de l’évaporateur. La soupape d’admission se ferme lorsque la pression du réfrigérant à l’intérieur du cylindre atteint celle de l’évaporateur. Lorsque le piston atteint le point de déplacement maximal vers le bas, il comprime le réfrigérant lors de la course vers le haut. Le réfrigérant est poussé à travers la soupape d’échappement vers le condenseur. Les soupapes d’admission et d’échappement sont conçues de manière à ce que le flux du réfrigérant ne circule que dans une seule direction dans le système.
Diagramme du compresseur (entraîné par courroie dans ce cas)
Détail du fonctionnement de la valve du compresseur
 Composants de la réfrigération par compression dans un réfrigérateur de dortoir |
Condenseur : Le condenseur élimine la chaleur dégagée lors de la liquéfaction du réfrigérant vaporisé. La chaleur est dégagée lorsque la température descend à la température de condensation. Ensuite, davantage de chaleur (plus précisément la chaleur latente de condensation) est libérée lorsque le réfrigérant se liquéfie. Il existe des condenseurs à air et des condenseurs à eau, nommés en fonction de leur milieu de condensation. Le plus populaire est le condenseur à air. Les condenseurs sont constitués de tubes avec des ailettes externes. Le réfrigérant est poussé à travers le condenseur. Afin d’éliminer autant de chaleur que possible, les tubes sont disposés de manière à maximiser la surface. Des ventilateurs sont souvent utilisés pour augmenter le flux d’air en forçant l’air sur les surfaces, augmentant ainsi la capacité du condenseur à dégager de la chaleur. |
Évaporateur : C’est la partie du système de réfrigération qui effectue le refroidissement réel. Parce que sa fonction est d’absorber la chaleur dans le système de réfrigération (de là où vous ne le voulez pas), l’évaporateur est placé dans la zone à refroidir. Le fluide frigorigène est introduit et mesuré par un dispositif de contrôle du débit, avant d’être envoyé au compresseur. L’évaporateur est constitué de tubes à ailettes qui absorbent la chaleur de l’air soufflé par un ventilateur à travers un serpentin. Les ailettes et les tubes sont fabriqués à partir de métaux à haute conductivité thermique afin de maximiser le transfert de chaleur. Le réfrigérant se vaporise à partir de la chaleur qu’il absorbe dans l’évaporateur.
Dispositif de contrôle du débit (détendeur) : Ce dispositif contrôle le débit du réfrigérant liquide dans l’évaporateur. Les dispositifs de régulation sont généralement thermostatiques, c’est-à-dire qu’ils réagissent à la température du fluide frigorigène.
Physique domino:
Toutes les variables sont en unités de masse par unité.
| Variable | Description | Unités métriques | Unités anglaises |
| h1, h2, h3, h4, hi | Enthalpies aux stades i | kJ/kg | Btu/lbm |
| qin | Chaleur dans le système | kJ/kg | Btu/lbm |
| qout | Chaleur sortant du du système | kJ/kg | Btu/lbm |
| travail | travail dans le système | kJ/kg | Btu/lbm |
| b | coefficient de performance | — | — |
Thermodynamique
Du stade 1 au stade 2, l’enthalpie du réfrigérant reste approximativement constante, donc
h1 ~ h2.
Du stade 2 au stade 3, de la chaleur est introduite dans le système, donc
qin = h3 h2 =h3 h1.
Du stade 3 au stade 4, du travail est fourni au compresseur, donc
travail = h4 h3.
Du stade 4 au stade 1, de la chaleur est cédée par le condenseur, donc
qout = h4 h1.
Le coefficient de performance décrit l’efficacité l’évaporateur à absorber la chaleur par rapport au travail fourni, ainsi
b = effet de réfrigération / travail fourni = qin/ travail = (h3 h1) / (h4 h3).
Physique des limites:
Le transfert de chaleur dépend des propriétés du réfrigérant. Différentsréfrigérants auront évidemment des valeurs d’enthalpie différentes pour un état donné. Dans le cas d’un réfrigérant spécifique, les valeurs enthalpiques dépendent des températures et des pressions dans les régions chaudes et froides. La température environnante affecte la capacité du système de réfrigération à refroidir la région fermée.Il est clair que si la température extérieure est très chaude (c’est-à-dire bien supérieure à la température ambiante), le système peut ne pas réussir à abaisser la température de la région fermée comme il le ferait à température ambiante.
PLOTS/GRAPPES/TABLES:
Aucune soumission
Où trouver des systèmes de réfrigération par compression:
Réfrigérateurs et climatiseurs.
Les systèmes de réfrigération par compression sont des systèmes de réfrigération qui ne peuvent être utilisés qu’en cas d’urgence.