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Le Cycle Frigorifique - Page 3/5

Rédigé par M@th - 11/11/2003
Catégorie : Phase-Change



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Principes des machines frigorifiques (suite)

Comme on le voit, la majeure partie des échanges de chaleur se fait en chaleur latente, donc avec changement d'état physique du fluide, d'où le nom de changement de phase. Un système de réfrigération fonctionne donc entre deux niveaux de pression :

  • la partie haute pression HP (maxi 26 bars) qui s'étend du compresseur jusqu'à l'entrée dans le détendeur
  • la partie basse pression BP (1 bar ou moins en général) qui s'étend de la sortie du détendeur jusqu'au compresseur

Si nous représentons l'évolution du gaz dans une installation sur notre diagramme de Mollier, on obtient le cycle théorique pratique suivant :

On notera pour information que :

  • la compression (AB) se fait sans échange de chaleur avec le milieu extérieur, dite adiabatique ou isentropique
  • la condensation (BC) et l'évaporation (DA) s'effectuent avec un échange de chaleur à pression constante, dite isobare
  • la détente (CD) est dite isenthalpique, car il n'y a aucun échange de chaleur

Afin d'améliorer l'échange de chaleur et le rendement frigorifique, on déplace les point C et D. En C, on sous refroidit le liquide frigorigène, et en D, on surchauffe les vapeurs (sécurité contre les retours liquides dans le compresseur).

Les installations de fortes puissances sont équipées de détendeurs thermostatiques qui ajustent en temps réel le débit de fluide frigorigène dans l'évaporateur, de façon à maintenir un certain degré de surchauffe à la sortie de l'évaporateur (environ 7 °C).

Le cycle réel ne se présente pas exactement comme ça. Suite aux pertes de charge dans le circuit, liées à la taille de l'évaporateur et du condenseur, les échanges thermiques ne se font plus à pression constante (donc non isobare). Le cycle réel se présente donc comme suit :

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