Aurora : réalisation d’une cascade – Page 10

On remplit les 4 étages d’Aurora avec un gaz identique pour faire la démonstration du fonctionnement global, à défaut d’avoir le gaz du second étage. Ce manque est très handicapant à ce niveau car on ne peut strictement rien faire. Sans éthylène, on ne pourra jamais condenser le 3ème étage, et encore moins le 4ème étage par voie de conséquence.

Avec du R22 partout, on condensera à tous les étages facilement et l’on pourra voir le fonctionnement de l’évaporateur comme si c’était 4 gaz différents, ça ne change strictement rien au principe. Voici donc une petite vidéo avec du R22 liquide qui rentre dans l’évaporateur et qui se met à bouillir fortement. Vers la fin, l’ébullition ralentit nettement car l’évaporateur se rapproche rapidement de la température du fluide vers -45 °C (faible volume de cuivre). On coupe alors le compresseur, l’intérieur se calme et le niveau de R22 liquide devient alors visible pour monter quasiment jusqu’en haut.

L’évaporateur n’est jamais totalement rempli de liquide frigorigène (suivant son volume et la quantité de gaz introduite), sinon on en renverrait plein vers le compresseur. C’est ce qu’on appelle un retour liquide et c’est à éviter si on ne souhaite pas démolir son compresseur à court terme. Trop de gaz c’est de toute façon mauvais pour les performances et le compresseur risque de ne pas apprécier. Ce R22 liquide, qu’on voit dans l’évaporateur au final, s’évaporera doucement par la suite quand tout va revenir à température ambiante et la pression dans le circuit augmentera petit à petit jusqu’à 7-10 bars. On propose une petite vidéo pour montrer quelques aspects d’Aurora.

En regardant bien au tout début quand le jet commence à apparaître au bout du capillaire, on peut avoir une petite idée de la vitesse à laquelle ça arrive, le compresseur pousse bien. Le jet de fluide (diamètre 0.8 mm) qui sort du capillaire et qui touche la base à température ambiante est dans un état instable car on est très largement au dessus de sa température d’ébullition avec plus de 70 °C de décalage. A l’instant où il touche la paroi, il change d’état quasi instantanément pour passer à l’état vapeur.

Durant le laps de temps très court que met la bulle pour se développer, l’énergie qui aura servi à l’engendrer sera de l’énergie perdue par l’évaporateur, il y a eu transfert d’énergie et donc refroidissement. Attention, c’est la température glaciale du fluide qui refroidit l’évaporateur ! L’ébullition en elle-même ne refroidit rien, elle sert juste de vecteur pour le transfert d’énergie entre un milieu froid et un milieu chaud. On peut dire qu’un système frigorifique, c’est juste un gros watercooling diphasique, sauf que ce n’est pas de l’eau…

On voit bien que l’intérieur de l’évaporateur est assez chaotique vu l’impact du jet de liquide et la forte ébullition qui s’y produit, or il n’y a pas encore de charge appliquée sur l’évaporateur, auquel cas l’ébullition sera un peu plus marquée. Il faut donc prévoir un design d’évaporateur suffisamment tortueux, mais pas trop, pour éviter qu’une partie du fluide ne soit réaspiré directement par le compresseur. Les évaporateurs étant utilisés horizontalement dans une tour, ça complique un peu la façon de gérer le trajet du fluide pour le garder au contact de la base. Tout comme un waterblock, il faut offrir un maximum de surface au fluide pour que l’ébullition soit la plus répartie et efficace possible.