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11- Effet de certains 11- Effet de certains paramètres sur la paramètres sur la

11- Effet de certains 11- Effet de certains paramètres sur la paramètres sur la performance d’une MF performance d’une MF Effet de la température d’évaporation sur Effet de la température d’évaporation sur la puissance frigorifique la puissance frigorifique  Si on considère une MF Si on considère une MF fonctionnant suivant le cycle fonctionnant suivant le cycle donné dans la figure de droite donné dans la figure de droite Cycle pratique des frigoristes ) ( 3600 3600 ) ( 5 6 1 0 1 5 6 0 h h V q V q q avec h h q v vTh v Th v m m          Si on garde constante la température de condensation Tk=cte et on fait changer la température d’évaporation T0 tout en gardant constants: * les surchauffes à la sortie de l’évaporateur: T6-T0=T6’-T0’ * les surchauffes à l’entrée du compresseur: T1-T0=T1’-T0’=T1’’-T0 ‘’ 1 2 3 4 5 6 6’ 6’’ 1’ 1’’ 2’ 2’’ T0 T0’ T0’’ Effet de la température d’évaporation sur Effet de la température d’évaporation sur la puissance frigorifique la puissance frigorifique  Les sous refroidissements sont Les sous refroidissements sont les mêmes dans les 3 cas les mêmes dans les 3 cas  Supposons aussi fixe le débit Supposons aussi fixe le débit volumique volumique  On peut remarquer que lorsque On peut remarquer que lorsque la température d’évaporation la température d’évaporation passe de T0 à T0’ et T0’’, (h passe de T0 à T0’ et T0’’, (h6 6- - h h5 5) diminue ) diminue  Le rendement volumétrique Le rendement volumétrique diminue du fait de diminue du fait de l’accroissement du rapport de l’accroissement du rapport de compression (pression compression (pression d’évaporation PF diminue et d’évaporation PF diminue et pression de condensation pression de condensation Pc=cte) Pc=cte)  Le volume massique V1 Le volume massique V1 augmente de manière augmente de manière importante du fait que PF importante du fait que PF diminue (voir diagramme) diminue (voir diagramme)  En conclusion: En conclusion: BP HP avec h h V q V q q avec h h q v v vTh v Th v m m                05 , 0 1 ) ( 3600 3600 ) ( 5 6 1 0 1 5 6 0   F T quand 0  Effet de la température d’évaporation sur Effet de la température d’évaporation sur le Cop de la MF le Cop de la MF D’après la figure D’après la figure précédente, on constate précédente, on constate que lorsque T0 s’abaisse, que lorsque T0 s’abaisse, les autres conditions de les autres conditions de fonctionnement étant fonctionnement étant constantes, on a: constantes, on a: • (h6-h5): diminue (h6-h5): diminue • La variation (h2-h1) La variation (h2-h1) augmente, notablement, augmente, notablement, cela est du à cela est du à l’accroissement du taux l’accroissement du taux de compression de compression • Le rendement effectif Le rendement effectif diminue en raison de cet diminue en raison de cet accroissement du taux accroissement du taux de compression de compression • En conclusion: En conclusion: effectif rendement avec h h h h Cop eff eff is : ) ( ) ( 1 2 5 6        F T quand rapidement Cop Effet de la température d’évaporation sur Effet de la température d’évaporation sur le Cop de la MF le Cop de la MF Donc le même compresseur ne Donc le même compresseur ne développe pas la même puissance développe pas la même puissance pour deux température d’évaporation pour deux température d’évaporation différentes (puissance diminue quand différentes (puissance diminue quand BP diminue) BP diminue) Voir le logiciel select7 (Copeland) Voir le logiciel select7 (Copeland) Variation de la puissance frigorifique Variation de la puissance frigorifique avec la pression d’aspiration avec la pression d’aspiration  Exemple 6-12 (trane) *** Exemple 6-12 (trane) ***  Conclusion tirée de l’exemple: Conclusion tirée de l’exemple: Il est à noter dans cet Il est à noter dans cet exemple que bien que le poids du FF à faire circuler soit exemple que bien que le poids du FF à faire circuler soit presque le même dans les deux cas, le volume par Kw est presque le même dans les deux cas, le volume par Kw est très différent. La différence de puissance frigorifique du très différent. La différence de puissance frigorifique du circuit aux deux pressions d’aspiration est due presque circuit aux deux pressions d’aspiration est due presque entièrement à la différence de volume de chaque kg de entièrement à la différence de volume de chaque kg de vapeur. La vapeur est plus dense à une pression vapeur. La vapeur est plus dense à une pression d’aspiration plus élevée. Il y a plus de kg dans un m3 et, d’aspiration plus élevée. Il y a plus de kg dans un m3 et, par conséquent, bien que le déplacement de piston reste le par conséquent, bien que le déplacement de piston reste le même, un poids de vapeur supérieur remplit le cylindre à même, un poids de vapeur supérieur remplit le cylindre à la pression d’aspiration supérieure la pression d’aspiration supérieure Variation de la puissance frigorifique Variation de la puissance frigorifique avec la température d’aspiration avec la température d’aspiration La figure montre la La figure montre la variation réelle de variation réelle de puissance du puissance du circuit avec circuit avec différentes différentes températures températures d’aspiration pour d’aspiration pour un compresseur un compresseur donné fonctionnant donné fonctionnant avec une HP avec une HP constante constante Variation de la puissance en fonction de la température d’aspiration Variation de la puissance frigorifique Variation de la puissance frigorifique avec la température d’aspiration avec la température d’aspiration  La puissance diminue quand la pression d’aspiration diminue. La puissance diminue quand la pression d’aspiration diminue. La raison est que le rapport de compression augmente et le La raison est que le rapport de compression augmente et le rendement volumétrique diminue rendement volumétrique diminue  pour maintenir une pression d’aspiration donnée, l’évaporateur pour maintenir une pression d’aspiration donnée, l’évaporateur doit être choisi de telle sorte qu’il puisse vaporiser un poids de doit être choisi de telle sorte qu’il puisse vaporiser un poids de FF égal à celui que peut traiter le compresseur. FF égal à celui que peut traiter le compresseur.  Si le besoin de froid sur l’évaporateur s’accroît et que le FF se Si le besoin de froid sur l’évaporateur s’accroît et que le FF se vaporise plus rapidement que le compresseur ne peut vaporise plus rapidement que le compresseur ne peut l’enlever, la pression d’aspiration augmentera étant donné que l’enlever, la pression d’aspiration augmentera étant donné que la vapeur en excédent restera dans l’évaporateur. Cependant, la vapeur en excédent restera dans l’évaporateur. Cependant, par suite de l’élévation de la pression d’aspiration, la densité par suite de l’élévation de la pression d’aspiration, la densité de la vapeur augmente et on arrive à un point où, même si le de la vapeur augmente et on arrive à un point où, même si le volume de vapeur pompé par le compresseur demeure le volume de vapeur pompé par le compresseur demeure le même, le poids enlevé est égal au poids évaporé. Quand ce même, le poids enlevé est égal au poids évaporé. Quand ce point est atteint, la pression d’aspiration reste constante point est atteint, la pression d’aspiration reste constante  La pression d’aspiration d’aspiration augmente avec un La pression d’aspiration d’aspiration augmente avec un accroissement du besoin de froid et diminue avec une accroissement du besoin de froid et diminue avec une réduction réduction Effet de la température de condensation Effet de la température de condensation sur la puissance frigorifique de la MF sur la puissance frigorifique de la MF  Sur la figure est représenté trois Sur la figure est représenté trois cycles de MF monoétagée cycles de MF monoétagée fonctionnant entre même T0 et fonctionnant entre même T0 et resp. trois Tk tels que: resp. trois Tk tels que: Tk’’>Tk’>Tk Tk’’>Tk’>Tk  On suppose que: On suppose que: • Débit volumique constant Débit volumique constant • Les surchauffes utiles et Les surchauffes utiles et inutiles sont inchangées inutiles sont inchangées • Les sous refroidissements à Les sous refroidissements à l’entrée du régleur sont l’entrée du régleur sont identiques: Tk-T4=Tk’- identiques: Tk-T4=Tk’- T4’=Tk’’-T4’’ T4’=Tk’’-T4’’  On constate que: On constate que: • La variation (h6-h5) décroît La variation (h6-h5) décroît • Le rendement volumétrique Le rendement volumétrique diminue car le taux de diminue car le taux de compression augmente compression augmente • Le volume massique reste Le volume massique reste constant constant  Conclusion: Conclusion:   c T quand 0  1 2 3’’ 2’ 2’’ 3’ 3 4 4’ 4’’ 5 5’ 5’’ ) ( 3600 3600 ) ( 5 6 1 0 1 5 6 0 h h V q V q q avec h h q v vTh v uploads/S4/ 1-fonction-machine-frigorifique-partie8-8.pdf