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1 République algérienne démocratique et populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université d'EL-oued Faculté de technologie 3éme Année Licence Electromécanique Préparé parLeds - Préparé par: Groupe: 01 - نجيمة سفيان -مسعي عون فارس - شرقي أيمن année universitaire :2019/2020 Les machines frigorifique 2 I. Généralités: Les machines frigorifiques servent à la création de froid à l'aide d'un réfrigérateur ou d'un climatiseur. Elle se compose au minimum des 4 éléments suivants : - évaporateur : placé dans le milieu à refroidir pour assurer la production frigorifique. - condenseur placé dans le milieu auquel on désire céder une quantité de chaleur. -compresseur permettant d’assurer un mouvement continu du fluide frigorigène et de le faire comprimer de la basse pression à la haute pression. -organe de détente (Vanne d’expansion) dont le rôle est de régler le débit du réfrigérant circulant dans l’installation frigorifique et assurer la détente du réfrigérant de la pression d’évaporation (Basse pression P) à la pression de condensation (Haute Pression). La machine frigorifique est basée sur la propriété des fluides frigorigènes de s'évaporer et de se condenser à des températures différentes en fonction de la pression. I -1-Principe de fonctionnement Pour expliquer le fonctionnement, nous prendrons comme exemple les caractéristiques du fluide frigorigène R22. I -1-a-Dans l'évaporateur Le fluide frigorigène liquide entre en ébullition et s'évapore en absorbant la chaleur du fluide extérieur. Dans un deuxième temps, le gaz formé est encore légèrement réchauffé par le fluide extérieur, c'est ce qu'on appelle la phase de surchauffe La surchauffe d’une vapeur représente la différence entre la température de cette vapeur et la température d’évaporation du liquide qui lui a donné naissance Pour cette installation, la surchauffe notée S est donnée par : 3 Avec S : Surchauffe de vapeur exprimée en °C. Tvap: Température de vapeur en °C. Tevap: Température d'évaporation du liquide On rencontre généralement sur les évaporateurs à détente directe une valeur de la surchauffe comprise entre 5 et 8°C I -1-b- Dans le compresseur Le compresseur va tout d'abord aspirer le gaz frigorigène à basse pression et à basse température. L'énergie mécanique apportée par le compresseur va permettre d'élever la pression et la température du gaz frigorigène. Une augmentation d'enthalpie en résultera 4 I -1-c- Dans le condenseur Le gaz chaud provenant du compresseur va céder sa chaleur au fluide extérieur. Les vapeurs de fluide frigorigène se refroidissent ("désurchauffe"), avant l'apparition de la première goutte de liquide (point 3), puis la condensation s'effectue jusqu'à la disparition de la dernière bulle de vapeur (point 4). Le fluide liquide peut alors se refroidir de quelques degrés (sous refroidissement) avant de quitter le condenseur L’un des renseignements les plus importantes sur la durée de vie de circuit frigorifique est la valeur du sous refroidissement du liquide à la sortie du condenseur. Le sous refroidissement d'un liquide représente la différence entre la température de condensation et la température du liquide à la sortie du condenseur. Avec: R : Sous refroidissement du liquide exprimé en °C. Tc : Température de condensation en °C. Ts: Température du liquide à la sortie de condenseur. R= TC-Ts = T4-T5 5 I -1-d- Dans le détendeur La différence de pression entre le condenseur et l'évaporateur nécessite d'insérer un dispositif "abaisseur de pression" dans le circuit. C'est le rôle du détendeur. Le fluide frigorigène se vaporise partiellement dans le détendeur pour abaisser sa température On note qu’au cours de la détente, on n’a pas un travail fourni ou consommé et il n’y a pas un transfert de chaleur avec le milieu extérieur. Donc, l’enthalpie est la même à l’entrée et à la sortie du détendeur .La transformation 5-6 est isenthalpique. Elle est représentée par une droite parallèle à l’axe des ordonnées 6 I -1-e- Fonctionnement complet Le cycle est fermé, le fluide frigorigène évolue sous l'action du compresseur dans les quatre éléments constituant la machine frigorifique L'ensemble du cycle peut être représenté dans le diagramme enthalpie-pression 7 I I -Les domaines d’applications: Le froid a des applications dans le domaine médical (hibernation artificielle, conservation des embryons,…), l’industrie alimentaire (conservation des aliments, mûrissement retardé des fruits et des légumes), l’industrie chimique et pétrochimique (récupération des solvants, liquéfaction des gaz,…), l’industrie métallurgique et mécanique (montage à froid), le génie civil (refroidissement du béton,…) et le conditionnement des locaux industriels et d’habitation (climatisation) uploads/Geographie/ les-machines-frigorifique.pdf

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