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M.A NIANG CHAPITRE 2 : Principe de Production du Froid 1 INSTITUT POLYTECHNIQUE

M.A NIANG CHAPITRE 2 : Principe de Production du Froid 1 INSTITUT POLYTECHNIQUE DE SAINT LOUIS (IPSL) 2 Le froid trouve de nombreuses applications dans des domaines très variées (industries agroalimentaires, médecine, confort thermique, …) C’est dans le domaine alimentaire que le froid occupe une place prépondérante car il nous permet de : Introduction 3 Limiter les gaspillages (pertes après récolte…) Prolonger la durée de conservation des produits. Ainsi, l’objectif du froid est de maintenir la qualité originale des produits. 4 Malgré que les appareils de réfrigération sont très différents, leur principe de production de froid est identique 5 Modes de production de froid La production du froid consiste à absorber la chaleur contenue dans un milieu. Elle peut être obtenue suivant plusieurs modes. Nous citons à titre d’exemple : 6 La vaporisation d’un liquide en circuit fermé reste la méthode la plus utilisée pour la production du froid. La fusion d’un corps solide La détente d’un gaz comprimé La vaporisation d’un liquide en circuit fermé 7 La production de froid pour les besoins domestiques, commerciaux et industriels nécessitent l’utilisation d’un dispositif capable d’extraire de la chaleur du milieu à refroidir pour la rejeter dans un milieu dit extérieur, ce dispositif est appelé « machine frigorifique ». 8 Source froide : On appelle source froide la source où l'on va capter la chaleur ou l'énergie. Source chaude : On appelle source chaude la source où l'on va restituer la chaleur récupérer dans la source froide. 9 Principe de fonctionnement d’une Machine frigorifique à compression La machine frigorifique à compression de vapeur est composée de 4 éléments principaux qui sont : Le compresseur Le condenseur Le détendeur L’évaporateur 10 Pour produire du froid le fluide frigorigène doit circuler selon un cycle en passant par ces 4 éléments. Ces quatre éléments sont reliés entre eux et l’ensemble forme le circuit frigorifique de base. A l’intérieur du circuit circule le fluide frigorigène qui est indispensable pour la production de froid. Cycle d’une machine frigorifique de base. 11 12 Le compresseur Le compresseur aspire le fluide frigorigène gazeux (à bas niveau de température et de pression) venant de l’évaporateur, le comprime à un niveau plus haut de pression et de température puis le refoule vers le condenseur. Il est alimenté par une source électrique. Figure 3 : le compresseur Le condenseur 13 Le condenseur est un échangeur de chaleur qui va permettre l’évacuation de la chaleur contenue dans le FF gazeux issu du compresseur. Il fait passer le fluide de l’état gazeux à l’état liquide. Cette condensation est effectuée à pression constante par le refroidissement du fluide frigorigène gazeux. 14 Le condenseur se divise en trois parties délimitées par les paramètres de fonctionnement : La zone de désurchauffe, La zone de condensation, La zone de sous refroidissement. Le sous-refroidissement représente la différence entre la température de condensation lue au manomètre HP (relations : pression / température) et la température mesurée à la sortie du condenseur. La valeur du sous-refroidissement normal est comprise entre 4 et 7 °C. 15 Sous Refroidissement 16 Le détendeur 17 Le détendeur permet de réduire la pression du FF liquide venant du condenseur avant son introduction dans l’évaporateur dans le but de permettre sa vaporisation à basse pression et basse température. Figure 5 : le détendeur L’évaporateur 18 L’évaporateur est un échangeur de chaleur dans lequel le FF liquide à bas niveau de température et de pression va absorber la chaleur du milieu à refroidir à pression constante devenant ainsi gazeux. L’évaporateur est placé dans le milieu à refroidir. La surchauffe est un renseignement important sur les conditions de fonctionnement du circuit frigorifique. La surchauffe représente la différence entre la température mesurée au thermomètre au bulbe du détenteur et la température d'évaporation lue au manomètre BP, (relations : pression /température). La surchauffe normale est comprise entre 5 et 8° C NOTION DE SURCHAUFFE 19 20 21 uploads/Industriel/ chapitre-2-production-froid.pdf