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OFPPT ROYAUME DU MAROC MODULE N°: 11- CONDENSEUR ET EVAPORATEUR SECTEUR : FROID

OFPPT ROYAUME DU MAROC MODULE N°: 11- CONDENSEUR ET EVAPORATEUR SECTEUR : FROID GENIE THERMIQUE SPECIALITE : FROID COMMERCIAL ET CLIMATISATION NIVEAU : TECHNICIEN MAI 2003 1 Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGÉNIERIE DE FORMATION RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES REMERCIEMENT La DRIF remercie les personnes qui ont participé ou permis l’élaboration de ce module ( Condenseur et évaporateur ) Pour la supervision : • .M : GHRAIRI RACHID : Chef de projet froid et génie thermique. • M: BOUJNANE MOHAMED: Coordonnateur .CFF-FGT à l’ISGTF. Pour l’élaboration : Safih Hachmi I.S.G.T.F DRGC Pour la validation : • MR : Abdelilah MALLAK : Formateur à l’ISGTF • MR: Mohamed BARZI : Formateur à I’STA1 Marrakech • MR :Mustapha BRAHIMI : Formateur à l’ ISTA H. Ennahda Rabat • MR : Samir BELAID : Formateur à l’ISTA Kénitra • MR. Lahcen TABATI : Formateur à l’ISTA Kénitra • MR: Hassan BEZZAZ : Formateur à I’STA1 Marrakech Les utilisateurs de ce document sont invités à communiquer à la DRIF toutes les remarques et suggestions afin de les prendre en considération pour l’enrichissement et l’amélioration de ce programme Mr. Saïd SLAOUI 2 SOMMAIRE Page Présentation du module 7 RÉSUMÉ DE THÉORIE I. EVAPORATEUR I.1. Définition d’un évaporateur 9 I.2. Mode de remplissage d’un évaporateur 9 I.3.Coefficient globale de transmission de chaleur 9 I.4. Quantité de froid à produire 11 I.5. Surface d’évaporation 11 I.6 Débit masse à refroidire 12 I.7 Ecart de température 13 I.8 Valeur pratique de l’écart de température 14 I.9 Mode de transmission de chaleur dans l’évaporateur 14 I.10 Classification des évaporateurs I.11 Critère pouvant influence le rendement d’un évaporateur I.12 Procèdes d’entretien d’un évaporateur I.13 Evaporateur plafonnier. I.14 Procédés de circulation d’air à travers l’évaporateur . I.15 Procédés de construction des évaporateurs . I.16 Facteur relatif à la construction des évaporateurs . I.17 Matériau de construction . 15 15 15 15 16 16 17 18 18 II. CONDENSEUR II.1. Définition d’un condenseur 20 II.2. Zones fonctionnelles d’un condenseur 20 II.3.Different type de condenseur 20 II.4. Coefficient globale de transmission de chaleur 21 II.5 Quantité de chaleur à évacuer. II.6 Surface de condensation. II.7 Détermination de l’écart moyen de température. II.8 Débit masse des fluides de condensation . II.9 Mode de transmission de la chaleur . II.10 Critères pouvant influencer le rendement d’un condenseur . II.11 Les condenseurs . 24 24 25 26 27 29 29 3 GUIDE DES TRAVAUX PRATIQUES I.TP1 Sélectionner un évaporateur 35 II.TP2 Sélectionner un condenseur 38 III.TP3 Installer un évaporateur 41 IV.TP4 Installer un condenseur 43 V.TP5 Entretenir un évaporateur 45 VI.TP6 Entretenir un condenseur 46 Evaluation de fin de module 47 Liste bibliographique 48 Annexes 4 MODULE : 11- CONDENSEUR ET EVAPORATEUR Durée :72 H 25% : théorique 70.8% : pratique 4.5% :évaluation du module OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPORTEMENT ATTENDU Pour démontrer sa compétence, le stagiaire doit comprendre le principe d’échangeur de chaleur, selon les conditions, les critères et les précisions qui suivent CONDITIONS D’EVALUATION • A partir - des problèmes posés par le formateur • A l’aide - catalogue 0transparent 1appareils réels CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE • Description approprié des aspects suivant des divers évaporateurs et condenseurs -Type et éléments de construction ; -Type et principe de fonctionnement ; -Propriétés relatives à la sélection et à l’installation ; -Propriétés relatives à l’entretien. 5 OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU LE STAGIAIRE DOIT MAITRISER LES SAVOIRS, SAVOIR-FAIRE, SAVOIR-PERCEVOIR OU SAVOIR- ETRE JUGES PREALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR L’ATTEINTE DE L’OBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE : Avant d’apprendre à décrire le principe de fonctionnement des échangeurs (A) le stagiaire doit : 0 1.Expliquer la fonction d’un évaporateur 1 2.Distinguer les procèdes d’expansion du réfrigérant dans les évaporateurs 2 3.Distinguer divers processus de circulation d’air évaporateurs condenseurs 3 4.Distinguer divers types d’évaporateurs et condenseurs 4 5.Justifier l’utilisation de divers matériaux pour la fabrication d’évaporateur 5 et au condenseur. 6 Avant d’apprendre à apprendre à distinguer différent types d’évaporateurs Et des condenseurs (B),(C) et (D) le stagiaire doit : 6.Expliquer le mode de transfert de la chaleur à l’évaporateur et au condenseur 7.Enumerer les critères pouvant influencer le rendement d’un évaporateur 0 8.Distinguer les différents méthodes d’entretien de ces appareils. 1 9.Décrire les différentes types d’alimentation des évaporateurs. 2 10.Connaître les facteurs pouvant influencer le rendement des échangeurs. 6 7 PRÉSENTATION DU MODULE Le module se situe au second partie de la première année de formation . Ce module comporte le contenu suivant : ! La condensation « condenseur » ! Le changement d’état physique de la condensation gaz ---liquide ! Le phénomène de la condensation ! L’évaporation « évaporateur » ! Changement d’état physique liquide ---gaz ! Exemple de l’eau à 100°c et 1 bar ! Le phénomène de l’évaporation ! Type d’évaporateurs et de condenseurs ! Installation des échangeurs de chaleurs ! Entretien des échangeurs de chaleur La durée prévue du module est fixée à 72h dont 51h de théorie et 18h de travaux pratiques 8 Module : CONDENSEUR ET EVAPORATEUR RESUME THEORIQUE 9 1 .DEFINITION D’UN EVAPORATEUR L’évaporateur est un échangeur de chaleur , son rôle fondamentale consiste à assurer un transfert de la chaleur aussi parfait que possible entre le milieu que l’on désire réfrigérer. en ce sens , l’évaporateur constitue le centre de l’absorption de chaleur , but final de tout système frigorifique 2.MODE DE REMPLISSAGE D’UN EVAPORATEUR Comme le montre le schéma nous voyons que l’évaporateur est remplie d’un mélange hétérogène de liquide et de vapeur ,mélange d’autant plus riche en vapeur que l’on s’ éloigne du point d’injection Dans le cas d’alimentation de l’évaporateur par un détendeur il est impossible d’avoir du liquide pur à l’injection 3 .COEFFICIENT GLOBAL DE TRANSMISSION DE CHALEUR Dans les condition réelle d’un évaporateur ( huile , épaisseur de tube et givre ) nous aurons comme coefficient global K en posant hCF : coefficient de convection du fluide frigorigène hCM : coefficient de convection du meduim a refroidir e1 :épaisseur de film d’huile e2 : épaisseur du tube e3 : épaisseur de givre 10 ג1 ג2 ג3 : les coefficients de conductivité thermique d’éléments correspondants *pour le cas d’un évaporateur recouvert de givre ( refroidisseur d’air ) 1/K =1/hcf +e1/ג1+ e2 / ג2 +e3/ ג3+1 /hcm * pour le cas d’un évaporateur refroidisseur de liquide 1/K =1/hcf +e1/ג1+ e2 / ג2 +1 /hcm1 EVAPORATEUR COEFFICIENTS GLOBAUX DE TRANSMISSION K Groupe types K W/m²k 70à 95 (1) à serpentin 230 à 290 (2) A immersion …… à grilles 400 à 470 (2) Intensifs 580 (2) 930 à 1400 A ruissellement ……………… Refroidisseur de liquide horizontaux 460 à 700 multitubulaire à calandre …. Dry -ex 930 à 1200 verticaux 820 à 1400 35 (1) Plaque eutectiques……eau ou saumure 95 (2) Circulation d’air naturelle …. Tube ailetés 7 à 9 Refroidisseur Plaque eutectique 6 à 8 de gaz Circulation d’air forcée …..tube ailetés 16 à 24 (1) liquide non agité (2) liquide agité mécaniquement 4 .QUANTITÉ DE FROID À PRODUIRE 11 la quantité de froid a produire par l’évaporateur dépend des condition particulier de l’installation et évaluée par l’établissement de bilan thermique Ф0 = K .A .∆Θ 5. SURFACE D’ÉVAPORATION Ici nous désignons par : Ф0 : quantité de froid a produire K : coefficient global de transmission de chaleur ∆Θ : différence de température entre milieu a refroidire et température de vaporisation du fluide frigorigène nous avons Ф0 = K .A .∆Θ Nous aurons réciproquement A = Ф0 / k.∆Θ 6. DÉBIT MASSE À REFROIDIR Le fluide à refroidir au contact de l’évaporateur présente entre ses températures d’entrée Θe et de sortie Θs une différence ∆Θ= Θe- Θs Ce fluide ayant à P= cte , une capacité thermique massique Cp( Kj/Kg)absorbera de Θe à Θs une quantité de chaleur telle que pour 1Kg de F.F en circulation nous puissions écrire q0=cp . ∆Θ l’évaporateur pouvant absorber Ø0( w) le débit masse qm du fluide à refroidir devra avoir dans les conditions précitées une valeur Ø0= qm.cp. (Θe- Θs) D’ou nous tirons qm = Ø0/ cp . ∆Θ 6-1débit d’eau Si nous refroidissons de l’eau , le debit masse d’eau qmw sera égal à qmw = Ø0/ cw. Θ ( kg/s) le debit volume qvm sera égal qvw = qmw /ρw ρw : masse volumique 6-2.débit de saumure 12 La capacité thermique massique de la saumure étant Cs et sa masse volumique Ρs qms = Ø0/ Cs. ∆Θ ( kg/s) et le debit volume qvs sera égal qvs = qms /ρs 6-3 débit d’air Le médium à refroidir étant de l’air nous aurons qma = Ø0/ Ca. ∆Θ ( kg/s) air sec l’air atmosphérique étant déjà humidecomme , son volume massique varie avec la température et la quantité de vapeur d’eau en suspension , la variation de volume massique étant faible , il est possible pour des débits faibles de supposer que l’air est sec qv <5000 (m3/h) dans cette hypothèse nous aurons qva = Ø0/1.3. ∆Θ m3/s 1.3 représente la quantité de uploads/Ingenierie_Lourd/ m11-condenseur-et-evaporateur-fgt-tfcc.pdf