S 35 g n ralit s pac - genie climatique formations

Diapo 1
Quelques notions
En thermodynamique tout corps contient de la chaleur.
•
Échelle
Celsius
La température à laquelle un corps ne contient plus
de chaleur est :
- 273.16 °C. Cette température correspond au « 0
absolu » représenté par l’échelle :
0 °C
Échelle
Kelvin
+273,16 K
« kelvin » et repéré 0 K.
-273,16 °C
0K
Diapo 2
Quelques notions
•
La « puissance frigorifique » exprime une production frigorifique dans une unité de
temps :
« joule/seconde ; J/s ».
Nous lisons joule par seconde
1 J/s correspond à 1 watt ; W.
•
L’unité employée est le :
« watt ; W ».
Diapo 3
Quelques notions
•
Un corps peut se trouver sous trois états physiques .
– solide,
– liquide,
– gazeux.
l’eau peut se trouver :
sous forme
de glace
sous forme
liquide
sous forme
de vapeur d’eau
Diapo 4
Quelques notions
•
Le changement d’état physique d’un corps est le passage d’un état vers l’autre
fusion
évaporation
solidification
condensation
Évaporation ou vaporisation
Condensation ou liquéfaction
Fusion ou fonte
sublimation
La sublimation n’est possible
que dans le sens :
Solide -> liquide
Diapo 5
Quelques notions
•
Mélanges réfrigérants
– Ex : mélange de sel et de glace.
•
Détente d’un gaz comprimé
– La compression produit de la chaleur,
– la détente absorbe de la chaleur.
Diapo 6
Quelques notions
•
•
•
•
Les principaux facteurs qui régissent les changements d’états de la matière sont au
nombre de deux :
• la température,
la pression.
A une pression donnée un fluide entre en ébullition à une température donnée.
Pendant l’ébullition la température reste constante.
La relation « pression – température » n’existe que si le fluide considéré se trouve
dans ces deux états :
« liquide + vapeurs saturées ».
Diapo 7
Quelques notions
•
L’eau a son point de congélation à 0°C.
•
Pour obtenir des températures d’ébullition de l’eau aux alentours de 0°C on est
contraint à des pressions trop basses.
Diapo 8
Quelques notions
•
•
•
La pression atmosphérique est la pression qu’exerce sur tous les corps l’air qui
constitue l’atmosphère.
– Elle est égale à 1013,25 mbar ou hPa
La pression relative est la pression mesurée à partir de la pression atmosphérique
– Sur le manomètre la graduation 0 correspond à la pression atmosphérique
La pression absolue est la pression composée de :
• La pression atmosphérique
• La pression relative
Elle se mesure à partir du vide absolu.
Diapo 9
Quelques notions
Sur un diagramme ayant :
- pour abscisse la quantité de
chaleur en kJ/kg
- pour ordonnée la température
en °C,
nous représentons :
+ 110 °C
 l’élévation de la température
de la glace de –10°C à 0°C,
+ 100 °C
Fusion de la
glace
 la fonte de la glace,
 l’élévation de la température
de l’eau de 0°C à + 100°C,
 l’élévation de la température de
la vapeur d’eau de 100°C à 110°C.
Évaporation de l’eau
Réchauffement
de la vapeur d’eau
0 °C
- 10 °C
Réchauffement de l’eau
Réchauffement de la glace
Chaleur
latente
Chaleur
sensible
Diapo 10
Principe de fonctionnement
Basse Pression
Haute pression
compresseur
évaporateur
Zone de vapeurs
condenseur
Zone de liquide
détendeur
TC
Diapo 11
Principe de fonctionnement
•
Le compresseur
Sa fonction est :
– d’aspirer et de compresser le fluide à l’état de vapeur,
– de mettre le gaz à un niveau tel, par compression, qu’on puisse à nouveau le
liquéfier en lui soustrayant de la chaleur.
•
Le condenseur
– De transformer le gaz de l’état vapeur à l’état liquide en lui soustrayant de la
chaleur.
– Cette chaleur est composée de
• La chaleur extraite dans l’enceinte réfrigérée,
• La chaleur due au travail de compression,
– La source froide utilisée étant généralement de l’air ambiant ou de l’eau.
Diapo 12
Principe de fonctionnement
•
Le détendeur
Sa fonction est :
– d’alimenter l’évaporateur en fluide frigorigène.
– de laisser passer le liquide en quantité exacte correspondant, en vapeur, à ce
que peut aspirer le compresseur.
•
L’évaporateur
Sa fonction est :
– de transformer le gaz de l’état liquide à l’état vapeur en absorbant la chaleur au
milieu à refroidir.
– cette chaleur est composée de
• La chaleur des produits à conserver,
• La chaleur due au déperditions de la chambre froide. Fait absorber au
fluide la chaleur ambiante du milieu à refroidir.
Diapo 13
Principe de fonctionnement
•
La basse pression dans l’évaporateur permet l’ébullition du fluide frigorigène.
– La pression est mise à un niveau tel que la température du fluide soit inférieure
à la température de l’ambiance,
– ce qui permet le transfert de chaleur de l’ambiance à refroidir vers
l’évaporateur,
– Cette chaleur aura pour effet de vaporiser le fluide contenu dans l’évaporateur.
•
La haute pression dans le condenseur permet la liquéfaction du fluide frigorigène
– La pression est mise à un niveau tel que la température du fluide soit
supérieure à la température de l’ambiance,
– ce qui permet le transfert de chaleur du condenseur vers l’ambiance extérieure
ou à réchauffer,
– Le refroidissement du condenseur aura pour effet de condenser le fluide
contenu dans celui-ci.
Diapo 14
Principaux composants
Le compresseur:
•
Un compresseur ouvert est un compresseur constitué d'un bloc
mécanique, d'un système de transformation de mouvements
rotatifs en mouvements alternatifs et d'un arbre sur lequel on
réalise l'accouplement d'un moteur.
 Un compresseur semi-hermétique est conçu comme le précédent
mais le moteur électrique est logé dans le carter.
 Un compresseur hermétique est conçu comme le second mais il est
impossible d'intervenir car le carter est une tôle emboutie et
soudée.
Diapo 15
Principaux composants
•
Un évaporateur absorbe la chaleur de la chambre
froide.
•
Cette chaleur est absorbée sur deux zones
– L’évaporation ou vaporisation.
• Le fluide rentre dans l'évaporateur
détendu et en phase de vaporisation
surchauffe
• La vaporisation s'effectue sur presque
toute la longueur de l'évaporateur
– La surchauffe.
• En fin d'évaporateur les vapeurs ne sont
plus en présence de liquide et se
surchauffent.
• Celle-ci permet d'éviter l’arrivée de fluide à
l’état liquide au compresseur et de prévenir
les coups de liquide.
évaporation
Diapo 16
Principaux composants
•
•
Un condenseur évacue la chaleur due :
– À l'absorption de la chaleur de la chambre froide
par l'évaporateur,
– Au travail de compression.
Cette chaleur est évacuée sur trois zones
– La désurchauffe : refroidir les vapeurs venant du
compresseur afin de les amener à la température
de condensation.
– La condensation ou liquéfaction.
– Le sous refroidissement : refroidir le liquide à une
température se rapprochant le plus possible de la
température ambiante.
– Ce sous refroidissement améliore le rendement
frigorifique de l'installation.
Diapo 17