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Pierre LEMOINE : Ingénieur de l’École Breguet - Chef du Service Technique des Sources Froides des Établissements SCAM-Alsthom
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Tout travail, qu’il soit mécanique, chimique ou autre, est la source d’une production de chaleur parasite la plupart du temps gênante, et parfois même nuisible. Le refroidissement des installations et des matériels doit donc être assuré en permanence si l’on veut conserver leur qualité et leur rendement.
Les cycles thermiques fonctionnant selon le principe de Carnot sont particulièrement sensibles au phénomène d’échauffement, le rendement étant lié directement à la température de la source froide.
Dans un grand nombre de cas, le refroidissement se fait naturellement par échange avec le milieu environnant. Ce refroidissement naturel n’est cependant pas toujours suffisant et l’on doit alors avoir recours à un refroidissement forcé.
Nous n’abordons pas dans cet article le refroidissement à basse température nécessitant l’utilisation de machines frigorifiques (article Théorie des machines frigorifiques. Machine à compression mécanique dans ce traité).
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2. Deux types de réfrigérants
Nous décrirons ci-après les deux types de réfrigérants utilisant l’air comme fluide refroidisseur.
2.1 Réfrigérants secs
Comme nous l’avons vu précédemment, les deux fluides ne sont pas en contact dans ces appareils. On distingue deux types de réfrigérants (figure 3) caractérisés par l’évolution du fluide à refroidir :
-
les aéroréfrigérants, dans lesquels le fluide est simplement refroidi sans changement d’état ;
-
les aérocondenseurs, dans lesquels la vapeur subit un changement d’état.
Dans ces réfrigérants, le fluide à refroidir est mis en circulation par une pompe ou un ventilateur, selon sa nature, et traverse un ensemble de tubes ou profilés dont la paroi extérieure est soumise à une circulation d’air naturelle ou forcée.
L’adoption d’un tel système est obligatoire lorsque le fluide à refroidir n’est pas de l’eau ou de la vapeur d’eau.
Il comporte, par ailleurs, un certain nombre d’avantages conduisant dans certains cas à son adoption par l’utilisateur quel que soit le fluide. On peut noter en particulier les points suivants :
-
la séparation totale des fluides permet de conserver les qualités du fluide à refroidir ;
-
tous les fluides (liquides ou gazeux) peuvent être refroidis par ce procédé ;
-
il n’y a pas de pollution de l’air de refroidissement, si ce n’est un réchauffage, car il n’est jamais en contact avec le fluide refroidi ; en particulier, les retombées de buées ou de gouttes sont pratiquement inexistantes dans l’environnement ;
-
le fluide à refroidir ne subit aucune pollution due à l’air de refroidissement ;
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ce système ne demande aucun appoint de fluide à refroidir pendant ou après son passage dans l’aéroréfrigérant ;
-
il est particulièrement adapté au refroidissement des fluides sans limite de température.
Les avantages ci-dessus admettent naturellement que les matériaux...
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