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RÉSUMÉ
Les machines frigorifiques à compression dominent largement dans les applications de production de froid, climatisation et conservation des denrées… Parmi elles, les systèmes frigorifiques à un étage de compression mécanique font l’objet d’un développement important, la nécessité d’une bonne compréhension des phénomènes en jeu est donc primordiale. Le calcul d’une machine monoétagée nécessite le tracé des cycles tant fondamentaux que techniques. Cette approche conduit au choix des caractéristiques et des performances de la machine, et ainsi à celui du compresseur et de son rendement. Ensuite, les modes de réglage de la puissance thermique doivent pouvoir satisfaire dans les conditions les plus critiques la demande de production frigorifique ou calorifique.
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Maxime DUMINIL : Ancien professeur de l'Institut du froid industriel et du génie climatique, au CNAM - Ancien professeur à l'École centrale de Paris - Expert honoraire près de la Cour d'Appel de Paris
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Jean-Pierre DOMBLIDES : Maître de conférences au Conservatoire national de arts et métiers et à l'IFFI Institut français du froid industriel et du génie climatique - Président de la Commission formation de l'Association française du froid (AFF)
INTRODUCTION
La bonne connaissance des cycles frigorifiques à compression est d'une importance majeure, ce qui justifie le développement qui leur est réservé. Après avoir donné des indications générales sur les systèmes frigorifiques dans le dossier précédent [BE 9 730], ce dossier étudie les cycles frigorifiques à un étage de compression mécanique : tracé des cycles, étude de la machine monoétagée, influence des conditions de fonctionnement de cette machine sur ses caractéristiques et modes de réglage de la puissance frigorifique.
Le dossier suivant [BE 9 732] est consacré aux cycles frigorifiques à compression multiétagée et, singulièrement, aux machines biétagées. Une étude des cycles frigorifiques en cascade complète ce texte. Le dossier [BE 9 733] porte sur les fluides actifs des machines à compression : les frigorigènes et leur impact sur l'environnement.
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4. Calcul d'une machine
4.1 Données
Elles concernent des valeurs absolument imposées au projeteur et portent sur :
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les températures des milieux avec lesquels le système frigorifique échange de la chaleur ; il existe donc quelques différences selon que ce système est une machine frigorifique ou une pompe à chaleur ;
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les puissances thermiques à mettre en œuvre.
4.1.1.1 Conditions de refroidissement
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Refroidissement d'un frigoporteur
Pour le passage de ce fluide (généralement un liquide) de q f1 à q f2 , c'est la température q f2 de sortie du frigoporteur qui est alors, ordinairement, la donnée imposée. On se fixe le « pincement » de l'évaporateur Δq Pf et on en déduit la température d'évaporation q F du frigorigène. À cette température, q F correspond la pression d'évaporation p F du frigorigène choisi (figure 8).
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Refroidissement direct d'une chambre froide
C'est la température q int à atteindre dans celle-ci qui est la donnée imposée. Très souvent les conditions d'entreposage d'une denrée périssable imposent, en outre, une humidité relative, e, dans l'enceinte refroidie. En s'appuyant sur ces données, on détermine la température d'évaporation q F , donc, pour le frigorigène choisi, la pression d'évaporation p F (figure 9).
4.1.1.2 Conditions de rejet de chaleur
Lorsque la machine frigorifique doit rejeter la chaleur dans un milieu, air ou...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DUMINIL (M.) - Cours de génie frigorifique. Institut français du froid industriel et du génie climatique. - Conservatoire national des arts et métiers (1988).
-
(2) - DUMINIL (M.), VRINAT (G.) - Systèmes frigorifiques et pompes à chaleur. Travaux de recherches. - Institut International du Froid Éd. Tome 1 : Cycles à compression – Systèmes et fluides actifs, 128 p. ; Tome 2 : Caloporteurs – Échanges thermiques – Échangeurs, 161 p. ; Tome 3 : Compresseurs et moteurs – Détendeurs et régulation, 71 p. ; Tome 4 : Pompes à chaleur à sorption et chimiques, à gaz, hybrides – Applications industrielles des pompes à chaleur, 139 p. ; Tome 5 : Annuaire des centres de recherches mondiaux, 50 p.
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(3) - * - Bulletin bibliographique de l'Institut International du Froid (Revue bilingue français-anglais sur les travaux internationaux relatifs au froid).
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(4) - INSTITUT INTERNATIONAL DU FROID (IIF), PARIS - * - Cycles à compression pour systèmes frigorifiques, climatisation et pompes à chaleur préservant l'environnement, 169 p. (1993) ; Économie d'énergie en matière de froid, 224 p. (1982). Collection des comptes rendus des Commissions de l'IIF, notamment :...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Refprop http://www.nist.gov/srd/nist23.cfm
Solkane http://climatisation.froid.free.fr/
Coolpack https://coolpack.software.informer.com/T%C3%A9l%C3%A9charger/
Kotza international http://www.kotza-international.com
HAUT DE PAGE
Alliance Froid Climatisation Environnement (réglementation) http://www.afce.asso.fr/
Datafluides (textes sur les réfrigérants réglementés) http://www.datafluides.fr
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