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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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Lire l’articleAuteur(s)
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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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6. Modes de réglage de la puissance thermique
Les valeurs de la puissance frigorifique d'une machine frigorifique, ou de la puissance calorifique d'une pompe à chaleur, utilisées pour le calcul et le choix du matériel nécessaire, correspondent, généralement, à la charge thermique maximale de la machine. En effet, l'installation doit permettre, dans les conditions les plus difficiles, de satisfaire les besoins de froid ou de chaleur. Lorsque, sous l'action de facteurs divers, ces besoins diminuent, la production frigorifique ou calorifique de la machine doit être abaissée pour s'adapter à ces nouvelles conditions de charge.
Il faut donc se préoccuper des diverses méthodes qui peuvent être utilisées pour assurer la réduction de la puissance thermique produite par ces machines. Nous nous bornons ici à la présentation des principes.
Dans une installation de climatisation, les besoins en puissance diminuent dès que : la température extérieure s'abaisse, l'insolation est moins importante, l'occupation du local à climatiser est plus faible, etc.
Pour un entrepôt, les besoins peuvent se réduire à la suite de l'abaissement de la température extérieure ou parce que le tonnage des produits à refroidir est moins important.
Une pompe à chaleur peut être également moins sollicitée si la température à l'extérieur du local à chauffer s'élève ou encore si l'on procède, notamment la nuit, à une réduction de la température intérieure du local, etc.
Il existe différentes méthodes de réglage de la puissance frigorifique qui ne sont pas toutes aussi intéressantes les unes que les autres si l'on considère :
-
l'économie de l'énergie mécanique consommée ;
-
la commodité du réglage ;
-
la variation continue ou non de la puissance ;
-
le taux minimal possible de réduction de la puissance thermique ;
-
les possibilités d'automatisation ;
-
le prix de revient, etc.
On distingue deux genres de systèmes de réduction de puissance frigorifique (figure 19) :
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ceux qui agissent directement sur le compresseur lui-même ;
-
ceux qui interviennent sur le circuit frigorifique.
Pour caractériser un dispositif de réduction de puissance du point de vue énergétique, il convient d'étudier...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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.
-
(3) - * - Bulletin bibliographique de l'Institut International du Froid (Revue bilingue français-anglais sur les travaux internationaux relatifs au froid).
-
(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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