3. Étude particulière des compressions réfrigérées
Comme l’ont mis en évidence les développements précédents et particulièrement la figure 16, les compressions refroidies consomment moins d’énergie mécanique que les compressions non ou peu refroidies. Ainsi, en pratique et dès que les puissances mises en œuvre seront conséquentes (quelques kilowatts), on refroidira le gaz en cours de compression. Deux types de refroidissement sont utilisés, séparément ou simultanément : le refroidissement continu ou réfrigération continue, d’une part, la réfrigération fractionnée, d’autre part.
Généralement, pour toute compression refroidie, le travail technique nécessaire à la compression réelle est comparé au travail de la compression polytropique associée, dont le coefficient polytropique k est compris entre 1 et γ . On peut également le comparer :
-
soit au travail de la compression isothermique réversible associée, si la réfrigération est continue ;
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soit à des éléments de compression isentropique dans le cas d’une réfrigération fractionnée.
3.1 Réfrigération continue
La réfrigération continue consiste à refroidir le gaz au cours de sa variation de pression. C’est un mode de refroidissement très employé dans le cas de tous les compresseurs volumétriques. On le rencontre moins fréquemment dans les compresseurs centrifuges et il est rare, pour des raisons technologiques de construction, dans les compresseurs axiaux.
À la limite, et théoriquement, la réfrigération continue conduit à une compression isothermique réversible. Pratiquement, la température augmente malgré le refroidissement et l’évolution est irréversible.
Dans le cas d’une compression isothermique 1-2T (figure 17) réversible ou non, le travail technique est égal, en module, à la quantité de chaleur évacuée par le fluide réfrigérant (eau ou air en général) – voir l’équation ...
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