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Système qui permet, moyennant un apport énergétique, d’extraire de la chaleur au milieu à refroidir (source froide) pour la rejeter à l’extérieur (source chaude) [BE 9730]. Les machines frigorifiques répondent ainsi aux besoins du froid dans les trois domaines domestique, commercial et industriel, que sont la climatisation, la congélation et la réfrigération des produits périssables.
Une machine frigorifique est un circuit fermé dans lequel circule un fluide frigorigène. Son fonctionnement est basé sur le principe thermodynamique utilisant les propriétés physiques d’un fluide pour assurer un transfert de chaleur ou d'énergie, ce cycle frigorifique comprend quatre étapes : compression, condensation, détente, évaporation.
Le fluide frigorigène [BE 9733] est comprimé dans un compresseur [BE 9741], ce qui se traduit par une élévation de sa pression (haute pression) et sa température (état vapeur). Le condenseur [BE 9742] permet au fluide de condenser par échange avec un fluide extérieur (eau, air…). Le fluide frigorigène retrouve alors son état liquide mais conserve sa haute pression. Au passage du détendeur, il est vaporisé par abaissement brusque de la pression. Dans l’évaporateur, le fluide liquide absorbe de l’énergie thermique dans le fluide extérieur (eau, air…) et s’évapore. Le condenseur l’aspire alors pour un nouveau cycle. Pour caractériser l'efficacité énergétique d'une machine frigorifique, on utilise la notion de coefficient de performance, le rapport entre l'énergie frigorifique utile et l'énergie consommée qui la produit.
La manière dont les vapeurs formées dans l'évaporateur sont extraites permet de distinguer plusieurs types de machines [BE 9730]. Dans les machines à compression et à éjection, la méthode est mécanique. Dans les machines à sorption, l’aspiration de la vapeur résulte de la fixation sur une substance absorbante qui présente une grande affinité pour les molécules de frigorigène (exemple avec le couple : frigorigène ammoniac / absorbant eau).
Dans ce type de machines frigorifiques, les plus communément répandues, le fluide pur ou mélange existe à l’état de vapeur et à l’état liquide. A l’inverse, il existe des systèmes dans lesquels le fluide ne change pas d’état physique [BE 9734].
Les systèmes à récupérateur de chaleur et les pompes à chaleur utilisent le même cycle thermodynamique, ils sont différenciés des machines frigorifiques selon que l’on privilégie le prélèvement de chaleur ou l’apport de chaleur.
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