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Froid industriel

Image:Fairytale waring.png En travaux

Le froid industriel regroupe tous les systèmes permettant d'obtenir et de maintenir une température dans un local, une cuve d'eau, etc... quelle que soit la température extérieure.

Les procédés du froid industriel ( En travaux)

La réfrigération est une façon d'abaisser la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) d'un local, qu'il s'agisse d'un frigo ménager, d'un congélateur industriel, de la climatisation (La climatisation est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques (température, humidité, niveau de poussières, etc.) d’un local pour des raisons de...) d'une maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille, voire de plusieurs, sans être considérée comme un immeuble collectif.), d'un immeuble ou d'une voiture, le système reste quasiment le même. Seule les températures et les pressions de fonctionnement sont différentes aussi bien dans les locaux que dans le circuit frigorifique.

Il existe différentes façons d'obtenir du froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.). Le principe réside en un transfert de calories. Pour ceci, la solution la plus répandue consiste à utiliser la compression/détente d'un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides,...) frigorifique. En effet le passage de l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) à gazeux consomme des calories (ou produit des frigories) et les fluides frigorifiques ont des propriétés thermodynamiques qui nous permettent de créer artificiellement un cycle de condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz) à un état condensé (solide ou liquide). On...) / détente. En pratique, on observera deux techniques différentes :

  1. Par conduction
  2. Par convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la...)

IL existe plusieurs types de condenseur. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) d'abord rapellons l'utilité d'un condenseur.

-Le condenseur à pour but de condenser un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme...). Ce dernier sort du compresseur à haute pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.), le condenseur rejetant la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) absorbée par l'évaporateur. Ce rejet de chaleur est possible avec une différence de température entre la température du fluide à la sortie du compresseur (environ 60°C) et à la sortie du condenseur (environ 35°C). On parle alors de sous refroidissement.

- TYPES -

condenseur à air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les...) .

il est refroidi par l'air avec l'intermédiaire d'un ventilateur (ventilo-condenseur).

condenseur à eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.)

il est refroidi par l'eau avec l'intermédiaire d'un récipient hermétique. Les parties eau et fréon sont dissociées et ne doivent en aucun cas être en contact : le circuit doit être parfaitement déshydraté.

Le compresseur frigorifique

Le compresseur a pour rôle de créer une Haute Pression d'un côté et une Basse Pression de l'autre et par conséquant, d'assurer la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) du fluide dans le circuit frigorifique.

Il existe trois grandes familles de compresseurs frigorifiques :

  1. Les compresseurs hermétiques
  2. Les compresseurs semi hermétiques
  3. Les compresseurs ouverts
  • Les compresseurs hermétiques

Les compresseurs hermétiques sont des compresseurs dont la partie moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir...) et la partie compression sont confinées dans une cloche hermétiques non démontable d'où leur nom. Si l'une des deux parties vient à céder le compresseur est considéré comme H.S. La partie electrique est refroidie par les vapeurs de BP lors du fonctionnement du compresseur.

De l'exterieur, ils disposent généralement d'un bornier de raccordement electrique ainsi que de 3 orifices :

  1. Un orifice de remplissage / vidange pour le fluide frigorifique (côté BP)
  2. Un orifice BP
  3. Un orifice HP

On retrouve différents types de compresseurs hermétiques :

- A piston : ceux-ci équipent principalement l'électroménager (Le terme électroménager caractérise tous les appareils et outils utilisant l'électricité et, destinés à assurer des besoins domestiques, par opposition aux outils et machines industriels. Ces appareils peuvent être répartis en deux...) du fait de leur taille réduite.

- A piston rotatif

- A spirale (En mathématiques, une spirale est une courbe qui commence en un point central puis s'en éloigne de plus en plus, en même temps qu'elle tourne autour.) aussi appelé compresseur hermétique scroll

  • Les compresseurs semi hermétiques

Les compresseurs semi hermétiques sont appelés comme tels du fait que la partie moteur et la partie compresseur sont directement assemblées l'une contre l'autre. L'accouplement entre le moteur et le compresseur n'est donc pas accessible (à moins de dissocier les deux parties par démontage). Ces compresseurs sont donc réparable. Comme pour les compresseurs hermétiques, la partie moteur des semi hermétiques est refroidie par les vapeurs de BP.

CFC, HCFC, HFC et autres fluides frigorifiques

1. CFC

  • R11 Trichlorofluorométhane
  • R115 Chloropentafluoroéthane
  • R12 Dichlorodifluorométhane
  • R502 Mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat...) azéotropique

2. HCFC

  • R22 Chlorodifluorométhane
  • R141b1,1-Dichloro-1-fluoroéthane

3. HFC

  • R125 1,1,1,2,2-Pentafluoroéthane
  • R134a 1,1,1,2 Tétrafluoroéthane
  • R404a Mélange zéotropique
  • R407c Mélange zéotropique
  • R410a Mélange zéotropique
  • R507 Mélange azéotropique

4. Hydrocarbure

  • R1150 Ethylene

5. Autres fluides frigorifiques

  • R718 Eau
  • R717 Ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base trigonale : l'atome...)
  • R744 Dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone (appelé parfois, de façon impropre « gaz carbonique ») est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes...)
  • Nouvelle réglementation pour les CFC et HCFC

Cycle du fluide dans un circuit frigorifique

  1. Le fluide frigorifique sort du compresseur par le tube rouge (HP = Haute pression). A ce stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement...), le fluide sort comprimé et très chaud à l'état gazeux.
  2. Le fluide frigorifique traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de la voie, sous les rails, pour en maintenir l'écartement et...) alors le condenseur qui a pour rôle d'évacuer les calories emmagasinées par le fluide. À la sortie du condenseur, le fluide est à l'état liquide.
  3. Par la suite, le fluide se déverse dans une bouteille liquide. On observe un certain niveau de liquide au fond de la bouteille. Au dessus il s'agit de vapeurs de fluide non condensées. Le rôle de cette réserve est de s'assurer que le prochain organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément...) soit uniquement alimenté par du fluide à l'état liquide.
  4. Le fluide peut désormais traverser le détendeur. Le détendeur a pour rôle de réguler la détente du fluide en fonction de plusieurs paramètres. Le fluide sort du détendeur à l'état liquide (90%) et gazeux(10%) et a aussi perdu quelques calories.
  5. Le diffuseur est ensuite alimenté par un fluide froid (la température baisse lors de la détente)et le distribue à l'évaporateur.
  6. L'évaporateur est donc traversé par un fluide qui va totalement s'évaporer. Le rôle de l'évaporateur est de capter les calories du local à réfrigérer. On obtient donc du froid !!!
  7. À la sortie de l'évaporateur, le fluide frigorifique a regagné des calories et se déverse dans la bouteille "anti-coup". Le rôle de cette bouteille est de s'assurer que le compresseur soit uniquement alimenté par un fluide compressible c’est-à-dire par du fluide frigorifique à l'état gazeux.
  8. Le fluide est alors acheminé au compresseur par le tube bleu (BP = Basse pression).

Conversions des installations frigorifiques

Ce chapitre traitera des conversions des installations pour les nouveaux fluides. (Retrofiting et Drop-in...)

Le froid industriel dans le monde (Le mot monde peut désigner :) routier

Dans le monde routier, le groupe frigorifique dispose d'une ou plusieurs sources d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) en fonction de son activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.)..

  1. l'énergie thermique (L'énergie thermique est l'énergie cinétique d'un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes. Les transferts d'énergie thermique entre corps sont...) (la plus répandue) : Un moteur thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de...) entraîne le compresseur.
  2. l'énergie électrique : Un moteur électrique entraîne le compresseur.
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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