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S-M4-V1 : Découverte de Thermoptim - Frigo
GlossaireExploration d’une installation de réfrigération
Cycle de réfrigération, sans sous-refroidissement, surchauffe de 5 °C, Tair = 32 °C
- Introduction
- Chargement d’un modèle
- Paramétrage retenu
- Tracé du cycle dans le diagramme (h, ln(P))
- Modifications du cycle avec prise en compte d’un sous-refroidissement de 10 °C
- Variation des performances lorsque la température externe varie
- Exercices d’application
- Détermination du rendement isentropique lorsque l’état du point de sortie est connu
- Conclusion
Introduction
L’objectif de cette exploration est de vous guider dans vos premiers pas d’utilisation de Thermoptim, en vous faisant découvrir les principaux écrans et fonctionnalités associés à un modèle d’installation de réfrigération simple.
Vous découvrirez l’agencement des écrans des points et des transfos, la manière dont ils peuvent être reparamétrés et calculés, les notions d’énergies utiles et payantes permettant de dresser les bilans énergétiques globaux et de déterminer le Coefficient de Performance COP.
Vous visualiserez les cycles dans le diagramme thermodynamique (h, ln(P)) et vous effectuerez des études de sensibilité du cycle à la température extérieure et à la haute pression. Vous analyserez l’intérêt du sous-refroidissement.
Dans une installation de réfrigération par compression de vapeur, on cherche à maintenir une enceinte froide à une température inférieure à l’ambiante.
Le principe consiste à évaporer un fluide frigorigène à basse pression (et donc basse température), dans un échangeur en contact avec l’enceinte froide.
Pour cela, il faut que la température d’évaporation du fluide frigorigène soit inférieure à celle de l’enceinte froide. Le fluide est ensuite comprimé à une pression telle que sa température de condensation soit supérieure à la température ambiante.
Il est alors possible de refroidir le fluide par échange thermique avec l’air ambiant, jusqu’à ce qu’il devienne liquide. Le liquide est ensuite détendu par laminage isenthalpique jusqu’à la basse pression, et dirigé dans l’évaporateur. Le cycle est ainsi refermé.
Paramétrage retenu
Le cycle de réfrigération par compression de R134a fonctionne entre une pression d’évaporation de 1,78 bar et une pression de condenseur de 12 bar.
En sortie d’évaporateur, un débit m = 1 g/s de fluide est entièrement vaporisé, avec une surchauffe de 5 °C.
Il est ensuite comprimé jusqu’à 12 bar en suivant une compression adiabatique irréversible. La compression réelle est caractérisée par un rendement isentropique, défini comme le rapport du travail de la compression réversible au travail réel. Sa valeur est supposée égale à 0,75
Le refroidissement du fluide dans le condenseur par échange avec l’air extérieur comporte deux étapes : une désurchauffe dans la zone vapeur suivie d’une condensation.
Il est ensuite détendu sans travail dans un capillaire, jusqu’à la pression de 1,78 bar.
