Dans un cycle moteur, on apporte de la chaleur afin de produire de l'énergie mécanique. Dans un cycle récepteur, on opère en sens inverse : on apporte de l'énergie mécanique et on s'en sert pour remonter le niveau thermique d'une quantité de chaleur

Dans le quatrième module, vous transposez les réflexions des modules précédents aux cycles récepteurs, dont l'optimisation fait aussi appel à la réduction des irréversibilités.

Son volume horaire est d'environ 3 h de travail, dont 45 mn de vidéos.

Les cycles que nous étudierons sont ceux de réfrigération et de cryogénie ainsi que ceux des pompes à chaleur.

Variantes des cycles frigorifiques

Remarques

Dans la première partie du cours, vous trouverez des rappels sur le fonctionnement des installations de réfrigération, les technologies correspondantes, et les évolutions de référence suivies par leurs composants. L'exploration dirigée S-M4-V9 leur est consacrée.

Deux préoccupations environnementales sont venues remettre en cause l'utilisation massive des fluides thermodynamiques, essentiellement ceux utilisés dans les machines de réfrigération et dans les cycles ORC : la rupture de la couche d'ozone et l'augmentation de l'effet de serre.

Dans cette rubrique du portail Thermoptim-UNIT, vous trouverez des présentations succinctes de cette problématique et des explications sur les critères à considérer lorsqu'on désire choisir un fluide thermodynamique pour une application donnée.

Cycle de réfrigération de référence

Le cycle de référence que nous utiliserons a une pression d'évaporation de 1 bar et une pression de condensation de 12 bar. Pour le reste, nous conserverons les paramétrages de l'exploration dirigée (S-M3-V9) : surchauffe 5 °C, sous-refroidissement -10 °C, rendement isentropique du compresseur égal à 0,8.

Son COP vaut 2,04.

Bilan exergétique du cycle de réfrigération de référence

La manière dont ce bilan peut être établi et la structure productive correspondante sont expliquées dans l'exploration dirigée BESP-2 : Bilans exergétiques et structures productives de différents cycles.

Toutefois les valeurs des températures des sources externes et celle de l'environnement ne sont pas ici les mêmes.

Ce bilan exergétique est très intéressant : le COP de la machine étant de 2,04, on pourrait penser que la machine est très efficace, alors que son rendement exergétique n'est que de 27,7 %.

Un bilan exergétique est bien meilleur pour qualifier les performances d'un cycle frigorifique qu'un simple bilan enthalpique !

Les irréversibilités sont assez bien réparties : le détendeur et le compresseur représentent environ 25 % chacun, l'évaporateur 15 % et le condenseur 29 %.

Amélioration du cycle de réfrigération simple

Pour améliorer les cycles récepteurs on est aussi conduit d'une part à minimiser les irréversibilités provenant des hétérogénéités de température tant vers l'extérieur du système qu'en interne, et d'autre part à fractionner la compression.

Nous avons vu que, dès lors qu'il est nécessaire de fractionner une compression, il peut être intéressant de refroidir le fluide entre deux étages. Lorsque le cycle frigorifique doit opérer avec un rapport de compression élevé, une variante du cycle de base consiste précisément à faire cela.

Cycle frigorifique à injection totale

Pour pouvoir d'une part assurer en interne le refroidissement des vapeurs sortant du compresseur à basse pression, et d'autre part augmenter le palier de vaporisation, il est intéressant de fractionner aussi la détente. Le cycle le plus simple et le plus performant est appelé cycle à injection totale ou cycle de réfrigération avec chambre flash (figure ci-dessous).

Exploration dirigée C-M3-V3

Ouvrez l'exploration dirigée C-M3-V3 Cycle frigorifique à injection totale et suivez les indications qui vous sont données.

Ce document pdf correspond à cette exploration.

Pour vérifier votre compréhension de ce qui vient d'être dit, nous vous proposons l'activité suivante :

• Placement sur image : Cycle à injection totale

Bilan exergétique du cycle de réfrigération à injection totale

Le tableau ci-dessus donne le bilan exergétique de ce nouveau cycle. Son rendement exergétique a augmenté, atteignant 31,8 % au lieu de 27,7 %.

Les composants dont la part dans les irréversibilités a le plus évolué sont les détendeurs HP et BP. La bouteille de mélange introduit peu d'irréversibilités.

Cycles à éjecteur

Un éjecteur (figure ci-dessous) reçoit en entrée deux fluides généralement gazeux, mais qui peuvent aussi être liquides ou diphasiques :

• le fluide à haute pression, appelé fluide moteur ou primaire ;

• le fluide à basse pression, appelé fluide secondaire ou aspiré.

Le fluide moteur est accéléré dans un convergent-divergent, créant une baisse de pression dans la zone de mélange, ce qui a pour effet d'aspirer le fluide secondaire. Les deux fluides sont alors mélangés et une onde de choc peut prendre place dans la zone suivante (col sur la figure). Il en résulte une augmentation de la pression du mélange et une baisse de sa vitesse, qui devient subsonique. Le diffuseur permet de convertir la vitesse résiduelle en augmentation de pression.

Vous trouverez une présentation des éjecteurs dans cette page du portail Thermoptim-UNIT

Remarques

Le modèle d'éjecteur (modèle dit unidimensionnel) repose sur les hypothèses suivantes :

• la détente des fluides primaire et secondaire dans la tuyère d'entrée est supposée adiabatique, avec prise en compte des irréversibilités grâce à un rendement isentropique

• la pression reste constante dans la chambre de mélange (il existe des éjecteurs à section de mélange constante, mais ils sont moins performants que les autres)

• lorsque le flux mélangé est supersonique, un choc normal peut prendre place dans la chambre de mélange, ce qui ralentit le fluide et crée une surpression importante

• la compression dans le diffuseur est supposée adiabatique, avec prise en compte des irréversibilités grâce à un rendement isentropique

• les propriétés du fluide sont homogènes dans toute section

Ce composant fait partie de la modélothèque de Thermoptim.

Pour vérifier votre compréhension de ce qui vient d'être dit, nous vous proposons l'activité suivante :

• Texte à trous sur les éjecteurs

Cycle frigorifique à éjecteur et compresseur

Exploration dirigée C-M3-V4

Ouvrez l'exploration dirigée C-M3-V4 Cycle frigorifique à éjecteur et compresseur et suivez les indications qui vous sont données.

Ce document pdf correspond à cette exploration.

Remarques

Vous trouverez des compléments sur les installations de réfrigération à compression de vapeur dans cette page du portail Thermoptim-UNIT

Deux préoccupations environnementales sont venues remettre en cause l'utilisation massive des anciens fluides frigorigènes : la rupture de la couche d'ozone et l'augmentation de l'effet de serre. Très rapidement a été prise la décision d'arrêter la production des chlorofluorocarbones CFC) et des halons, et de remettre en cause celle des hydrochlorofluorocarbones (HCFC), du fait qu'ils contiennent toujours du chlore. L'ensemble de ces mesures a provoqué pour les industriels de la réfrigération une révolution technologique majeure qui a commencé en 1994 et qui n'est pas terminée.

Les fabricants de fluides frigorigènes considèrent en effet qu'à l'exception du R134a, il est maintenant peu probable de trouver des fluides purs qui possèdent des propriétés thermodynamiques leur permettant d'être de parfaits substituts aux anciens fluides. En revanche, en mélangeant des fluides purs dans des proportions bien choisies, il est possible d'obtenir des caractéristiques mieux adaptées, ce qui explique l'intérêt que suscitent les mélanges.

Le comportement des mélanges en équilibre liquide-vapeur est cependant généralement différent de celui des corps purs, le titre de chacun des constituants évoluant entre des limites qui dépendent de la pression et de la température, du fait de la distillation qui prend alors place.

Pour les applications frigorifiques, la composition d'un mélange frigorigène reste invariable dans les phases vapeur et liquide (si l'on néglige l'influence de l'huile de lubrification).

Dans la zone d'équilibre liquide-vapeur, ce n'est plus strictement vrai, mais on peut cependant presque toujours se dispenser de calculer avec précision la composition exacte de la phase gazeuse et de la phase liquide en sortie de détendeur et dans l'évaporateur.

Par analogie avec les corps purs, on généralise la notion de titre en vapeur par celle de titre moyen, égal à la masse de la phase vapeur, tous constituants confondus, rapportée à la masse totale des phases liquide et vapeur.

On peut alors se contenter d'un modèle du mélange à composition fixée, beaucoup plus simple. Une équation numériquement ajustée sur les valeurs expérimentales d'un mélange donné sera ainsi à la fois beaucoup plus précise et plus facile à calculer que la formulation générale que nous venons de voir. Par ailleurs, des équations d'état ont été spécifiquement développées pour ces applications.

Essentiellement, à pression donnée, les différences entre les températures saturantes des constituants introduisent comme nous l'avons vu un glissement de température dans la zone d'équilibre liquide-vapeur : la température de début d'ébullition (température de bulle) est inférieure à la température de fin d'ébullition (température de rosée), alors qu'elles sont égales pour les corps purs.

De ce fait, la pression et la température ne restent plus constantes lors d'une ébullition ou d'une condensation.

Dans les diagrammes de Clapeyron (P, v), entropique (T, s), et (h, ln(P)), les isobares ou les isothermes ne sont plus simultanément horizontales dans la zone d'équilibre liquide-vapeur comme le montrent les figures ci-dessous.

Voici le diagramme (h, ln (P)) du R404A.

On distingue nettement le glissement de température.

Voici le diagramme entropique (T, s) du R404A.

La variation de pression à température donnée dans la zone d'équilibre liquide-vapeur y est moins nettement perceptible.

Les deux diagrammes ci-dessous montrent l'allure d'un cycle de réfrigération au R407c dans le diagramme (h, ln(P)) et le diagramme entropique.

Autres cycles récepteurs

Cette vidéo constitue une introduction à trois types d'autres cycles récepteurs :

• les pompes à chaleur

• les cycles de Brayton inverse

• les cycles de cryogénie

Après l'avoir étudiée, vous pourrez consulter les ressources complémentaires suivantes.

Considérons une situation où l'on dispose simultanément de besoins thermiques à moyenne température (par exemple 50 °C), et d'une source de chaleur « gratuite » à une température légèrement inférieure à celle des besoins (par exemple 10 °C).

Le principe consiste comme pour un cycle frigorifique à évaporer un fluide frigorigène à basse pression (et donc basse température), dans un échangeur en contact avec la source froide. Pour cela, il faut que la température Tevap du fluide frigorigène soit inférieure à celle Tsf de la source froide. Le fluide est ensuite comprimé à une pression telle que sa température de condensation Tcond soit supérieure à la température des besoins Tb. Il est alors possible de refroidir le fluide par échange thermique avec ces besoins, 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.

L'efficacité d'un tel cycle est définie selon la règle générale, comme le rapport de l'énergie utile à l'énergie payante. C'est donc le rapport de la chaleur au condenseur au travail de compression. Étant donné que sa valeur est généralement supérieure à 1, on préfère parler de COefficient de Performance ou COP.

Pour un cycle frigorifique simple, la notion de COP suffit, car il n'y a pas d'ambiguïté, et c'est pourquoi, par souci de simplicité, nous nous sommes jusqu'ici contenté de la définition habituelle :

COP = (puissance frigorifique)/(puissance de compression)

Pour une machine susceptible d'être utilisée en mode climatisation ou en mode chauffage, comme une pompe à chaleur, on distingue parfois le coefficient d'efficacité frigorifique du COP défini comme rapport de la puissance de chauffe à la puissance de compression.

Pour éviter toute ambiguïté, nous préférons parler de COP froid (COPf) et de COP chaud (COPc).

Pour vérifier votre compréhension de ce qui vient d'être dit, nous vous proposons l'activité suivante :

• Texte à trous sur la pompe à chaleur

Les pompes à chaleur permettent ainsi de rehausser le niveau de température d'une source froide avec un excellent rendement, dans la mesure où l'écart de température n'est pas trop important.

Ce mode de chauffage est très séduisant si l'on dispose d'une source de chaleur gratuite à un niveau de température suffisant. Pour le chauffage des locaux, il présente cependant un inconvénient : le COP baisse au fur et à mesure que les besoins de chauffage augmentent, car l'écart de température entre la source froide et le chauffage croît simultanément.

Applications industrielles

Les pompes à chaleur sont utilisées non seulement pour le chauffage des locaux mais aussi pour différentes applications industrielles. D'autres usages comme le refroidissement d'une patinoire couplé au chauffage d'une piscine municipale permettent de valoriser aussi bien la fonction réfrigération que la fonction chauffage.

Les domaines d'utilisation des pompes à chaleur dans l'industrie sont les suivants, Te et Tc étant respectivement les températures d'évaporation et de condensation :

• Te < 20 °C, Tc < 80 °C : ce sont des pompes à chaleur classiques standard, commercialisées et disponibles sur catalogue ;

• 20 °C < Te < 80 °C, Tc < 130 °C : il s'agit ici de pompes à chaleur spécifiques, quoique dérivées du matériel frigorifique, mais adaptées à des températures de fonctionnement plus élevées ;

• pour des températures plus élevées, ce type de matériel ne convient plus. La compression mécanique de vapeur peut être une solution, si la source froide se présente sous forme de vapeur.

Les compresseurs utilisés en pratique sont de trois types : à piston (P < 200 kW), à vis (100 kW < P < 1 MW), ou centrifuges (P > 800 kW).

Actuellement, les principaux débouchés des pompes à chaleur dans l'industrie concernent le séchage des produits thermosensibles ou à migration d'humidité lente, et la récupération d'énergie dans les usines où existent des besoins simultanés et comparables de chaud et de froid.

La séance Diapason S33 permet d'étudier le cycle d'une pompe à chaleur et de dimensionner son évaporateur, avec une comparaison de son bilan exergétique avec celui d'une chaudière. L'ensemble des fichiers de travail est fourni à la fin de l'exercice.

Influence de la température extérieure sur les performances de la pompe à chaleur

Un sujet très important lorsqu'on s'intéresse aux cycles frigorifiques et de pompe à chaleur est l'étude de leur comportement lorsque la température extérieure varie, notamment lorsque leur compresseur est volumétrique.

Tout comme nous avons vu que le rendement isentropique d'une turbine varie avec le rapport de compression, de telle sorte qu'une approche polytropique est plus pertinente, le rendement isentropique des compresseurs volumétriques varie avec le rapport de compression et ne peut donc généralement être considéré constant.

Des formulations approchées permettent ainsi d'obtenir la valeur du rendement isentropique d'un compresseur frigorifique volumétrique en fonction du rapport de compression P2/P1.

Une autre caractéristique des compresseurs volumétriques est qu'en fin de compression, il existe toujours un certain volume, même petit, appelé espace mort, entre les parois fixes et les parois mobiles (la culasse, le cylindre et le piston par exemple).

Une partie du gaz n'est donc pas expulsée, et recircule dans le compresseur, se détendant avant admission de la charge fraîche. Plus le taux de compression est élevé, plus la masse qui recircule est grande, et plus la masse utile diminue.

Il résulte de ce phénomène que le débit massique qui traverse un compresseur volumétrique varie à la fois en fonction du rapport de compression et en fonction du volume massique du gaz aspiré.

Si l'on veut étudier avec précision l'adaptation d'une installation de réfrigération utilisant un compresseur volumétrique, il faut tenir compte de l'évolution de son rendement isentropique et de son rendement volumétrique.

Un exemple de modèle de pompe à chaleur reparamétrable en fonction de la température extérieure est présenté dans cette page.

Notez que cette approche de l'influence de la température extérieure reste encore simplifiée, du fait que l'adaptation du condenseur et de l'évaporateur à ses variations n'est pas prise en compte.

Pour aller plus loin, mais ceci sort largement du cadre de ce cours, il faudrait étudier le comportement de la pompe à chaleur en régime non-nominal.

Cette page du portail vous fournira des indications sur la manière de procéder si ce sujet vous intéresse.

Comme l'indique son nom, un cycle de Brayton inverse réalise un effet frigorifique en inversant le cycle de Brayton, c'est-à-dire celui de la turbine à gaz : un gaz est comprimé, refroidi, puis détendu (figure ci-dessous). La température de fin de détente étant basse, ce gaz peut être utilisé pour refroidir une enceinte, soit par contact direct, notamment s'il s'agit d'air, soit par l'intermédiaire d'un échangeur.

Ce type de cycle peut être utilisé pour climatiser l'habitacle d'une automobile afin de limiter les émissions de CO2.

L'efficacité du cycle n'est pas très élevée, mais le système est relativement simple, et présente de surcroît l'intérêt de ne libérer aucun gaz à effet de serre en cas de rupture accidentelle des canalisations.

Le cycle de Brayton inverse à air a été jusqu'à récemment très utilisé dans les avions pour assurer la climatisation de la cabine en vol.

Vous trouverez une présentation du cycle de Brayton inverse dans cette page du portail Thermoptim-UNIT

On parle de cryogénie pour désigner les procédés de réfrigération à très basse température (typiquement inférieure à 125 K), et les distinguer des cycles de réfrigération ordinaires. Bon nombre de ces procédés concernent la liquéfaction des gaz dits permanents, comme l'air, le gaz naturel, l'hydrogène ou l'hélium.

La cryogénie est donc le domaine de l'ingénierie qui s'intéresse aux systèmes fonctionnant à très basse température, ce qui pose des problèmes particuliers, notamment en termes de fluides et de matériaux.

Les cycles de réfrigération et de liquéfaction cryogéniques mettent en jeu des combinaisons de compressions paraisothermes, de refroidissements, de régénérations thermiques et de détentes isenthalpiques ou adiabatiques des fluides.

On peut distinguer quatre grandes familles de procédés thermodynamiques cryogéniques :

• les procédés à détente isenthalpique de Joule-Thomson

• les cycles inverses de Brayton à détente isentropique

• les procédés mixtes associant une détente isenthalpique et une détente isentropique (cycle de Claude)

• les cascades classiques ou intégrées

Il est possible de modéliser avec Thermoptim quelques cycles cryogéniques, mais l'exercice est souvent délicat compte tenu des niveaux de température très bas que l'on peut atteindre. On trouvera dans cette fiche quelques cas de cycles de liquéfaction du méthane et de l'azote, ainsi qu'un cycle de réfrigération de Brayton inverse à hélium à très basse température. Ces exemples s’inspirent des documents cités en référence, en particulier du fascicule J 3600 des Techniques de l'Ingénieur, rédigé par P. PETIT.

Ce texte à trous vous permettra de vérifier votre compréhension de ce qu'est la cryogénie.

Pour liquéfier du gaz naturel, on comprime à 100 bars du méthane pris à 1 bar et 280 K, puis on le refroidit jusqu'à 210K (on suppose dans cet exemple que l'on dispose d'un cycle de réfrigération permettant de le faire).

La compression est supposée isentropique, mais le rapport de compression très élevé nécessite le recours à plusieurs compresseurs (3 dans cet exemple) avec refroidissement intermédiaire à 280 K. Les pressions intermédiaires sont égales à 5 et 25 bars.

Le gaz refroidi à 210 K est détendu isenthalpiquement de 100 bars à 1 bar, et ses phases liquide et gazeuse séparées. Comme le montre le schéma de l'installation de la figure ci-dessous, le méthane entre dans la partie supérieure gauche, et les fractions liquide et gazeuse sortent en bas à droite.

Avec le paramétrage retenu, le synoptique de l'installation est donné ci-dessous.

Le travail de compression nécessaire par kilogramme de méthane aspiré est de 798,5 kJ, et 0,179 kg de méthane liquide sont produits, ce qui correspond à un travail de 4,46 MJ par kilogramme de méthane liquéfié.

Dans un cycle de Linde (voir ci-dessous), on améliore le cycle précédent sur deux points :

• on recycle le méthane gazeux après détente isenthalpique

• on introduit un échangeur de chaleur entre ce méthane gazeux et le méthane sortant du refroidisseur, afin de refroidir le gaz comprimé non plus à 210 K mais à 191 K.

Pour ces nouvelles conditions le travail de compression par kilogramme de méthane liquéfié devient égal à 1,91 MJ, soit simplement 43 % du précédent.

Le calcul de ce cycle demande quelques précautions, compte tenu de la sensibilité de l'équilibre de l'échangeur aux variations de débit imposées par le séparateur.

La solution que nous avons trouvée a été d'imposer le débit dans le premier intercooler, puis de recalculer l'ensemble du projet en recalculant en plus à plusieurs reprises le régénérateur. Une solution stable pouvait alors être trouvée, mais elle conduisait à un débit de recirculation inexact au début. Progressivement, la valeur du débit à imposer correcte a été obtenue par approximations successives.

Le gain de performance provient essentiellement de la baisse de la température en entrée de détendeur, qui réduit le titre de sortie et augmente donc le débit de la phase liquide. Par ailleurs, la baisse de la température en entrée du premier compresseur permet de réduire le travail de compression, mais cet effet est moins important que le premier.

Le tracé des deux cycles dans les diagrammes (h, log P) et entropique  illustre bien les avantages du second : le décalage vers la gauche du point 7 en 7bis dans le cycle de Linde a pour effet de plus que doubler le titre en liquide en sortie de détendeur (point 8).

Pour liquéfier de l'air, (nous prendrons ici de l'azote pur), on comprime à 200 bars de l'azote pris à 1 bar et 280 K (compression refroidie le portant à 50 °C), puis on le refroidit jusqu'à 280K.

L'azote est alors refroidi dans un échangeur avec la partie non liquéfiée, ce qui lui permet d'atteindre une température d'environ -110 °C. Il est ensuite détendu de manière insenthalpique jusqu'à 1 bar, ce qui permet d'en liquéfier environ 8 %.

La fraction liquide est extraite, et le reste, sous forme de vapeur saturée, est recyclée dans le régénérateur puis mélangé avec l'azote atmosphérique à 280 K, ce qui ferme le cycle. La performance de cette machine est faible, de l'ordre de 1,8 l/kWh, mais le cycle peut être modélisé sans difficulté dans Thermoptim.

Il y a moyen de l'améliorer avec un cycle à double détente, mais son paramétrage est beaucoup plus difficile à obtenir, car des instabilités peuvent apparaître au niveau des débits, du fait du rôle joué par les séparateurs de phase (figure ci-dessous).

Le cycle de Brayton inverse a été présenté ci-dessus. Il peut être utilisé pour des applications cryogéniques. A titre d'exemple, la figure ci-dessous montre le synoptique obtenu en s'inspirant de l'exemple 3.2.1 de B. Petit, relatif à une installation destinée à produire du froid en dessous de 20 K pour réfrigérer une chambre à bulles à hydrogène liquide.

Dans ce cycle, l'hélium est comprimé à 20 bar, puis refroidi à 30 °C, avant d'être divisé en deux flux qui sont détendus en parallèle, le flux principal suivant un cycle de Brayton inverse classique, tandis que le secondaire contribue au refroidissement du débit total.

Notez que, dans cet exemple, il faut forcer à la main la température du point 12 bis, égale à celle du point 12, du fait de la nécessité de changer de corps, la vapeur helium n'étant définie dans Thermoptim que pour T < 200 K.

Le cycle de Linde utilise une détente isenthalpique qui présente deux inconvénients : d'une part le travail de détente est perdu, et d'autre part le refroidissement ne peut être obtenu que si l'état thermodynamique du fluide est tel que la détente de Joule-Thomson conduit à un abaissement de la température.

Claude a quant à lui proposé un cycle qui met en jeu une turbine et un détendeur et présente la particularité que l'installation fonctionne avec un seul fluide comprimé à un seul niveau de pression, comme le montre la figure ci-dessous. Le cycle de Claude a été utilisé dans de nombreuses installations de liquéfaction de l'air.

L’intérêt de ce cycle est que le rapport de compression peut être notablement plus faible que dans le cas du cycle de Linde. L’une des difficultés est que la machine de détente ne peut fonctionner avec un bon rendement que si le fluide reste dans la zone vapeur ou conserve un titre élevé. L’originalité du cycle de Claude est donc de combiner détente isentropique dans la turbine, et détente isenthalpique dans la seule détente conduisant à la liquéfaction du gaz.

Le début du cycle est le même que celui de Linde : compression du gaz à liquéfier, puis refroidissement à la température ambiante environ (1-3). Le gaz passe ensuite dans un régénérateur qui permet de le refroidir à environ -105 °C (3-4). Le flux est alors divisé, environ 15 % étant détendu dans une turbine (4-8). Le flux principal passe alors dans un deuxième régénérateur dont il sort à très basse température (4-12). Il subit alors une détente isenthalpique (12-5) et la phase liquide est extraite. La phase vapeur est alors mélangée au flux sortant de la turbine, et sert de fluide de refroidissement au deuxième régénérateur (10-11), puis au premier (11-7) avant d’être recyclé par mélange avec le gaz entrant dans le cycle.

Ce cycle peut être modélisé avec Thermoptim. En s'inspirant de l'exemple 3.2.2.2 de B. Petit présenté dans les Techniques de l'Ingénieur, on obtient le synoptique de la figure ci-dessous.

Ce texte à trous vous permettra de vérifier votre connaissance du cycle de Claude.

ASHRAE, Cryogenics, ch. 38, Fundamentals Handbook (SI), 2002.

P. PETIT, Séparation et liquéfaction des gaz, Techniques de l'Ingénieur, J 3600.

S. SANDLER, Chemical and Engineering Thermodynamics, 3ème édition, J. Wiley editors, 1999

Grâce à ce programme, à la fin du module :

• vous aurez étudié différents variantes de cycles de réfrigération, de pompe à chaleur et de cryogénie

• vous saurez paramétrer un éjecteur

• vous saurez identifier l'origine des irréversibilités et les axes d'amélioration des cycles récepteurs