Machines Frigorifiques

Machines frigorifiques

On peut utiliser toute transformation endothermique (qui absorbe de l’énergie). Pour une production continue de froid, il faut réaliser un cycle donc ajouter au phénomène endothermique choisi un processus exothermique (qui rejette de l’énergie) permettant de ramener le système à l’état initial. Pour fonctionner, les systèmes frigorifiques nécessitent un apport de l’énergie. Celle-ci peut être soit sous forme mécanique ou équivalente (électrique par exemple) soit sous forme calorifique. L’évaporation d’un liquide s’accompagne de l’absorption d’une quantité de chaleur équivalant à la chaleur latente de vaporisation, et se trouve accélérée par l’abaissement de la pression. Elle est à l’origine des procédés suivants :

LES MACHINES A COMPRESSION :

(Plus précisément " à évaporation-liquéfaction") Elles comprennent une enceinte, « l’évaporateur », où se vaporise le fluide frigorigène sous l’effet d’une dépression (entretenue par une pompe) ; le fluide gazeux est ensuite comprimé dans une autre enceinte entraînant une production de chaleur ; il passe à nouveau par l’évaporateur et le cycle recommence. Pour de grandes installations, on utilise une compression en deux ou plusieurs phases avec refroidissement des vapeurs entre deux étages consécutifs. Ces machines ont un excellent rendement.

Principe de fonctionnement d’une machine à compression

LES MACHINES A ABSORPTION :

(ou plus précisément "à absorption-évaporation") Le frigorigène, dont l’évaporation produit l’effet frigorifique, repasse à l’état liquide selon un processus en trois phases (absorption par un solvant, distillation, condensation) équivalant à une compression. Ces installations ont l’avantage d’être silencieuses et bon marché, quoique d’un rendement moindre que les machines à compression.

Principe de fonctionnement d’une machine à absorption

LES MACHINES A ÉJECTION :

Dans ce type de machines frigorifiques, le compresseur mécanique est remplacé par un éjecteur. Il est composé d’une chambre de mélange où arrive la vapeur motrice à travers une tuyère et la vapeur aspirée mais aussi d’un diffuseur où le mélange se comprime et est éjecté vers le condenseur. Les installations diffèrent selon qu’on emploie des fluides chlorofluorés (les plus utilisées) ou de la vapeur d’eau.

Principe de fonctionnement d’une machine à éjection

Les domaines d’applications :

Le froid a des applications dans le domaine médical (hibernation artificielle, conservation des embryons,…), l’industrie alimentaire (conservation des aliments, mûrissement retardé des fruits et des légumes), l’industrie chimique et pétrochimique (récupération des solvants, liquéfaction des gaz,…), l’industrie métallurgique et mécanique (montage à froid), le génie civil (refroidissement du béton,…) et le conditionnement des locaux industriels et d’habitation (climatisation)

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