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22 Mai

Les principes du froid et de la réfrigération

Les principes de base de la réfrigération

Un refroidisseur est simplement un appareil qui sert à évacuer la chaleur de quelque chose. À des fins industrielles, les refroidisseurs peuvent être considérés comme un composant d'un système mécanique complexe utilisé pour éliminer la chaleur d'un processus ou d'une substance.

Pour vraiment comprendre ce qu'est un refroidisseur, une connaissance fondamentale des principes de base de la réfrigération est nécessaire. Avant d'entrer dans les principes fondamentaux de la réfrigération, il convient d'examiner quelques définitions de base.

Quelques définitions

La chaleur

La chaleur est une forme d'énergie transférée en vertu d'une différence de température. La chaleur existe partout à un degré plus ou moins élevé. En tant que forme d'énergie, elle ne peut être ni générée ni anéantie, bien que d'autres formes d'énergie puissent être converties en chaleur, et vice versa. Il est important de se rappeler que l'énergie thermique ne circule que dans une seule direction : d'un objet, d'une substance ou d'une zone plus chaude à un objet ou une zone plus froide.

Le froid

Le froid est un terme relatif qui désigne le manque de chaleur dans un objet, une substance ou une zone. Une autre définition le décrit comme l'absence de chaleur, aucun processus n'a encore été conçu pour atteindre le « zéro absolu », l'état dans lequel toute la chaleur a été éliminée de tout objet, substance ou zone. Théoriquement, ce point zéro serait de 459,69 degrés sous zéro sur l'échelle du thermomètre Fahrenheit, ou 273,16 degrés sous zéro sur l'échelle du thermomètre Celsius.

Le processus de refroidissement

La réfrigération, ou processus de refroidissement, est l'élimination de la chaleur indésirable d'un objet, d'une substance ou d'un espace sélectionné et son transfert vers un autre objet, une autre substance ou un autre espace. L'élimination de la chaleur abaisse la température et peut se faire à l'aide de glace, de neige, d'eau glacée ou de réfrigération mécanique.
La réfrigération mécanique est l'utilisation de composants mécaniques disposés dans un « système de réfrigération » dans le but de transférer la chaleur.

Les réfrigérants

Ce sont des composés chimiques qui sont alternativement comprimés et condensés en un liquide et qui peuvent ensuite se transformer en vapeur ou en gaz au fur et à mesure qu'ils sont pompés dans le système de réfrigération mécanique pour y circuler.

Le principe de base

Le cycle de réfrigération est basé sur le principe physique connu depuis longtemps selon lequel un liquide qui se dilate dans un gaz extrait la chaleur de la substance ou de la zone environnante.

Vous pouvez tester ce principe en mouillant simplement votre doigt et en le tenant vers le haut. Il commence immédiatement à se sentir plus frais que les autres, surtout s'il est exposé à un mouvement d'air. C'est parce que le liquide dans lequel vous l'avez plongé s'évapore, et comme il s'évapore, il extrait la chaleur de la peau du doigt et de l'air autour de lui.

Les réfrigérants s'évaporent à des températures beaucoup plus basses que l'eau, ce qui leur permet d'extraire la chaleur à un rythme plus rapide que l'eau sur votre doigt.

Fonctionnement des systèmes de réfrigération

Les systèmes de réfrigération contiennent des gaz à haute pression, dont certains peuvent se décomposer en gaz toxiques lorsqu'ils sont chauffés. Les tensions utilisées sont mortelles. Si vous n'êtes pas sûr de vous, appelez un professionnel.

Composants fondamentaux du système de réfrigération:
Le système de réfrigération doit comporter 4 parties :
un condenseur, un évaporateur, un compresseur ,un dispositif d'expansion

Le circuit frigorifique

 

 

La fonction du cycle frigorifique est d'éliminer la chaleur indésirable d'un endroit et de l'évacuer dans un autre. Pour ce faire, le fluide frigorigène est pompé à travers un système de réfrigération fermé. Si le système n'était pas fermé, il utiliserait le réfrigérant en le dissipant dans le milieu environnant. Parce qu'il est fermé, le même réfrigérant est utilisé à maintes reprises au cours du cycle, ce qui enlève un peu de chaleur et le décharge. Le cycle fermé sert également à d'autres fins : il empêche le réfrigérant de se contaminer et contrôle son débit, car il s'agit d'un liquide dans certaines parties du cycle et d'un gaz ou d'une vapeur dans d'autres phases.

Comment fonctionne le système ?

En commençant par le compresseur, le gaz réfrigérant est comprimé à une pression plus élevée. Après avoir traversé le compresseur, il passe au condenseur. Le gaz à haute pression transfère sa chaleur à l'air ambiant et se condense. Il passe ensuite à travers le dispositif d'expansion, qui est une restriction séparant le côté haut du côté bas.

Après avoir traversé le dispositif d'expansion, la pression est réduite parce que le compresseur évacue le gaz de l'extrémité de l'évaporateur.

La température d'ébullition du réfrigérant est ainsi abaissée. La température plus basse absorbe la chaleur de l'air qui passe au-dessus de l'évaporateur et fait bouillir le liquide en un gaz. Le gaz passe ensuite dans le compresseur et le cycle se répète.

Crédit images : ABC clim

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