Principes des machines frigorifiques

On a coutume de dire que l'on produit du froid, mais cela est physiquement faux car on ne fait que déplacer la chaleur d'un point à un autre grâce à la particularité du gaz réfrigérant (dit fluide frigorigène). Ce fluide circule dans un circuit fermé (complètement étanche) et subit un cycle thermique comprenant quatre phases :

1. compression du fluide à l'état gazeux
2. condensation du gaz
3.   détente du liquide
4.   vaporisation du liquide (production de froid)

Donc nous retrouverons toujours les quatre organes suivants dans une installation :

1. compresseur
2. condenseur
3. détendeur
4. évaporateur

Ils se représenteront comme suit :

Le compresseur:

Il aspire les vapeurs provenant de l'évaporateur (vapeur se situant à un bas niveau de température et de pression) et les comprime jusqu'à un plus haut niveau de température et de pression.

Le condenseur:

Il évacue la chaleur contenue dans le fluide afin de le liquéfier. Donc pour liquéfier le fréon, on va échanger de la chaleur avec un médium qui peut être de l'air ou de l'eau.

1.   AB : désurchauffe (évacuation par chaleur sensible)
2. BC : condensation (évacuation par chaleur latente)
3. CD : sous refroidissement (évacuation par chaleur sensible)

Le détendeur:

Son rôle est de créer une grande perte de charge (baisser la pression) pour permettre la vaporisation (ébullition) à basse température dans l'évaporateur. Il régule aussi la quantité de liquide arrivant à l'évaporateur en fonction des besoins de "froid" (uniquement pour les détendeurs thermostatiques). Le débit de fréon pour les tubes capillaire est fonction :

1. du diamètre intérieur (de 0.6 à 1.5 mm)
2. de la longueur (de 1.80 m à 3.50 mm
3. de la différence de pression entre le condenseur et                 l'évaporateur

L'évaporateur:

Il collecte la chaleur du milieu à refroidir pour que le fluide froid et à basse pression, absorbe celle-ci et passe de l'état liquide à l'état de vapeur,  passant par deux phase :
  

1.  AB: évaporation (aspiration de chaleur latente)
2. BC: surchauffe (aspiration de chaleur sensible)