Etude énergétique et éxergétique d’une machine frigorifique à compression de vapeur, comparaison entre les fluides zéotropiques et azéotropiques. Encadré
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Date
2014
Authors
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Université Mouloud Mammeri Tizi-Ouzou
Abstract
Après une présentation de quelques généralités et une brève étude des fluides frigorigènes.
Nous avons présenté dans ce travail une analyse énergétique et éxergétique détaillée pour les cycles
théoriques de réfrigération à compression de vapeur, utilisant comme fluide frigorigène le R12, R22,
R134a, R507, R410A, Les équations des bilans énergétiques et éxergétiques ainsi que les destructions
d’éxergie pour les composants du système tel que le compresseur, l’évaporateur, le condenseur et le
détendeur. En outre des expressions du coefficient de performance et du rendement éxergétique sont
présentées.
Notre étude a démontré que les performances des systèmes de réfrigération à compression de
vapeur sont gouvernées par les températures de condensation et d’évaporation et du type du fluide
frigorigène utilisé.
Aussi elle a démontré que chaque fluide frigorigène, selon les conditions d’utilisation, avait des
variations différentes de leurs paramètres physiques (COP, débit du fluide, taux de compression,
puissance consommée, rendement,…). Alors :
· Selon le type du fluide frigorigène utilisé et pour une augmentation de la température de
condensation de 30°C à 55°C, et des températures de l’évaporateur différentes nous avons
obtenus les résultats suivants :
- Une augmentation du débit du fluide frigorigène de 27% à 77%.
- Une augmentation de la puissance consommée par le compresseur de 68,12% à 89%
sauf pour le cas du R507 avec lequel on obtient une augmentation de 126%.
- Une augmentation de 40% à 56% du coefficient de performance (COP).
- Une augmentation de l’éxergie détruite dans le compresseur de 52,06% à 72,09%, et
une augmentation de 108% pour le cas du R507.
- Une augmentation remarquable de l’éxergie détruite dans le condenseur, et le
détendeur.
- L’éxergie détruite dans l’évaporateur ainsi que son rendement éxergétique n’évolue
pas avec l’augmentation de la température de condensation, elle reste constante.
- Une augmentation de 1,3% à 1,7% du rendement éxergétique de compresseur.
- Une augmentation de 71,15% à 79,72% du rendement éxergétique du condenseur.
- Une diminution de 56% à 40% du rendement éxergétique globale de l’installation.
· Selon le type du fluide frigorigène utilisé et pour une augmentation de la température de
l’évaporateur de -35°C à -10°C, et des températures de condensation différentes nous avons
obtenus les résultats suivants :
-Une diminution du débit du fluide frigorigène de 12.2% à 6.08%.
-Une diminution de la puissance consommée par le compresseur de 52.45% à 49.78%.
-Une augmentation remarquable du coefficient de performance (COP).
-Une diminution de l’éxergie détruite dans le compresseur 48.83% à 45.87%.
-Une diminution de l’éxergie détruite dans le condenseur de 75% à 13.04%.
-Une diminution remarquable de l’éxergie détruite dans le détendeur.
-Une diminution de l’éxergie détruite dans l’évaporateur de 74%
-Une diminution de 0,6% du rendement éxergétique du compresseur.
-Une augmentation du rendement éxergétique du condenseur
-Une augmentation de 88,28% à 91,16% du rendement éxergétique de l’évaporateur.
-Une augmentation remarquable du rendement éxergétique globale de l’installation.
Malgré de bons résultats obtenues avec certains fluides frigorigènes que nous avons étudié,
autrement dit, des coefficients de performances élevées, des puissances consommées par le
compresseur faibles, ils restent néanmoins néfaste pour l’environnement et contribuent au
réchauffement climatique, donc, il faut envisager à l’avenir d’utiliser des fluides ou des mélanges de
fluides frigorigènes ayant les mêmes propriétés physique que ces derniers mais avec des taux de
pollutions GWP, ODP, TEWI faibles voir nuls.
Description
100 f. : ill. ; 30 cm. +(CD-Rom)
Keywords
Machine frigorifique, Fluide zéotropique, Fluide azéotropique
Citation
Energétique