Il existe de nombreuses méthodes de réfrigération, et les suivantes sont couramment utilisées :
1. Réfrigération par vaporisation de liquide
2. Expansion et réfrigération des gaz
3. Réfrigération par tube vortex
4. Refroidissement thermoélectrique
Parmi ces techniques, la réfrigération par vaporisation de liquide est la plus répandue. Elle exploite l'effet d'absorption de chaleur de la vaporisation du liquide pour produire du froid. La compression de vapeur, l'absorption, l'injection de vapeur et l'adsorption sont toutes des formes de réfrigération par vaporisation de liquide.
La réfrigération par compression de vapeur appartient à la catégorie des réfrigérations à changement de phase, qui utilise l'effet d'absorption de chaleur lorsque le fluide frigorigène passe de l'état liquide à l'état gazeux pour obtenir de l'énergie froide. Il se compose de quatre parties : un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur. Ces éléments sont reliés entre eux par des tuyaux pour former un système fermé.
Principaux composants et accessoires de réfrigération
1. Compresseur
Les compresseurs se divisent en trois types : ouvert, semi-ouvert et fermé. Leur fonction est d’aspirer le fluide frigorigène à basse température du côté de l’évaporateur, de le comprimer en vapeur à haute pression et haute température, puis de l’envoyer au condenseur.
2.Condenseur
Le condenseur est un échangeur de chaleur qui transfère la puissance frigorifique de l'évaporateur, ainsi que l'énergie de compression du compresseur, au fluide frigorigène (eau ou air). Selon le mode de refroidissement, on distingue les condenseurs à air, à eau et à évaporation. Le condenseur est un échangeur de chaleur qui transfère la puissance frigorifique de l'évaporateur, ainsi que l'énergie de compression du compresseur, au fluide frigorigène (eau ou air). Selon le mode de refroidissement, on distingue les condenseurs à air, à eau et à évaporation.
3. Évaporateur
L'évaporateur permet au liquide réfrigérant de bouillir et d'absorber la chaleur du milieu refroidi (air ou eau) à une température plus basse afin d'obtenir la réfrigération.
4. électrovanne
L'électrovanne est un type de vanne d'arrêt qui s'ouvre automatiquement sous commande électrique. Elle est généralement installée sur la tuyauterie du système pour actionner automatiquement l'actionneur du régulateur à deux positions du circuit frigorifique. L'électrovanne est généralement installée entre le détendeur et le condenseur. L'emplacement doit être aussi proche que possible du détendeur, car celui-ci n'est qu'un élément de régulation et ne peut pas être fermé par lui-même ; une électrovanne doit donc être utilisée pour couper l'arrivée de liquide.
5. Détendeur thermostatique
Les appareils frigorifiques utilisent souvent des détendeurs thermostatiques pour réguler le débit de fluide frigorigène. Ces détendeurs jouent un rôle essentiel non seulement en contrôlant l'arrivée de liquide à l'évaporateur, mais aussi en agissant comme vannes d'étranglement. Ils exploitent la variation de surchauffe du fluide frigorigène à la sortie de l'évaporateur pour ajuster ce débit. Le détendeur thermostatique est raccordé au tuyau d'entrée de liquide de l'évaporateur, et son bulbe de détection de température est placé sur le tuyau de sortie. On distingue généralement différents modèles de détendeurs thermostatiques.
(1) Soupape d'expansion thermique à équilibrage interne ;
(2) Vanne d'expansion thermique à équilibrage externe.
Détendeur thermostatique à équilibrage interne : il est composé d’un bulbe de détection de température, d’un tube capillaire, d’un siège de soupape, d’un diaphragme, d’une tige d’éjection, d’un pointeau et d’un mécanisme de réglage. Les détendeurs thermostatiques à équilibrage interne sont généralement utilisés dans les petits évaporateurs.
Détendeur thermostatique à équilibrage externe : Pour les évaporateurs comportant de longues canalisations ou une résistance élevée, on utilise souvent des détendeurs thermostatiques à équilibrage externe. À dimensions égales, un détendeur à équilibrage interne convient pour un stockage à haute température, tandis qu'un détendeur à équilibrage externe est préférable pour un stockage à basse température.
6. Séparateur d'huile
Un séparateur d'huile est généralement installé entre le compresseur et le condenseur afin de séparer l'huile du système frigorifique entraînée par les vapeurs de fluide frigorigène. Le dispositif de retour d'huile permet de renvoyer l'huile du système frigorifique dans le carter du compresseur ; il existe deux types courants de séparateurs d'huile : centrifuge et à filtre.
7. Séparateur gaz-liquide
Séparer le fluide frigorigène gazeux du fluide frigorigène liquide pour éviter les coups de bélier dans le compresseur ; stocker le fluide frigorigène liquide dans le cycle frigorifique et ajuster l'alimentation en liquide en fonction des variations de charge.
8. Réservoir
L'accumulateur, grâce à sa capacité de stockage de liquide, permet d'équilibrer et de stabiliser la circulation du fluide frigorigène dans le système, assurant ainsi le bon fonctionnement de l'appareil frigorifique. Il est généralement placé entre le condenseur et le détendeur. Pour que le fluide frigorigène liquide contenu dans le condenseur puisse pénétrer dans l'accumulateur sans à-coups, ce dernier doit être positionné plus bas que le condenseur.
9. Sèche-linge
Pour assurer une circulation normale du fluide frigorigène, le système de réfrigération doit être maintenu propre et sec. Le filtre déshydrateur est généralement installé en amont de l'élément détendeur. Le passage du fluide frigorigène liquide à travers le filtre déshydrateur permet d'éviter efficacement le colmatage de l'élément détendeur.
10. Voyant de niveau
Il sert principalement à indiquer l'état du fluide frigorigène dans la canalisation du système de réfrigération et sa teneur en eau. Généralement, différentes couleurs sont apposées sur le boîtier du voyant pour indiquer la teneur en eau du fluide frigorigène dans le système.
11. Relais haute et basse tension
Si la pression de refoulement du compresseur est trop élevée, celui-ci se déconnecte automatiquement, s'arrête et élimine la cause de la surpression. Il faut ensuite le redémarrer manuellement (défaut + alarme). Lorsque la pression d'aspiration atteint le seuil minimal, le compresseur se déconnecte automatiquement et s'arrête. Il faut le remettre en marche lorsque la pression d'aspiration remonte au seuil maximal.
12. Relais de pression d'huile différentielle
L'interrupteur électrique qui utilise la différence de pression entre l'aspiration et le refoulement de la pompe à huile de lubrification comme signal de commande, lorsque la différence de pression est inférieure à la valeur définie, arrête le compresseur pour le protéger.
13. Relais de température
La température de la chambre froide est contrôlée par un signal de température. Le démarrage et l'arrêt du compresseur sont commandés directement par l'électrovanne d'alimentation en liquide. Dans le cas d'une machine à plusieurs groupes, les relais de température de chaque groupe peuvent être connectés en parallèle pour assurer le démarrage et l'arrêt automatiques du compresseur.
14. Réfrigérant
Les fluides frigorigènes, également appelés réfrigérants, sont des matériaux utilisés dans divers moteurs thermiques pour réaliser la conversion d'énergie. Ces substances exploitent généralement des transitions de phase réversibles (telles que les transitions de phase gaz-liquide) pour augmenter la puissance.
15. Huile de réfrigération
L'huile pour machines frigorifiques a principalement pour fonction de lubrifier, d'assurer l'étanchéité, de refroidir et de filtrer. Dans les compresseurs multicylindres, elle peut également servir à commander le mécanisme de décharge.
Date de publication : 15 novembre 2021