Un condenseur fonctionne en faisant passer un gaz dans un long tube (généralement enroulé en solénoïde), permettant ainsi à la chaleur de se dissiper dans l'air ambiant. Les métaux comme le cuivre possèdent une forte conductivité thermique et sont souvent utilisés pour le transport de la vapeur. Afin d'améliorer l'efficacité du condenseur, des dissipateurs thermiques à excellente conductivité sont souvent ajoutés aux tubes pour augmenter la surface de dissipation de la chaleur et accélérer ainsi son évacuation. Des ventilateurs sont également utilisés pour accélérer la convection de l'air et faciliter l'évacuation de la chaleur.
Pour parler du principe d'un condenseur, il faut d'abord comprendre le concept de condenseur. Lors du processus de distillation, le dispositif qui transforme la vapeur en liquide est appelé condenseur.
Principe de fonctionnement de la plupart des condenseurs frigorifiques : le compresseur frigorifique comprime la vapeur d'eau à basse pression en vapeur d'eau à haute pression, ce qui diminue le volume de la vapeur et augmente sa pression. Le compresseur aspire la vapeur du fluide frigorigène à basse pression provenant de l'évaporateur, augmente sa pression et l'envoie au condenseur. Dans le condenseur, la vapeur se condense en liquide à haute pression. Après détente par le détendeur, le liquide devient un fluide frigorigène. Une fois sa pression abaissée, il est envoyé à l'évaporateur, où il absorbe de la chaleur et s'évapore pour redevenir de la vapeur à une pression encore plus basse, achevant ainsi le cycle frigorifique.
1. Principes de base d'un système de réfrigération
Après avoir absorbé la chaleur de l'objet à refroidir dans l'évaporateur, le fluide frigorigène liquide se vaporise en vapeur basse température et basse pression. Cette vapeur est aspirée par le compresseur frigorifique, comprimée en vapeur haute pression et haute température, puis refoulée dans le condenseur. Dans le condenseur, elle est mise en contact avec le fluide de refroidissement (eau ou air), cède de la chaleur, se condense en liquide haute pression, puis est détendue en fluide frigorigène basse pression et basse température par le détendeur. Ce fluide retourne ensuite à l'évaporateur pour absorber de nouveau de la chaleur et se vaporiser, réalisant ainsi le cycle de réfrigération. De cette manière, le fluide frigorigène accomplit un cycle complet de réfrigération grâce aux quatre processus fondamentaux d'évaporation, de compression, de condensation et de détente.
Dans un système frigorifique, l'évaporateur, le condenseur, le compresseur et le détendeur sont les quatre éléments essentiels. L'évaporateur est l'appareil qui transporte l'énergie frigorifique. Le fluide frigorigène absorbe la chaleur de l'objet à refroidir pour produire du froid. Le compresseur, véritable cœur du système, aspire, comprime et transporte la vapeur de fluide frigorigène. Le condenseur dissipe la chaleur. Il transfère au fluide frigorigène la chaleur absorbée par l'évaporateur, ainsi que celle produite par le compresseur. Le détendeur régule le débit de fluide frigorigène entrant dans l'évaporateur et divise le système en deux parties : le circuit haute pression et le circuit basse pression. Dans les systèmes de réfrigération réels, outre les quatre composants principaux mentionnés ci-dessus, on trouve souvent des équipements auxiliaires tels que des électrovannes, des distributeurs, des déshydrateurs, des collecteurs, des fusibles, des régulateurs de pression et autres composants, utilisés pour améliorer le fonctionnement, le rendre économique, fiable et sûr.
2. Principe de la réfrigération par compression de vapeur
Le système frigorifique à compression de vapeur mono-étagée se compose de quatre éléments principaux : un compresseur frigorifique, un condenseur, un évaporateur et un détendeur. Ces éléments sont reliés en série par des tuyaux pour former un circuit fermé. Le fluide frigorigène circule en continu dans le système, change d’état et échange de la chaleur avec l’extérieur.
3. Principaux composants du système de réfrigération
Les groupes frigorifiques se divisent en deux catégories selon le mode de condensation : les groupes frigorifiques à eau et les groupes frigorifiques à air. Selon leur usage, on distingue deux types : les groupes frigorifiques simples et les groupes frigorifiques et chauffants. Quel que soit leur type, ils sont composés des éléments principaux suivants.
Le condenseur est un appareil qui dissipe la chaleur. Il transfère au fluide frigorigène la chaleur absorbée par l'évaporateur ainsi que celle produite par le compresseur. Le détendeur ajuste la pression du fluide frigorigène et, simultanément, contrôle et régule le débit de fluide frigorigène entrant dans l'évaporateur. Il divise le système en deux parties : le circuit haute pression et le circuit basse pression.
Date de publication : 26 décembre 2023