Condenseur.
Le condenseur, élément du système frigorifique, est un échangeur de chaleur qui transforme un gaz ou une vapeur en liquide et transfère rapidement la chaleur contenue dans le tube à l'air ambiant. Son fonctionnement repose sur un processus de dégagement de chaleur, ce qui explique sa température élevée.
De nombreux condenseurs sont utilisés dans les centrales électriques pour condenser la vapeur provenant des turbines. Dans les installations frigorifiques, ils servent à condenser les vapeurs réfrigérantes telles que l'ammoniac et le fréon. L'industrie pétrochimique utilise également des condenseurs pour condenser les hydrocarbures et autres vapeurs chimiques. Lors de la distillation, le dispositif qui transforme la vapeur en liquide est aussi appelé condenseur. Tous les condenseurs fonctionnent en évacuant la chaleur des gaz ou des vapeurs.
La partie mécanique du système frigorifique, constituée d'un échangeur de chaleur, transforme le gaz ou la vapeur en liquide et transfère rapidement la chaleur contenue dans le tuyau à l'air ambiant. Le fonctionnement du condenseur étant un processus de dégagement de chaleur, sa température est élevée.
De nombreux condenseurs sont utilisés dans les centrales électriques pour condenser la vapeur provenant des turbines. Dans les installations frigorifiques, ils servent à condenser les vapeurs réfrigérantes telles que l'ammoniac et le fréon. L'industrie pétrochimique utilise également des condenseurs pour condenser les hydrocarbures et autres vapeurs chimiques. Lors de la distillation, le dispositif qui transforme la vapeur en liquide est aussi appelé condenseur. Tous les condenseurs fonctionnent en absorbant la chaleur d'un gaz ou d'une vapeur. [1]
principe
Le gaz traverse un long tube (généralement enroulé en solénoïde), ce qui permet à la chaleur de se dissiper dans l'air ambiant. Des métaux conducteurs de chaleur comme le cuivre sont souvent utilisés pour transporter la vapeur. Afin d'améliorer l'efficacité du condenseur, des dissipateurs thermiques à haute conductivité sont fréquemment fixés aux tuyaux pour augmenter la surface de dissipation et accélérer ainsi le refroidissement. La convection de l'air est également accélérée par un ventilateur pour évacuer la chaleur.
Dans le circuit de refroidissement d'un réfrigérateur, le compresseur aspire la vapeur de fluide frigorigène à basse température et basse pression provenant de l'évaporateur. Cette vapeur est comprimée adiabatiquement en vapeur surchauffée à haute température et haute pression, puis acheminée vers le condenseur pour un refroidissement à pression constante. La vapeur surchauffée cède sa chaleur au fluide frigorigène et se refroidit pour devenir du fluide frigorigène liquide surfondu. Ce fluide, après détente adiabatique dans le détendeur, devient un fluide frigorigène liquide à basse pression. Il s'évapore et absorbe la chaleur de l'eau (ou de l'air) circulant dans l'évaporateur, refroidissant ainsi l'eau et produisant le froid. Le fluide frigorigène ainsi refroidi à basse pression est ensuite aspiré par le compresseur, et le cycle se répète.
Un système de réfrigération à compression de vapeur mono-étagé est composé de quatre composants de base : un compresseur frigorifique, un condenseur, un détendeur et un évaporateur, reliés successivement par des tuyaux pour former un système fermé. Le fluide frigorigène circule constamment dans le système, change d'état et échange de la chaleur avec l'extérieur.
Se maquiller
Dans un système frigorifique, l'évaporateur, le condenseur, le compresseur et le détendeur sont les quatre éléments essentiels. L'évaporateur est l'appareil qui transmet le froid. Le fluide frigorigène absorbe la chaleur de l'objet à refroidir. Le compresseur, véritable cœur du système, aspire, comprime et transporte le fluide frigorigène sous forme de vapeur. Le condenseur dissipe la chaleur absorbée par l'évaporateur, ainsi que celle produite par le compresseur, et la transfère au fluide frigorigène. Le détendeur permet de réguler la pression du fluide frigorigène et son débit vers l'évaporateur. Le système est divisé en deux parties : le circuit haute pression et le circuit basse pression. Dans un système de réfrigération proprement dit, outre les quatre principaux éléments mentionnés ci-dessus, on trouve souvent des équipements auxiliaires, tels que des électrovannes, des distributeurs, des sécheurs, des collecteurs, des fusibles, des régulateurs de pression et d'autres composants, conçus pour améliorer l'économie, la fiabilité et la sécurité de fonctionnement.
Selon le mode de condensation, le climatiseur peut être divisé en climatiseur à eau et climatiseur à air, et selon son usage, il peut être divisé en climatiseur à refroidissement simple, à réfrigération et à chauffage. Quel que soit son type, il est composé des principaux éléments suivants.
La nécessité d'un condenseur repose sur le second principe de la thermodynamique. Selon ce principe, le flux spontané d'énergie thermique dans un système fermé est unidirectionnel : il ne peut circuler que des zones de haute température vers les zones de basse température. De plus, les particules microscopiques porteuses d'énergie thermique ne peuvent passer que d'un état ordonné à un état désordonné. Par conséquent, lorsqu'un moteur thermique reçoit de l'énergie pour effectuer un travail, l'aval doit également en libérer, créant ainsi un écart d'énergie thermique entre l'amont et l'aval. Ce déficit rend possible le flux d'énergie thermique et permet la poursuite du cycle.
Par conséquent, pour que le fluide puisse à nouveau fonctionner, il faut d'abord dissiper l'énergie thermique restante, ce qui nécessite l'utilisation du condenseur. Si la température ambiante est supérieure à celle du condenseur, un refroidissement de ce dernier est nécessaire (généralement à l'aide d'un compresseur). Le fluide condensé retrouve alors un état de haute température et de basse énergie thermique, et peut de nouveau fonctionner.
Le choix du condenseur comprend la sélection de sa forme et de son modèle, et détermine le débit et la résistance de l'eau ou de l'air de refroidissement qui le traverse. Le choix du type de condenseur doit tenir compte de la source d'eau locale, de sa température, des conditions climatiques, ainsi que de la puissance frigorifique totale du système et des contraintes d'aménagement de la chambre froide. Une fois le type de condenseur déterminé, sa surface d'échange thermique est calculée en fonction de la charge de condensation et de la charge thermique par unité de surface, afin de sélectionner le modèle de condenseur approprié.
Composition du système
Après avoir absorbé la chaleur de l'objet refroidi dans l'évaporateur, le fluide frigorigène liquide se vaporise en vapeur à haute température et basse pression. Cette vapeur est aspirée par le compresseur, comprimée en vapeur à haute pression et haute température, puis pénètre dans le condenseur. Dans le condenseur, la chaleur est cédée au fluide de refroidissement (eau ou air), qui se condense en liquide à haute pression. Ce liquide est ensuite détendu par le détendeur pour obtenir du fluide frigorigène à basse pression et basse température, puis retourne dans l'évaporateur pour absorber à nouveau de la chaleur et se vaporiser. Ce procédé permet la réfrigération par circulation. Ainsi, le fluide frigorigène du système effectue quatre processus fondamentaux : évaporation, compression, condensation et détente, complétant ainsi un cycle de réfrigération.
Les principaux composants sont le compresseur, le condenseur, l'évaporateur, le détendeur (ou capillaire, vanne de régulation de surfusion), la vanne à quatre voies, la vanne multiple, le clapet anti-retour, l'électrovanne, le pressostat, le fusible, la vanne de régulation de pression de sortie, le régulateur de pression, le réservoir de stockage de liquide, l'échangeur de chaleur, le capteur, le filtre, le déshydrateur, le dispositif d'ouverture et de fermeture automatique, la vanne d'arrêt, le bouchon d'injection de liquide et d'autres composants.
électrique
Les principaux composants sont les moteurs (compresseurs, ventilateurs, etc.), les interrupteurs de commande, les contacteurs électromagnétiques, les relais de verrouillage, les relais de surintensité, les relais thermiques de surintensité, les régulateurs de température, les régulateurs d'humidité, les thermostats (pour le dégivrage, la prévention du gel, etc.), le réchauffeur de carter du compresseur, le relais d'eau, la carte électronique et d'autres composants.
Commandes
Il comprend un certain nombre de dispositifs de commande, à savoir :
Régulateur de fluide frigorigène : détendeur, capillaire, etc.
Contrôleur de circuit frigorifique : vanne à quatre voies, clapet anti-retour, vanne double, électrovanne.
Contrôleur de pression de réfrigérant : ouvre-pression, régulateur de pression de sortie, contrôleur de pression.
Protection moteur : relais de surintensité, relais de surintensité thermique, relais de température.
Régulateur de température : régulateur de niveau de température, régulateur de température proportionnel.
Régulateur d'humidité : régulateur du niveau d'humidité.
Contrôleur de dégivrage : interrupteur de température de dégivrage, relais de temporisation de dégivrage, divers interrupteurs de température.
Contrôle de l'eau de refroidissement : relais d'eau, vanne de régulation d'eau, pompe à eau, etc.
Contrôle des alarmes : alarme de surchauffe, alarme d’humidité excessive, alarme de sous-tension, alarme incendie, détecteur de fumée, etc.
Autres commandes : variateur de vitesse pour ventilateur intérieur, variateur de vitesse pour ventilateur extérieur, etc.
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