Etanchement d’un système de réfrigération

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Système de réfrigération

Le système de réfrigération en question, avec sa capacité frigorifique d’env. 120 W, se situe dans l’ordre de grandeur d’un petit frigo. L’évaporateur représente la chambre frigorifique du frigo, d‘où est prélevée la chaleur. Il est réfrigéré à env. 8°C. Dans un frigo, le condensateur est placé sur l’arrière et il transmet la chaleur hors du système et dans l’environnement à une température de 45°C. Cela correspond à la somme de la capacité frigorifère et de la capacité de compression, à savoir env. 155 W. La puissance électrique du compresseur est de 35 W. Afin de démontrer pratiquement combien d’énergie il faut pour générer du froid, le système peut être totalement actionné à la main par une manivelle.

Non seulement les frigos et les climatisations mais aussi un grand nombre d’autres applications de machines de réfrigération font que le 14% du total de l’énergie en Suisse est utilisé pour la réfrigération. Il s’agit donc d’un processus très intensif en énergie qui devrait être considéré avec plus de sensibilité. Avec ce système de réfrigération et le nouveau laboratoire de réfrigération, le IEFE apporte une importante contribution à cette sensibilisation.

La construction

Le but était un système de réfrigération, dans lequel toutes les composantes essentielles étaient visibles et touchables. Dans un frigo ou un système de climatisation, normalement, celles-ci sont invisibles. Au cœur de la machine se trouvent les deux échangeurs thermiques (l’évaporateur et le condensateur) qui font entrevoir la totalité des changements d’état d’agrégation du fluide frigorigène. Les conditions marginales étaient d’une part que le compresseur puisse être activé à la main, et, d’autre part, que soit la vaporisation, soit la condensation puisse s’effectuer par rapport à la température ambiante. Afin de pouvoir travailler avec des pressions modérées, le R134a a été choisi en tant que fluide frigorigène. Deux manomètres affichent les deux niveaux de pression et la température de vaporisation et de condensation correspondante.

Les deux échangeurs de chaleur constituaient le défi majeur. Il était souhaité que le fluide frigorigène condense respectivement évapore bien visiblement dans des conduits en aluminium derrière de grandes vitres. Le dimensionnement des échangeurs de chaleur dépend essentiellement de la surface de transmission de chaleur nécessaire pour le changement des états d’agrégation. L’apport de chaleur, respectivement son éduction, se fait par le biais de grands ailerons et de deux ventilateurs à l’arrière de l’échangeur de chaleur. La haute pression d’épreuve de 16 bar soumet les verres de regard à des hautes exigences. A l’aide de calculs selon la méthode des éléments finis (MEF), une épaisseur minimale du verre de 60 mm a été déterminée comme nécessaire afin de ne pas excéder les tensions admissibles dans le verre. Le verre a été fabriqué en tant que triple verre feuilleté flotté. en conséquence, les pièces en aluminium ont été construites de façon massive.

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