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E.S.P.A 2004 i

MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERC HE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO FILIERE GENIE INDUSTRIEL

GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE

GENIE ELECTRIQUE

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur en génie industriel.

INFORMATISATION DE CALCUL DE TUYAUTERIE INFORMATISATION DE CALCUL DE TUYAUTERIE INFORMATISATION DE CALCUL DE TUYAUTERIE INFORMATISATION DE CALCUL DE TUYAUTERIE

DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0.DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0.DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0.DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0.

CAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINECAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINECAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINECAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINE

Soutenu par : Monsieur RANAIVOSON Vonjy Herintsoa

Rapporteur : Monsieur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina

Maître de conférence

QUE OU COMBINE

Date de soutenance : 19 Mars 2005

E.S.P.A 2004 ii

MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERC HE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO FILIERE GENIE INDUSTRIEL

GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE

GENIE ELECTRIQUE

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur en génie industriel

INFORMATISATION DE CALCUL DE INFORMATISATION DE CALCUL DE INFORMATISATION DE CALCUL DE INFORMATISATION DE CALCUL DE TUYAUTERIE TUYAUTERIE TUYAUTERIE TUYAUTERIE

DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0.DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0.DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0.DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0.

CAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINECAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINECAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINECAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINE Date de soutenance : 19 Mars 2005

Soutenu par : Monsieur RANAIVOSON Vonjy Herintsoa

Rapporteur : Monsieur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina


Président de jury : Monsieur RAKOTOMANANA Charles Rodin


Membres de jury : Monsieur RANDRIAMORASATA Josoa Albert

Professeur Monsieur ANDRIAMANALINA William

Enseignant à l’E.S.P.A

E.S.P.A 2004 iii

REMERCIEMENTS

En premier lieu nous tenons à remercier le Seigneur du courage qu’il nous a donné durant

l’élaboration de cet ouvrage. Nous tenons aussi à présenter nos vifs et sincères remerciements à

l’endroit des personnes suivantes :

- Le Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo.

Monsieur RANDRIANOELINA Benjamin qui a accepté notre inscription à l’E.S.PA.

- Les chefs des départements du Génie Mécanique et Productique / Génie électrique

Monsieur JOELIARITAHAKA Rabeatoandro et Monsieur ANDRIANAHARISON Yvon

de leurs conseils avant et pendant la préparation de notre mémoire.

- Monsieur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina enseignant à l ‘E.S.P.A qui, malgré sa

diverse occupation, n’a pas ménagé son temps pour nous diriger dans ce travail.

- Le Groupe TIKO qui nous a donné de stage.

- Monsieur RAKOTOMANANA Charles Rodin qui a accepté de présider ce mémoire.

Messieurs RANDRIAMORASATA Josoa Albert et ANDRIAMANALINA William d’avoir

accepté de juger notre travail.

-Tous les membres de la famille qui nous ont soutenues tant moralement que financièrement

pendant notre travail.

-Tous ceux et celles qui ont apporté leur aide afin de faciliter notre travail.

E.S.P.A 2004 iv

SYMBOLES UTILISEES

D : Diamètre extérieur

d : Diamètre intérieur

N : Nombre de cylindre

C : Cylindré

n : Vitesse de rotation

ffV

o

q,

: Débit volumique du fluide frigorigène

ρ : Volume massique du fluide frigorigène

p’K : Pression différentielle entre pf et pasp

aspp : Pression d'aspiration

pf : La pression absolue du fluide

pmi : Pression moyenne indiquée

iW : Travail indiqué

iP : Puissance indiquée

Pe : Puissance effective

h1 : Enthalpie à la fin de compression polytropique

h2 : Enthalpie au début de compression adiabatique

ir : Rendement indiqué

mr : Rendement mécanique

aspρ : Volume massique des vapeurs à l'aspiration.

refρ : Volume massique des vapeurs au refoulement.

liqρ : Volume massique des vapeurs à l'état liquide.

OQ : Puissance frigorifique brute

Vl : Chaleur latente de vaporisation du fluide.

2Q : Chaleur apportée par unité de masse du fluide à l'admission du détendeur.

1Q : Chaleur apportée par unité de masse du fluide à la température de vaporisation.

nOmQ , : Production frigorifique massique:

nOVQ , : Production frigorifique rapportée au volume

CYCLEW : Travail du cycle

t : Taux de compression.

Op : Pression d'aspiration

E.S.P.A 2004 v

Cp : Pression de refoulement.

Vr : Rendement volumétrique

miP : Puissance mécanique nécessaire à la compression du fluide frigorigène

CQ : Puissance du condenseur

K : Coefficient de transmission thermique

t∆ : Différence de température

PC : Capacité thermique massique de fluide de condensation.

K : Coefficient de transmission thermique de l'évaporateur

A : Surface

e : Epaisseur

λ : Coefficient de conduction thermique du mur

Rth : Résistance thermique

Am : Surface logarithmique moyenne.

L : Longueur

Pr : Nombre de PRANDTL

ή : Viscosité dynamique.

W : Vitesse

ήF : Viscosité dynamique à la température moyenne du fluiderature

ήP : Viscosité dynamique à la température de la paroi

σ1 et σ2 : Constante de rayonnement des surfaces rayonnantes

σS : Constante de rayonnement du corps noir.

ν : Viscosité cinématique

a : Facteur de forme

Rξ : Coefficient de perte de charge répartie

p : Pression maximale d'utilisation

i : Désigne le nombre

CFV : Volume de la chambre froide

CFT : Température à l’intérieur de la chambre froide

haa : Enthalpie de l’air ambiante

hae : Enthalpie de l’air extérieur

pτ : Durée moyenne d’ouverture des portes

jf : Flux journalier

d t : Durée moyenne d’ouverture des portes aller et retour

aρ : Masse volumique de l’air ambiant dans la chambre froide

E.S.P.A 2004 vi

eρ : Masse volumique de l’air extérieur

c o : Coefficient de minoration due à la présence d’un rideau d’air

CFC : Contenance totale de la chambre

A : Surface

H : Hauteur

d e : Densité d’entreposage

Oε : Coefficient d’occupation du sol

H p : Hauteur de la porte

pl : Largeur de la porte

LP : Puissance unitaire

ecτ : Durée de fonctionnement des lampes

Pp : Puissance unitaire

peτ : Durée de la présence d’une personne en service dans la chambre froide

m : Masse de denrées introduites chaque jour

1C : Capacité thermique massique avant congélation

C 2 : Capacité thermique massique après congélation

lc : Chaleur latente de congélation

dT : Température d’introduction des denrées

COT : Température de congélation

ventQ : Quantité de chaleur dégagée par le ventilateur

ventP : Puissance du ventilateur considérée

evapτ : Durée de fonctionnement de l’évaporateur

instτ : Durée de marche de l’installation en h/j

degQ : Quantité de chaleur due au dégivrage

resistP : Puissance de la résistance considérée

resistτ : Durée de dégivrage

E.S.P.A 2004 vii

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Limites admissibles des vitesses

Tableau 2 : Perte de charge admissible dans les conduites

Tableau 3 : Epaisseur de l’isolant en fonction de l’écart de température

Tableau 4 : Données numériques de chaque couche

Tableau 5 : Résultats des quantités de chaleur échangées à travers les parois

Tableau 6 : Caractéristiques des chambres et résultats des quantités de chaleur échangées

par renouvellement d’air.

Tableau 7 : Résultats des quantités de chaleur échangées dues à l’ouverture des portes.

Tableau 8 : Résultats des quantités de chaleur dues aux éclairages

Tableau 9 : Résultats des quantités de chaleur dues aux personnes entrantes

Tableau 10 : Résultats des quantités de chaleur dues aux denrées entrantes

Tableau 11 : Résultats récapitulatifs des quantités de chaleur à compenser

Tableau 12 : Résultats des puissances frigorifiques

Tableau 13 : Résultats des quantités de chaleur dues au moteur du ventilateur

Tableau 14 : Résultats des quantités de chaleur dues à la résistance de dégivrage.

Tableau 15 : Evolution de la température et de la pression

Tableau 16 : Caractéristiques de la machine à compression à étudier.

Tableau 17 : Longueur équivalente des singularités utilisées pour la conduite d’aspiration

de tube 5’’ 5/8

Tableau 18 : Longueur équivalente des singularités utilisées pour la conduite de refoulement

de tube 2’’ 5/8.

Tableau 19 : Longueur équivalente des singularités utilisés pour la conduite de condensa

de tube 3’’ 1/8.

Tableau 20 : Longueur équivalente des singularités utilisées pour la conduite de départ liquide

de tube 3’’ 1/8

E.S.P.A 2004 viii

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Diagramme (p, V) du compresseur

Figure 2 : Condenseur à air

Figure 3 : Détendeur électronique à égalisation interne de pression

Figure 4 : Vue en coupe d'un détendeur thermostatique à égalisation externe de pression

Figure 5 : Schéma de fonctionnement d’une machine frigorifique à compression

Figure 6 : Diagramme enthalpique

Figure 7 : Différence de niveau entre deux points

Figure 8 : Baromètre à mercure

Figure 9 : Courbe de changement de phase de fluide frigorigène

Figure10 : Influence des pertes de charge dans les conduits

Figure 11: Conduction à travers un mur plan homogène

Figure 12: Conduction à travers un mur multicouche

Figure 13: Conduction à travers un cylindre

Figure 14: Exemples de types de raccords

Figure 15: Séparateur d’huile

Figure 16: Montage d’un silencieux de refoulement

Figure 17: Filtre deshydrateur

Figure 18: Filtre deshydrateur de nettoyage

Figure 19: Echangeur de chaleur

Figure 20: Bouteille anti-coup de liquide

Figure 21: Eliminateur de vibration

Figure 22: Compensateurs de dilatation

Figure 23: Clapet de retenue

Figure 24: Voyant indicateur d’humidité

Figure 25: Isolations des tuyauteries

Figure 26: Schéma de l’entrepôt

Figure 27: Diagramme psychométrique

E.S.P.A 2004 ix

Figure 28: Cycle frigorifique du R22 pour la congélation

Figure 29: Cycle frigorifique du R22 pour la réfrigération

Figure 30: Courbe de variation de t∆ en fonction de l’humidité

Figure 31: Circuit de commande de l’installation

Figure 32: Circuit de puissance pour les ventilateurs

Figure 33: Circuit fluidique

E.S.P.A 2004 x

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION……………………………………………………………..1

PARTIE I ETUDES THEORIQUES DE LA TECHNIQUE DU FROID

CHAPITRE 1 : MOYENS DE PRODUCTION DU FROID……………………….………..3

1.1. Principaux moyens de production du froid………………………………... 3

1.2. Les organes principaux du cycle frigorifique à compression………………4

1.3. Cycle frigorifique, diagramme enthalpique……………………………….12

CHAPITRE 2 : RAPPEL SUR LES FLUIDES

2.1. Définition…………………………………………………………………..15

2.2. Statique des fluides………………………………………………………...15

2.3. Dynamique des fluides…………………………………………………….16

2.4. Calcul des pertes de charges dynamiques…………………………………17

2.5. Fluides frigorigènes……………………………………………………….18

2.6. Circulation du fluide frigorigène……………………………………….….20

2.7. Interprétation thermodynamique des pertes de charge………………….....20

CHAPITRE 3 : TRANSMISSION DE CHALEUR

3.1. Transmission par conduction………………………………………….…..22

3.2. Transmission par convection……………………………………………...24

3.3. Transmission par rayonnement…………………………………………...26

CHAPITRE 4 : TUYAUTERIE

4.1. Généralités……………………………………………………………….27

4.2. Tubes en cuivre……………………………………………………….27

4.3. Tubes en acier…………………………………………………………....29

E.S.P.A 2004 xi

4.4. Contrôle d'étanchéité…………………………………………………….30

PARTIE II DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES FRIGORIFIQUES

CHAPITRE 1 : CALCUL DES DIMENSIONS DES CONDUITES

1.1. Calcul de la vitesse du fluide et limites admissibles…………………...32

1.2. Calcul du diamètre des conduites……………………………………...33

1.3. Calcul du débit du fluide et de la perte de charge de chaque

Tuyauterie……………………………………………………………..33

1.4. Calcul de la longueur des conduites et des pertes de charge………….34

CHAPITRE 2 : QUELQUES AMELIORATIONS D’UNE INSTALLATION

FRIGORIFIQUE

2.1. Amélioration par la mise en place des autres appareillages………….36

2.2. Amélioration de l'installation par la position dans l'espace des

tuyauteries……………………………………………………………41

2.3. Amélioration de l'installation par l'isolation de la conduite……….…41

2.4. Impact environnemental………………………………………….….42

CHAPITRE 3 : APPLICATION A UN ENTREPOT COMBINE

3.1. Bilan thermique………………………………………………….…..44

3.2. Diagramme enthalpique……………………………………………..55

3.3. Calcul des dimensions des conduites………………….…………….59

CHAPITRE 4 : INFORMATISATION DU CALCUL

4.1. Schémas blocs de calcul……………………………………………...68

4.2. Aperçu de l’interface graphique et les circuits du système…..………70

CONCLUSION………………………………………………………..…..72

BIBLIOGRAPHIE………………………………………………………...73

ANNEXES………………………………………………………………...75

E.S.P.A 2004 1

INTRODUCTION

Dans le domaine industriel, la plupart des industries à Madagascar autres que les industries de

textile sont des industries agroalimentaires. Afin de mieux gérer la gestion de stock, les industries

agroalimentaires et les grandes surfaces mettent en place une ou même plusieurs chambres froides

pour la conservation des produits.

Mais conserver les produits à la température voulue nécessite des calculs exacts afin d'éviter des

problèmes pendant le fonctionnement de l'installation. Dans la conception d'une chambre froide, si le

choix des composantes frigorifiques dépend des charges à compenser et de la nature de la chambre, les

tuyauteries assurent le cheminement des fluides et le bouclage de ces composantes. Il est donc

nécessaire de bien dimensionner les conduites frigorifiques car elles peuvent être la principale cause

des pannes pendant le fonctionnement de l'installation. Un bon dimensionnement peut aussi

minimiser le coût de l'installation qui est fonction des tubes choisis.

Si des abaques ont été utilisés pour dimensionner les conduites, on peut aussi concevoir un logiciel

et c'est l'intitulé de ce mémoire << INFORMATISATION DE CALCUL DE TUYAUTERIE DES

INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0. CAS D’UN ENTREPOT

UNIQUE OU COMBINE >>. Ce mémoire permettrait non seulement de faciliter le travail de ceux qui

ne veulent pas utiliser les abaques, ou autres méthodes, mais aussi il offre des avantages car le logiciel

serait valable pour tous les fluides frigorigènes.

Le présent mémoire renferme deux grandes parties :

- La première partie traite les études théoriques de base de la production du froid.

- La deuxième partie concerne l’informatisation des calculs.

E.S.P.A 2004 2

PARTIE I

EEEEEEEEEEEETTTTTTTTTTTTUUUUUUUUUUUUDDDDDDDDDDDDEEEEEEEEEEEESSSSSSSSSSSS TTTTTTTTTTTTHHHHHHHHHHHHEEEEEEEEEEEEOOOOOOOOOOOORRRRRRRRRRRRIIIIIIIIIIIIQQQQQQQQQQQQUUUUUUUUUUUUEEEEEEEEEEEESSSSSSSSSSSS DDDDDDDDDDDDEEEEEEEEEEEE LLLLLLLLLLLLAAAAAAAAAAAA TTTTTTTTTTTTEEEEEEEEEEEECCCCCCCCCCCCHHHHHHHHHHHHNNNNNNNNNNNNIIIIIIIIIIIIQQQQQQQQQQQQUUUUUUUUUUUUEEEEEEEEEEEE DDDDDDDDDDDDUUUUUUUUUUUU FFFFFFFFFFFFRRRRRRRRRRRROOOOOOOOOOOOIIIIIIIIIIIIDDDDDDDDDDDD

Moyens de production du froid

E.S.P.A 2004 3

Chapitre 1 : MOYENS DE PRODUCTION DU FROID

1.1. Principaux moyens de production du froid. 1[1]

Produire du froid c'est d'absorber de la chaleur c’est à dire extraire de la chaleur au médium à refroidir

(bâtiments en climatisation, chambre froide, produit divers,...) C'est donc ce médium qui constitue la

source froide utile. En général, il y a plusieurs modes de production du froid.

Dissolution de certains sels.

La dissolution de certains sels dans un solvant est suivie d'une absorption de quantité de chaleur

durant une réaction endothermique.

Exemple 1 : 4H2O + KCl donne un abaissement de température de +10°C à –12.

Sublimation de certains sels.

La sublimation est le changement d'état de la phase solide à la phase vapeur. Elle met en jeu la

chaleur latente encore plus élevée que la chaleur de vaporisation. L'intérêt pratique de ce procédé est

d’avoir un abaissement de température jusqu'à -78°C. Ce procédé est appliqué essentiellement aux

engins de transport de produits à basse température.

Fusion d'un corps solide

La fusion met en jeu la chaleur latente de fusion, elle doit s'effectuer à basse température. L'intérêt

de ce phénomène est d'accumuler le froid en dehors de tout emploi d'une machine frigorifique.

Détente d'un gaz comprimé (Air).

Sans fourniture de travail à l'extérieur: Si l'organe de détente est un robinet ou un orifice, cette

détente dite de JOULE THOMSON ne fournit qu'un faible abaissement de température.

Avec fourniture de travail à l'extérieur: Si on intervient un moteur à air, une telle détente donne un

abaissement élevé de température du gaz détendu.

1Extrait du livre :’’ les techniques du froid dans les pays chauds en développement’’


E.S.P.A 2004 4

Refroidissement thermoélectrique dit effet PELTIER.

Ce procédé consiste à faire circuler un courant continu dans un circuit hétérogène constitué par

deux semi-conducteurs électriques A et B. Il y a absorption de chaleur et dégagement de chaleur.

La désaimantation adiabatique

La désaimantation adiabatique fonctionne grâce à une transformation cyclique d'un sel

paramagnétique.

Dans un premier temps on applique un champ magnétique en laissant du gaz dans l'enceinte

expérimentale. Ce gaz permet un transfert de chaleur par conduction et convection entre le sel et le

bain cryogénique (hélium liquide) ce qui maintient la température de l'échantillon égale à celle du bain

(transformation isotherme) Puis l'enceinte est vidée et le champ magnétique est ramené à zéro

(désaimantation adiabatique). L'échantillon est refroidi par contact avec le sel paramagnétique.

Evaporation d'un liquide pur

� Cycle par absorption :

Cette technique utilise le couple frigorigène solvant. Si l'on met une solution refroidie et pauvre en

frigorigène (Eau+Ammoniac) en contact avec les vapeurs d'ammoniac, la solution les dissout, les

absorbe et tend à s'en saturer. Par contre, si on chauffe la solution riche en frigorigène il y a

dégagement des vapeurs sous forme des vapeurs frigorigènes.

� Cycle à compression :

C'est le plus utilisé dans le froid industriel. Le fluide frigorigène subit plusieurs transformations

thermodynamiques dans les différentes organes constituant la machine à compression.

� Cycle par éjection. :

Le compresseur du cycle à compression est remplacé par un éjecteur qui éjecte immédiatement le

fluide frigorigène vers le détendeur après l’avoir chauffé dans un bouilleur.

1.2. Les organes principaux du cycle frigorifique à compression.

Les principaux appareils utiliser autre que les appareils annexes sont :

- Le compresseur

- Le condenseur

- L'évaporateur

- Le détendeur


E.S.P.A 2004 5

1.2.1. Les compresseurs.

On distingue deux groupes de compresseur selon leur mode de fonctionnement : compresseurs

volumétriques, compresseurs centrifuges.

1.2.1.1. Compresseurs volumétriques.

Dans ce groupe de compresseur, le fluide frigorigène subit une variation de volume dans la

chemise piston grâce au déplacement du piston.

1.2.1.2. Compresseurs centrifuges.

Ces compresseurs comportent une ou plusieurs roue(s) garnies d'aubage qui tournent à vitesse très

élevée à l'intérieur de volutes fixes. La vapeur du fluide frigorigène entraînée dans ces aubages y prend

une très grande vitesse qui est transformée dans un diffuseur particulier en accroissement de pression.

1.2.1.3. Les paramètres mécaniques du compresseur volumétrique. 2[2]

Ce type de compresseur est le plus utilisé fréquemment dans les industries du froid. Comme le

moteur de véhicule, la performance du compresseur volumétrique se rapporte sur son alésage

(diamètre et course du piston).

� Cylindrée

C'est le volume balayé par les pistons pour un tour de l'arbre manivelle.

410 62 −××××= NLdC π

(1)

d: alésage du cylindre en [dm]

L: course du piston en [dm]

N: nombre de cylindre

C:cylindrée en [dm3]

� Débit volumique :

C'est le volume aspiré par seconde.

60ffV,

nCqo ×= (2)

n : vitesse de rotation en [tr/min]

2 Formule extrait du livre :’’Installation frigorifique tome II’’


E.S.P.A 2004 6

ffV

o

q,

en [m3/s]

� Débit massique:

ρffV

o

ffm

o qq ,

,= (3)

ρ : volume massique du fluide frigorigène en [m3/kg]

ffm

o

q,

en [kg/s]

� Pression moyenne indiquée pmi:

Figure 1: Diagramme (p, V) du compresseur.

Pour un tour de l'arbre manivelle, elle est déduite du diagramme indiqué:

∑= 'Kmi pp (4)

pf : pression du fluide à l’intérieur du chambre de compression (variable suivant la montée et la

descente du piston).

p’K : pression différentielle entre pf et pasp en [bar].


E.S.P.A 2004 7

pasp : pression d'aspiration en [bar].

pmi : pression moyenne indiquée en [bar].

� Travail indiqué et puissance indiquée:

610−

×= mi

i

pCW (5)

21015××

=nW

P i

i (6)

iW : travail indiqué en [J]

iP: puissance indiquée en [W]

� Puissance effective : C’est la puissance fournie à l'arbre moteur (Pe>Pi).

( )mi

ffV

o

err

hhP

q×

−××=

12,

ρ (7)

Pe : Puissance effective en [W]

h1 et h2: enthalpie à la fin et au début de compression adiabatique en [kJ/kg]

ir : Rendement indiqué

mr : Rendement mécanique

ρ : Volume massique des vapeurs à l'aspiration en [dm3/kg]

1.2.1.4. Caractéristiques thermiques:

� puissance frigorifique brute:

( )ffV

oV

O qlQQQ,

21 ×+−= ρ (8)

OQ en [kW]

Vl : chaleur latente de vaporisation du fluide en [kcal/kg]

2Q : chaleur apportée par unité de masse du fluide à l'admission du détendeur en [kcal/kg]

1Q : chaleur apportée par unité de masse du fluide à la température de vaporisation en

[kcal/kg]


E.S.P.A 2004 8

� production frigorifique massique:

ffm

o

OnOm

q

QQ,

, = (9)

nOmQ , en [W/kg]

� Production frigorifique rapportée au volume:

C'est la quantité de chaleur absorbée par mètre cube aspiré au compresseur. Elle est exprimée en

joule par mètre cube.

ffV

o

OnOV

q

QQ,

, = (10)

nOVQ , en [kcal / m3]

1.2.1.5. Caractéristiques qualitatives:

Cycle

O

W

QCOP= (11)

trV ×−= 005,01 (12)

O

C

ppt= (13)

COP : coefficient de performance

CYCLEW : travail du cycle [W].

t : Taux de compression.

Op : pression d'aspiration [bar]

Cp : pression de refoulement en [bar]

Vr : rendement volumétrique


E.S.P.A 2004 9

1.2.2. Les condenseurs.3[3]

Le condenseur a pour rôle d'évacuer à l'extérieur la chaleur absorbée par l’évaporateur.

Figure 2 : Condenseur à air

1.2.2.1. Quantité de chaleur à évacuer :

miOC PQQ += (14)

Qc : c’est la quantité de chaleur à évacuer au condenseur et elle est toujours plus élevée que la

quantité de froid produite par l'évaporateur.

miP : puissance mécanique nécessaire à la compression du fluide frigorigène en [W]

1.2.2.2. Surface de condensation :

tKQA C

∆×= (15)

A : c'est la surface de transmission du condenseur en m².

K : Coefficient de transmission thermique du condenseur en [W/m²K]

t∆ : Différence de température entre la température de condensation et la température de

médium de condensation en [K].

1.2.2.3. Débit masse de fluide de condensation.

tCQqP

C

mC

o

∆×= (16)

3 Formule extrait du livre :’’Installation frigorifique Tome II ‘’


E.S.P.A 2004 10

qmc : masse de fluide de condensation, qui fait l'échange de chaleur avec le fluide frigorigène,

par unité de temps en [kg / s].

PC : capacité thermique massique de fluide de condensation en [kJ/kg K]

Il y a deux types de condenseur : condenseur à air, condenseur à eau.

1.2.3. Les évaporateurs4.[4]

Les évaporateurs sont des échangeurs de chaleur qui assurent le passage du flux thermique

provenant du médium à refroidir au fluide frigorigène.

1.2.3.1. Quantité de froid à produire.

La quantité de froid à produire Qo c’est la quantité de chaleur à absorber au niveau de

l’évaporateur.

1.2.3.2. Surface d'évaporation.

C'est la surface de transmission de l'évaporateur en mètre carré.

tKQA O

∆×= (17)

K : Coefficient de transmission thermique de l'évaporateur en [W/m²K]

t∆ :: Différence de température entre la température du milieu à refroidir et la température de

vaporisation du fluide frigorigène [K].

1.2.3.3. Débit masse de fluide à refroidir.

tCQP

O

mf

o

q ∆×= (18)

∆t : différence de température entre la température d’évaporation du fluide frigorigène et le

fluide à refroidir.

Cp : capacité thermique massique du fluide à refroidir.

1.2.4. Les Détendeurs.

Ils sont destinés à contrôler le débit et la pression du fluide frigorigène nécessaire à l'extraction de

chaleur du médium à refroidir vers l'évaporateur.

4 Formule extrait du livre :’’Installation frigorifique Tome II ‘’


E.S.P.A 2004 11

Dans le froid industriel, on utilise les détendeurs thermostatiques :

- détendeur thermostatique à égalisation interne de pression.

- détendeur thermostatique à égalisation externe de pression.

1.2.4.1. Détendeur thermostatique à égalisation interne de pression.

Le détendeur thermostatique à égalisation interne de pression est utilisé sur les évaporateurs dont la

surface d'évaporation présente un minimum de perte de charge pendant la circulation du fluide

frigorigène.

Figure 3 : Détendeur électronique à égalisation interne de pression.

1.2.4.2. Détendeur thermostatique à égalisation externe de pression.

Ce type de détendeur a la même fonction que le détendeur précédent mais avec des pertes de

charge .Un piquage de pression est effectué après le bulbe et relié au raccord d'égalisation prévu sur le

corps du détendeur.


E.S.P.A 2004 12

Figure 4 : vue en coupe d'un détendeur thermostatique à égalisation externe de pression.

1.Corps de détendeur ; 2.Raccorrd d’entrée ; 3.Raccord de sortie ; 4.Filtre à liquide

5.Pointeau ; 6.Membranne ; 7.Tige coulissante ; 8.Ressort de réglage ; 9.Vis de

réglage ;10.Siège de pointeau ; 11.Bulbe ; 12.Capillaire de liaison ; 13.Raccord d’égalisation

externe de pression 14.Presse-étoupe de tige coulissante ; 15.Sous ensemble pointeau-siège de

pointeau

1.3. Cycle frigorifique, diagramme enthalpique.

Dans l’industrie du froid, on utilise le cycle frigorifique à compression.

Figure 5: Schéma de fonctionnement d’une machine frigorifique à compression


E.S.P.A 2004 13

Figure 6 :Diagramme enthalpique

1-2 : Compression polytropique des vapeurs.

2-2' : Désurchauffe

2'-3 : Condensation isobare

3-4 : Sous refroidissement

4-5 : Détente isenthalpique

5-1' : Evaporation isobare

1'-1 : Surchauffe

1.3.2.Fonctionnement de la machine frigorifique à compression.

Compresseur : le compresseur aspire le gaz frigorigène à basse pression (B.P) et à basse

température (B.T).L'énergie mécanique du compresseur entraîne l’augmentation de pression et de

température du gaz frigorigène. C'est la phase de compression qui fait passer de l'état 1 à l'état 2.

Condenseur : le gaz chaud a pression pK provenant du compresseur est dirigé vers le condenseur

(état 2).Le gaz chaud dégage de chaleur au medium de condensation, c’est la phase de désurchauffe

des gaz haute pression (H.P).

La vapeur est condensée à température et à pression constantes, c’est la phase de condensation

proprement dite. Lorsque toute cette vapeur est condensée, il y a un sous-refroidissement de liquide

formé de l'état 3 à l'état 4.Bien entendu, la température de condensation est supérieure à la température

du fluide extérieur.


E.S.P.A 2004 14

Détendeur : le liquide formé dans le condenseur subit une détente de pK à po. Cette détente à lieu

dans un détendeur. Au cours de la détente il y a formation partielle de phase gazeuse. La détente se

produit sans aucun échange avec l'extérieur ni de la chaleur, ni d'énergie mécanique. Cette détente est

caractérisée par l'état 4 à l'état 5.

Evaporateur : Le fluide frigorigène liquide provenant du détendeur va entrer en ébullition dans

l'évaporateur en absorbant de la chaleur au fluide extérieur. La température d'évaporation doit donc

être inférieure à la température du fluide extérieur. C'est la phase de vaporisation totale à l'état 1'.Le

gaz formé est généralement réchauffé légèrement par le fluide extérieur, c'est ce que l'on appelle la

phase de surchauffe qui fait passer le gaz de l'état 1' à l'état 1 à pression constante. Le gaz est ensuite

aspiré par le compresseur pour un nouveau cycle.

Rappels sur fluides

E.S.P.A 2004 15

Chapitre 2 : RAPPEL SUR LES FLUIDES

2.1. Définition.

Un fluide est un corps dans lequel les forces d'attraction intermoléculaire sont assez faibles pour

que les particules qui le constituent soient libres les unes par rapport aux autres. Le fluide en question

peut être à l'état gazeux ou à l'état liquide.

2.2. Statique des fluides 6.[5]

La statique des fluides est l'étude des comportements des fluides au repos.

2.2.1. Répartition des pressions dans un fluide.

La différence de pression entre deux points quelconques à l'intérieur d'un fluide en équilibre est

égale au poids d'une colonne de fluide ayant comme base l'unité de surface et comme hauteur la

différence de niveau.

Figure 7 : Différence de niveau entre deux points.

zgppO

××+= ρ1

(19)

( )1212

zzgpp −××+= ρ (20)

2.2.2. Notion de pression.

2.2.2.1. Les isobares.

Il y a isobare lorsqu'on est dans un milieu à égale pression .P est constante donc les isobares sont

des plans horizontaux.

.constzgpii=××+ ρ (21)

5Extrait du livre :’’Formulaire technique ’’

Rappels sur fluides

E.S.P.A 2004 16

2.2.2.2. Pression différentielle entre deux niveaux.

Figure 8 : Baromètre à mercure

zgppp ∆××=−=∆ ρ12 (22)

2.3. Dynamique des fluides.

La dynamique des fluides est l'étude du comportement des fluides lorsqu'ils sont en mouvement.

Le fluide est en mouvement s'il est soumis à des forces qui tendent à le déformer.

2.3.1. Quelques définitions.

La viscosité dynamique η est une constante de corps dépendant de la température et l’état

physique du fluide.

La viscosité cinématique est le rapport de la viscosité dynamique et la masse volumique r du

fluide. Elle est donnée par la formule :

ρηυ = (23)

η : En [m²/s] ou [stockes]

ν : En [Pa.s] ou [poises]

2.3.2. Equation de Bernoulli.

Pour un écoulement idéal l'énergie se conserve le long de la conduite quelle que soit la hauteur où

se trouve un élément de volume du fluide.

.2

2

constw

zgp

i

i

i =+×+ρ

(24)

ρi

p: Énergie de pression spécifique permettant l'écoulement.

Rappels sur fluides

E.S.P.A 2004 17

izg × : Énergie potentielle spécifique engendrée par le poids du fluide.

2

2

iw

: Énergie cinétique spécifique due au déplacement du fluide.

Mais en réalité, il y a perte de charge à cause de la viscosité du fluide de la nature du tube

(rugosité) et des accessoires de tuyauterie.

2.3.3. Différente forme d'écoulement.7[6]

2.3.3.1. Ecoulement laminaire.

Un écoulement est laminaire si la variation de vitesse d'écoulement selon la règle de POISEUILLE

forme une parabole. Le fluide peut être considéré comme constitué de couches concentriques.

L'écoulement laminaire correspond à la vitesse faible.

2.3.3.2. Ecoulement turbulent lisse.

Si les contraintes de frottement à la paroi ne dépendent pratiquement pas de la rugosité mais la

vitesse est assez élevée, l'écoulement est dit turbulent lisse.

2.3.3.3. Ecoulement turbulent rugueux.

Ce type d'écoulement est provoqué par la rugosité de la paroi de la tuyauterie. Il y a

écoulement turbulent en présence d'un obstacle (volet de réglage...), changement brusque de

section, changement de direction (coude).

2.4. Calcul des pertes de charges dynamiques.8.[7]

Sous une forme pratique, la perte de charge par frottement est :

22waJ ×××= ξρ (25)

Le facteur de forme a est :

- pour les parties droites de la conduitea = L / d

- pour les pièces de forme (coude, accessoire,...) a = 1

Le coefficient de résistance ξ des parties droites dépend du nombre de Reynolds.

Pour un écoulement laminaire : Re

64=ξ (26)

6 Extrait du livre ‘’Réfrigération industrielle’’ 7 Extrait du livre ‘’ Formulaire technique’’

Rappels sur fluides

E.S.P.A 2004 18

Pour un écoulement turbulent :

=d

kf Re,ξ (27)

d

k: Rugosité relative.

Remarque: Dans les industries frigorifiques et pour des tubes en cuivre, on part d'une valeur de

03,0=ξ sauf pour l'ammoniac on utilise les tubes en acier et on prend :

25,0Re3164,0 −×=ξ (28)

2.5. Fluides frigorigènes.9[8]

2.5.1. Rôle.

Les fluides frigorigènes ont pour rôle d'assurer les transferts thermiques entre l'évaporateur et

la chambre à refroidir d’une part, et entre le condenseur et le médium de condensation d’autre

part. Le choix du fluide pour une installation a été effectué en tenant compte du problème

frigorifique particulier à résoudre et d'un certain nombre de critère.

2.5.2. Codification des fluides frigorigènes.

2.5.2.1. Pour des corps organiques R-CDU.

Le chiffre des unités indique le nombre d'atomes de fluor.

Le chiffre des dizaines indique le nombre d'atomes d'hydrogène plus un.

Le chiffre des centaines indique le nombre d'atomes de carbone moins un.

Exemple :R22 de formule chimique CHClF2

C : 1-1=0

D : 1+1=2

U : 2

2.5.2.2. Pour la série des R400.

Les numérotations sont chronologiques par ordre d'apparition.

Exemple : R407 avant R408.

Mais dans le cas de mélange des corps purs identiques de proportion différente, on associe une

lettre majuscule (A, B, C) à la fin du numéro par ordre chronologique.

8 Extrait du livre ‘’Formulaire du froid’’

Rappels sur fluides

E.S.P.A 2004 19

Exemple : R407A avant R407B.


Idem à R400.


C'est la série des hydrocarbures.

Exemples : R600 : Butane.

R600a : Isobutane.

2.5.3. Changement de phase des fluides frigorigènes.

Le changement de phase possible les fluides frigorigènes est le passage de l'état liquide à l'état

vapeur et vice-versa.

La vaporisation du fluide commence au point A (dans le détendeur) et la vaporisation est achevée à

la sortie de la courbe d’ébullition au point B. La liquéfaction du fluide frigorigène à l'état vapeur

commence au point C et se termine à la sortie de la courbe de rosée au point D.

Figure 9 : Courbe de changement de phase de fluide frigorigène

Rappels sur fluides

E.S.P.A 2004 20

2.6. Circulation du fluide frigorigène.

Dans le froid industriel, le fluide frigorigène circule dans trois conduites différentes : tuyauterie de

refoulement, tuyauterie d'aspiration. tuyauterie de liquide.

2.6.1. Tuyauterie de refoulement.

Cette tuyauterie relie le compresseur au condenseur. Les gaz refoulés sont chauds et l'huile

entraînée dans cette tuyauterie sera très fluide. Une vitesse de gaz supérieure à 5 m/s permettra

d'entraîner facilement l'huile.

Tuyauterie de condensat.

Cette tuyauterie relie le condenseur et la bouteille liquide. La perte de charge dans cette tuyauterie

devra être négligeable pour éviter l'engorgement du condenseur en liquide.

Tuyauterie départ liquide.

Elle relie le réservoir de liquide au détendeur. Le liquide circulant à l’interieur de la tuyauterie est

sous refroidi afin d'éviter la vaporisation partielle (flash-gas) qui risquerait de perturber

fonctionnement du détendeur.

Tuyauterie d'aspiration.

Elle relie l'évaporateur au compresseur. La vapeur aspirée est froide.L'huile en circulation

sera plus visqueuse, et risquerait de tapiser sur la surface d'évaporation de l'évaporateur ce qui

diminue le coefficient de transmission thermique.

2.7. Interprétation thermodynamique des pertes de charge.

L'existence des pertes de charge dans les circuits frigorifiques HP et BP modifient l'aspect du cycle

de référence qu'on a généralement l'habitude de considérer.

L'analyse du cycle de référence (5-1-2-4-5) de la figure 5 montre qu'à l'entrée du compresseur

(point1), le fluide subit une baisse de pression dans la conduite d'aspiration, ce qui fait que le parcours

(6-1) subit une déviation et est remplacée par (6-1’)

Cette déformation du cycle montre également que le volume massique de la vapeur BP aspirée

augmente de v0 à v’0 ce qui entraîne la diminution de la puissance frigorifique.

Du côté HP, la pression de refoulement augmente et de même pour la température de refoulement.

Ces deux augmentations font augmenter le travail de compression. De plus, la perte de charge dans

la conduite liquide provoque la vaporisation partielle.

Rappels sur fluides

E.S.P.A 2004 21

Figure10 : Influence des pertes de charge dans les conduits.

E.S.P.A 2004 22

Chapitre 3 : TRANSMISSION DE CHALEUR

La chaleur se transmet toujours du corps le plus chaud vers le corps le plus froid jusqu'à l'équilibre

de température. Tout corps à la température zéro absolu (température -273°C) a de la chaleur dont le

niveau de celle-ci est caractérisé par sa température. En vue de l'application de la transmission de

chaleur à la production de froid, on distingue trois modes de transmission de chaleur : la conduction,

la convection, le rayonnement.

3.1. Transmission par conduction.

La conduction est un transfert de chaleur caractérisée par la propagation de l'énergie dans un milieu

sans déplacement appréciable de la matière.

3.1.1. Conduction à travers un mur homogène.

Figure 11: Conduction à travers un mur plan homogène

La quantité de chaleur entre (1) et (2) est donnée par la relation :

( )e

TTAQ 21−××=λ (29)

A : surface du mur en [m2]

e : épaisseur du mur en [m]

λ : coefficient de conduction thermique du mur en [W/m2.K]

o

Qen [Watt]

T1 et T2 en [°C]

E.S.P.A 2004 23

3.1.2. Conduction à travers un mur multicouche.

Figure 12 : Conduction à travers un mur multicouche

La résistance thermique par unité de surface est : n

n

ii

i

i

th h

e

hR

111

++= ∑= λ

(30)

Le débit de chaleur à travers le mur est :thRTTAQ 21−×= (31)

Rth : résistance thermique par unité de surface en [m²K / W]

λi : coefficient de conduction thermique [W/m²K]

T1 et T2 en [°C]

1/hi : resistance thermiques interne de la paroi 1/he : resistance thermiques externe de la paroi

3.1.3. Conduction à travers un cylindre longueur L.

Figure 13 : Conduction à travers un cylindre.

La quantité de chaleur échangée est donnée par la formule :

eTTAQ m

21−××=λ (32)

LdA mm ××=π (33)

E.S.P.A 2004 24

dDdDdm

lnln −−= (34)

dm : diamètre logarithmique moyenne en mm

Am : Surface logarithmique moyenne en mm

L : Longueur du tube en m

3.2. Transmission par convection.

Il s'agit du transport de chaleur d'un fluide à travers une paroi solide.

Les molécules porteuses de masse transportent la chaleur par écoulement la quantité de chaleur

échangée est :

( )21 TTAQ −××=λ (35)

3.2.1. Convection naturelle.

Un écoulement est naturel s’il n’y a pas d’intervention d’un moteur hydraulique. Le coefficient de

transmission thermique K est :

Pour une plaque verticale :

NuK

H

λ×= (36)

Pour un tube horizontal :

NuK

D

λ×= (37)

3.2.1.1. À travers une plaque verticale.

L’écoulement est caractérisé par le nombre de NUSSELT.

( )4

1

Pr55,0 ××= GrNu Si 1700 <Gr Pr < 108 (38)

( )4

1

Pr13,0 ××= GrNu Si Gr. Pr > 108 (39)

2

32

ηρβ HTg

Gr××∆××= (40)

E.S.P.A 2004 25

3.2.1.2. À travers un tube horizontal.

Le nombre de NUSSELT est donné par la relation :

( )4

1

Pr41,0 ××= GrNu Si Gr.Pr > 105 (41)

2

32

ηρβ DTg

Gr××∆××= (42)

3.2.2. Convection forcée.

Un écoulement est dit forcé s’il y à intervention d’une pompe hydraulique. Il y a en général deux

types d’écoulement : écoulement laminaire, écoulement turbulent.

3.2.2.1. Ecoulement laminaire.

Un écoulement est laminaire si Re < 2320.

14,0

PrRe045,01

PrRe0668,065,3

×

×××+

×××+=

d

Fl

L

DL

d

Nuηη

(43)

Si 410PrRe1,0 ≤××≤

L

d

3.2.2.2. Ecoulement turbulent.

Un écoulement est turbulent si Re > 2320.

14,03

2

3

1

3

2

1Pr125Re116,0

×

+××

−×=

P

Fl

L

DNu

ηη

(44)

Si 500Pr6,0 << H : hauteur des plaques en [m]

L : longueur du tube [m]

d : diamètre intérieur du tube en [m]

D : diamètre extérieur du tube en [m]

Pr : nombre de PRANDTL

E.S.P.A 2004 26

∆T=T1-T2 : différence de température absolue entre la paroi et le liquide ou gaz dans le

domaine non influencé par la température en [K]

ή : viscosité dynamique en [centpoises]

W : vitesse du fluide en [m/s]

ήFl : viscosité dynamique à la température moyenne du fluiderature

ήP : viscosité dynamique à la température de la paroi

3.3. Transmission par rayonnement.

Le flux de chaleur est émis sous forme d’onde électromagnétique et est absorbée par le corps le

plus froid. Le coefficient de transmission thermique K dépend de la forme géométrique du système et

sa nature. Le débit de flux de chaleur est :

( )21 TTAKQ −××= (45)

21

42

41

TT

TTK

−−

×= σ (46)

Pour un miroir σ=0

Entre surface enveloppante :

−×+

=

SA

A

σσσ

σ111

1

22

1

1

(47)

Entre surface parallèle :

−+

=

Sσσσ

σ111

1

21

(48)

σ1 et σ2 : constante de rayonnement des surfaces rayonnantes en [W/m2K4]

σS = 5,67 x 10-8 [W/m2K4] : constante de rayonnement du corps noir.

A1 et A2 surfaces rayonnante de deux corps en [m2]

σ :constante de rayonnement équivalente [W/m2K4]

Q :quantité de chaleur émis en [W]

h :coefficient de transmission thermique [m².K/W]

E.S.P.A 2004 27

Chapitre 4 : TUYAUTERIES

4.1. Généralités.

Les tuyauteries des machines frigorifiques à fluide CFC, HFC, HCFC sont toutes actuellement

réalisées en tube de cuivre de dimension prises dans la série pouce sauf pour l'ammoniac où l’on utilise

le tube en acier. Les dimensions et épaisseurs des tubes de la série métrique sont normalisées, les tubes

sont désignés par leur diamètre intérieur et par leur diamètre extérieur.

4.2. Tubes en cuivre.

La matière constitutive des tubes en cuivre doit répondre aux caractéristiques suivantes:

-Teneur en cuivre pur : 99,90 % à 99,92 %.

-Teneur en phosphore: 0,007 % minimum à 0,012 % maximum.

-Absence d'oxyde cuivreux.

Dénomination.

Les tubes de la série pouce sont désignés par leur diamètre extérieur seulement suivi quelque fois

de l'indication OD (out side diameter ) .

Exemple : tube de 3/8" OD.

Pression maximum d'utilisation.

On peut calculer la pression maximum d'utilisation en appliquant la formule :

detp ××=2 (49)

e : épaisseur du tube en [mm]

d : diamètre intérieur du tube en [mm]

p : pression maximale d'utilisation en [bar]

t : fatigue maximale en en daN / mm²

E.S.P.A 2004 28

4.2.1. Raccords.

Les raccords utilisés pour les tuyauteries cuivre : raccords en laiton matricé, raccords en

cuivre extrudé.

4.2.1.1. Raccords en laiton matricé.

La dénomination en pouce des raccords indique le diamètre extérieur auquel est destiné le raccord.

La désignation des raccords en laiton se rapporte sur :

- Sa forme : union, coude, té, croix,....

- Le diamètre nominal de chacune de ses tubulures.

- Sa nature des tubulures (mâle M ou femelle F) ainsi que sur

- La forme de filetage (Conique C ou cylindrique)

Exemples: Raccord en Té 5/8"M

Raccord en Té 3/4"M ,5/8"M, 3/4"M

Raccord en Té 3/4"F, 5/8"M, 3/4"M

Raccord en coude 1/2"Mc, 1/2"F

4.2.1.2. Raccords en cuivre extrudé.

Pour les dimensions supérieures à 3/4", tous les raccordements se font à partir des raccords à braser

par capillarité pour assurer l'étanchéité. La dénomination et la désignation sont identiques aux

précédents sauf que la nature des tubulures est exclue. L'assemblage avec les conduits se fait par

brasage.

On distingue trois types de brasage :

� Brasage fort.

Brasage dans lequel un joint est obtenu avec un métal d'apport dont la température de fusion est

supérieure à 450°C

� Brasage tendre.

Le brasage est tendre si la température de fusion du métal d'apport est inférieure à 450°C.

� Soudo-brasage.

Brasage dans le quel l'assemblage est obtenu en utilisant la technique du soudage par autogène par

fusion. La température de fusion du métal d'apport étant supérieure à 450°C

E.S.P.A 2004 29

4.2.2. Généralités sur la brasure.

Les brasures les plus utilisées pour le brasage des conduits frigorifiques sont classées en trois

groupes :

Brasure à l'Argent.

Brasure au phosphore.

Brasure de métaux blancs.

4.3. Tubes en acier.

Les tubes utilisés pour la réalisation des installations frigorifiques sont :

Les tubes filetables.

Les tubes sans soudure moyenne pression.

Dénomination.

Identique à la tuyauterie en cuivre

Raccords.

Les raccords utilisés pour la réalisation des tuyauteries en acier forgé ou en acier estampé dont le

mode d'assemblage est identique à la tuyauterie en cuivre suivant la nature du raccord (à souder ou à

fileter).

Figure 14 :Exemples de types de raccords

E.S.P.A 2004 30

4.4.Contrôle d'étanchéité.

Le contrôle d'étanchéité est une opération indispensable à effectuer au cours d'une mise en service

ou d'entretien. Il permet d'éviter :

-Les fuites de fluide frigorigène.

-L’entrée d'air humide.

Le principal lieu des fuites est en général dans les lieux où il y a: Brasure, soudure, Coudes, Pièces

d'assemblage. On utilise pour la détection des fuites dans les installations frigorifiques :

� La lampe haloide.

La lampe haloide se compose d'une bouteille de butane qui chauffe au rouge une lamelle de cuivre.

En cas de fuite de fluide, la couleur de la flamme passe du bleu naturel de la flamme de gaz au vert,

voire au bleu profond.

� Eau savonneuse.

Elle consiste, soit à enduire d'eau savonneuse à l'aide d'un pinceau soit à l'aide d'une bombe

aérosol, les endroits susceptibles de produire une fuite.

� Colorant ou additif dans le fluide.

Certains fluides frigorigènes sont maintenant livrés avec un additif chimique appelé " dytel ". A

l'endroit des fuites l'additif chimique liquide laisse des traces rouges très visibles.

Un autre type d'additif composé d'un mélange d'huile et d'éléments d'origine organique permet la

détection des fuites par fluorescence : c'est le procédé spectroline qui utilise une lampe UV de haute

intensité. Ce système permet de détecter de façon visuelle des fuites de 7g / an.

E.S.P.A 2004 31

PARTIE II

DDDDDDDDDDDDIIIIIIIIIIIIMMMMMMMMMMMMEEEEEEEEEEEENNNNNNNNNNNNSSSSSSSSSSSSIIIIIIIIIIIIOOOOOOOOOOOONNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNEEEEEEEEEEEEMMMMMMMMMMMMEEEEEEEEEEEENNNNNNNNNNNNTTTTTTTTTTTT DDDDDDDDDDDDEEEEEEEEEEEESSSSSSSSSSSS CCCCCCCCCCCCOOOOOOOOOOOONNNNNNNNNNNNDDDDDDDDDDDDUUUUUUUUUUUUIIIIIIIIIIIITTTTTTTTTTTTEEEEEEEEEEEESSSSSSSSSSSS

FFFFFFFFFFFFRRRRRRRRRRRRIIIIIIIIIIIIGGGGGGGGGGGGOOOOOOOOOOOORRRRRRRRRRRRIIIIIIIIIIIIFFFFFFFFFFFFIIIIIIIIIIIIQQQQQQQQQQQQUUUUUUUUUUUUEEEEEEEEEEEESSSSSSSSSSSS

Calcul des dimensions des conduites

E.S.P.A 2004 32

Chapitre 1 : CALCUL DES DIMENSIONS DES CONDUITES

1.1.Calcul de la vitesse du fluide et limites admissibles.

Le débit volumique de fluide frigorigène en fonction en de la vitesse et du diamètre extérieur de la

conduite est donnée par la formule :

wAq ffV

o

×=, (50)

Et la section intérieure par :

42dA ×=π

(51)

Le débit massique de fluide frigorigène est donné par la formule 9. La relation entre le débit

volumique et le débit massique de fluide frigorigène est donnée par la formule 25. La combinaison de

ces quatre formules donne l’expression de la vitesse :

2,

4dQ

Qwnom

o

××××= ρπ (52)

La masse volumique ρ varie en fonction de la température et de la pression du fluide frigorigène.

Pour permettre au retour d’huile vers le carter du compresseur et de réduire le maximum possible la

quantité d’huile refoulée avec le fluide, la valeur de la vitesse doit trouver dans les limites admissibles

données par le tableau ci-dessous.

CONDUITE VITESSE MINIMALE

ADMISSIBLE en m/s

VITESSE MAXIMALE

ADMISSIBLE en m/s

Aspiration 6 12

Refoulement 6 15

Liquide 0,3 2

Tableau 1 : Limites admissibles des vitesses

Une vitesse trop grande ou trop faible engendre des problèmes néfastes au fonctionnement de

l’installation ainsi que des équipements frigorifiques.


E.S.P.A 2004 33

1.2.Calcul du diamètre des conduites.

En utilisant la formule (52) et en respectant la condition imposée expérimentalement par le tableau

1 on peut donner au diamètre l’expression :

Pour la conduite d’aspiration :

aspmnQQ

d ρπ ×××=0

0min

3 (53)

aspmnQQd ρπ ×××

×=0

0max

32

(54)

Pour la conduite de refoulement :

refmnQQd ρπ ×××

×=0

0min

154

(55)

refmnQQd ρπ ×××

×=0

0max

32

(56)

Pour la conduite de liquide:

liqmnQQd ρπ ××

×=0

0min

2 (57)

liqmnQQ

d ρπ ××××=

0

0max

3,04

(58)

Le diamètre choisi doit être compris entre mind et maxd et correspond au diamètre de tube en série

pouce.

1.3.Calcul du débit du fluide et de la perte de charge de chaque tuyauterie.

Apres avoir calculé la vitesse ainsi que le diamètre on peut calculer le débit par la formule (50) tel

que :

-Conduite d’aspiration : aspww= et aspAA=

-Conduite de refoulement: refww= et refAA=

-Conduite d’aspiration : liqww= et liqAA=


E.S.P.A 2004 34

1.4.Calcul de la longueur des conduites et des pertes de charge.

1.4.1.Calcul des pertes de charge.

Dans les circuits frigorifiques les pertes de charge se manifestent sous trois formes :

-La perte de charge répartie est donnée par la formule (25) avec dLa=

-La perte de charge des accessoires et des singularités est donnée par la

formule (25) avec 1=a

-La perte de charge engendrée par la colonne montante de la tuyauterie,

donnée par la formule (42).

La perte de charge totale est alors:

zgwwdLJ

iRT ××+××+×××= ∑ ρρρ ξξ 22

22 unité en [Pa] (59)

On peut aussi déterminer la perte de charge due aux accessoires en connaissant sa longueur

équivalente.

Alors le facteur de forme devient d

a Leq= au lieu de 1.

∑ ∑ ×=d

L iEQR

i

,ξξ . (60)

Donc on peut généraliser :

321444 3444 214434421 STATIQUESACCESSOIRECOUDES

iEQ

R

REPARTIE

g

RT zgw

dLiw

dLJ ××+××××+×××=

+

∑ ρρρ ξξ 2,2

22 (61)

( ) zgLiLdwJ iEQg

RT ××+×+××

××= ∑ ρρξ,

2

2 (62)

Pour simplifier l’expression posons :∑ =× EQiEQ LLi , (63)

( ) zgLLd

wJ EQg

RT ××++××

××= ρρξ2

2

(64)

i :désigne le nombre de coude ou des accessoires de même forme.

La perte de charge admissible est donnée par le tableau ci-dessous et en chute de température.


E.S.P.A 2004 35

CONDUITE Perte de charge maximale admissible

Exprimer en chute de température

Aspiration K2≤

Refoulement K2≤

Liquide K5,0≤

Tableau2 : Perte de charge admissible dans les conduites.

Le choix final du diamètre de la conduite dépend de la perte de charge due aux différents facteurs

qui l’ont causée.

1.4.2.Calcul de la longueur géométrique des tuyauteries.

Si l’installation a peu de singularité : L eq = 1,3xLg (65)

Si l’installation a beaucoup de singularités: L eq = 1,5xLg (66)

Quelques améliorations d’une installation frigorifique

E.S.P.A 2004 36

Chapitre 2 : QUELQUES AMELIO RATIONS D’UNE INSTALLATION

FRIGORIFIQUE

2.1.Amélioration par la mise en place des autres appareillages:

Il est parfois nécessaire d'ajouter d'autres appareillages pour rendre de plus en plus les 4

composantes déjà étudiées (partie 1) aptes à faire les fonctions qu'on les a attribués.

2.1.1.Circuit haute pression.

Dans le circuit haute pression on met en places les appareils suivants :

Séparateur d'huile:

L'huile est entraînée avec le gaz comprimé dans la tuyauterie de refoulement. Pour empêcher

l'huile de continuer sa route il est nécessaire de mettre en place un séparateur d'huile. En effet si l'huile

atteint l'évaporateur, la formation d’une couche de film d'huile dans l'évaporateur va diminuer la

puissance frigorifique de l'évaporateur :

Figure 15 : Séparateur d’huile.


E.S.P.A 2004 37

Silencieux de refoulement :

Afin de réduire les bruits qui engendrent des ruptures des tuyauteries aux raccords, il est

nécessaire de mettre en place un silencieux de refoulement. Leur raccordement avec la tuyauterie se

fait, en générale, par brasure ou soudure.

Figure 16 : Montage d’un silencieux de refoulement.

Réservoir de liquide :

L'alimentation en fluide de l'évaporateur est assurée par le réglage du détendeur qui influe sur le

débit du fluide.Il faut mettre alors en permanence une réserve de liquide à la sortie du condenseur.

Filtre deshydrateur :

Après certains temps de fonctionnement, il apparaît une trace d'humidité dans les circuits

frigorifiques. Le filtre deshydrateur a pour rôle d'éliminer cette trace d'humidité.

Figure 17 : Filtre deshydrateur


E.S.P.A 2004 38

Filtres de nettoyage:

Les filtres de nettoyage sont utilisés afin de protéger les composantes frigorifiques. Par exemple les

débris de cuivre dû à l’érosion de la paroi de la tuyauterie par l’acidité du fluide risque de concasser

l’orifice de calibrage du détendeur.

Figure 18 : Filtre deshydrateur de nettoyage

2.1.2.Circuit basse pression :

Dans le circuit BP, on met en place:

Un échangeur de chaleur:

L’échangeur de chaleur a pour rôle de sous refroidir les vapeurs entrant dans l’évaporateur et de

surchauffer les gaz aspirés.

Figure 19: Echangeur de chaleur


E.S.P.A 2004 39

Une bouteille d'aspiration

Appelée également bouteille anti-coup de liquide, elle est utilisée afin d'éviter le coup de liquide

dans le compresseur. Le liquide non évaporé est piégé à l'intérieur et s’évapore ensuite si la bouteille

est munie d'un échangeur de chaleur. La bouteille d’aspiration est placée le plus prés possible du

compresseur.

Figure 20 : Bouteille anti-coup de liquide

Les appareillages communs pour améliorer l’installation pour le circuit haute pression et basse

pression sont:

Un éliminateur de vibration et un compensateur de dilatation.

L'éliminateur de vibration est utilisé afin de réduire les vibrations engendrées par le(s)

compresseur(s) et d'absorber la tension interne due aux dilatations et à la contraction des conduites.

Figure 21 : Eliminateur de vibration

L'utilisation de compensateur de dilatation permet d'absorber les variations de longueur engendrée

par les variations de température Les figures ci-dessous montrent les différents compensateurs de

dilatation.


E.S.P.A 2004 40

Figure 22 : Compensateurs de dilatation

Un clapet de retenu

Le retour d'huile dans le carter est nécessaire afin de protéger les organes mécaniques mais son

retour massif n'est pas souhaitable .Pour éviter le retard d'huile vers la culasse du compresseur avant la

mise en marche du compresseur on utilise un clapet de reténue.

Figure 23 : Clapet de retenue

Un voyant

Permet de visualiser dans n’importe quel endroit de la tuyauterie l’état du fluide.


E.S.P.A 2004 41

Figure 24 : Voyant indicateur d’humidité

2.2.Amélioration de l'installation par la position dans l'espace des tuyauteries:

Le fluide frigorigène est léger par rapport à l'huile de lubrification. Pour éviter le cheminement de

l'huile dans les conduites il est préférable d'utiliser un changement brusque de section (évasement) et

de direction afin de séparer par inertie le fluide et l’huile et de réduire aussi la vitesse du fluide.

Eviter les changements de direction inutile et mettre les organes de protection tout près de

l'appareil où ils sont destinés de protéger.

Eviter la traversée de conduites dans des ambiances où la température est supérieure à celle du

fluide.

2.3.Amélioration de l'installation par l'isolation de la conduite:

Il est nécessaire d'isoler la conduite d'aspiration pour éviter la condensation prématurée de la

vapeur. En général, on ne calorifuge pas la conduite de refoulement et du liquide sauf si on est obligé

de faire traverser les conduites dans des locaux où la température est supérieure à celle du fluide.

Figure 25 : Isolations des tuyauteries


E.S.P.A 2004 42

2.4.Impact environnemental:

En général, le plus touché est l’environnement écologique. Il est ainsi nécessaire de faire de

réflexion à la menace que nous vivons actuellement.

2.4.1 Mode de destruction de la couche d’ozone :

L’ozone se forme à partir de la combinaison d’une molécule d’oxygène molécule et un atome

d’oxygène dans la stratosphère.

Mais cette molécule d’ozone se détruit des qu’elle absorbe un photon de longueur d’onde allant

jusqu’à 200 à 300nm.

La couche d’ozone joue le rôle d’un filtre contre les radiations, sa destruction provoque l’émission

massive des rayons UV et à effet stérilisant sur la végétation et provoque le cancer pour les hommes.

2.4.2.Les causes de la destruction de la couche d’ozone.

La couche d’ozone se détruit des qu’il y a fuite des substances qui la détruit. Ces substances sont

celles qui possèdent un ou des atomes de chlore. Pour l’industrie de froid, ces substances sont les

fluides frigorigènes à base de CFC et HCFC .La molécule de chlore contenue dans les fluides

frigorigènes est un réactif très dangereux pour l’ozone car il arrache facilement un atome d’oxygène.

S’il y a des fuites au niveau des tuyauteries, il y a libération de l’atome de chlore et à cause de sa

légèreté, l’atome de chlore atteigne le stratosphère et la réaction chimique a lieu.

Exemple pour le R22 :CHClF2


E.S.P.A 2004 43

2.4.3.Situation de Madagascar vis à vis de la menace de la rareté de la couche d’ozone.

Madagascar n’est pas épargné de la menace de l’appauvrissement de la couche d’ozone. Des

différentes actions ont pris par des associations et des ONG mais le plus fréquemment c’est le

reboisement. A Madagascar la protection de l’environnement est devenue une loi à respecter par les

Malagasy .C’est pourquoi d’après l’article 39 de la constitution de la République de Madagascar, toute

personne à le devoir de respecter l’environnement. La protection et le respect de l’environnement sont

d’intérêt général .IL est du devoir du chacun de veiller à la sauvegarde du cadre dans lequel il vit.

Application à un entrepôt combiné

E.S.P.A 2004 44

Chapitre 3 : APPLICATION A UN ENTREPOT COMBINE

3.1. Bilan thermique.

L’entrepôt est composé d’une chambre de réfrigération , une chambre de congélation et un

bureau pour les responsables de stock. l’isolant utilisé est en polyuréthane. Le figure ci-déssous

réprésente les caractéristiques de chaque chambre.

Figure 26 : Schéma de l’entrepôt

3.1.1.Charges thermiques externes.

3.1.1.1.Transmission à travers les parois.

En utilisant la formule iiiiTr TSKQ ∆××=, (67)

QTr,i :Quantité de chaleur échangée à travers la paroi i.en Watt

Si :surface de la paroi i en m

∆Ti :différence de température entre les 2 milieux séparés par la paroi i.


E.S.P.A 2004 45

Le coefficient de transmission thermique K et l’épaisseur du polyuréthane sont déterminés à

partir de la différence de température entre le milieu ambiant et le milieu extérieur .

Epaisseur d’isolant

en mm

Coefficient K

W/m2.K

Ecart de température

Conseillé en K

Utilisation jusqu’environ

°C

50

75

100

125

150

0,39

0,26

0,19

0,15

0,13

20

34

45

56

70

-4

-10

-20

-30

-45

Tableau 3 : Epaisseur de l’isolant en fonction de l’écart de température

Le calcul de la résistance thermique des différentes couches constituant le sol de la chambre froide

est donné par le tableau ci-dessous :

e [m] λ [W/m.K] λe [m2.K/W]

Pré-dalle en béton sur terre

pleine

0,50 1,279 0,391

Barrière d’étanchéité en

bitume

0,115 0,160 0,718

Isolant thermique en

polystyrène

0,300 0,030 10,000

Dalle de compression 0,300 1,279 0,230

Chape 0,170 1,924 0,088

Pavage 0,115 1,050 0,109

TOTAL 1,500 - 11,540

Tableau 4 : Données numériques de chaque couche

Les quantités de chaleur échangées sont données par le tableau ci-déssous.

PAROIS REFRIGERATION CONGELATION

N°1 0,26.16,30.5.23 487,30[W] 0,19.34,20.5.43 1397,07[W]

N°2 0,26.29,15.5.23 871,58[W] 0,19.13,22.5.43 540,04[W]

N°3 0,39.16,30.5.15 476,77[W] 0,19.13,22.5.43[W] 540,04[W]

N°4 0,39.29,15.5.(-15-5) -1136,86[W] 0,39.29,15.5.(5-(-15)) 1136,8[W]

N°5 - - 0,15.10.5.35 262,50

PLAFONDS 0,26.29,15.16,30.24 2964,90[W] 0,19.34,20.13,22.43 3693,85[W]


E.S.P.A 2004 46

SOL 0.086.29,15.16,30.23 939,83[W] 0,086.34,20.13,22.43 1671,85[W]

TOTAL - 4603,52[W] - 5285,85[W]

Tableau 5 : Résultats des quantités de chaleur échangées à travers les parois

En utilisant la formule :

∑ ++=

ei he

h

K11

1

λ (68)

0540,1106,01

++=K

On trouve K=0,086 [W/m2. K]

3.1.1.2.Charge thermique due aux renouvellements d’air.

15,273Qre +

×=cf

cfcf

TVT

(69)

CFV : Volume de la chambre froide en [m3]

CFT : Température à l’intérieur de la chambre froide en [°C]

haa : Enthalpie de l’air ambiante en [kJ/kg]

hae : Enthalpie de l’air extérieur en [kJ/kg]

CARACTERISTI

QUE

REFRIGERATI

ON

CONGELATI

ON

CFV 16,30x29,15x5,0

0

13,22x34,20x5

,00

HR 76% 90%

CFT +5[°C] -15[°C]

haa 46[kJ/kg] 46[kJ/kg]

haa 16[kJ/kg] -15[kJ/kg]

reQ [W] 1503,51[W] 3213,20[W]

Tableau 6: Caractéristiques des chambres et résultats des quantités de chaleur échangées par

renouvellement d’air.


E.S.P.A 2004 47

3.1.1.3.Charge par ouverture des portes.

Elle est donnée par la formule (résultat tableau 15):

( )[ ] ( ) oaaaea

epppapcfextop chhHHlTTQ ×−×

−××××××−×+= ρ

ρρτ 1067,00,8 (70)

Figure 27:D diagramme psychométrique

pτ : durée moyenne d’ouverture des portes [min / heure]

24jt

pfd×=τ (71)


E.S.P.A 2004 48

jf : flux journalier [tonne / jour]

d t: durée moyenne d’ouverture des portes aller et retour en [min/tonne] (voir annexe)

aρ : masse volumique de l’air ambiant dans la chambre froide en [kg/m3]

15,2731

293,1cf

aT+

=ρ (72)

eρ : masse volumique de l’air extérieur en [kg/m3]

15,2731

293,1ext

extT+

=ρ (73)

c o : coefficient de minoration due à la présence d’un rideau d’air

c o = 1 Pour une porte sans rideau d’air

c o = 0,25 Pour une porte avec rideau d’air

CFC : contenance totale de la chambre en [kg]

oedhAC ε×××= (74)

A:surface de la chambre en [m2]

h :hauteur de gerbage en [m]

d e :densité d’entreposage (voir annexe)

Oε :coefficient d’occupation du sol

H p :hauteur de la porte en [m]

pl :largeur de la porte en [m]

3.1.2.Charges thermiques internes.

3.1.2.1.Charges thermiques internes dues à l’éclairage.

(Résultat tableau 7)

24ecL

ecPiQ τ××= (75)

i : nombre de lampes

LP : puissance unitaire [W]

ecτ : durée de fonctionnement des lampes

24 : nombre d’heures dans une journée


E.S.P.A 2004 49

REFRIGERATION CONGELATION

A 475,14[m2] 452,12[m2]

h 1,55[m] 1,50[m]

oε 0,45 0,50

d t 0,8[min/tonne] 0,8[min/tonne]

pτ 2,76[min/heure] 0,85[min/heure]

aρ 1,27[kg/m3] 1,37[kg/m3]

eρ 1,20[kg/m3] 1,20[kg/m3]0

c 0 0,25 0,25

H p 2,5[m] 2,5[m]

L p 1[m] 1[m]

extT +20[°C] +20[°C]

CFT +5[°C] -15 [°C]

Q op 219,6[W] 255,80[W]

Tableau 7 : Résultats des quantités de chaleur échangées dues à l’ouverture des portes.

REFRIGERATIO

N

CONGELATIO

N

i 23 23

LP 36[W] 36[W]

ecτ 8[h/jour] 8[h/jour]

ECQ 276[W] 276[W]

Tableau 8 : Résultats des quantités de chaleur dues aux éclairages

3.1.2.2.Charges thermiques internes dues aux personnes.

24pep

pePiQ τ××= (76)

i : nombre de personne opérant dans la chambre froide

Pp : puissance unitaire

peτ : durée de fonctionnement des lampes


E.S.P.A 2004 50

24 : nombre d’heures dans une journée

REFRIGERATI

ON

CONGELATI

ON

i 4 4

Pp 240[W] 360[W]

peτ 4[h/jour] 4[h/jour]

peQ 160[W] 5760[W]

Tableau 9 : Résultats des quantités de chaleur dues aux personnes entrantes

3.1.2.3.Charges thermiques internes dues aux denrées entrantes.

(Résultat tableau 9)

� S’il s’agit de congélation : Tco ≥ Tcf

86400)()( 21 cfcoccod

deTTCmmLTTCm

Q−×++−××= (77)

� S’il s’agit de réfrigération : Tco < Tcf

86400)(1 cod

deTTCm

Q−××= (78)

m : masse de denrées introduites.

1C : capacité thermique massique avant congélation

C 2 : capacité thermique massique après congélation

lc : chaleur latente de congélation

dT : température d’introduction des denrées

COT : température de congélation

86400 : nombre de secondes dans une journée


E.S.P.A 2004 51

REFRIGERATIO

N

CONGELATIO

N

m 82852,53[kg] 25431,75[kg]

T d 7[°C] 3[°C]

T co 0[°C]

T cf + 5[°C] - 15[°C]

L c 197[kJ/kg] 335[kJ/kg]

C 1 2,3[kJ/kg.K] 4,19[kJ/kg.K]

C 2 1,42[kJ/kg.K] 2,1[kJ/kg.K]

Q de 27,68[kW] 111,58[kW]

Tableau 10: Résultats des quantités de chaleur dues aux denrées entrantes

Exprimé en kW REFRIGERATION CONGELATION

Q tr 4,60[kW] 5,28[kW]

Q re 1,50[kW] 2,96[kW]

Q op 0,22[kW] 0,25[kW]

Q ec 0,28[kW] 0,28[kW]

Q de 27,68[kW] 111,58[kW]

Q pe 0,16[kW] 0,58[kW]

TOTAL = Q 0,n 34,44[kW] 120,94[kW]

Tableau 11: Résultats récapitulatifs des quantités de chaleur à compenser.

Rémarque : La masse de denrées introduite était estimée pour chaque chambre.

3.3.3.3.1.2.4.1.2.4.1.2.4.1.2.4.Puissance frigorifique intermédiaire et prévisionnelle.Puissance frigorifique intermédiaire et prévisionnelle.Puissance frigorifique intermédiaire et prévisionnelle.Puissance frigorifique intermédiaire et prévisionnelle.

inst

noO

QQ τ24,

int,×= (79)

instτ :durée de fonctionnement de l’installation par jour en [h/j]

int,, 2,1 oprevo QQ ×= (80)


E.S.P.A 2004 52

REFRIGERATI

ON

CONGELATI

ON

noQ ,

34,44[kW] 120,94[kW]

instτ

16[h/j] 18[h/j]

int,OQ

51,66[kW] 161,25[kW]

prevoQ ,

61,99[kW] 193,50[kW]

Tableau 12: Résultats des puissances frigorifiques

3.1.2.5.Choix des composantes.

La puissance frigorifique totale de chaque chambre est :

kWkWkWQ t 49,25550,19399,61,0 =+=

Evaporateur : (3+1)évaporateurs types DZB 123 dont les caractéristiques sont :

Ecart d’ailette : 7mm

Puissance frigorifique : 78,10kW

Surface d’évaporation :396m²

Débit d’air :28400m3/h

Projection de l’air :2,24m

Capacité des tubes : 95,9dm3

Caractéristique du ventilateur :

Nombre : 3 ventilateurs par évaporateur

Nature de courant : 230/400V-triphasé

Fréquence : 50Hz


E.S.P.A 2004 53

Puissance : 1200W/ventilateur

Intensité du courant d’alimentation : 4 / 2,30 A

Caractéristique de dégivrage :

Nombre de résistance : 3 par évaporateur

Puissance : 35kW / 3

Tension d’alimentation : 400V-triphasé en Y

3.1.2.6.Charge thermique due à la puissance des ventilateurs.


Nombre de ventilateur 3 9

Puissance du ventilateur en 1200[W] 1200[W]

evapτ 16[h/j] 18[h/j]

instτ 16[h/j] 18[h/j]

ventQ 3600[W] 10800[W]

Tableau 13: Résultats des quantités de chaleur dues au moteur du ventilateur

3.1.2.7.Charge thermique due au dégivrage.


Nombre de résistance 3 9

Puissance de la résistance 35000[W] 35000[W]

degτ Pas de dégivrage 2[h/j]

instτ - 18[h/j]

degQ - 11666[W]

Tableau 14: Résultats des quantités de chaleur dues à la résistance de dégivrage.

ventQ est calculer à partir de la formule ci-dessous :

inst

evapventvent

PiQ ττ××= (81)

i : nombre de moteur de ventilateurs

ventP : Puissance du ventilateur considérée en W


E.S.P.A 2004 54

evapτ : Durée de fonctionnement de l’évaporateur

instτ : Durée de marche de l’installation en h/j (en générale 18h/j pour les chambre froides de

produit congelé et 16h/j dans les autres cas)

degQ est calculer à partir de la formule ci-dessous :

inst

resPiQ ττdeg

deg××= (82)

i : nombre de moteur de résistance de dégivrage.

resistP : Puissance de la résistance considérée en W

resistτ : Durée de dégivrage donnée en annexe.

3.1.2.8.Contrôle de la puissance frigorifique effective de l’évaporateur.

Elle est calculée à partir de la formule ci-dessus :

degint,0,0 QQQQ venteff ++= (83)

Chambre de réfrigération : kWQ eff 26,55,0 = et kWQevap 10,78=

Chambre de congélation : kWQ eff 71,183,0 = et kWkWQevap 3,23410,783 =×=

Le choix est largement suffisant pour les deux chambres froides.

kWQ Tevap 40,312, =

Choix de compresseur : Pour les deux chambres on peut monter en parallèle 4 compresseurs de

modèle :VHM 405-1421 dont la puissance frigorifique totale est :

kWkW 32,291483,72 =×

Et la puissance absorbée à l’arbre moteur est :

kWkW 56,118464,29 =×

Le coefficient d’effet frigorifique est = 45,256,11832,291 =

kWkW

Ce qui signifie qu’il faut dépenser environ kWh40,0 pour obtenir une puissance frigorifique de

kWh1

D’où le temps de fonctionnement réel est :

Chambre de réfrigération : jhkW

jhkWinst /61,13

83,72/1699,61 =×=τ

Chambre de congélation: jhkW

jhkWinst /94,15

83,723/1850,193 =×

×=τ


E.S.P.A 2004 55

Choix de condenseur : ABSORBERRCOMPRESSEUC PQQ +=

kWkWkWQC 88,40956,11832,291 =+=

Le catalogue COFRISET 2000 propose le condenseur de type SHVS – 480 de kWQC 464= .

3.2.Diagramme enthalpique.


t∆ est déduite de la courbe ( )HRft=∆ 8[K] 5[K]

tTT cfo ∆−= (84) -3[°C] -20[°C]

La surchauffe normale est de 12 à 15 K dans notre cas prenons 12 K.

extT 28[°C]

surchauffeTT extc += (85) 40[°C]

Pression de vaporisation p0 4,67[bar] 2,48[bar]

Pression de condensation pc 15,33[bar]

Taux de compression (formule 13)

3,28

6,18

Exposant polytropique 1,2450 1,2303

La surchauffe dans les 2 chambres varie entre 5 et 8 K (valeur expérimentale) dans la conduite

d’aspiration (évaporateur vers compresseur) .Pour une surchauffe égale à 7K.

Température

d’aspiration surchauffett oasp += (86)

277,15[K]

260,15[K]

Température de fin de compression

nn

aspfc ttt1−

×= (87) 76,75[°C] 92,56[°C]

Pression de fin de compression fcp

(par interpolation linéaire) 35,82[bar] 46,68bar

On remarque que fcT < 96°C d’où la possibilité d’une condensation pour les 2 chambres.

Le sous-refroidissement normal varie entre 3 et 5K à la sortie du condenseur. Prenons le sous-

refroidissement de 5K, par exemple.


E.S.P.A 2004 56

Tableau 15 : Evolution de la température et de la pression


E.S.P.A 2004 57

Figure 28 : Cycle frigorifique du R22 pour la congélation

Figure 29 : Cycle frigorifique du R22 pour la réfrigération


E.S.P.A 2004 58

La température de vaporisation est :

tTT cfo ∆−= (88)

Pour HR = 76% on a Kt 8=∆

Pour HR = 90% on a Kt 5=∆

Avec ( )HRft=∆ .

FORMULE REFRIGERATION CONGELATION

h1;h2

Lire sur les diagrammes

enthalpique

243,22[kJ/kg] 243,22[kJ/kg]

h3’ 442[kJ/kg] 446[kJ/kg]

h3’’ 450[kJ/kg] 464[kJ/kg]

h4 403,85[kJ/kg] 397,42[kJ/kg]

h4’ 407,07[kJ/kg] 402,25[kJ/kg]

v o 0,064[m3/kg] 0,096[m3/kg]

Qo,n Déjà calculé 36,33[kW] 133,76kW]

ffm

o

q , Formule 9 0,226[kg/s] 0,802[kg/s]

Q om,n h4―h1 (89) 160,63[kJ/kg] 154,20[kJ/kg]

COPth oc

o

ttt− (90) 6,28 4,693

COPr mi

nom

WQ ,

(91) 3,74 2,497

Wmi h3’’―h4 (92)’ 42,93[kJ/kg] 61,75[kJ/kg]

Vr Formule 12 0,836 0,714

ir Estimation 0,90 0,90

Va offm

o

vq ×, (93) 0,0144[m3/s] 0,077[m3/s]

Pabsolue miffm Wq ×, (94) 9,702[kW] 49,523[kW]

Pabsorbé iv

absolue

rrP

× (95) 12,89[kW] 77,07[kW]

Tableau 16: Caractéristiques de la machine à compression à étudier.


E.S.P.A 2004 59

Figure30 : Courbe de variation de t∆ en fonction de l’humidité.

3.3.Calcul des dimensions des conduites.

Données communes pour les conduites:

kWQQ TOTALEprevT 49,255,,0,0 ==

kWQ nm 20,154,0 =

03,0=Rξ Pour les tubes en cuivre.

3.3.1.Conduite d’aspiration.

Données :

3/76,10 mkgasp=ρ pour CT °=−200

Pas de colonne montante d’aspiration et on va mettre beaucoup de singularité.

En utilisant la formule (53) et (54) on trouve : md 127,0min = et md 180,0max=

Essayons d’adopter par exemple le tube 5’’ 5/8 de :

mmmmmmd 75,13556,3287,142 =×−=

La vitesse correspondant à ce diamètre est.

smwasp /64,1013575,076,1020,154

49,25542=×××

×=π


E.S.P.A 2004 60

Les limites du tableau 1 sont vérifiées.

Le débit est donné par la formule (50).

hmq ffV

o

/39,554 3, =

Concernant la perte de charge réelle, elle est donnée par la formule (56) mais la perte de charge

statique est égale à 0.

Types Nombres i EQL en m iEQL , en m

Vanne électromagnétique 4 3,90 15,60

Coude 90° 4 2,35 15,60

Raccords en Té 4 2,10 8,40

Raccords union 6 0,50 3,00

TOTALE - - 42,60

Tableau 17: Longueur équivalente des singularités utilisés pour la conduite d’aspiration

de tube 5’’ 5/8

La longueur géométrique est :

mLg 40,285,160,42 ==

La perte de charge totale est :

( )barPaJT 09,064,955664,1076,10

13575,0240,2860,4203,0 2 ==×××

+×=

CKT °=−− 2220

En consultant le table caractéristique thermodynamique en annexe et en faisant une interpolation

linéaire on trouve : barCp 273,2)22( =°−

D’ou barbarbarbarJadm 09,0175,0273,2448,2 >=−=

Le tube 5’’ 5/8 satisfait aux deux conditions imposées alors on peut le prendre.

3.3.2.Conduite de refoulement.

Données :

Pour CTFC °= 85,78 on a une surchauffe de KCC 56,524056,92 =°−° entre la vanne de

refoulement et le condenseur. En faisant une interpolation linéaire on trouve d’après la table

caractéristique thermodynamique du R22 en annexe refρ

3/54,49 mkgref =ρ .


E.S.P.A 2004 61

Il existe de colonne montante de refoulement : mz 2=

On va mettre beaucoup de singularité.

En utilisant la formule (55) et (56) on trouve : md 0541,0min= et md 0855,0max=

Essayons d’adopter par exemple le tube 2’’ 5/8 de :

mmmmmmd 62,6203,2268,66 =×−=


smwREF /85,10²06262,054,4920,154

49,2554 =××××=π



hmq ffV

o

/40,120 3, =

Concernant la perte de charge réelle, elle est donnée par la formule (56).


Vanne électromagnétique 4 1,80 7,20

Coude 90° 4 1,10 4,40

Raccords en Té 5 1,15 5,75


Silencieux de refoulement 4 7,00 28

TOTALE - - 49,80

Tableau 18: Longueur équivalente des singularités utilisées pour la conduite de refoulement

de tube 2’’ 5/8.


mLg 20,335,180,49 ==


( )barPaJT 16,120,116922281,954,49²85,1054,49

06262,0220,3380,49

03,0 ==××+×××+×=

Pour CKTFc °=− 56,902

En consultant la table en annexe et en faisant une interpolation linéaire on à :

barCp 68,46)56,90( =° d’ou barbarbbarJadm 16,176,192,4468,46 >=−=

La perte de charge admissible n’est pas dépassée, on peut prendre le tube 2’’ 5/8.


E.S.P.A 2004 62

3.3.3.Conduite du condensat.

Données :

3/1131 mkgliq =ρ

Pas de colonne montante de liquide et on va mettre peu de singularité.

En utilisant la formule (57) et (58) on trouve : md 0305,0min = et md 0788,0max=

Essayons d’adopter par exemple le tube3’’ 1/8 de :

mmmmmmd 82,7428,2238,79 =×−=


smwLIQ /33,01=



hmq ffV

o

/27,5 3, =



Coude 90° 1 1,80 1,80

Coude 45° 2 0,72 1,42


Vanne à main 1 11 11

TOTALE - - 15,22

Tableau 19: Longueur équivalente des singularités utilisés pour la conduite de condensa

de tube

3’’ 1/8.

En utilisant la formule (60) et (61) on trouve :

mLg 70,113,122,15 ==

PaJT 72,664²33,007482,01131

2)70,1122,15(

03,0 =××+×= ou bar006,0

Pour CKTC °=− 5,395,0 et en faisant une interpolation linéaire on trouve

barCp 16,15)5,39( =°

D’ou barbarbarbarJadm 006,018,016,1534,15 >=−=


E.S.P.A 2004 63

On peut utiliser le tube 3’’ 1/8

3.3.4.Conduite de départ liquide.

Données :

3/1131 mkgliq =ρ

Il existe de colonne montante de liquide : mz 2=

On va mettre peut de singularité.

En utilisant la formule (57) et (58) on trouve : md 0310,0min= et md 0801,0max=

Choisissons le tube 3’’ 1/8.de mmmmmmd 82,7428,2238,79 =×−=

La vitesse Correspondant à ce diamètre est.

smwLIQ /33,01=



hmq ffV

o

/44,5 3, =


Types Nombres EQL en m iEQL , en m

Coude 90° 5 1,80 9,00

Coude en Té 3 2,00 6,00


Filtre déshydrateur 2 4,5 9,00

Voyant 2 0,02 0,04

Vanne électromagnétique 2 3 6

TOTALE - - 35,04

Tableau 20: Longueur équivalente des singularités utilisées pour la conduite de départ liquide

de tube 3’’ 1/8


mLg 36,235,104,35 ==


PaJT 26,23632281,91131²33,007482,01131

2)02,2404,35(

03,0 =××+××+×=


E.S.P.A 2004 64

Pour CKKTC °=−− 395,0)5,0( en faisant une interpolation linéaire on trouve :

barCp 98,14)39( =° d’où barbarbarbarJadm 23,018,098,1416,15 <=−=

La perte de charge admissible est dépassée. Essayons de diminuer de 0,75m la colonne montante.

PaJT 93,1531025,181,91131²33,007482,01131

2)36,2304,35(

03,0 =××+××+×= ou bar15,0

Il est donc nécessaire de minimiser le plus possible la hauteur entre la sortie de la bouteille liquide

et l’entré au détendeur.

On peut calculer à présent la chute de pression en amont du détendeur :

TCamont Jpp −= (96)

D’où barbarbarbarpamont 18,15)006,015,0(34,15 =−−=

Pour la chambre de réfrigération :

Le détendeur doit donc assurer une chute de pression de :

barbarbar 51,1067,418,15 =−

Pour la chambre de congélation :

Le détendeur doit donc assurer une chute de pression de :

barbarbar 70,1248,105,15 =−

Asservissement du système de commande.

Minuterie à contact p : Elle commande le contact inverseur t au circuit 2 qui établit ou coupe le

passage de la tension de commande aux contacteurs K1 et thermostat KP62.A la position 1 le

contacteur K1 est enclenché et en même temps le contact auxiliaire K1 du circuit 26 aussi, le dégivrage

commence. Des que la durée de dégivrage est terminée, il est à la position 2 et la machine frigorifique

est en marche pour produire le froid.

Contacteurs K1 jusqu’à K13. : Ces contacteurs sont, en général, à action retardée pour d’éviter

l’entraînement d’air chaud vers les denrées stockées.

Les thermostats type KP62: Si la température dans les deux chambres est dépassée (+5°C pour

l’entrepôt de réfrigération et–15°C pour l’entrepôt de congélation) les thermostats se ferment (action

non simultanée) et ouvrent l’électrovanne VEM1 et VEM2 et aussi les ventilateurs des évaporateurs

Par contre si la température est atteinte, ils s’ouvrent (action non simultanée) et les vannes se ferment

et les ventilateurs eux aussi s’arrêtent.

Les relais thermiques : En présence d’une surcharge ils coupent automatiquement la tension dans le

circuit concernant.

Les pressostats combinés haute pression / basse pression:Elles arrêtent les compresseurs en cas de

pression élevée de condensation ou pression d’aspiration trop basse.


E.S.P.A 2004 65

Les thermostats type KP15 : Ils ont même fonctions avec les KP62 mais ils établissent ou coupent tout

simplement la miset en marche des compresseurs.

Figure 31 : Circuit de commande de l’installation


E.S.P.A 2004 66

Figure 32 : Circuit de puissance pour les ventilateurs.


E.S.P.A 2004 67

Figure 33 : Circuit fluidique

Informatisation du calcul

E.S.P.A 2004 68

Chapitre 4 : INFORMATISATION DU CALCUL

4.1.Schémas blocs de calcul.

DEBUT

FIN

-Production frigorifique -Production frigorifique massique

-Masse volumique à 0T

-Masse volumique à FCT -Masse volumique à l’état liquide

TUBES

-Diamètre minimal de la conduite d’aspiration -Diamètre maximal de la conduite d’aspiration -Diamètre minimal de la conduite de refoulement -Diamètre maximal de la conduite de refoulement -Diamètre minimal de la conduite de liquide -Diamètre maximal de la conduite de liquide


E.S.P.A 2004 69

CHOIX DU TUBE

OUI

NON

DEBUT

-Nombres de chaque singularité -Longueur équivalente. -Coefficient de perte de charge. -Dénivellation z -Accélération de la pesanteur

Peu de singularité

-Calcul de Léq total -Lg = Léq+30% -Calcule des pertes de charge

-JT < Jadm,min

-JT > Jadm,max

-Choisir un autre tube ou

-Diminuer la singularité ou

-Eviter la colonne montante

-Calcul de Léq total -Lg = Léq+50% -Calcule des pertes de charge

-JT < Jadm,min

-JT > Jadm,max

TERMINER

OUI

OUI

NON NON

-Choisir un autre tube ou

-Diminuer la singularité ou

-Eviter la colonne montante


E.S.P.A 2004 70

4.2. Aperçue de l’interface graphique et les circuits du système.

Le logiciel de base utilisé est le visual basic 6.0. Pour commencer cliquez une fois sur

La fenêtre des diamètres des conduites s’ouvre et en introduisant les données, les diamètres

minimal et maximal sont calculés en cliquant de la même façon que précédent sur :

Pour toutes les fenêtres, le bouton permet d’accéder à la fenêtre qui va suivre.


E.S.P.A 2004 71

Et le bouton permet de revenir à la fenêtre précédente. Une seule clic sur le bouton

gauche de la souri (à ne pas double cliquez) sur le bouton permet d’afficher les

tubes série pouce vérifiant la valeur de la vitesse du tableau 10.En choisissant un tube et en cliquant le

bouton le tube est sélectionné.

E.S.P.A 2004 72

CONCLUSION

Actuellement, la politique économique de l’Etat Malagasy est axée sur l’exploitation des

ressources naturelles du pays, surtout celles de nature agro alimentaire. Presque tous ces produits

nécessitent de la conservation.

Une des difficultés des spécialistes en froid est le moyen de faire sortir des bilans thermiques des

chambres de conservation dans le plus bref délai. Le bilan doit, non seulement, être adapté aux

conditions climatiques du pays mais aussi être économiquement et techniquement fiable.

Le présent mémoire a parmi ses objectifs l’établissement d’un logiciel de calcul de conduites

frigorifiques de tout type d’entrepôt frigorifique sur Visual Basic 6.0. Ce logiciel a permis de définir le

dimensionnement (longueur, diamètre, accessoires, …) des tuyauteries tout en proposant la position

spatiale de ces conduites.

Bibliographie

E.S.P.A 2004 73

BIBLIOGRAPHIE

1. Jacques BERNIER.

Itinéraire du frigoriste.

PYC Edition

2. P.J RAPIN et P. JACQUARD.

Installations frigorifiques Tome1 et Tome2.

PYC Edition

3. P.J RAPIN et P. JACQUARD.

Formulaire du froid.

11ième Edition

DUNOD Edition

4. J.G CONAN.

Réfrigération industrielle

EYROLLES Edition

5. G. ANDREIFF.

Manuel de conditionnement d'air Tome 3

FOUCHET Edition

6. Institut International du Froid.

Les techniques du froid dans les pays chauds en développement

7. DANFOSS

Automatisation des installations frigorifiques commerciales

9. J.G CONAN.

Technique de l'ingénieur B2 et B4

10. H.J BREIDERT.

Calcul des chambres Froides

PYC Edition.

11. Kurt GIECK

Formulaire technique

67ièmes Edition

GIECK-VERLAG Edition

12. Edouard BAHR.

Le dessin technique de la tuyauterie industrielle

2ième Edition

TECHNIP Edition

Bibliographie

E.S.P.A 2004 74

13. Andriambala H. RANAIVOSON

Cours Technique du froid 5ième année Génie Industriel ESPA.

14. J.Désiré RANARIJAONA

Cours Thermodynamiques Appliquées 3ème Année Génie Industriel ESPA

15. J.Dénis RAKOTOVAO

Cours Transfert thermique 3ième année génie industriel ESPA

Annexes

E.S.P.A 2004 75

ANNEXES

Annexes

E.S.P.A 2004 76

ANNEXE 1

Variation de l’exposant polytropique en fonction du taux de compression (R22).

0ppC

2

3

4

5

6

7

8

9

10

n

1,325

1,258

1,240

1,234

1,232

1,230

1,228

1,226

1,225

Résistances thermiques superficielles des parois d’une chambre froide.

Côte externe de la paroi

he

1

Côte externe de la paroi

hi

1

Cas ou il est en contact

avec l’extérieur

0,03 Cas d’une chambre froide

à ventilation mécanique

0,06

Cas ou il est en contact

avec un autre locale

0,12 Cas d’une chambre froide

à ventilation naturelle

0,12

Durée moyenne de transit de différents types de marchandises entreposées.

Type de porte Type de marchandise td en min/tonne

Porte à ouverture

manuelle

Cas de la viande animale sur pendoir

Cas des marchandises palettisées

15

6

Porte mécanique

commandé

Cas de la viande animale sur pendoir

Cas des marchandises palettisées

1

0,8

Annexes

E.S.P.A 2004 77

ANNEXE 2

Coefficient d’occupation de sol.

Type d’entreposage 0η

Entreposage des marchandises réfrigérées

palettisées à faible rotation

0,65…0,70


palettisées à rotation rapide

0,45…0,50

Entreposage des marchandises congelées


0,75…0,80



0,50…0,60

Quantité de chaleur dégagée par unité de temps par une personne en activité moyenne dans une

chambre froide.

Température de la chambre froide

en °C

Quantité de chaleur dégagée par

personne et unité de temps en Watt

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

-25

180

200

210

240

270

300

330

360

390

420

Annexes

E.S.P.A 2004 78

ANNEXE 3

Coefficient d’occupation du sol d’une chambre froide en fonction du type d’entreposage des

marchandises.

Type d’entreposage 0η



0,65…0,70



0,45…0,50



0,75…0,80



0,50…0,60

Courbe de variation de ( )dkf Re,=ξ

Annexes

E.S.P.A 2004 79

ANNEXE 4

Nombre et durée des périodes de dégivrage à prévoire pour différente chambre froides et meuble

frigorifiques

Type de chambre froide

ou de meuble frigorifique

Nombre et durée

des dégivrages en min/jour

GR

OU

PE

1

Chambre froide de produit congelé

Chambre froide sans chauffage

Meuble îlot

Armoire frigorifique

Présentoir frigorifique à viande

en air recyclé sans chauffage

Présentoir frigorifique à pâtisserie

A ventilation naturelle

jmin/602×

GR

OU

PE

2

Resserre à viandes

Séchoir à saucissons

Chambre de saumurage

Chambre de maturation(fromage)

jmin/204×

GR

OU

PE

3

Chambre froide à produit laitier

Chambre froide à fruit et légume

jmin/203×

Annexes

E.S.P.A 2004 80

ANNEXE 5

Fluide de substitution du fluide R22..

Annexes

E.S.P.A 2004 81

ANNEXE 6

Propriété physique de quelque fluide frigorigène.

Annexes

E.S.P.A 2004 82

ANNEXE 7

Propriété physique Thermodynamique du R22.

Annexes

E.S.P.A 2004 83

ANNEXE 8

Dénomination des tubes en cuivre

TUBES ¼ 38 1/2 5/8 3/4

φ nominal 1/8 1/4 3/8 1/2 5/8

φ extérieur 6,35 9,52 12,70 15,87 19,05

Epaisseur 1 1 1 1 1,05

Masse linéique 0,15 0,24 0,33 0,42 0,51

Surface intérieur 0,17 0,46 0,93 1,56 2,29

Volume par mètre 0,20 0,50 0,09 0,16 0,23

TUBES 7/8 1 1’’ 1/8 1’’ 3/8 1’’ 5/8

φ nominal ¾ 7/8 1’’ 1’’ 1/4 1’’ 1/2

φ extérieur 22,22 25,40 28,57 34,92 41,28

Epaisseur 1.14 1,20 1,27 1,40 1,53

Masse linéique 0,59 0,69 0,97 1,31 1,70


Volume par mètre 0,31 0,42 0,53 0,81 1,14

TUBES 2’’ 1/8 2’’ 5/8 3’’ 1/8 3’’ 5/8 4’’ 1/8

φ nominal 2’’ 2’’ 1/8 3’’ 3’’ 1/2 4’’

φ extérieur 53,97 66,68 79,38 92,02 104,78

Epaisseur 1,78 2,03 2,28 2,54 2,79

Masse linéique 2,60 3,69 4,95 6,40 8,00


Volume par mètre 2,00 3,08 4,40 5,94 7,73

Annexes

E.S.P.A 2004 84

TITRE : INFORMATISATION DE CALCUL DE TUYAUTERIE

DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES SUR VISUAL BASIC 6.0. CAS D’UN ENTREPOT UNIQUE OU COMBINE

Nombre de pages : 93

Nombre de tableau : 20

Nombre de figure : 33

Nombre d’annexe : 8

Nombre de formule : 96

ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACT

Different methods have been used to get cold. In industry, refrigeration can be obtained through

pressure refrigerating machines. Cold generating fluids are used for that. Yet it is hazardous in that a

change in temperature and in pressure can bring about a change of state. A lot of precaution is

therefore needed right from the installation to prevent unwanted pressure drops that are due in most

cases to a bad choice of the pipes to be used. The only way to avoid such drops of temperature is to get

the adequate pipe sizes within the acceptable limits proven by experimental data. On the other hand,

the choice of the fluid to be used is very important, for within a decade, most of these fluids will be

discarded from use. That is another reason why it is necessary to have standard tool to size

refrigeration pipes whatever the fluid used. The present work is meant to provide such a tool: to

develop a pipe sizing software on refrigeration using Visual Basic 6.0.

Mots clés : Réfrigération, congélation, froid, substitution, fluide, thermique, ecoulement, convection,

rayonnement,conduction,transmission,cyle,compression,condensation,évaporation,brasage,soudage,

fusion ,perte ,charge ,frigorigène,sublimation,fusion.

Auteur : RANAIVOSON Vonjy Herintsoa.

e-mail : vonjy_ranaivoson @ yahoo.fr

Tel : 22 653 09

Adresse : Lot G.I 10 SOAMANANDRARINY

103 ANTANANARIVO

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