Les refroidisseurs sont des machines utilisées pour déshumidifier ou refroidir des fluides. Il existe différents types de refroidisseurs classés en fonction du fluide de travail utilisé, du mécanisme de travail utilisé, etc.
Cet article explique le fonctionnement d'un refroidisseur, les différents types de refroidisseurs utilisés dans l'industrie et des informations générales sur les compresseurs utilisés dans les refroidisseurs à condensation par air.
Comment fonctionne un refroidisseur à condensation par air ?
Avez-vous déjà vu plusieurs ventilateurs installés au sommet d'un bâtiment ? Ils sont utilisés à des fins de refroidissement à l'intérieur du bâtiment. Ces ventilateurs font partie d'un plus grand système connu sous le nom de refroidisseur à air.
Le refroidisseur est une machine qui absorbe la chaleur en utilisant cycle de compression de vapeur, cycle d'absorption de vapeur ou cycle d'adsorption de vapeur. Le fluide froid peut être passé à travers un échangeur de chaleur pour d'autres applications. notions de thermodynamique sont utilisés dans les refroidisseurs à condensation par air pour refroidir le fluide ou déshumidifier l'air.
Les refroidisseurs récupèrent la chaleur de l'eau et la renvoient à la centrale de traitement d'air qui utilise de l'eau froide pour son fonctionnement. Après le fonctionnement de la CTA, la température de l'eau augmente et est ramenée vers le refroidisseur d'air.
Comment fonctionne un refroidisseur industriel ?
L'objectif principal du refroidisseur d'air industriel est de refroidir l'eau et de la renvoyer à l'AHU (Air Handling Unit). Une fois que l'AHU a effectué sa tâche spécifiée, l'eau à l'intérieur de l'AHU devient chaude. Cette eau chaude est renvoyée à l'entrée du refroidisseur. Ce cycle se poursuit jusqu'à la fin du fonctionnement de la CTA.
Le refroidisseur d'air absorbe la chaleur de l'eau traitée qui entre dans l'entrée du refroidisseur. La chaleur est absorbée à l'aide de l'évaporateur du refroidisseur.
Après le réfrigérant liquide passe à travers l'évaporateur, sa phase change en gaz et la pression diminue dans ce processus. Après compression, le fluide frigorigène qui sort est à haute pression et haute température.
Ce gaz entre dans le condenseur où il est refroidi par des ventilateurs de condensation. Les ventilateurs de refroidissement soufflent la chaleur dans l'air ambiant, il est donc suggéré d'installer des refroidisseurs d'air à l'extérieur de la pièce ou à un endroit où l'évacuation de la chaleur n'est pas un problème.
Un refroidisseur d'air industriel comprend les composants suivants : évaporateur, condenseur, compresseur, pompe et ventilateurs de refroidissement.
- Évaporateur-Il évacue la chaleur de l'eau pour changer la phase de liquide à gazeuse.
- Compresseur - La température et la pression du gaz sont augmentées en comprimant le gaz dans le compresseur.
- Ventilateurs de condensation/ventilateurs de refroidissement-Les ventilateurs de refroidissement évacuent la chaleur du réfrigérant réduisant la température de gaz.
- Condenseur-La phase redevient liquide à l'intérieur du condenseur.
A quoi servent les refroidisseurs industriels ?
Les refroidisseurs industriels sont utilisés pour refroidir les mécanismes, les produits et une large gamme de machines. Il peut être centralisé lorsqu'un refroidisseur peut être utilisé pour plusieurs applications ou décentralisé lorsque chaque application dispose d'un refroidisseur dédié.
Les refroidisseurs sont utilisés dans les industries du plastique, les huiles de coupe des métaux, le moulage par injection et soufflage, le traitement du ciment. Ils sont également utilisés dans les systèmes de refroidissement des turbines à gaz, les applications à haute température telles que l'IRM et les lasers dans les hôpitaux.
Les refroidisseurs à condensation par liquide sont utilisés pour les opérations à l'intérieur car le liquide absorbe la chaleur rejetée. Les refroidisseurs à condensation par air sont destinés aux installations extérieures car la chaleur est rejetée dans l'air ambiant. Par conséquent, la plupart des refroidisseurs à condensation par air sont installés au sommet des bâtiments.
Types de compresseurs utilisés dans les refroidisseurs à condensation par air
Il existe différents types de compresseurs pouvant être utilisés dans les refroidisseurs en fonction des exigences de charge de l'application. Voici les compresseurs qui peuvent être utilisés dans les refroidisseurs-
- Compresseur alternatif-Un simple Pompe à déplacement positif qui utilisait un piston pour fournir du gaz à haute pression. Le gaz pénètre dans le cylindre dans la course d'aspiration lorsque le piston est au point mort bas. Le gaz est comprimé lors de la course suivante lorsque le piston se déplace vers le point mort haut. Le gaz comprimé sort par la vanne de refoulement. Ce type de compresseurs délivre du gaz comprimé par pulsations.
- Compresseur à vis rotatif-Les compresseurs rotatifs sont utilisés dans de grandes applications de réfrigération de taille telle que les refroidisseurs. Ceux-ci ont un type rotatif mécanisme de déplacement positif et fournir une livraison continue de gaz comprimé contrairement aux compresseurs alternatifs qui ont des pulsations. Les compresseurs rotatifs sont plus silencieux en fonctionnement.
- Compresseur à palettes - Le type de compresseur le plus courant est le compresseur à palettes. Il utilise la force centrifuge pour comprimer le gaz. Ces compresseurs utilisent des palettes au lieu de vis hélicoïdales pour générer de l'air comprimé.
- Compresseur à spirale - Un compresseur à spirale utilise deux spirales pour comprimer le gaz ou le réfrigérant. Habituellement, un défilement est fixe et les autres orbites avec un petit décalage sans rotation. Le gaz prélevé entre les rouleaux est comprimé en raison du mouvement relatif entre les rouleaux. Son efficacité est légèrement supérieure à celle des compresseurs alternatifs.
Crédit d'image : pas de machine-Kompresseurs, CC BY-SA 3.0
Refroidisseurs à eau
Comme son nom l'indique, les refroidisseurs à condensation par eau utilisent de l'eau au lieu de l'air pour le refroidissement. Il utilise la chaleur latente à des fins de refroidissement.
Les tours de refroidissement externes fournissent de l'eau qui est utilisée pour refroidir les gaz réfrigérant dans le condenseur. À l'intérieur du condenseur, la phase du réfrigérant change. Le réfrigérant gazeux se transforme en liquide réfrigérant et est ensuite remis en circulation dans le système.
Avantages et inconvénients des refroidisseurs à eau
Chaque composant mécanique a ses propres avantages et inconvénients. Les concepteurs doivent faire un compromis entre le pour et le contre pour faire le meilleur design adapté à l'application particulière. Voici les avantages et les inconvénients des refroidisseurs à eau
Avantages des refroidisseurs à condensation par eau-
- Ils sont plus efficaces que les refroidisseurs à air.
- Ils ne créent pas beaucoup de bruit pendant le fonctionnement.
- Ils peuvent être utilisés dans des applications à petite échelle et à échelle commerciale.
Inconvénients des refroidisseurs à condensation par eau-
- En raison des besoins continus en eau, les refroidisseurs refroidis à l'eau ne sont pas utilisables dans les zones ayant des problèmes de pénurie d'eau.
- À mesure que le nombre de composants augmente (tour de refroidissement et pompes), le coût d'installation des refroidisseurs à eau augmente.
Refroidisseurs à compression de vapeur vs refroidisseurs à absorption de vapeur
Les refroidisseurs à compression de vapeur et à absorption de vapeur sont tous deux des refroidisseurs à condensation par air. La principale différence entre un refroidisseur à compression de vapeur et un refroidisseur d'air à absorption de vapeur réside dans le mode de refroidissement.
| Refroidisseurs à vapeur | Refroidisseurs à absorption de vapeur |
| Les refroidisseurs à compresseur de vapeur utilisent les composants suivants : évaporateur, condenseur, compresseur et unité d'expansion. Le réfrigérant extrait la chaleur indésirable, ce réfrigérant est pompé par l'action du compresseur. | Les refroidisseurs à absorption de vapeur utilisent les mêmes composants que les refroidisseurs à compression de vapeur, à l'exception du compresseur. Au lieu du compresseur, il y a un absorbeur, un générateur et une pompe. La source de chaleur elle-même est utilisée pour pomper le réfrigérant autour du système à des fins de refroidissement. |
Il est clair que le refroidisseur à absorption de vapeur comporte plus de pièces, mais son fonctionnement est moins coûteux car il n'a pas besoin d'air comprimé pour fonctionner.
Salut… Je m'appelle Abhishek Khambhata, j'ai poursuivi des études de B. Tech en génie mécanique. Au cours de mes quatre années d'ingénierie, j'ai conçu et piloté des véhicules aériens sans pilote. Mon point fort est la mécanique des fluides et le génie thermique. Mon projet de quatrième année était basé sur l'amélioration des performances des véhicules aériens sans pilote grâce à la technologie solaire. J'aimerais entrer en contact avec des personnes partageant les mêmes idées.