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Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur


par Senakpon Hospice AZINHOU
Université Nationale des Sciences, Technologies, Ingénierie et Mathématique  - Diplôme d'ingénieur de Conception  2022
  

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CHAPITRE 4 : RESUSTATS ET DISCUSSIONS

4.1. INTRODUCTION

Dans cette partie, nous présenterons les résultats de nos travaux de recherches et de conception. Il sera question dans un premier temps de montrer le modèle de banc didactique et de l'interface graphique que nous avons pu obtenir. Dans un second temps, nous présenterons les insuffisances aussi bien sur le banc didactique que sur l'interface graphique et finir par ressortir l'investissement nécessaire pour finaliser ce projet de banc didactique.

4.2. RESULTATS

Les résultats de nos travaux de recherches et de conception se subdivisent en trois grandes parties à

savoir : le modèle du banc didactique obtenu, les fiches de TP et l'interface graphique.

4.2.1. Réalisation

Le modèle obtenu se présente comme suit :

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Figure 3. 33: Modèle obtenu

4.2.2. Interface graphique

Développée en python, nous avons pu obtenir une interface graphique qui permettra de traiter les données acquises. Voici en quelques captures d'écran

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 61

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Figure 4. 1:Capture d'écran interface graphique

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 62

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Figure 4. 2: Capture d'écran interface graphique

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Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 64

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Figure 4. 3: Capture d'écran 3

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4.2.3. Fiches de TP rédigées

4.2.3.1. Fiche de TP n°1 : Identification des composants frigorifiques sur le banc didactique

Durée : 1h30

Objectifs : Ce TP a pour objectif d'amener les apprenants à la découverte des composants

frigorifiques sur une installation frigorifique.

Prérequis : Maitrise de la théorie sur les composants frigorifiques

Matériels et outils : Carnet de note

Ressource :

Le Banc didactique reste hors tension durant tout le déroulement du TP

Protocole :

Observer les images ci-dessous et identifier-les sur le banc didactique

1

 
 
 
 
 

2

 

3

 
 
 
 
 
 
 
 

4

 
 

5

 

6

 
 
 
 
 
 
 
 

Figure 4. 4: Images TP 1

Consigne :

1- Nommer chacun des composants identifiés.

2- Identifier les composants frigorifiques du banc didactique, ne figurant par la fiche de TP.

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 65

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 66

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3- Rappeler leurs rôles respectifs.

4- Reproduire le schéma du circuit frigorifique du banc didactique.

5- Identifier la tuyauterie d'aspiration et de refoulement puis la ligne liquide en les localisant par éléments constituants leurs extrémités.

4.2.3.2. Fiche de TP n°2 : Contrôle électrique avant mise en service

Durée : 30min

Objectifs : Ce TP amène l'étudiant à prendre connaissance des mesures de sécurité et de protection de l'installation électrique du banc didactique avant la mise en service

Prérequis : Les prérequis exigés sont les notions de base de l'électrotechnique en installation électrique basse-tension

Matériels et outils : Fiche technique du banc didactique, Multimètre, Tournevis testeur.

Le Banc didactique reste hors tension durant tout le déroulement du TP

Ressource : Assistance Protocole :

1. Prendre connaissance de la fiche technique du banc didactique

2. Vérifier si la tension d'alimentation indiquée est correcte à l'entrée du disjoncteur

3. Vérifier si les polarités d'alimentation du compresseur sont respectées

4. Vérifier si la continuité des masses est respectée

5. Vérifier si toutes les connexions électriques sont bien serrées

Consigne :

En utilisant la fiche technique, prendre connaissance de la puissance du compresseur, puis Justifier le choix du disjoncteur de protection de même que la section des liaisons électrique

4.2.3.3. Fiche de TP n°3 : Contrôle frigorifique avant mise en service

Durée :

Objectifs : Ce TP amène l'étudiant à prendre connaissance des mesures de sécurité et de protection de l'installation frigorifique du banc didactique avant la mise en service

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 67

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Prérequis : Les prérequis exigés sont les notions de base de l'électrotechnique en installation électrique basse-tension

Matériels et outils : Fiche technique du banc didactique, Multimètre, Tournevis testeur.

Le Banc didactique reste hors tension durant tout le déroulement du TP Protocole :

1. Prendre connaissance de la fiche technique du banc didactique

2. Vérifier si la tension d'alimentation indiquée est correcte à l'entrée du disjoncteur

3. Vérifier si les polarités d'alimentation du compresseur sont respectées

4. Vérifier si la continuité des masses est respectée

5. Vérifier si toutes les connexions électriques sont bien serrées

6. S'assurer que le récipient contient la quantité d'eau indiquée dans la fiche technique

Consigne :

En utilisant la fiche technique, prendre connaissance de la puissance du compresseur, puis Justifier le choix du disjoncteur de protection de même que la section des liaisons électriques.

4.2.3.4. Fiche de TP n°4 : Contrôle frigorifique après mise en service

Durée :

Objectifs : Ce TP amène l'étudiant à prendre connaissance des vérifications générales nécessaires

pour s'assurer d'un bon fonctionnement du banc didactique après mise en service.

Prérequis : Avoir exécuté le TP n°2 ; Bonne maître du fonctionnement

Matériels et outils : Fiche technique du banc didactique, Multimètre, Tournevis testeur.

Le Banc didactique est mis sous tension durant le déroulement du TP Protocole :

Vérifier si :

1. Le compresseur fonctionne bien

2. Les différents composants de régulation fonctionnent bien (pressostat, détendeurs, tube capillaire) ;

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 68

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3. L'état du voyant liquide indique une charge et pas de d'humidité

4. Qu'Au toucher les différents points du circuit frigorifique sont à température convenable (aspiration et refoulement)

5. Les pressions HP et BP sont correctes

6. Le réglage de la température de consigne est respecté

7. L'évaporateur présente une bonne surchauffe

8. Le condenseur présente un bon sous-refroidissement.

9. Le LT entre la température d'entrée d'air et de sortie d'air au condenseur à air est correct.

10. Le LT entre la température d'entrée d'eau et de sortie d'eau de l'évaporateur refroidisseur d'eau est correct.

11. Le diagramme de pression/enthalpie montre un bon rendement frigorifique.

Consigne :

Présenter un rapport des vérifications demandées dans la protocole en interprétant les résultats obtenus.

4.2.3.5. Fiche de TP n°5: Etude de l'efficacité de la machine frigorifique a compression de vapeur

Durée : 2h00min

Objectifs : Ce TP amène à prendre de l'étude de l'efficacité d'une pompe à chaleur

Prérequis : Théorie sur l'étude de l'efficacité de la machine frigorifique à compression de vapeur.

Matériels et outils : Multimètre ; anémomètre

Protocole :

1- Relevé des températures

On décide de faire fonctionner le dispositif pendant 5min Tableau 4. 1 : Relevé de température TP n°5

Mesures

Tc(°C)

Tf(°C)

Ee(J)

Pe(W)

1

 
 
 
 

2

 
 
 
 

3

 
 
 
 

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 69

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4

5

Pendant ce temps, vous relèverez, toutes les minutes :

· La température Tf de l'eau que l'évaporateur refroidit;

· La température Tc de l'air rejeté au niveau du condenseur

· L'énergie électrique Ee et la puissance Pe consommées par le compresseur. Dresser un tableau des mesures ; Que constate-t-on ?

4. Evolution de la température en fonction du temps

Tracer sur un même graphe les deux courbes ??f=??(??) et ??c=??(??) ; Que constate-t-on ?

5. Calcul des coefficients de performance

On se propose de calculer les COP pour chaque intervalle de temps Ä??=2????.

? Pour l'eau, la quantité de chaleur reçue s'exprime comme suit :

Q=m*cp*?T avec m la masse d'eau contenue dans le récipient ; cp la chaleur massique de l'eau et

?Tc = (Température initiale - Température finale) de l'intervalle de temps considéré

Pour l'air, la quantité de chaleur cédée à l'air s'exprime comme suit :

Q=qv*0.34*?T avec qv le débit volumique de l'air à mesurée avec un anémomètre ; ?T =

Température initiale - Température finale) de l'intervalle de temps considéré

De même, la puissance électrique apportée s'exprime par : ?? ?

=

????????

La puissance thermique reçue par la source chaude est : ????? = ??????

????

Le coefficient de performance réel est donc le rapport : ????????é???? = ???????

????

Le coefficient de performance de Carnot est : ?????????????????? = ????-????

????

Le rendement du cycle ?? = ????-????

Dresser un tableau des résultats ; Tracer les courbes ????????é????, ?????? ???????????? et le rendement du cycle en fonction du temps, commentez les résultats.

4.2.3.7. Fiche de TP n°6 : Le tracé du diagramme p-h à partir des relevés de l'expérience, et comparaison

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 70

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Durée : 3h00

Objectifs : Etude du diagramme enthalpique du R404A Matériels et outils : Multimètre ; anémomètre

1- Schéma de principe

Figure 4. 5: Schéma de principe de fonctionnement

Ressource : Rappelle du principe de fonctionnement de la machine frigorifique à compression de vapeur

État 1 : Le fluide frigorigène arrive à l'entrée du compresseur à l'état gazeux à la pression Pf et la température T1.

État 2 : Il passe alors dans le compresseur qui le comprime à la pression Pc. Cette compression rapide est supposée adiabatique, le fluide gazeux s'échauffe jusqu'à la température T2.

État 3 : Dans le serpentin du condenseur C, le gaz se refroidit jusqu'à la température Tc de la source chaude et commence à se liquéfier sous la pression Pc à la température Tc.

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 71

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

État 4 : Le fluide frigorigène, sorti du condenseur à la température Tc et à la pression Pc, se refroidit sur son trajet jusqu'au point 4 où il est à la température T4 tout en restant à la pression Pc.

État 5 : Dans une vanne de détente, il subit une détente isenthalpique qui le ramène à la pression Pf en subissant un début de vaporisation à la température T5.

État 6 : A l'arrivée dans l'évaporateur E, le fluide frigorigène finit sa vaporisation sous la pression constante Pf et à la température T5, Au contact de la source froide, il se réchauffe jusqu'à la température T6 = Tf.

Retour à l'état 1 : Entre la source froide et le compresseur, le gaz se réchauffe légèrement de Tf à T1.

2. Bilan énergétique Le fluide :

· reçoit le travail W du compresseur;

· cède à la source chaude la chaleur QC dans le condenseur où il se liquéfie;

· reçoit de la source froide la chaleur QF dans l'évaporateur pour se vaporiser.

3. Représentation du cycle et Mesures

Mesures à effectuer

Elles doivent être effectuées lorsque la machine frigorifique fonctionne déjà depuis environ 10

minutes ; Vous allez relever une série de températures, Ce ne seront pas exactement les températures

du R404A dans les différents états précédemment décrits, Placer les thermomètres aux différents

points indiqués ; Aux points 1, 2, 4 et 5.

Relever, simultanément :

- La pression PF côté évaporateur sur le manomètre avant le compresseur.

- La pression Pc côté condenseur sur le manomètre après le compresseur.

- La température T1 à l'entrée du compresseur (point 1) ;

- La température T2 à la sortie du compresseur (point 2) ;

- La température T4 à l'entrée du détendeur (point 4) ;

- La température T5 à la sortie du détendeur (point 5) ;

- La température Tc de la source chaude ;

- La température Tf de la source froide ;

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 72

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- La puissance consommée Pe

Attention, les manomètres indiquent des pressions relatives, il faut donc ajouter 1 bar à la lecture pour obtenir des pressions absolues.

Tracé du cycle sur le diagramme de Mollier et commentaires

Sur le diagramme fourni :

Point 1 :

- Placer le point 1 correspondant à la pression PF et à la température T1, il se trouve à l'intersection de la droite horizontale PF = constante et de la courbe isotherme d'équation T1= constante ; Lire en abscisse l'enthalpie massique h1 du gaz.

Point 2 :

- La compression étant supposée isentropique (adiabatique réversible), il se trouve à l'intersection de la droite horizontale correspondant à Pc = constante et de la courbe s = constante passant par le point 1. Sur le diagramme, lire la température T'2 et les enthalpies massique h2 et h'2 correspondant au point 2 et 2'. Comparer la température T'2 lue sur le diagramme et la température T2 relevées à la sortie du compresseur. Que constate-t-on ?

Point 3 :

- Dans le condenseur, le gaz se refroidit sous la pression constante PC et va commencer à se liquéfier. Sur le diagramme, lire la température T'3 à laquelle la vapeur commence à se liquéfier. Point 4 :

- Dans le condenseur, la liquéfaction se poursuit jusqu'à être totale ; le liquide formé se refroidit jusqu'à la température TC de la source chaude ; il continue à se refroidir sur son trajet vers le détendeur jusqu'à la température T4 : il se trouve à l'intersection de la droite horizontale Pc = constante et de la courbe isotherme d'équation T4 = constante. Lire l'enthalpie massique h4 du liquide avant sa détente.

Point 5 :

- La transformation 4 ? 5 peut-être assimilée à une détente isenthalpique et le point 5 se trouve à l'intersection de la droite verticale h4= constante avec la droite horizontale Pf = constante. Lire la fraction massique x de vapeur qui s'est formée au cours de la détente. Lire sur le diagramme la température T'5 à laquelle se déroule la vaporisation. Comparer T'5 et T5.

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Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Point 6 :

- Placer le point 6 auquel la vaporisation de termine sous la pression PF et noter la température T6 correspondante.

Tracer le cycle.

5) Dresser un tableau récapitulatif des mesures et des relevés sur le diagramme. Température de la source chaude : TC = ; Température de la source froide : Tf = Puissance Pe =

Tableau 4. 2: Tableau de données TP 6

 

Point 1

Point 2

Point 3

Point 4

Point 5

Point 6

Températures Mesurées

T1=

T2=

 

T4=

T5=

T6=

Températures
lues sur le
diagramme

 

T'2=

T'3=

 

T'5=

 

Pression

Pf=

Pc=

 
 

Pf=

Pc=

Enthalpie
massique

h1=

h2=
h'2=

 

h4=

h5=

 

Titre

 
 
 
 

x=

 

Observations à partir le cycle

Comparer, respectivement, les températures T'1 et T2, les températures T'5 et T5, expliquer. Comparer T1 avec Tf et T4 avec Tc, Qu'observe-t-on ?

Estimation du débit et du rendement

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 74

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Déterminer le débit du fluide frigorigène circulant dans le circuit. Calculer le rendement isentropique du compresseur.

Etude de l'efficacité

Pour les valeurs relevées, calculer : Le COP maximale d'une pompe à chaleur fonctionnant entre deux sources aux températures TC et TF des deux réservoirs d'eau.

L'efficacité d'une pompe à chaleur, le COP est donné par : COP=????-????

????-????

Comparer les deux coefficients, Conclure

4.2.3.7. Fiche de TP n°7 : Mesure de la surchauffe et du sous refroidissement

Durée : 30min

Objectifs : Ce TP vise à apprendre à l'apprenant la mesure de la surchauffe et à interpréter les

valeurs

Prérequis : Théorie sur la notion de surchauffe et du sous refroidissement

Matériels et outils : Carnet de note

Rappel :

L'un des renseignements les plus importants sur la « vie » du circuit frigorifique est sans aucun doute

la valeur de la surchauffe des vapeurs à la sortie de l'évaporateur. Par définition, la surchauffe d'une

vapeur représente la différence entre la température de cette vapeur et la température d'évaporation

du fluide qui lui a donné naissance, la pression étant constante.

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Figure 2. 18: Mesure de la surchauffe[8]

Sur un évaporateur, la surchauffe représente la différence entre la température mesurée au bulbe du détendeur, et la température d'évaporation lue au manomètre BP (dans la plupart des cas, la perte de charge de la tuyauterie d'aspiration est négligeable).

Dans l'illustration ci-dessus, la surchauffe = 11 - 4 = 7°C

Le sous refroidissement quant à lui constitue également comme la surchauffe l'un des renseignements les plus importants dans la vie du circuit frigorifique. Par définition, le sous refroidissement d'un liquide représente la différence entre la température de condensation de ce liquide à la sortie du condenseur.[7]

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 75

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Figure 2. 19: Mesure du sous refroidissement[8]

Sur un condenseur, le sous refroidissement la différence de température entre la température de condensation (lue au monomètre HP), et la température de la ligne liquide mesurée au départ du condenseur (ou de la bouteille liquide). Dans l'illustration ci-dessus, le sous refroidissement = 38 - 32 = 6°C. On rencontre généralement sur les condenseur à air une valeur normale du sous refroidissement comprise entre 4 et 7°C[7]

Consigne : Procéder à partir du rappel, à la prise des données nécessaires à la détermination de la surchauffe et du sous refroidissement.

4.2.3.8. Fiche de TP n°8 : tirage au vide (Sans vacuometre) Durée : 1h

Objectifs : Ce TP vise à apprendre à l'apprenant à débarrasser le circuit frigorifique de l'air et de

son humidité

Prérequis : Bonne maîtrise du manifold

Matériels et outils :

? Une pompe à vide

? Une clef à cliquet

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 76

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

? Un vacuomètre si possible ? Un jeu de manifolds

Précautions

? Le circuit ne doit pas être sous pression et les fuites ont été recherchées au préalable. Il ne faut

jamais laisser un circuit au vide, on doit réaliser au moins une pré-charge une fois l'opération

terminée.

? Conditions initiales

? La tuyauterie est terminée, les fuites ont été recherchées,

? Le nouveau déshydrateur d'être monté

? Les vannes 3 et 4 sont fermées pour préserver le déshydrateur.

Protocole :

Mode opératoire du tirage au vide : (sans vacuomètre)

1. Vérifier le niveau d'huile de la pompe à vide puis raccorder la sur la voie d'intervention du jeu de manomètre.

2. Démarrer la pompe à vide.

3. Mettre les vannes 1 et 2 en position intermédiaire et vérifier que le circuit ne soit pas sous pression.

4. Ouvrir les by-pass du jeu de manifolds, vérifier que la pression diminue sur les aiguilles des manomètre HP et BP.

5. Ouvrir les vannes 3 et 4.

6. Au bout d'un moment, refermer les by-pass du jeu de manifolds et vérifier la tenue du vide

7. Casser le vide à l'azote sec si possible

8. Le tirage sera terminé quand les aiguilles des manomètre HP et BP indiqueront -1 bar.

9. A ce moment-là, refermer les by-pass HP et BP du jeu de manifolds et arrêter la Pompe à vide. Vous réaliserez la charge du système immédiatement.

4.2.3.9. Fiche de TP n°8 : Tirage au vide (avec vacuomètre)

Durée : 2h30

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 77

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 78

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Objectifs : Ce TP vise à apprendre à l'apprenant à débarrasser le circuit frigorifique de l'air et l'humidité

Prérequis : Bonne maîtrise du manifold

Matériels et outils :

· Une pompe à vide

· Une clef à cliquet

· Un vacuomètre si possible

· Un jeu de manifolds

Précautions :

? Le circuit ne doit pas être sous pression et les fuites ont été recherchées au préalable. Il ne faut jamais laisser un circuit au vide, on doit réaliser au moins une pré-charge une fois l'opération terminée.

? Conditions initiales

· La tuyauterie est terminée, les fuites ont été recherchées,

· Le nouveau déshydrateur d'être monté

· Les vannes 3 et 4 sont fermées pour préserver le déshydrateur. Protocole :

Mode opératoire du tirage au vide : (avec vacuomètre)

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 79

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

1. Utiliser la courbe de relation Pression-Température pour l'eau afin de savoir jusqu'à quelle pression tirer au vide.

2. Indiquer votre résultat sur le vacuomètre à l'aide de l'aiguille repère.

3. Brancher la pompe à vide après avoir vérifié son niveau d'huile et démarrez-la.

4. Mettre les vannes 1 et 2 en position intermédiaire et vérifier que le circuit ne soit pas sous pression.

5. Ouvrir les by-pass du jeu de manifolds ainsi que la vanne du vacuomètre, la pression doit commencer à diminuer sur les aiguilles des manomètre HP et BP.

6. Ouvrir les vannes 3 et 4.

7. Au bout d'un moment, refermer les by-pass du jeu de manifolds et vérifier la tenue du vide.

8. Casser le vide à l'azote sec si possible en pensant à refermer le robinet du vacuomètre pendant l'opération (voir TP n°9).

9. Le tirage sera terminé quand l'aiguille du vacuomètre sera sous celle de repère.

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 80

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

10. A ce moment-là, refermer les by-pass HP et BP du jeu de manifolds ainsi que la vanne du vacuomètre et arrêter la pompe à vide.

11. Vous réaliserez la charge du système immédiatement

4.2.3.10. Fiche de TP n°10 : Casse du vide Durée : 1h30

Objectifs : Ce TP vise à apprendre à l'apprenant à casser le vide Prérequis : Bonne maîtrise du manifold

Matériels et outils :

· Une pompe à vide

· Une clef à cliquet

· Un vacuomètre si possible

· Un jeu de manifolds

Précautions

? Le circuit ne doit pas être sous pression et les fuites ont été recherchées au préalable. Il ne faut jamais laisser un circuit au vide, on doit réaliser au moins un pré charge une fois l'opération terminée.

? Conditions initiales

· La tuyauterie est terminée, les fuites ont été recherchées,

· Le nouveau déshydrateur d'être monté

· Les vannes 3 et 4 sont fermées pour préserver le déshydrateur. Protocole :

Mode opératoire du tirage au vide : (avec vacuomètre)

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Figure 4. 7: Tirage au vide avec vacuomètre

1. Raccorder le flexible sur le raccord du manodétendeur 6.

2. Desserrez le manodétendeur, ouvrir 5 et régler le manodétendeur pour avoir 10 bar de détente.

3. Rouvrir les by-pass des manifolds pour introduire l'azote.

4. Refermer la vanne 5 et débrancher la bouteille d'azote.

5. L'azote s'échappe de l'installation.

6. Une fois la pression tombée à 0,5 bar environ sur les aiguilles des manomètre HP et BP, rebranchez la pompe à vide et redémarrer le pour continuer le tirage au vide.

4.2.3.9. Fiche de TP n°10 : La charge en liquide Durée :

Objectifs : Apprendre à l'apprenant à charger du réfrigérant nécessaire au fonctionnement de

l'installation frigorifique.

Prérequis : Bonne maîtrise du manifold

Matériels et outils :

? Une bouteille de réfrigérant.

? Une clef à cliquet.

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 81

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

? Un thermomètre équipé d'une sonde de contact. ? Un jeu de manifolds.

Précaution :

Une installation tirée au vide et étanche, les appareils de sécurités et de régulations sont préréglés. Le jeu de manifolds est resté monté sur l'installation, by-pass fermés.

Protocole :

1. Raccorder la bouteille de charge tête en haut sur la voie d'intervention du jeu de manifolds.

2. Ouvrir la vanne 5 et purger le flexible d'intervention sur le jeu de manomètre.

3. Vérifier la tenue du vide et la position des vannes 4 et 3 qui doivent être ouvertes.

4. Installation à l'arrêt, introduire du fluide frigorigène dans le circuit BP et HP en ouvrant brièvement les by-pass HP et BP du jeu de manifolds.

5. Refermer les by-pass BP et HP du jeu de manomètre.

6. Démarrer l'installation.

7. Introduire le réfrigérant en faisant des détentes avec le by-pass BP.

8. Dès que les premières bulles apparaissent au voyant de liquide, fermer le by-pass BP du jeu de manomètre.

9. Refermer légèrement la vanne 1 vers l'arrière si l'aiguille BP du manomètre tremble. (idem pour celle HP avec la vanne 2)

10. Si la BP n'est pas stable, réintroduire du fluide par le by-pass BP du jeu de manifolds comme expliqué précédemment jusqu'à stabilisation. Sinon, attendre le régime permanent.

11. En régime permanent, ajuster la charge par le by-pass BP du jeu de manomètre pour avoir un sous refroidissement compris entre 4 et 7°C.

12. Une fois le sous-refroidissement bon, fermer la vanne 5, le by-pass BP du jeu de manomètre.et démonter la bouteille de charge.

13. Continuer les opérations de réglages des sécurités et des régulations

4.3. DISCUSSIONS

4.3.1. Améliorations techniques

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 82

Rédigé par Hospice Sènakpon AZINHOU 83

Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

Tableau 4. 3: Liste des composants déjà acquis et ceux qui reste à acheter

 

Désignations

Unité

Quantité

Déjà acquis

Reste à
acheter

1

Compresseur 404A 1/3

U

1

Oui

Non

2

Evaporateur

Rouleau

1

Oui

Non

3

Condenseur

U

1

Oui

Non

4

Tuyauterie d'aspiration 5/16

Rouleau

1

Oui

Non

5

Tuyauterie de refoulement

Rouleau

1

Oui

Non

6

Liaison électrique

-

1

Oui

Oui

7

Détendeur thermostatique

U

1

Non

Oui

8

Electrovanne 1/4'

U

4

Non

Oui

9

Voyant liquide

U

1

Non

Oui

10

Filtre déshydrateur

U

1

Non

Oui

11

Vanne manuelle

U

4

Oui

Oui

12

Pressostat HP/BP

U

1

Non

Oui

13

Réservoir de liquide

U

1

Oui

Non

14

Thermocouples

U

7

Non

Oui

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Conception et réalisation d'un banc didactique informatisé pour l'étude du cycle de réfrigération à compression de vapeur

15

Capteur de pression Danfoss AKS

3000-060G1007

U

4

Non

Oui

16

Bouton-poussoir Marche/Arrêt

U

1

Non

Oui

17

Support table

U

1

Oui

Oui

18

Anémomètre

U

1

Non

Oui

19

Multimètre

U

1

Non

Oui

20

Ecran LCD 16*2

U

2

Non

Oui

21

Carte SD

U

1

Non

Oui

22

Module RTC

U

1

Non

Oui

23

Carte Arduino UNO

U

1

Oui

Non

24

Interface graphique

U

1

Non

Oui

25

Main d'OEuvre

U

1

Oui

Oui

4.3.2. Investissement à faire pour finaliser le banc

Pour un investissement de 524 500F sur 1 953 125F, nous avons pu obtenir le modèle basique présenté ci-dessus. Ainsi, il faudra un investissement complémentaire de 1 428 625 F pour finaliser la réalisation du banc didactique informatisé.

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4.3.3. Impacts environnementaux

Le HFC ou hydrofluorocarbure, R 404A a longtemps été le fluide frigorigène utilisé dans une majorité des installations existant en raison de ses propriétés physico-chimiques.

En effet, c'est un réfrigérant non toxique, non inflammable, particulièrement stable, pouvant être utilisé indéfiniment dans le cycle thermodynamique d'une installation, sans aucune pollution directe. C'est seulement en cas de fuite que le R 404A libéré reste des dizaines d'années dans l'atmosphère, engendrant le réchauffement de l'atmosphère par effet de serre.

Le GWP (Global Warming Potential) ou le PRG (Potentiel de Réchauffement Global) a été créé afin de comparer l'action des fluides frigorigènes sur l'effet de serre. La molécule de référence est le CO2 (GWP =1) pour des durées bien déterminées, généralement 100 ans. Plus cet indice est élevé plus le fluide est néfaste. Le règlement européen n°517/2014, aussi appelé réglementation F-Gaz concerne justement la réduction progressive des HFC à fort GWP. Le R 404A a un GWP de 3922 c'est-à-dire que 1 kg de R 404A libéré dans l'atmosphère correspond à 3922 kg de CO2 rejeté sur 100 ans. Il est donc directement impacté par la réglementation.

De plus, le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone est nul.

4.3.4. Impacts socio - éducatif

Le banc didactique de ce projet aura pour impact de permettre aux apprenants de :

? Se familiariser avec le cycle frigorifique à compression de vapeur en Traiter suffisamment

des phénomènes inhérents du cycle frigorifique à compression de vapeur

? Améliorer leur niveau en pratique

? Se préparer pour stages académique

4.4. CONCLUSION

Vu le niveau actuel des résultats, il serait très important de trouver les moyens nécessaires pour finaliser le travail de sorte à atteindre les objectifs de départ.

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"L'imagination est plus importante que le savoir"   Albert Einstein