Etude et realisation d'un banc didactique de demonstration d'un cycle frigorifique a compression de vapeur

CHAPITRE 4. DIMENSIONNEMENT ET REALISATION DU BANC DIDACTIQUE DE DEMONSTRATION DU CYCLE FRIGORIFIQUE

4.1. 2-1- INTRODUCTION

Ce chapitre nous permettra d'estimer le bilan total des apports de chaleur s'attaquant journalièrement dans le banc didactique afin de dimensionner ses différents composants. A partir des résultats obtenus après le dimensionnement de passer à la réalisation de notre banc didactique. Pour atteindre les objectifs fixés, nous présenterons l'approche scientifique qui conduit à monter ce banc didactique. Nous allons également présenter le matériel à utiliser pour chaque composant ; puis nous indiquerons les différentes opérations effectuées. Ensuite nous clôturerons par une présentation finale du banc didactique et de son cout estimatif.

4.2. 2-2-DIMENSIONNEMENT

4.3. 2-2-1-BILAN THERMIQUE

L'évaluation du bilan thermique permet de préciser la puissance frigorifique nécessaire pour combattre les agressions thermiques de la maquette. Ici il est nécessaire de rappeler brièvement les différents apports externes et internes qui influencent les consommations énergétiques de la maquette à savoir :

· les apports de chaleur par les parois ;

· les apports de chaleur par l'air de l'enceinte à refroidir ;

· apport de chaleur par l'éclairage.

4.4. 2-2-1-1-CAHIER DE CHARGE

Il s'agit d'indiquer les principaux éléments à prendre en considération :

Figure 2-1: Schématisation de la mini chambre froide

· Température maximale de l'ambiance, +29°C ;

· Température moyenne à l'intérieur de la chambre froide, +5°C ;

· Chaleur spécifique de l'air 1KJ/Kg°C ; [11]

· Masse volumique de l'air 1,157Kg/m³ ; [11]

· Réfrigérant : R 134a

· Dimensions

· Longueur = 80 cm

· Largeur = 40 cm

· Hauteur = 10 cm

· Paroi en vitre d'épaisseur e_v= 2mm ;

· Parois en bois d'épaisseur e_b= 2cm ;

· Paroi en tôle d'aluminium d'épaisseur e_a= 1mm ;

· Temps de fonctionnement de la maquette 18 heures ;

· Eclairage : une lampe de 40W ;

· 1/he= 0,12 m² K/ W [12] ; 1/hi= 0,12 m² K/ W [12] ;

· Surchauffe 5K ;

· Sous refroidissement 5K.

D'après l'annexe, nous avons le tableau ci-dessous qui nous présente les conductivités thermiques des différents matériaux.

Tableau 2-1: Indication des conductivités thermiques des matériaux

Nature du matériau	Conductivité thermique (W/m.K)
vitre	1,15
bois	0,12
tôle d'aluminium	70