La production du froid

Le cycle frigorifique utilisé

Le froid obtenu en climatisation automobile provient à 80% de la vaporisation du fluide frigorigène (R 12, R 134) et 10% de la détente de ce dernier.

Nota : fluide R 12 n’est plus utilisé en première monte depuis 1995.

En thermodynamique, on appelle cycle l'ensemble des évolutions que subit un fluide avant de revenir à son état initial. Le cycle frigorifique correspond à l'évolution d'un fluide frigorigène dans une installation de production de froid.

Explication du phénomène dans le cycle frigorifique : pour pouvoir s'évaporer, un réfrigérant doit absorber une quantité de chaleur. Si nous prenons une bouteille de fluide frigorigène contenant du liquide surmonté de vapeur, à une température donnée, correspond une pression.

Par exemple, une bouteille de R 134a dans une ambiance de +20°C : les deux états liquide et vapeur sont sous une pression de 6,7 bars. Nous ouvrons la vanne liquide de cette bouteille, le réfrigérant s'écoule à travers le tube échangeur et se détend à la pression atmosphérique, soit à la température de
-26,4°C. Le réfrigérant absorbe la chaleur de l'air ambiant, celui-ci passant alors de I'état liquide à l'état de vapeur : saturée ou surchauffée suivant la quantité de chaleur échangée. Autrement dit, le fluide frigorigène a pris des calories à l'air ambiant en abaissant sa température de +20°C à +10°C (on a « fait du froid »).

L'échangeur de chaleur dans lequel ce changement d'état s'effectue où nous avons observé l'effet frigorifique s'appelle un évaporateur. Chaque fois qu'un kilogramme de R 134a passe de l'état liquide à l'état gazeux sous une pression absolue de 1 bar il absorbe environ 154 kJ et se transforme en 0,19 m3 de vapeur, soit 190 l environ.

Une fois la vaporisation terminée, les vapeurs du fluide frigorigène sont aspirées par un compresseur qui les envoie dans un autre échangeur de chaleur appelé condenseur.

Dans celui-ci, on retire au fluide frigorigène gazeux la chaleur emmagasinée d’une part au cours de la vaporisation et d'autre part lors du travail mécanique nécessaire à la compression (qui s'est dégradé sous forme de chaleur).

Q1 : chaleur captée par le fluide
Q2 : chaleur cédée par le fluide

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