2.3.3 - Cycle frigorifique
Le compresseur aspire continuellement de la vapeur de fluide
frigorigène du refroidisseur à un débit défini par le degré
d'ouverture des aubes directrices. Lorsque l'aspiration du
compresseur réduit la pression dans le refroidisseur, le fluide
frigorigène restant s'évapore à une température assez basse
(généralement 3 à 6 °C). L'énergie nécessaire à l'évaporation
est obtenue de l'écoulement d'eau à travers les tubes du
refroidisseur. Avec l'énergie calorifique supprimée, l'eau devient
suffisamment froide pour être utilisée dans un circuit de
conditionnement d'air ou de refroidissement de liquide de
procédé, pour des applications industrielles ou marines légères.
Après avoir extrait de la chaleur de l'eau, la vapeur de fluide
frigorigène est accélérée dans une turbine. Ceci augmente la
pression par accélération. La compression ajoute encore de
l'énergie calorifique, et le fluide frigorigène est assez chaud
(généralement 37 à 40 °C) lorsqu'il est refoulé du compresseur
dans le condenseur.
De l'eau relativement froide (généralement 18 à 32 °C)
s'écoulant dans les tubes du condenseur extrait de la chaleur du
fluide frigorigène et la vapeur se condense pour devenir liquide.
Le fluide frigorigène à l'état liquide traverse des orifices pour passer
dans la chambre du FLASC (sous-refroidisseur instantané) (voir
la Fig. 3 - « Schéma d'une unité 19XR type »).
Comme la chambre du FLASC est à une température inférieure,
une partie du fluide frigorigène à l'état liquide se vaporise
instantanément, refroidissant ainsi le liquide restant.
La vapeur du FLASC est recondensée sur les tubes qui sont
refroidis par l'eau de condensation à l'entrée. Le liquide est
évacué dans une cuve à vanne à flotteur située entre la chambre
du FLASC et le refroidisseur. Une vanne à flotteur y constitue
un joint liquide pour empêcher la pénétration de la vapeur de
la chambre du FLASC dans le refroidisseur.
Lorsque le fluide frigorigène à l'état liquide traverse la vanne,
une partie de celui-ci s'évapore instantanément en raison de la
pression réduite du côté du refroidisseur. Lors de l'évaporation
instantanée, le liquide restant perd de la chaleur. Le fluide
frigorigène est alors à la température et la pression auxquelles
le cycle a commencé.
Le cycle frigorifique pour un groupe de refroidissement XRV
19XR avec compresseur à deux étages est semblable à celui décrit
ci-dessus, à l'exception suivante près : le fluide frigorigène à l'état
liquide issu de la vanne à flotteur linéaire de la chambre du
FLASC du condenseur s'écoule dans un économiseur à pression
intermédiaire (voir la Fig. 5). Lorsque le liquide entre dans la
chambre, en raison de la pression inférieure dans l'économiseur,
une partie du liquide s'évapore instantanément et refroidit le
liquide restant. La vapeur séparée passe au second étage du
compresseur pour une plus grande efficacité du cycle. Une vanne
à registre située sur la ligne de l'économiseur vers le compresseur
joue le rôle de dispositif de régulation pour stabiliser les
conditions de fonctionnement à faible charge et faible pression
de condensation. Dans de telles conditions, le registre soutiendra
le débit de gaz et élèvera ainsi la pression de l'économiseur pour
permettre un débit de fluide frigorigène approprié à travers la
vanne de l'économiseur. Le registre est également fermé dans les
conditions de démarrage, afin de permettre au rotor du second
étage de démarrer hors charge.
Le liquide sous-refroidi restant dans l'économiseur s'écoule à
travers une vanne à flotteur, puis dans le refroidisseur.
REMARQUE : dans les unités 19XRV, une modification a été
introduite dans le circuit frigorifique pour garantir le
refroidissement du variateur de fréquence qui alimente le
compresseur. Pour les spécificités des unités 19XRV, voir les
chapitres 8 à 14.
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