Les condenseurs

1- Objectif-but du condenseur.

Dans le cycle frigorifique fermé à 4 temps le condenseur permet au fluide frigorigène d’évacuer, à un médium de refroidissement (air, eau…), l’énergie absorbée lors de son évaporation et de sa compression.

2 – Effet sur le medium de refroidissement (milieu extérieur).

L’évacuation d’énergie par le f.f. entraîne:

– une augmentation de la température;

– parfois une évaporation partielle dans le cas des condenseurs évaporatifs.

3 – Transformation du fluide frigorigène.

Condenseur

4 – Exemples de condenseurs.

4.1 – condenseurs à air ventilés:

L’air traverse une batterie en cuivre avec ailettes en aluminium. La circulation de l’air est forcée à l’aide des ventilateurs afin d’augmenter l’efficacité de l’échange thermique. Les ventilateurs sont souvent bi-vitesse ou plus récemment à vitesse variable.

condenseur-ventilebatterie-condenseur

4.2 – Condenseur à eau coaxial.

Ces condenseurs sont destinés aux puissances moyennes et difficilement nettoyables.

4.3 – Condenseur à eau type « bouteille »:

Ce condenseur sert aussi de bouteille liquide. L’eau circule de un serpentin placé dans la bouteille. Le fluide se trouve autour du serpentin, il tombe au fond de la bouteille une fois condensé.

4.4 – Condenseur multitubulaire.

Principe de fonctionnement.

5 – Ecritures mathématiques de l’échange de chaleur.

Nous limitons ici l’étude aux échanges de chaleur sensible nécessaire au refroidissement des produits.

5.1 – Au niveau du fluide refroidisseur. 5.2 – Au niveau du fluide frigorigène. 5.3 – Au niveau de l’échangeur
Φk = qm fl refroid x c x Δθ Φk = qm x qkm Φk = K x S x ΔT
Avec:

Φk = Puissance calorifique en kW

qm = débit massique de fluide refroidisseur (air-eau…) en kg/s

c = chaleur massique du fluide refroidisseur en kJ/(kgxK)

Δθ = écart entre la température d’entrée du fluide refroidisseur et sa température de sortie en K.

 Avec:

Φk = Puissance calorifique en
kW.

qm f.f.= débit massique de fluide frigorigène en kg/s

qkm = différence d’enthalpie du f.f. entre la sortie et l’entrée condenseur en kJ/kg.

 Avec:

Φk = Puissance calorifique en kW

K = coefficient d’échange thermique du condenseur en kW/m2xK.

S = Surface d’échange du condenseur en m2.

ΔT = écart entre la température de changement d’état du fluide et la température d’entrée du fluide refroidisseur (ou médium de refroidissement) en K.

Finalement et sans tenir compte des rendements d’échanges:

Φk = qm fl refroid x c x Δθ = qm x qk = K x S x ΔT

6 – Valeurs pratiques de ΔT.

Ce sont les valeurs utilisées pour la mise en service des installations:

– Pour un condenseur à air                            ΔT ≅ 15°C

– pour un condenseur à eau:                        10 < ΔT < 25°C