La production de froid

Remarques :

- Le principe de fonctionnement d’un réfrigérateur et d’un congélateur est le même.

- Pour un bon fonctionnement, les échanges doivent être favorisés. Il faut donc dégivrer régulièrement (dès que la couche de givre dépasse 0,5 cm).

- Il faut entretenir régulièrement le condenseur en effectuent un dépoussiérage et laisser une circulation d’air suffisante pour favoriser l’évacuation de la chaleur.

- Production de froid cryogénique : vaporisation d’un fluide cryogénique sur l’aliment, exemple : azote liquide ayant une température de vaporisation de -196°C.

Les fluides frigorigènes sont classés en 3 catégories :

CFC ou fréon (Chlorofluorocarbones) : R11, R12, R502, R504…

HCFC (Hydrochlorofluorocarbones) : R22, R123, R124, R142B, R401A, R401B, R402A, R402B, R403B, R408A, R409A, R409B…

HFC (Hydrofluorocarbones) : R14, R23, R125, R134A, R152A, R227, R404A, R407C, R410A…

Le chlore contenu dans les CFC et les HCFC contribue à la formation du trou d’ozone. C’est pourquoi leur production et leur utilisation sont réglementées.

Quelle est la réglementation pour l’utilisation des fluides ?

Pour le CFC : en cas de fuite, il est interdit de recharger avec ce fluide. Il est donc nécessaire de remplacer la totalité du fluide.

Parfois selon l’âge de l’équipement et sa vétusté, il est préférable de changer d’équipement.

Pour le HCFC : la recharge fût autorisée jusqu’en 2010, il sera interdit de recharger par des fluides recyclés à partir de 2015.

En cas d’investissement ou de remplacement d’un équipement frigorifique, privilégiez ceux fonctionnant avec des HFC, car ils ne sont soumis à aucune interdiction.

2-2 Fonctionnement

- Dans l’évaporateur : le fluide absorbe de l’énergie qui est fournie par les aliments et les parois de l’enceinte à refroidir. Ce gain d’énergie provoque le passage de l’état liquide à l’état gazeux du fluide frigorigène. Pendant cette phase de changement d’état fluide/gaz, il y a absorption de chaleur, donc production de froid.

- A la sortie de l’évaporateur, les vapeurs sont aspirées par le compresseur. Ce dernier refoule les vapeurs sous haute pression vers le condenseur. L’augmentation de la pression prépare au changement d’état suivant. Le compresseur est actionné par un moteur électrique. La fréquence de mise en route dépend de la température imposée par le réglage et régulée par le thermostat.

- Dans le condenseur, le fluide frigorigène se liquéfie, il passe alors de l’état gazeux à l’état liquide. Il cède l’énergie thermique qu’il a gagnée dans l’enceinte à réfrigérer. Le condenseur s’échauffe et c’est la raison pour laquelle il est placé à l’extérieur de manière à se refroidir rapidement par circulation d’air par exemple (ventilation).

- Le fluide est admis dans le détendeur qui a pour rôle de diminuer sa pression afin de le préparer à la vaporisation au niveau de l’évaporateur.

Puis ensuite, le fluide redevient gazeux dans l’évaporateur, le gaz est à nouveau dirigé vers le compresseur et le cycle recommence.

Sciences appliquées aux équipements

La production de froid

1 Généralités

Ce phénomène se produit en absorbant une certaine quantité de chaleur qui sera prélevée à l’élément à refroidir.

La production de froid mécanique est assurée par une machine thermodynamique.

Cette machine utilise un fluide frigorigène.

Le fluide frigorigène est un gaz qui subit un cycle en circuit fermé, sans contact direct avec l’aliment.

Ainsi, la production de froid résulte d’un changement d’état du fluide de l’état liquide à l’état gazeux, c’est-à-dire l’évaporation.

2 Principe de fonctionnement du réfrigérateur à compression

2-1 Les principaux éléments

L’appareil compte 4 éléments fondamentaux :

- Le compresseur

- Le condensateur

- Le détendeur

- L’évaporateur