Énoncé
Une installation frigorifique fonctionne à l'ammoniac (R717), au régime nominal
/
. Elle développe une puissance frigorifique brute de
. La compression et la détente du R717 sont supposées respectivement parfaitement isentrope et isenthalpe. La surchauffe des vapeurs aspirées par le compresseur est de
, et le sous-refroidissement du fluide frigorigène à l'état liquide en sortie de détendeur atteint la température
. Par ailleurs, on admettra que les changements d'état et de température du fluide caloporteur ont entièrement lieu à l'intérieur des échangeurs thermiques.
Tracer le schéma de l'installation en faisant figurer ses composants principaux, et tracer le cycle frigorifique sur le diagramme de Mollier du R717, et faire le lien entre les deux.
Indiquer l'intérêt de la surchauffe et du sous-refroidissement du fluide frigorigène.
Consigner dans un tableau les valeurs des pressions, températures, enthalpies et titres aux différents points du cycle.
Déterminer les grandeurs caractéristiques de cette installation frigorifique :
Débit massique du fluide frigorigène;
Puissance mécanique théorique du compresseur;
Puissance mécanique réelle du compresseur;
Coefficient de performance (COP) théorique (de Mollier) et réel de l'installation;
Efficacité par rapport au cycle de Carnot de la machine;
Calculer la puissance calorifique à évacuer au condenseur.
Données:
Le diagramme de Mollier du R717 ci-dessous.
Le travail de compression réel du compresseur vaut son travail de compression théorique divisé par les rendements indiqué
et mécanique
du compresseur. On considérera que le rendement indiqué
est égal au rendement volumétrique
du compresseur. Celui-ci s'exprime par
, avec
et
les pressions respectivement au condenseur et à l'évaporateur. Le rendement
.
