Analyse énergétique, éxergétique et environnementale d’un système frigorifique en cascade
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Date
2023
Authors
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Université Mouloud Mammeri Tiziouzou
Abstract
A travers ce projet, on a présenté les fluides frigorigènes et les différent composant des
machines frigorifiques mono et bi-étagées, les équations des bilans énergétiques et éxergétiques
détaillés ainsi que les destructions d’éxergie pour les différents composant des machines
(compresseur ,condenseur ,détendeur ,évaporateur evapo-condenseur et echangeur ) ainsi les
équations des puissances consommées par les compresseurs, les coefficients de performances
et les rendements éxergétiques des installations pour l’analyse thermodynamique, tout en
négligeant les perte de charge au niveau des conduites
Pour l’environnementale nous avons calculé le taux de CO2 rejeté par les installations à
l’environnement.
Les résultats de ce projet sont les suivants :
Nous avons varié la température 𝑇8 à l’entrée de l’évapo-condenseur (2émé étage) entre
−25°𝐶 jusqu’à 5°C. Utilisant les fluides frigorigènes :𝐶𝑂2 pour le 1er étage et l’Ammoniaque
pour le second, avec une puissance frigorifique de 50𝑘𝑊.
Lorsque la température à l’entrée de l’évapo-condenseur (𝑇8) augmente, la puissance
consommée par le compresseur 𝑊𝑔𝑙𝑜𝑏𝑎𝑙 et l’exergie détruite globale diminuent, donc le COP et
le rendement éxergetique augmentent.
En ce qui concerne l’analyse environnementale nous avons une diminution du TEWI avec
l’augmentation de la température d’entrée de l’evapo-condenseur.
L’augmentation de la température 𝑇8 influe positivement sur l’efficacité du cycle de
notre installation.
Quand 𝑇𝑐 = 50°𝐶, 𝑇𝑒= −40°𝐶 et pour une puissance frigorifique de 50𝑘𝑊 les optimums
ont été obtenu à 𝑇8= -2.96°C. Ces derniers diminuent avec la diminution des températures de
condensation et d’évaporation.
Les meilleures performances pour cette installation ont été obtenu lorsque 𝑇𝑐=30°C
𝑇𝑒=−30°𝐶 (𝜂𝑒𝑥=47.58% et COP=1.972).
Les émissions indirectes des gaz 𝐶𝑂2 𝑒𝑡 𝑁𝐻3 ont une forte influence sur le TEWI
global.
L’augmentation de la différence de température de sous refroidissement influe
négativement sur l’efficacité de notre installation, car nous obtenons de l’autre côté une
différence de température de surchauffe plus grande. Donc l'installation d'un ou plusieurs
échangeurs thermiques internes n'améliore pas systématiquement les performances et dépend
des propriétés thermo-physiques du fluide frigorigène utilisé.
On ne peut jamais dire qu’un travail est achevé car plus on avance dans le temps et plus
on se rend compte qu’il y a toujours des modifications et de nouvelles idées. Donc c’est un processus infini d’idées avec des perceptions variables.
Description
75 f. : ill. ; 30 cm. (+CD-Rom)
Keywords
Fluide frigorigène, Machine frigorifique
Citation
Energétique