Qu'est-ce que la réfrigération à compression de vapeur?
La réfrigération à compression de vapeur est un système de réfrigération qui utilise un réfrigérant liquide en circulation pour absorber et éliminer la chaleur d'un espace nécessitant un refroidissement. Dans tout processus de réfrigération, la chaleur est transférée d'une région à une autre à l'aide d'un agent externe. Dans le système de réfrigération à compression de vapeur, qui est largement utilisé, l'agent externe est un compresseur. Les autres systèmes utilisés sont la réfrigération au gaz, la réfrigération à absorption de vapeur et la réfrigération au vortex. La réfrigération à la vapeur d'eau par jet de vapeur, le refroidissement magnétique et la réfrigération thermoélectrique sont quelques-uns des autres systèmes de réfrigération utilisés pour des applications spécifiques.
Ce cycle de réfrigération particulier contient quatre composants principaux, à savoir le compresseur, l'évaporateur, le condenseur et le papillon des gaz. L'évaporateur est responsable de l'absorption et de l'évacuation de la chaleur. Le réfrigérant liquide entre dans l'évaporateur dans des conditions de très basse pression et de basse température; il fait beaucoup plus froid que l'espace nécessitant une réfrigération. Ce mélange froid pénètre dans les tubes ou les bobines de l’évaporateur. L'air chaud dans l'espace clos est ventilé à travers les tubes transportant le liquide réfrigérant extrêmement froid.
À la suite de ce contact, la partie liquide du réfrigérant s’évapore et l’air en circulation se refroidit. La température dans l’espace confiné diminue jusqu’à atteindre la température désirée. Le réfrigérant sort de l'évaporateur sous forme de vapeur légèrement surchauffée et pénètre dans le compresseur. Le compresseur comprime la vapeur à une pression plus élevée, ce qui entraîne également une température plus élevée. L’augmentation de la chaleur est due au transfert d’une partie de l’énergie utilisée dans le processus de compression à la vapeur.
La vapeur surchauffée quitte le compresseur et entre dans le condenseur où elle est refroidie à l'aide d'eau ou d'air de refroidissement. La chaleur de la vapeur est transférée et évacuée par l'eau ou l'air dans le condenseur. Le réfrigérant quitte le condenseur sous forme de liquide haute pression et sa pression est ensuite diminuée à l'aide du papillon des gaz.
Une partie de l'éclair liquide s'évapore en raison de la réduction soudaine de la pression. La manette des gaz réduit non seulement la pression du réfrigérant, mais contrôle également son écoulement dans l'évaporateur, et le cycle recommence. En résumé, la chaleur est à la fois absorbée et évacuée de l’espace nécessitant un refroidissement par le réfrigérant en circulation dans l’évaporateur du système de réfrigération à compression de vapeur. Cette chaleur est traitée à l'intérieur du condenseur où l'air ou l'eau de refroidissement transfère la chaleur ailleurs.
Les réfrigérateurs et les congélateurs ménagers sont des applications courantes du système de réfrigération à compression de vapeur. Il est utilisé dans le commerce pour climatiser des bureaux, des hôtels et des résidences privées. Les automobiles, les wagons de chemin de fer et les camions sont quelques autres endroits où des systèmes de réfrigération à compression de vapeur sont appliqués. Également déployé à grande échelle dans les usines de traitement et les raffineries, le système est à la fois peu coûteux et mature. L'efficacité des systèmes de réfrigération à compression de vapeur peut atteindre 60%.