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9.4. Exemples de fonctionnement de machines frigorifiques
• Réfrigérateur
Pour produire du froid, on utilise le fait que la vaporisation d’un liquide requiert de la
chaleur. Le fréon (CF 2 Cl 2 ) était utilisé car très volatil. Il est maintenant souvent remplacé
par du tétrafluoroéthane (R134).
représentation schématique d'une frigopompe
serpentin
air extérieur =
source chaude T 1
réfrigérateur T 2
W
C
E
Le système choisi circule dans un condenseur C où la pression est élevée, il se liquéfie
dans le serpentin et il dégage de la chaleur Q 1 0. Quand il arrive dans l’évaporateur
E, où la pression est faible, il s’évapore en produisant du froid Q 2 0.
L’efficacité ´ est définie comme le rapport du « froid produit » à « l’énergie dépensée » :
´ =
Q 2
W
Le calcul de ´ à l’aide des relations (1) et (2) donne ´ =
T 2
T 1 − T 2
On trouve bien une efficacité positive, mais on ne peut rien dire de plus (supérieure ou
inférieure à 1) alors que le rendement d’un moteur est toujours inférieur à 1.
évaporateur
extérieur =
source froide T 2
Q 2 > 0
serpentin
appartement =
source chaude T 1
Q 1 < 0
• Pompe à chaleur (radiateur)
Pour obtenir une pompe à chaleur, il suffit
de prendre une frigopompe et d’en inverser le
sens. Cette fois-ci l’efficacité est évidemment
définie autrement :
´ =
−Q 1
W
On peut montrer à l’aide des relations (1) et
(2) que ´ =
T 1
T 1 − T 2
.
8. THERMODYNAMIQUE
661
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9.4. Exemples de fonctionnement de machines frigorifiques
• Réfrigérateur
Pour produire du froid, on utilise le fait que la vaporisation d’un liquide requiert de la
chaleur. Le fréon (CF 2 Cl 2 ) était utilisé car très volatil. Il est maintenant souvent remplacé
par du tétrafluoroéthane (R134).
représentation schématique d'une frigopompe
serpentin
air extérieur =
source chaude T 1
réfrigérateur T 2
W
C
E
Le système choisi circule dans un condenseur C où la pression est élevée, il se liquéfie
dans le serpentin et il dégage de la chaleur Q 1 0. Quand il arrive dans l’évaporateur
E, où la pression est faible, il s’évapore en produisant du froid Q 2 0.
L’efficacité ´ est définie comme le rapport du « froid produit » à « l’énergie dépensée » :
´ =
Q 2
W
Le calcul de ´ à l’aide des relations (1) et (2) donne ´ =
T 2
T 1 − T 2
On trouve bien une efficacité positive, mais on ne peut rien dire de plus (supérieure ou
inférieure à 1) alors que le rendement d’un moteur est toujours inférieur à 1.
évaporateur
extérieur =
source froide T 2
Q 2 > 0
serpentin
appartement =
source chaude T 1
Q 1 < 0
• Pompe à chaleur (radiateur)
Pour obtenir une pompe à chaleur, il suffit
de prendre une frigopompe et d’en inverser le
sens. Cette fois-ci l’efficacité est évidemment
définie autrement :
´ =
−Q 1
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On peut montrer à l’aide des relations (1) et
(2) que ´ =
T 1
T 1 − T 2
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8. THERMODYNAMIQUE
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