Explication des principes du système CVC

Principe du système à double alimentation d'une pompe à chaleur à air

Le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur aérothermique consiste à utiliser un fluide frigorigène comme fluide caloporteur en hiver, à absorber l'énergie thermique de l'air et, grâce à un compresseur, à convertir l'énergie thermique basse température en énergie thermique haute température, chauffant ainsi l'eau circulant dans le système. En été, le fluide frigorigène absorbe le froid de l'air. L'énergie thermique haute température est transformée en énergie thermique basse température par le compresseur, et le système de réfrigération fait circuler l'eau.

Principe du système de réfrigération Vortex

Un compresseur frigorifique vortex est composé de deux vortex mobiles et fixes, présentant des profils d'équation à double fonction, imbriqués l'un dans l'autre. Lors des phases d'aspiration, de compression et d'échappement, le disque fixe est fixé au châssis, tandis que le disque mobile est entraîné par un arbre excentrique et contraint par un mécanisme anti-rotation, tournant dans un plan de faible rayon autour du centre du cercle de base du disque fixe.

Le gaz est aspiré à la périphérie du disque fixe via un filtre à air. Grâce à la rotation de l'arbre excentrique, le gaz est progressivement comprimé dans plusieurs chambres de compression en forme de croissant formées par la fusion des disques fixe et fixe, puis éjecté en continu par l'orifice axial de la partie centrale du disque fixe.

 Principe de la réfrigération Principe de la réfrigération par absorption

La réfrigération par absorption utilise des réfrigérants naturels tels que l’eau ou l’ammoniac, qui sont inoffensifs pour l’environnement et la couche d’ozone atmosphérique ;

En utilisant l'énergie thermique comme source d'énergie motrice, en plus d'utiliser l'énergie thermique générée par la vapeur et le combustible de la chaudière, l'énergie thermique de faible qualité telle que la chaleur résiduelle, la chaleur résiduelle et l'énergie solaire peut également être utilisée, atteignant un double objectif de refroidissement et de chauffage (chauffage) dans la même unité.

Principe de Carnot inverse

Le cycle de Carnot inverse est un cycle de réfrigération réversible idéal, composé de deux processus à température constante et de deux processus adiabatiques.

Pendant le cycle, les sources de chaleur haute et basse température restent constantes, et il n'y a aucune différence de température de transfert thermique entre le fluide frigorigène et la source de chaleur du condenseur et de l'évaporateur. Le fluide frigorigène circule à travers les différents équipements sans tenir compte des pertes. Par conséquent, le cycle de Carnot inversé est un cycle frigorifique idéal présentant le coefficient de réfrigération le plus élevé, mais il n'est pas réalisable en ingénierie.

cycle transcritique au CO2

Le réfrigérant CO₂ basse température et basse pression absorbe la chaleur du milieu ambiant ou de l'objet refroidi dans l'évaporateur, et passe de l'état liquide à la vapeur surchauffée basse pression. La vapeur de CO₂ basse pression entre dans le compresseur frigorifique au CO₂ et est comprimée adiabatiquement en gaz haute pression et haute température. Le gaz CO₂ haute pression et haute température entre ensuite dans l'aéroréfrigérant, échange de la chaleur avec le fluide de refroidissement, libère de la chaleur et est refroidi à pression constante.

Le CO₂ liquide pénètre ensuite dans le dispositif de régulation (ou machine de détente) pour une régulation adiabatique (ou détente adiabatique) afin de produire de la vapeur humide à basse pression et basse température. Le CO₂ liquide à basse pression et basse température retourne dans l'évaporateur pour absorber et évaporer la chaleur à pression constante, réduisant ainsi la température du fluide refroidi et produisant une capacité de refroidissement. Répétez ce cycle de cette manière pour obtenir un refroidissement continu.

Système de cycle de réfrigération en cascade

Un système de réfrigération en cascade composé de trois cycles de compression mono-étagés. Dans ce cycle, le CO₂ sert à la fois de gaz d'alimentation et de réfrigérant, et le système fonctionne en cycle ouvert. 

Le liquide à haute pression sortant du condenseur est divisé en deux parties : une partie est étranglée à une pression intermédiaire par le papillon des gaz du refroidisseur intermédiaire et s'évapore dans le refroidisseur intermédiaire ; l'autre partie traverse le refroidisseur intermédiaire à l'intérieur du serpentin et échange de la chaleur avec la vapeur de réfrigérant évaporée sous la pression intermédiaire à l'extérieur du tube, réalisant ainsi l'objectif de surfusion. 

Il entre ensuite dans le réchauffeur pour une surfusion supplémentaire et est étranglé par une soupape d'étranglement pour réduire la pression de condensation à la pression d'évaporation avant de s'évaporer et de refroidir dans l'évaporateur. 

La vapeur saturée du fluide frigorigène sortant de l'évaporateur est réchauffée par le réchauffeur, aspirée par le compresseur basse pression, comprimée à une pression intermédiaire, puis refoulée dans la conduite d'aspiration du compresseur haute pression. Après s'être mélangée à la vapeur saturée sortant du refroidisseur intermédiaire, elle pénètre dans le compresseur haute pression et est comprimée à la pression de condensation. Elle se condense en liquide haute pression dans le condenseur, puis circule à nouveau.

Système de liquéfaction d'hydrogène avec réfrigération à l'hélium

Le système de liquéfaction de l'hydrogène pour la réfrigération à l'hélium comprend deux parties : le procédé de liquéfaction de l'hydrogène et le cycle de réfrigération de l'hydrogène. Lors du procédé de liquéfaction de l'hydrogène, l'hydrogène gazeux comprimé est pré-refroidi par l'hélium liquide et condensé en liquide par l'hélium gazeux froid dans un échangeur de chaleur.

Principe de la réfrigération par compression de vapeur

Composés d'un compresseur, d'un condenseur, d'un détendeur et d'un évaporateur, ils sont reliés par des canalisations pour former un système étanche. Le liquide réfrigérant échange thermiquement avec l'objet refroidi à basse température dans l'évaporateur, absorbe la chaleur de l'objet refroidi et se vaporise, produisant de la vapeur basse pression qui est aspirée par le compresseur et comprimée avant d'être refoulée à haute pression.

Le réfrigérant gazeux haute pression évacué du compresseur pénètre dans le condenseur et est refroidi par l'eau ou l'air de refroidissement à température ambiante, se condensant en liquide haute pression. Lorsque le liquide haute pression traverse le détendeur, il se transforme en un mélange diphasique gaz-liquide basse pression et basse température, qui pénètre dans l'évaporateur. Le réfrigérant liquide s'évapore et se refroidit dans l'évaporateur, et la vapeur basse pression produite est réaspirée dans le compresseur.

Ce cycle se répète, se répète constamment.