Page 1 sur 8

TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT DE L’AIR

Tâche F4.6 : Interpréter des relevés Compétence C2.2 : Analyser, vérifier une faisabilité Thème : S4 : Approche scientifique et technique d’une installation frigorifique Séquence : S4.1 : Physique appliquée - Thermodynamique

Séance : Le diagramme enthalpique Date :

Objectif de la séance : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1. Présentation :

Le diagramme enthalpique est une représentation graphique de toutes les évolutions qu’un fluide peut subir. Le diagramme enthalpique est en fait la carte d’identité d’un fluide frigorigène. Chaque fluide possède son diagramme enthalpique, l’exemple ci-dessus représente le diagramme du R 134a.

Page 2 sur 8

2. Les axes :

L’axe des abscisses représente l’évolution de l’enthalpie en kJ/kg, c’est l’énergie absorbée ou restituée par un kg de fluide frigorigène. En ordonnée, on peut lire la pression en valeur absolue. (attention les manomètres indiquent la valeur relative).

Page 3 sur 8

3. La courbe de saturation :

Une courbe (haricot) divise le diagramme en trois parties. Cette courbe porte le nom de courbe de saturation. La zone située à gauche de la courbe de saturation représente le fluide à l'état liquide sous-refroidi. Á l'intérieur de la courbe de saturation, c'est la phase de changement d'état, il y aura donc un mélange liquide + gaz. La zone située à droite de la courbe de saturation représente le fluide à l'état vapeur surchauffée.

Le titre représente le rapport entre la masse de la vapeur et la masse totale du fluide :

En fait, x donne la proportion prise par la vapeur dans le mélange.

Page 4 sur 8

4. L’échauffement du fluide frigorigène :

La figure ci-dessous montre l’évolution d’un kg de liquide au cours d’un échauffement à pression constante.

Page 5 sur 8

5. Les courbes de températures : Les courbes de température sont appelées ISOTHERMES (ce qui signifie température constante). Les isothermes ont un tracé particulier :

- Dans la zone liquide, elles se confondent avec les ISENTHALPES (enthalpie constante). - Dans la zone mélange, elles se confondent avec les ISOBARES (pression constante). - Elles sont obliques dans la zone vapeur.

Le passage de B à D correspond au changement d'état. La différence d'enthalpie entre B et D représente la chaleur latente de vaporisation à 0°C.

Page 6 sur 8

6. Les courbes du volume massique :

Les courbes de volume massique sont appelées ISOCHORES (à volume constant). Ces courbes sont très inclinées et traversent les zones de mélange et de vapeur. Les isochores seront très utiles pour calculer le débit masse du fluide traversant le compresseur. Elles permettent aussi de déterminer la vitesse de circulation de la vapeur dans les tuyauteries d'aspiration et de refoulement.

Page 7 sur 8

7. Les courbes d’entropie :

On les appelle ISENTROPES et elles donnent la valeur de l'entropie en kJ/kg.K. Ces courbes sont aussi connues sous l'appellation de "courbes de compression théorique" car, lors de la compression des vapeurs sans échange thermique avec le compresseur (ce qui n'arrive jamais), la vapeur monte en pression et en température en suivant le tracé de la courbe. Nous l'utiliserons comme courbe de référence pour la compression. La courbe permettra de déterminer l'état du fluide enfin de compression.

Par exemple, si le fluide entre dans le compresseur à l'état A, il suit l'isentrope pour se retrouver à l'état R en fin de compression.

Page 8 sur 8

8. Exercices d’application :

Tableau de valeurs :

Point Pression Enthalpie Température Volume

massique Entropie Etat du F.F

A 10

B 10

C 10

D 10

E 10