Soutenance mémoire
Compresseur
Le compresseur est un organe électromécanique qui sert à comprimer et à faire circuler le fluide frigorigène ; il aspire le fluide venu de l’évaporateur sous basse pression. Ensuite, il le comprime et le refoule à haute pression dans la conduite de refoulement vers le condenseur. Il existe deux sortes de compresseurs à vapeur : le compresseur volumétrique et le compresseur centrifuge ou turbocompresseur. Notons que dans la climatisation de grande puissance, on utilise souvent le compresseur centrifuge compression, il le refoule au condenseur à haute pression 13[bar] et à la température 65 °C. La quantité d’énergie transmise par le compresseur a pour valeur W= H1-H2
Codification des fluides frigorigènes
La codification est numérique et se réfère à différents critères ; pour les corps purs on se réfère grâce à ses formules chimiques, et pour les mélanges azéotropes (série des R500) et les mélanges zéotropes (série des R400), ils sont classés par ordre d’apparition. Pour les séries de R10 à R50, R100, R200
Chiffre des unités : nombre d’atomes de fluor
Chiffre des dizaines : nombre d’atomes d’hydrogène plus 1
Chiffre des centaines : nombre d’atomes de carbone moins 1
La lettre minuscule en fin des numérotations indique une asymétrie plus (b) ou moins (a) grande de la molécule
R22 : 2 atomes de fluor ; 1 atome d’hydrogène ; 1 atome de carbone
R134a : 4 atomes de fluor ; 2 atomes d’hydrogène ; 2 atomes de carbone ; a : molécule asymétrique
Pour les mélanges azéotropes série des R500 : ils sont classés par ordre d’apparition : R500, R501, R502…… Pour les mélanges zéotropes série des R400 : ils sont classés suivant ses apparitions : R407, R408….Et dans le cas des mélanges de corps purs identiques mais dont les proportions sont différentes, en fin de leur numérotation on associe une lettre majuscule (A, B, C), comme R407A, R407B, R407C
Objectif de la climatisation
La climatisation dans les locaux d’habitation a pour but d’offrir une sensation de bien être et de confort pour les personnes qui y habitent, elle a pour rôle d’assurer la qualité de l’air par renouvellement d’air neuf hygiénique et la filtration de l’air soufflé Les paramètres à s’assurer sont donc : la température, l’humidité, la pureté, le vitesse de soufflage. Cependant, la climatisation installée pour des raisons techniques et médicales ne privilégie pas le confort des occupants.
Conditionnement d’air
Le système à conditionnement d’air est un mode de climatisation où on n’utilise que de l’air. Ce type de climatisation est appelé système « tout air ou à air total ».On peut trouver deux types de système de climatisation, qui sont :
Système à débit d’air constant La distribution d’un débit d’air primaire est régulièrement constante, où la température et l’humidité varient en fonction de charges calorifiques des pièces à climatiser. Ces systèmes de climatisation distribuent directement l’air primaire froid dans les pièces par l’intermédiaire des bouches de soufflage. Les centrales de traitement d’air est « à détente directe », où l’évaporateur de la machine frigorifique est directement placé dans le caisson de traitement d’air.
Système à débit d’air variable Dans cet autre système l’air soufflé est à température constante mais comme son nom l’indique le débit- volume d’air diffusé et le réseau de conduit à vitesse peut être variable. Il est formé par :
Une centrale de traitement d’air unizone,
Un réseau de conduits à basse vitesse (2 à 6 m/s) ou à moyenne vitesse (6 à 15 m/s),
Des diffuseurs d’air terminaux, permettant une bonne répartition de l’air soufflé. Les bouches de soufflage sont choisies par rapport à la plage de débits possibles.
Branchement électrique de l’installation
Comme tous les appareils électriques, l’installation a besoin d’énergie électrique pour être en mode actif ; l’alimentation principale est de 380 V triphasée. Pour la sécurité de l’installation, un fil relié à la terre doit être branché pour éviter les risques de surtension. Aussi, il faut vérifier la plaque signalétique de la machine telle que la tension d’alimentation, la fréquence et le nombre de phases pour éviter une fausse manipulation lors de la connexion électrique. Le non-suivi de ces caractéristiques de la machine pourrait conduire à une défaillance de l’installation et des risques dangereuses pour les opérateurs. En outre, certains appareils ne peuvent pas fonctionner à cette tension donc un dispositif a été mis en place pour réguler la tension de quelques appareils et qui joue le rôle de transformateur de tension. Selon nos besoins, la tension peut être transformée de 380V entre phase en 24 V pour l’excitation des bobines des contacteurs. Par ailleurs le branchement des moteurs et le compresseur sont du type direct (380V).
Schéma fluidique de l’installation
A l’état vapeur, le FF est refoulé par le compresseur à haute pression et à température élevée vers le condenseur suivant le tuyau de refoulement. Arrivé dans le condenseur, le réfrigérant subit une désurchauffe jusqu’à l’apparition de goutte de liquide, ensuite la condensation s’exécute jusqu’à ce qu’il redevient totalement liquide, puis avant son entrée au détendeur, un sous refroidissement se manifeste. Sortie du condenseur à l’état liquide encore à haute pression, le FF se dirige vers le filtre déshydrateur et passe par le voyant pour atteindre le détendeur. Arrivé au détendeur le FF se vaporise partiellement où il s’expose à une détente de pression et une chute de température. En suivant son trajet, il parvint à l’évaporateur à basse pression et à basse température ; le fluide s’évapore au niveau de l’évaporateur avec les mêmes conditions précédentes ; tenons compte que le fluide est à l’état vapeur où il subira une surchauffe avant d’être aspiré par le compresseur.
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Table des matières
REMERCIEMENTS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ABREVIATIONS ET ACRONYMES
LISTE DES SYMBOLES
INTRODUCTION
PARTIE I : CONTEXTE GENERAL
CHAPITRE I PRODUCTION DU FROID
I.1 Base de la thermodynamique appliquée au froid
I.1.1 Premier principe de la thermodynamique
I.1.2 Deuxième principe de la thermodynamique
I.2 Transfert thermique
I.2.1 Conduction
I.2.2 La convection
I.2.3 Le rayonnement
I.2.4 Intervention simultanée des trois modes de transfert
I.3 Les éléments constitutifs pour produire le froid
I.3.1 Compresseur
I.3.2 Condenseur
I.3.3 Détendeur
I.3.4 L’évaporateur
I.4 Fluides frigorigènes
I.4.1 Caractéristiques d’un fluide parfait
I.4.2 Les principaux fluides frigorigènes utilisés dans les systèmes de production de froid
I.4.3 Codification des fluides frigorigènes
I.4.4 Diagramme enthalpique
CHAPITRE II CLIMATISATION
II.1 Définition
II.2 Principes
II.3 Objectif de la climatisation
II.4 Différentes types de climatisation
II.4.1 Climatisation centralisée (à air, à eau glacée)
II.4.2 Climatisation à VRV (Volume de Réfrigérant Variable)
II.4.3 Pompe à chaleur
II.4.4 Climatisation à chaudière et froid
II.4.5 Climatisation informatique
II.4.6 Les climatiseurs individuels
II.4.7 Conditionnement d’air
CHAPITRE III HEATING VENTILATION AND AIR CONDITIONING
III.1 Définition
III.2 Technique de l’HVAC
III.2.1 Système de chauffage
III.2.2 Système de ventilation
III.2.3 Système de climatisation
III.2.4 Propriété de l’air
III.3 Structure et fonction de l’installation de l’HVAC
III.3.1 Chauffage central (eau chaude)
III.3.2 Ventilation
PARTIE II : ETUDE DE L’INSTALLATION ET APPLICATION
CHAPITRE I COOLAIR
I.1 Généralité
I.2 Caractéristiques
I.3 Les éléments constitutifs
I.3.1 Le compartiment supérieur
I.3.2 Le compartiment inferieur
I.4 Les apports thermiques
I.4.1 Données climatiques et géographiques indispensables
I.4.2 Hypothèse de calcul d’apport
I.4.3 Les apports internes
I.4.4 Les apports externes
I.4.5 Dimensionnement de la salle et les fenêtres vitrées
I.5 Application numérique
CHAPITRE II IMPLANTATION DE LA MACHINE
II.1 Caractéristiques du conduit d’air
II.2 Conduit d’aspiration
II.3 Conduit de diffusion d’air
II.4 Bouche d’aération
II.5 Conduit d’air repris
CHAPITRE III ETUDE DE MISE EN MARCHE
III.1 Principe
III.2 Branchement électrique de l’installation
III.3 Charge en fluide frigorigène
III.4 Matériels nécessaires
III.5 Schéma fluidique de l’installation
III.6 Schéma électrique de l’installation
III.7 Fonctionnement de la partie de commande
CHAPITRE IV MANUEL DE MAINTENANCE
IV.1 Maintenance
IV.1.1 Définition
IV.1.2 Différents types de maintenance
IV.1.3 Organigramme de la maintenance
IV.1.4 Taches à exécuter lors de la maintenance
IV.2 Détection des pannes
CHAPITRE V ETUDE ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
V.1 Notion sur l’environnement
V.2 Regards environnementaux
V.2.1 Définitions
V.2.2 EIE du projet
CONCLUSION
REFERENCES
ANNEXES
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