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N°7 - Le réfrigérateur - niv 5 à 4

N°7 - Le réfrigérateur - niv 5 à 4

Comme nous avons tous accès à cette machine frigorifique, nous allons en profiter pour conforter notre compréhension du cycle frigorifique.
Le réfrigérateur comporte un circuit frigorifique dans lequel un fluide frigorigène permet de puiser de la chaleur à l'intérieur de l'appareil et de la rejeter dans la cuisine.


Les réponses aux exercices ci-dessous ne vous sembleront sans doute pas évidente à rédiger. Ce n'est pas grave, vous étudierez bien les corrections pour bien conforter votre compréhension du fonctionnement de la machine frigorifique.

Question

Q1: En limitant votre réponse à l'ambiance intérieure du réfrigérateur, expliquez ce qui permet de la maintenir froide.



A l'intérieur du réfrigérateur se situe (en partie haute) l'évaporateur dans lequel circule le fluide frigorigène. Le fluide y rentre sous la forme d'un liquide froid et s'y évapore en prélevant de la chaleur. Ce prélèvement permet de maintenir froide l'ambiance autour des aliments.


Question

Q2: A l'arrière du réfrigérateur, se trouve une grille chaude. C'est là que s'évacue la chaleur puisée à l'intérieur.
En partant de l'évaporateur du réfrigérateur, expliquez comment la chaleur est rejetée dans la cuisine.
Où se situe le compresseur, à l'intérieur ou à l'extérieur du réfrigérateur? Pourquoi?

En sortie de l'évaporateur, le fluide frigorigène est comprimé, ce qui le fait monter à une température supérieure à celle de la  cuisine. Le fluide ira se condenser à l'arrière du réfrigérateur dans le condenseur et évacuera ainsi l'énergie puisée à l'intérieur.
Le compresseur est situé à l'extérieur du réfrigérateur pour éviter qu'il ne réchauffe les aliments.


Question

Q3: Si je trouve que la cuisine est trop chaude, puis-je la refroidir en laissant ouverte la porte du réfrigérateur? Pourquoi?

Non, en laissant la porte du réfrigérateur ouverte, on ne peut pas refroidir la cuisine. Au contraire on la chauffera. En effet, le condenseur libère plus de chaleur que l'évaporateur n'en enlève. La puissance du condenseur = puissance de l'évaporateur + puissance compresseur.

Donc, si l'évaporateur du réfrigérateur (porte ouverte)  puise 300 [W] de chaleur dans la cuisine, son condenseur y déverse environ 400 [W]. En conséquence, la cuisine est chauffée de 100 [W].


Question

Q4: Enfin, exerçons notre bon sens thermique.
La cuisine est à 30 [°C], les aliments doivent être conservés à 6/7 [°C] et le réfrigérateur étudié produit aussi de la glace.
Donnez un ordre de grandeur de la température de l'évaporateur à l'intérieur du réfrigérateur.

Pour permettre la production de la glace, l'évaporation devra s'effectuer à une température nettement inférieure à 0 [°C], de l'ordre de - 10 [°C].


Question

Q5: Donnez un ordre de grandeur de la température du condenseur à l'extérieur du réfrigérateur.

Pour permettre l'évacuation de la chaleur dans la cuisine, la condensation devra s'effectuer à une température nettement supérieure à celle de la cuisine, de l'ordre de 40 à 45 [°C].





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