N°7 - Le réfrigérateur - niv. 3 à 4
Comme nous avons tous accès à un réfrigérateur, nous allons en profiter pour consolider 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 évidentes à rédiger. Ce n'est pas grave, l'essentiel est bien étudier les corrections pour conforter votre compréhension du fonctionnement de la machine frigorifique.
Question
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
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
Pourquoi?
Non, en laissant la porte du réfrigérateur ouverte, on ne peut pas refroidir la cuisine. Au contraire on contribuera à la réchauffer. En effet, le condenseur libère plus de chaleur que l'évaporateur n'en enlève.
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
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
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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