C’est une grandeur thermodynamique égale à la somme de l’énergie interne et du produit de la pression par le volume. Cette grandeur est utilisée pour calculer l’énergie échangée lors d’un changement d’état.
H : Enthalpie en kJ/kg
p : Pression en bar
U : Energie interne (kJ/kg)
Le frigoriste peut utiliser le diagramme enthalpique pour représenter l’évolution du fluide frigorigène et déterminer si les éléments de l’installation se comportent correctement ou sont bien dimensionnés.
En effet il permet de calculer rapidement la puissance des éléments du circuit et de déterminer le coefficient de performance d’une installation.
L’axe des ordonnées représente la pression absolue (échelle logarithmique)
L’axe des abscisses représente l’enthalpie du fluide en kJ/kg
La courbe de saturation définit quatre zones :
A gauche de la courbe de saturation est située la zone dans laquelle le fluide est liquide
A l’intérieur de la courbe le fluide est phase de mélange liquide + vapeur (saturant)
A droite de la courbe de saturation est située la zone dans laquelle le fluide est vapeur.
Au dessus de la courbe le fluide est dans la zone critique, ( au cours du cycle frigorifique le fluide n’atteint pas cette zone).
Isobares : le long d’une isobare la pression est constante ( bar absolu )
Isenthalpes : Le long d’une isenthalpe l’enthalpie est constante ( kJ/kg )
Isothermes : Le long d’une isotherme la température est constante ( °C )
Isochores : Le long d’une isochore le volume est constant ( m3/kg )
Isotitre : Le long d’une isotitre le titre en vapeur est constant (sans unité) .
Le titre est la proportion de vapeur dans un mélange liquide+vapeur
Adiabate : Le long de cette courbe le fluide ne reçoit pas de chaleur extérieure
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Repère
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Désignation |
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A
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Compresseur |
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B
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Condenseur |
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C
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Bouteille-réservoir |
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D
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Détendeur |
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E
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Evaporateur |
Etat du fluide aux différents points du cycle:
1 à 2 : Compression
2 à 3 : Désurchauffe
3 à 4 : Condensation
4 à 5 : Sous refroidissement
5 à 6 : Détente
6 à 7 : évaporation
7 à 1 : surchauffe
| Point | Etat | Température | Pression |
| 1 | Vapeur surchauffée |
q1>q0
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p0
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| 2 |
Vapeur surchauffée |
q2>qk
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pk
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| 3 | Vapeur saturée |
qk
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pk
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| 4 | Liquide+vapeur |
qk
|
pk
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| 5 | Liquide sous-refroidi |
q5<qk
|
pk
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| 6 | Liquide+vapeur |
q0
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p0
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| 7 | Vapeur saturée sèche |
q0
|
p0
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Sur une installation au R22 en fonctionnement on à relevé aux manomètres:
p0 = 4 bar
Utilisation des relevés
les manomètres
nous indiquent des pressions relatives hors le diagramme est gradué en pression
absolue, il convient donc de transformer
pk abs = 14 + 1 = 15 bar
p0 abs = 4 + 1 = 5 bar
Nous
pouvons repérer sur le diagramme les deux isobares sur lesquels le fluide
va évoluer. Chaque point du cycle sera situé sur l’une ou l’autre des isobares.
Point 1 : Ce
point est à une température de 10°C et à la pression p0, le point sera donc
situé à l’intersection de l’isotherme 10°C et l’isobare 4bar.
Point 2 : Ce
point est la fin de compression, la compression est adiabatique, il faudra
donc suivre l’adiabate passant par le point 1, le
point 2 sera situé à l’intersection de cette adiabate
et de l’isobare 14bar.
Point 3 : Ce
point est le début de la condensation, il sera donc situé à l’intersection
de la courbe de saturation (coté vapeur) et de l’isobare 14 bar
Point 4 : Ce
point est la fin de la condensation, il sera donc situé à l’intersection de
la courbe de saturation (côté liquide), et l’isobare 14 bar
Point 5 : Ce
point est l’entrée au détendeur, il est à la température de 30°C, il sera
donc situé à l’intersection de l’isotherme 30°C et de l’isobare 14bar.
Point 6 : Ce
point est la sortie du détendeur, la détente étant isenthalpique
( à enthalpie constante) il faudra suivre l’isenthalpe qui passe par le point 5 et le point 6 sera à l’intersection
de cette isenthalpe avec l’isobare 4b.
Point 7 : Ce point est la fin de l’évaporation, il est donc situé à l’intersection de la courbe de saturation ( côté vapeur ) et de l’isobare 4bar.
2.3.3.
Exploitation du diagramme
Bilan
de l’évaporateur :
