Les formules de réfrigération sont des équations mathématiques utilisées pour calculer les propriétés thermodynamiques et les performances des systèmes de réfrigération. Ces formules et leurs applications sont utilisées dans les systèmes de réfrigération et de climatisation, notamment les réfrigérateurs, congélateurs et climatiseurs résidentiels et commerciaux. Ils sont également utilisés dans les systèmes de réfrigération industrielle, tels que ceux utilisés dans la transformation des aliments, les produits pharmaceutiques et la production chimique.
Il est également important de noter que ces formules sont basées sur des conditions idéales et que les performances réelles du système peuvent être différentes des valeurs calculées.
Travail de compression
Le travail de compression est une notion fondamentale dans le domaine de la réfrigération et de la climatisation. Il fait référence au travail effectué par un compresseur pour comprimer le réfrigérant, ce qui est essentiel au bon déroulement du processus de réfrigération. Dans ce processus, le compresseur augmente la pression et la température du réfrigérant, l'amenant à absorber la chaleur de l'air ou du liquide ambiant.
The amount of work done by a compressor can be calculated using the compression work formula, which is given by `W = h * q`. In this formula, W represents the compression work in Btu/min, h represents the heat of compression in Btu/lb, and q represents the refrigerant circulated in lb/min.
La formule de travail de compression est un outil simple mais puissant qui peut être utilisé pour déterminer l’efficacité d’un système de réfrigération. En connaissant le travail de compression et la quantité de réfrigérant circulé, il est possible de calculer le coefficient de performance (COP) du système, qui est une mesure de son efficacité énergétique.
Puissance de compression
La puissance de compression est une mesure de la puissance nécessaire pour comprimer le réfrigérant dans un système de réfrigération ou de climatisation. Il peut être calculé à l’aide de deux formules différentes, toutes deux basées sur le travail de compression effectué par le compresseur.
La première formule pour la puissance en compression est la suivante :
`P = W / 42,4`
Où P est la puissance de compression en chevaux-vapeur (ch) et W est le travail de compression en Btu/min.
La deuxième formule pour la puissance en compression est :
`P = c / (42,4 * COP)`
Où P est la puissance de compression en chevaux (ch), c est la capacité en Btu/min et COP est le coefficient de performance.
La troisième formule pour la puissance de compression par tonne est :
`p = 4,715 / (CDP)`
Où p est la puissance du compresseur par tonne (hp/tonne) et COP est le coefficient de performance.
COP – Coefficient de Performance
Le coefficient de performance (COP) est une mesure de l'efficacité d'un système de réfrigération ou de climatisation. Il est défini comme le rapport entre la quantité de refroidissement fournie par le système et la quantité d'énergie nécessaire pour faire fonctionner le système.
La formule du COP est :
`COP = NRE / h`
Où COP est le coefficient de performance, NRE est l'effet de réfrigération net en Btu/lb et h est la chaleur de compression en Btu/lb.
Effet de réfrigération net
L'effet net de réfrigération (NRE) est une mesure de la quantité de chaleur absorbée par le réfrigérant lorsqu'il circule dans un système de réfrigération ou de climatisation. C'est la différence entre l'enthalpie de la vapeur sortant de l'évaporateur et l'enthalpie de la vapeur entrant dans l'évaporateur.
La formule du NRE est :
`NRE = hl – il`
Où NRE est l'effet de réfrigération net en Btu/lb, hl est l'enthalpie de la vapeur sortant de l'évaporateur en Btu/lb et il est l'enthalpie de la vapeur entrant dans l'évaporateur en Btu/lb.
Capacité
La capacité est une mesure de la quantité de refroidissement fournie par un système de réfrigération ou de climatisation. C'est le produit du réfrigérant circulé et de l'effet réfrigérant net.
La formule de capacité est :
`c = q * NRE`
Où c est la capacité en Btu/min, q est le réfrigérant circulé en lb/min et NRE est l'effet de réfrigération net en Btu/lb.
Cylindrée du compresseur
La cylindrée du compresseur fait référence au volume de réfrigérant comprimé par le compresseur par unité de temps. C'est le produit du volume de gaz entrant dans le compresseur et de la capacité du compresseur divisé par l'effet frigorifique net.
The formula for compressor displacement is:
`d = c * v / NRE`
Where d is the compressor displacement in ft3/min, c is the capacity in Btu/min, v is the volume of gas entering compressor in ft3/lb, and NRE is the net refrigeration effect in Btu/lb.
Chaleur de compression
Heat of compression is a measure of the amount of heat added to the refrigerant by the compressor as it compresses the refrigerant. It is the difference between the enthalpy of the vapor leaving the compressor and the enthalpy of the vapor entering the compressor.
The formula for heat of compression is:
`h = (hlc) – (hec)`
Where h is the heat of compression in Btu/lb, hlc is the enthalpy of the vapor leaving the compressor in Btu/lb and hec is the enthalpy of the vapor entering the compressor in Btu/lb.
Efficacité volumetrique
Volumetric Efficiency is a measure of how effectively a compressor is able to compress the refrigerant. It is defined as the ratio of the actual weight of refrigerant compressed by the compressor to the theoretical weight that would be compressed if the compressor were operating at 100% efficiency.
La formule de l’efficacité volumétrique est la suivante :
`μ = (100 * (wa)) / (poids)`
Où μ est l'efficacité volumétrique, wa est le poids réel du réfrigérant comprimé par le compresseur et wt est le poids théorique du réfrigérant qui pourrait être comprimé si le compresseur fonctionnait à 100 % d'efficacité.
Ratio de compression
Le taux de compression (CR) est le rapport entre la pression de refoulement et la pression d'aspiration d'un système de réfrigération ou de climatisation. Il s'agit d'une mesure de la quantité de réfrigérant comprimé par le compresseur.
La formule du taux de compression est la suivante :
`CR = (ph) / (ps)`
Où CR est le taux de compression, ph est la pression de tête absolue en psia (livres par pouce carré absolu) et ps est la pression d'aspiration absolue en psia.
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
The COP of a refrigeration system can be calculated using the formula: COP = Qc / W, where Qc is the heat removed from the cold side and W is the work input to the compressor. This formula is based on the first law of thermodynamics and provides a measure of the system’s efficiency. A higher COP indicates a more efficient system.
The compression ratio is a critical parameter in refrigeration systems, as it affects the system’s efficiency and performance. It is defined as the ratio of the discharge pressure to the suction pressure. A higher compression ratio can lead to increased energy consumption, reduced efficiency, and potential compressor damage. On the other hand, a lower compression ratio can result in reduced capacity and efficiency. Optimal compression ratio depends on the specific application and refrigerant used.
The net refrigeration effect can be calculated using the formula: Net Refrigeration Effect = Qc – Qh, where Qc is the heat removed from the cold side and Qh is the heat rejected to the hot side. This formula takes into account the heat transfer between the system and its surroundings, providing a more accurate representation of the system’s cooling capacity.
Volumetric efficiency is a measure of the compressor’s ability to compress refrigerant gas. It is defined as the ratio of the actual volume of gas compressed to the theoretical volume. A higher volumetric efficiency indicates a more efficient compressor, resulting in reduced energy consumption and increased system performance. Factors such as compressor design, suction and discharge valve performance, and refrigerant properties affect volumetric efficiency.
The heat of compression can be calculated using the formula: Heat of Compression = mc \* Cp \* (Td – Ts), where mc is the mass flow rate of the refrigerant, Cp is the specific heat capacity of the refrigerant, Td is the discharge temperature, and Ts is the suction temperature. This formula provides a measure of the energy required to compress the refrigerant, which affects the system’s overall efficiency and performance.
Refrigeration formulas have numerous applications in various industries, including food processing, pharmaceuticals, and chemical production. They are used to design and optimize refrigeration systems, ensuring efficient and reliable operation. For example, in cold storage facilities, refrigeration formulas are used to calculate the required cooling capacity, compressor sizing, and heat transfer rates. In industrial processes, these formulas are used to optimize refrigeration systems for specific applications, such as cryogenic cooling or temperature control.
