This is an end of year project done in my school with the supervision of the professors. Thermodynamic heat pump cycles or refrigeration cycles are the conceptual and mathematical models for heat pump, air conditioning and refrigeration systems. A heat pump is a mechanical system that allows for the transmission of heat from one location at a lower temperature to another location at a higher temperature. frigorific fluids etc are the main focus with the use of cyclepad and solkane to verify etc. The refrigerant passes through the expansion valve in a liquid state and at high pressure. As the fluid passes through the expansion valve, its pressure and temperature decrease. It is through the expansion valve that the amount of fluid flowing through the refrigeration system can be regulated. How does the refrigeration circuit work? The principle of a refrigeration circuit is based on the extraction of heat energy in a place with a low temperature and the transport and rejection of this same energy in a place with a high temperature. In short, heat is pumped.

1. Projet de fin d’année II
Mouadh Sehli
Lobna Chebbi
Etude des performances
d’un système frigorifique à
deux évaporateurs
Président : Mr. Jamel BESSROUR
Rapporteur : Mr. Lotfi AMMAR
Encadrant ENIT: Mr. Lakdar KAIROUANI
A.U: 2021/2022

2. CyclePAD
04 Conclusion
06
PLAN
Système
frigorifique
02
Fluides
frigorigènes
03 SOLKANE
05
INTRODUCTION
01
Modelisation et
etude de
performance des
fluides
Composition,
fonctionnement
et bilan du
système
Les types de
différents fluides
frigorigènes
Calcul des
performances des
fluides
1

3. INTRODUCTION
01
2

4. PROBLEMATIQUE
?
3

5. Systéme
Frigorifique
02
4

6. Principe de fonctionnement
● Compresseur
● Condenseur
● Detendeur
● Evaporateur
5

7. Compression
Description de cycle
Condensation Detente Evaporation
7
8 - 9 Evaporation
9(1)- Etat de vapeur
Saturé
1- Saturé de préférence
surchauffé
2-3 Désurchauffe
3 - 5 Zone de
condensation
5- liquide saturé

8. Système frigorifique Bi-étagé
8
1: bouteille de départ liquide
2 : déshydrateur
3 : voyant liquide
4 : vanne électromagnétique
5 : détendeur à égalisation externe
6 : KVP, vanne de régulation
d’évaporation
7 : clapets anti-retour
8 : pressostat BP de régulation
9 : KVC, vanne de régulation de
capacité (option)
10 : pressostat BP sécurité
11 : pressostat HP sécurité
12 : compresseur
13 : régulation pressostatique de
condensation
14 : condenseur
15 : automate, régulation1

9. Bilan énergétique :
● Bilan du détendeur :
h5=h4=h3
● Bilan de l'évaporateur 1 :
Δhev1=h7-h5
● Bilan de l'évaporateur 2 :
Δhev2=h6-h4
𝑄𝑒𝑣1 = ṁ1 ( ℎ7 − ℎ5 )
𝑄𝑒𝑣2 = ṁ2 ( ℎ6 − ℎ4 )
𝑊̇ = (𝑚̇1 +𝑚̇2 )( ℎ2 − ℎ1)
● Bilan de compresseur
● Bilan du condenseur
𝑄̇𝐶 = (𝑚̇1 +𝑚̇2 )( ℎ3 − ℎ2 )
9

10. COP: le coefficient de performance
COP = Puissance frigorifique / Puissance
absorbée par le compresseur
=
𝑄𝑒𝑣2 + 𝑄𝑒𝑣1
W
10

11. Fluides
Frigorigènes
03
11

12. Fluides Frigorigènes
Les
hydrofluorocarbures
2 3
4
Les hydrochloro-
fluorocarbures
Les chlorofluoro-
carbures
CO2
HFC
CFC
NH3
1
HCFC
5
12

13. Les Fluides
les plus
Utilisés
13
ODP*

14. CYCLEPAD
04
14

15. Cycle étudié
La Compression ( CMP1 ) : Adiabatique
Ƞ = 0.9
La Condensation ( CLR1 ) :
Isobare
Le splitter ( SPL1 ) : Iso-Parametric
Les detendeur ( THR1 et THR2 )
L’ evaporateur ( HTR1 et HTR2 ):
Isobare
Q-dot 1 = 100 kw Q-dot 2 = 20kw
Mixeur ( MXR1 ) : Isobare
Abaisseur de pression ( THR3)
15

16. RESULTAT
Types de fluide COP
R-22 2.82
Ammoniac 2.89
R-134a 2.77
16
Donnée fournie : Tev 1 = 0°C
Titre en vapeur = 1.
T ev2 =
-20°C
Titre en vapeur = 1.
En S1 : T=40°C et un titre de vapeur = 0
Q-dot=100 kw.
Q-dot=20 kw.
eta-s=90.00%

17. INFLUENCE DE LA VARIATION
DE la puissance frigorifique
L' Ammoniac NH3
l'évaporateur 1 l'évaporateur 2
2.94 —> 2.89 2.88 —> 2.91
17

18. INFLUENCE DE LA VARIATION
DE LA TEMPERATURE
L' Ammoniac NH3
l'évaporateur 1 l'évaporateur 2 Condenseur
2.95 —> 2.09 2.99 —> 5.04 4.57 —> 2.56
18

19. INFLUENCE DE LA VARIATION
DU RENDEMENT
0.39 —> 2.75
Variation de la valeur de
rendement au niveau de
compresseur
19

20. Q-DOT T Ƞ
AMMONIAC
R 22
R134a
20

21. AMMONIAC
Condenseur
4.57 —> 2.56
R134A
Condenseur
4.68 —> 1.9
R22
Condenseur
4.69 —> 1.97
INTERPRETATION
21

22. Limitation de l'étude
Le Cyclepad est très limité en base de données de fluide. Il ne possède que
trois fluides ( R-22 , Ammoniac, R-134a ).
R404A R409A R410A R407A
22

23. SOLKANE
05
23

24. ?
24

25. Evaporateur 1
25

26. he1 = 259, 18 kJ/kg
hs1 = 355, 27 kJ/kg
m˙ 1 = 208, 14 g/s
26
R404A

27. À P=18 bar:
27

28. COP T COP
R404A
R407A
R409A
R410A
2.68
2.9
2.83
2.56
28

29. R407A est le fluide le plus performant avec une valeur de COP à 2.9.
29

30. Fluide R407A NH3 R409A R22 R134a R404A R410A
COP 2.9 2.89 2.83 2.82 2.77 2.68 2.56
SYNTHESE:
30

31. CONCLUSION
06
31

32. MERCI DE
VOTRE
ATTENTION !
Des Questions ?
32