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Comment fonctionne un groupe de froid industriel ?

Groupe de froid industriel : fonctionnement & composants

Une installation frigorifique se destine aussi bien à refroidir des bureaux professionnels, qu’à abaisser la température dans des locaux techniques (locaux informatiques, armoires électriques, etc.). Découvrez les éléments qui composent un circuit frigorifique, ainsi que le fonctionnement d’un groupe de froid industriel.

Qu’est-ce qu’une installation frigorifique ?

Une installation frigorifique consiste à mettre en œuvre un circuit frigorifique capable de refroidir. Le fonctionnement d’un groupe de froid industriel suit le même principe qu’une pompe à chaleur, à la différence que son cycle est inversé.

Une installation frigorifique peut être mise en place dans des environnements professionnels très variés. Elle peut avoir pour objectif de :

  • climatiser vos bureaux professionnels, afin d’apporter du confort aux occupants ;
  • refroidir vos locaux informatiques (local serveur ou data center), afin de protéger votre matériel informatique ;
  • réguler la température grâce au refroidissement du processus de fabrication (fonderie, tôlerie etc.), afin de protéger vos machines et améliorer les conditions de travail de vos salariés ;
  • garantir une température constante dans un laboratoire pharmaceutique (avec la possibilité de mettre en place un système de filtration des poussières).

Quels sont les composants d’un circuit frigorifique ?

Le fonctionnement d’un circuit frigorifique est possible grâce à quatre éléments essentiels, à travers lesquels circule un fluide frigorigène.

Le compresseur

Le compresseur est le cœur d’une installation frigorifique :

  • il comprime et rejette le gaz haute pression et haute température à destination du condenseur ;
  • il aspire le gaz basse pression et basse température en provenance de l’évaporateur.

Autrement dit, le compresseur est l’élément depuis lequel le principe thermodynamique commence et s’achève, avant le début d’un nouveau cycle.

Le condenseur

Le condenseur joue le rôle d’échangeur thermique entre le compresseur et le détendeur. Le fluide surchauffé va céder de sa chaleur, par échange avec l’air ou l’eau. Un changement d’état (gazeux à liquide) va alors s’opérer. C’est ce qu’on appelle la phase de condensation.

Le détendeur

Le détendeur est l’élément qui va alimenter l’évaporateur en fluide frigorigène, par le biais d’une vaporisation partielle. Le fluide arrive au détendeur sous l’état liquide, avant de se refroidir progressivement. Au passage dans l’orifice (dont le calibrage est adapté à la puissance de l’installation), le fluide frigorigène va se détendre jusqu’à être vaporisé partiellement.

L’évaporateur

Tout comme le condenseur, l’évaporateur joue le rôle d’échangeur thermique entre le détendeur et le compresseur. En traversant l’évaporateur, le fluide vaporisé partiellement va absorber l’énergie de l’air ou l’eau, jusqu’à entrer en ébullition. Cette phase, durant laquelle le fluide va se transformer de l’état liquide à l’état de vapeur, est appelée l’évaporation.  

Le fonctionnement d’un circuit frigorifique

Un circuit frigorifique fonctionne selon un cycle thermodynamique. Il permet d’abaisser la température ou au contraire de l’augmenter, afin de capter les propriétés physiques d’un fluide pour en assurer le transfert.

Le fonctionnement d’un circuit frigorifique suit quatre étapes.

1. La compression

Grâce à l’énergie mécanique produite par l’action du compresseur, la pression et la température du fluide frigorigène vont s’élever. Cette étape va permettre au fluide de passer de l’état liquide à l’état gazeux, afin de pouvoir circuler dans le circuit frigorifique.

2. La condensation

La condensation caractérise le premier changement d’état du fluide frigorigène. Ce passage de l’état gazeux à liquide n’est possible que grâce à un échange d’énergie avec un fluide extérieur. Celui-ci peut être de l’air, dans le cas d’une installation classique. Cela peut également être de l’eau, s’il s’agit d’un groupe de refroidissement par eau glacée.

3. La détente

Il existe deux principes de détente selon le type d’installation :

  • le système de détente indirecte: dans le cas d’un groupe eau glacée, le transfert de chaleur n’est pas assuré par un fluide frigorigène mais par de l’eau froide (fluide naturel et non polluant) ;
  • le système de détente directe: le transfert de chaleur s’opère directement par le biais d’un fluide frigorigène.

4. L’évaporation

L’évaporation est l’étape qui caractérise le second changement d’état du fluide. Après la phase de détente, la température et la pression du fluide vont chuter progressivement. Celui-ci va alors passer de l’état liquide à celui de vapeur, pour être à nouveau aspiré par le compresseur. 

Le conseil de votre entreprise agréée : Si votre climatisation de bureaux souffle de l’air glacial en été ou au contraire de l’air trop chaud en hiver, c’est qu’elle n’est pas adaptée à vos besoins. Le fonctionnement d’un groupe de froid industriel est d’une fiabilité redoutable. 

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