Principe de fonctionnement du système de réfrigération à compression mécanique refroidi par air Lab Companion

1. Compression

Le réfrigérant gazeux à basse température et basse pression sort de l'évaporateur et est aspiré par le compresseur. Ce dernier agit sur cette partie du gaz (en consommant de l'énergie électrique) et la comprime violemment. Lorsque le réfrigérant se transforme en vapeur surchauffée à haute température et haute pression, sa température est bien supérieure à la température ambiante, créant ainsi les conditions propices au dégagement de chaleur vers l'extérieur.

2. Condensation

La vapeur de réfrigérant à haute température et haute pression pénètre dans le condenseur (généralement un échangeur de chaleur à tubes ailetés composé de tubes en cuivre et d'ailettes en aluminium). Le ventilateur force l'air ambiant à souffler sur les ailettes du condenseur. La vapeur de réfrigérant libère ensuite de la chaleur dans l'air circulant dans le condenseur. Sous l'effet du refroidissement, elle se condense progressivement de l'état gazeux à l'état liquide à moyenne température et haute pression. À ce stade, la chaleur est transférée du système de réfrigération à l'environnement extérieur.

3. Expansion

Le fluide frigorigène liquide à moyenne température et haute pression circule dans un canal étroit à travers le dispositif d'étranglement, qui sert à étrangler et à réduire la pression, comme si l'on obstruait l'ouverture d'une conduite d'eau avec un doigt. Lorsque la pression du fluide frigorigène chute brusquement, sa température chute également brutalement, se transformant en un mélange biphasique gaz-liquide à basse température et basse pression (brouillard).

4. Évaporation

Le mélange gaz-liquide à basse température et basse pression pénètre dans l'évaporateur, et un autre ventilateur fait circuler l'air à l'intérieur de la boîte à travers les ailettes froides de l'évaporateur. Le liquide réfrigérant absorbe la chaleur de l'air circulant à travers les ailettes de l'évaporateur, s'évapore et se vaporise rapidement, puis redevient un gaz à basse température et basse pression. Grâce à cette absorption de chaleur, la température de l'air traversant l'évaporateur chute considérablement, permettant ainsi le refroidissement de la chambre d'essai.

Ce gaz à basse température et basse pression est ensuite réaspiré dans le compresseur, déclenchant ainsi le cycle suivant. Ainsi, le cycle se répète à l'infini. Le système de réfrigération « déplace » continuellement la chaleur contenue dans le caisson vers l'extérieur et la dissipe dans l'atmosphère grâce au ventilateur.