Technologie des installations frigorifiques - 11eme édition 2021 (PDF)

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À propos du livre

Auteur(s) :  Pierre Rapin, Patrick Jacquard, Jean Desmons
Éditeur(s) : CSTB
Édition : 2021
Language : Français
Couverture : PDF
Poids du fichier : 93 Mo
Nb. de pages : 665

Ce livre est destiné à tous les professionnels du froid, quelle que soit leur spécialité dans le domaine du génie frigorifique. Il aborde toutes les connaissances nécessaires pour travailler dans ce secteur :

• L'étude des systèmes de réfrigération : leur fonctionnement, leur bilan thermique, le froid direct, le froid indirect, leur rendement...
  
• Le rôle et le fonctionnement des différents organes d'une installation : le compresseur, le condenseur, le détendeur, l'évaporateur, les différentes vannes...
• L'étude technologique des machines fonctionnant avec un seul fluide : les machines à compression monoétagée, les machines à compression biétagée.
• L'étude des machines fonctionnant avec plusieurs fluides : les machines cascades.
• L'étude des machines à compression thermique.
• La régulation, la réglementation, l'acoustique, etc.

Cette onzième édition propose de nombreux compléments et mises à jour :

Des modules électroniques de régulation pour les vitrines et les chambres froides, l'étude d'une machine à absorption, l'utilisation du CO2 en subcritique, en transcritique et en tant que fluide frigoporteur, une vanne de régulation de la température de l'huile, ainsi que deux études pratiques issues de l'industrie.

Au sommaire

Remerciements XI
Avant-propos • Naissance et évolution des utilisations du froid et des matériels frigorifiques XIII
Préambule XXI
1 • Compresseurs mécaniques 1
1.1 Généralités 1
1.2 Rôle du compresseur 1
1.3 Différents types de compresseurs 1
1.4 Grandeurs caractéristiques d’un compresseur 1
1.5 Compresseurs alternatifs 2
1.6 Compresseurs rotatifs 10
1.7 Compresseurs à vis 10
1.8 Compresseurs centrifuges 11
2 • Compresseurs ouverts 13
2.1 Compresseurs alternatifs à pistons 13
2.2 Compresseurs rotatifs 33
2.3 Compresseurs centrifuges 39
3 • Motocompresseurs hermétiques et hermétiques accessibles 43
3.1 Historique 43
3.2 Motocompresseurs hermétiques 45
3.3 Motocompresseurs hermétiques à pistons 46
3.4 Motocompresseurs hermétiques rotatifs 53
3.5 Motocompresseurs hermétiques accessibles 53
3.6 Motocompresseurs hermétiques accessibles à pistons 53
3.7 Le compresseur et ses accessoires 66
3.8 Compresseurs en parallèle 66
3.9 Compresseurs semi-hermétiques bi-étagés 66
3.10 Groupes de compression 68
3.11 Motocompresseurs centrifuges hermétiques accessibles 69
3.12 Motocompresseurs centrifuges à fonctionnement sans huile 71
4 • Compresseurs à vis et compresseurs à spirales 75
4.1 Compresseurs à vis 75
4.2 Compresseurs à spirales (compresseurs scroll) 100
5 • Compresseurs à exécutions spéciales ou à usages particuliers 113
5.1 Compresseur à membrane Corblin 113
5.2 Compresseurs à pistons secs 114
6 • Lubrifiants 119
6.1 Fonctions 119
6.2 Caractéristiques fondamentales 119
6.3 Choix du lubrifiant 120
6.4 Lubrification 120
6.5 Miscibilité avec les fluides frigorigènes 122
6.6 Lubrifiants et nouveaux fluides frigorigènes 123
6.7 Analyse du lubrifiant 123
7 • Condenseurs 127
7.1 Généralités 127
7.2 Condenseurs à air 133
7.3 Condenseurs à eau 143
7.4 Réglementation et pression d’épreuve 153
7.5 Tours de refroidissement d’eau 154
7.6 Refroidisseurs hybrides 156
7.7 Aéroréfrigérants ou refroidisseurs secs ou dry-cooler 160
7.8 Évolutions 162
7.9 Annexes 162
8 • Évaporateurs 167
8.1 Généralités 167
8.2 Classification des évaporateurs 174
8.3 Évaporateurs refroidisseurs de liquide 174
8.4 Évaporateurs refroidisseurs de gaz 184
8.5 Accessoires et options 205
8.6 Annexes 206
9 • Échangeurs de chaleur à plaques 209
9.1 Échangeur à plaques à cassettes 209
9.2 Échangeur à plaques brasées 210
9.3 Fluides utilisés 211
9.4 Propriétés 211
9.5 Installation 211
9.6 Les évaporateurs, environnement technologique et évolutions 212
9.7 Exemple d’installation utilisant un échangeur à plaques 215
9.8 Exemple d’application pratique d’un échangeur à plaques 220
9.9 Exemple d’installation avec évaporateur et condenseur à plaques 220
9.10 Mise en route et entretien 221
9.11 Domaines d’application 221
9.12 Évolutions 221
10 • Appareils annexes du circuit 223
10.1 Séparateur d’huile 223
10.2 Silencieux de refoulement 227
10.3 Réservoir de liquide 228
10.4 Désaérateurs 232
10.5 Déshydrateurs 233
10.6 Filtres déshydrateurs bidirectionnels 238
10.7 Déshydrateurs réservoirs 239
10.8 Voyants 239
10.9 Filtres 241
10.10 Filtre déshydrateur de nettoyage spécial « grillage de compresseur » 244
10.11 Filtres à huile 245
10.12 Filtres déshydrateurs pour lubrifiants 246
10.13 Cartouches 246
10.14 Séparateur de liquide 247
10.15 Bouteille d’aspiration 250
10.16 Pompes à liquide 253
10.17 Clapet de retenue ou clapet antiretour 257
10.18 Clapet taré 259
10.19 Échangeur de chaleur 259
10.20 Éliminateurs ou amortisseurs de vibrations 264
10.21 Dispositif antipulsatoire 266
10.22 Dispositif de retour et de contrôle de niveau d’huile dans une installation avec plusieurs compresseurs 266
11 • Centrales de froid, systèmes monoblocs, appareils à éléments séparés (split system) 273
11.1 Centrales de froid 273
11.2 Systèmes frigorifiques monoblocs 283
11.3 Appareils à éléments séparés (split system) 284
12 • Tuyauteries 285
12.1 Tuyauteries en cuivre 285
12.2 Tuyauteries en acier 300
12.3 Détermination des tuyauteries 314
12.4 Vibrations et dilatations des tuyauteries 333
12.5 Identification des circuits fluidiques 336
12.6 Contrôle de l’étanchéité 338
13 • Robinetterie 339
13.1 Terminologie 339
13.2 Robinets en alliage cuivreux 341
13.3 Robinets en alliages ferreux 344
13.4 Soupapes automatiques 348
14 • Principes généraux de l’automatisme 349
14.1 Naissance et but de l’automatisme 349
14.2 Systèmes automatisés 350
14.3 Constitution d’une boucle de régulation 352
14.4 Fonctions d’un régulateur 353
14.5 Utilisations d’un régulateur 354
15 • Appareillages automatiques d’alimentation 357
15.1 Alimentation en fluide frigorigène 357
15.2 Alimentation en fluides auxiliaires 397
16 • Appareils automatiques de régulation et de sécurité 409
16.1 Introduction 409
16.2 Appareils de régulation et de sécurité 411
16.3 Appareils de protection 438
16.4 Appareillages de contrôle 439
17 • Systèmes de régulation électronique 441
17.1 Principales caractéristiques des systèmes de régulation électronique 442
17.2 Les différents composants de la régulation 442
18 • Isolants 457
18.1 Caractéristiques générales des isolants 457
18.2 Origine des isolants 458
18.3 Principaux isolants 458
19 • Mise en oeuvre des isolants 463
19.1 Migration de la vapeur d’eau 463
19.2 Écrans pare-vapeur 466
19.3 Isolation des chambres froides 466
19.4 Isolation des corps cylindriques 476
19.5 Menuiseries isothermiques 477
19.6 Sécurité 480
19.7 Aménagements intérieurs 483
20 • Pompes à chaleur 485
20.1 Généralités 485
20.2 Principe fonctionnel de la pompe à chaleur 486
20.3 Coefficient de performance 487
20.4 Différentes sources de chaleur 488
20.5 Utilisation des pompes à chaleur 489
20.6 Cas concret : étude d’une pompe à chaleur eau/eau associée à une géothermie 489
20.7 Conclusion 492
21 • Principes d’obtention des basses et très basses températures 493
21.1 Machine frigorifique à compression étagée 493
21.2 Fabrication de glace carbonique (glace sèche) 499
21.3 Machines en cascade 499
21.4 Liquéfaction de l’air 502
22 • Machines frigorifiques à compression thermique 507
22.1 Machines à absorption 508
22.2 Machines à éjection 515
23 • Bilan thermique d’une installation 519
23.1 Généralités 519
23.2 Éléments constitutifs du bilan thermique 519
23.3 Évaluation du bilan général 522
23.4 Détermination de la puissance frigorifique de l’évaporateur 523
23.5 Détermination de la puissance frigorifique du compresseur 523
24 • Acoustique pratique 525
24.1 Origine des bruits 525
24.2 Correction et isolement acoustiques 526
24.3 Silencieux 532
24.4 Les transmissions solidiennes 535
24.5 Installation des matériels 537
24.6 Mesure du bruit 539
24.7 Cahier des charges 540
24.8 Évolution des matériels 541
25 • Installations au CO2 543
25.1 Généralités 543
25.2 Caractéristiques thermodynamiques du CO2 543
25.3 Avantages du R 744 546
25.4 Inconvénients du CO2 546
25.5 Le CO2 vis-à-vis de l’eau 546
25.6 Le CO2 et l’ammoniac 546
25.7 Dégivrage des installations au CO2 546
25.8 Problème de pression avec le CO2 548
25.9 Exemple de technologies permettant d’éviter les surpressions 549
25.10 Étude d’une installation type cascade R 404 A/CO2 550
25.11 CO2 utilisé en transcritique 556
26 • Fluides frigoporteurs 563
26.1 Généralités 563
26.2 Avantages des fluides frigoporteurs 563
26.3 Inconvénients de la réfrigération indirecte 564
26.4 Différents types de fluides frigoporteurs 565
26.5 Différentes technologies et régulations des installations à fluide frigoporteur 570
27 • Congélation et surgélation 573
27.1 Généralités 573
27.2 Différences entre congélation et surgélation 573
27.3 La surgélation dans l’industrie agroalimentaire 574
27.4 Différentes techniques de surgélation 574
27.5 Tunnel de congélation à fonctionnement discontinu 574
27.6 Tunnel de congélation à fonctionnement continu à production de froid mécanique 576
27.7 Tunnel de congélation à fonctionnement continu utilisant un fluide cryogénique 576
27.8 Congélateur à plaques 576
27.9 Congélateur à lit fluidisé 577
27.10 Surgélateur spiral 579
27.11 Règles générales concernant la surgélation 579
27.12 Rendement d’un système de congélation 580
28 • Stockage de l’énergie 581
28.1 Pourquoi stocker l’énergie 581
28.2 Comparaison des stockages sensibles et latents 581
28.3 Technologie de stockage 582
28.4 Différentes stratégies possibles 584
28.5 Conception d’une installation 588
28.6 Dimensionnement d’un STL 591
28.7 Calcul du volume du STL 594
28.8 Calcul des puissances d’échange 594
28.9 Procédures de validation 595
29 • Évolution des produits 597
29.1 Généralités 597
29.2 Exemple d’évolutions de vannes principales 597
29.3 Exemple de polyvalence de fonctionnalité d’un type de vanne 598
29.4 Nouveaux types de capteurs 601
29.5 Vanne de régulation de la température de l’huile 603
30 • Étude de cas concrets 605
30.1 Étude d’un cas concret n˚ 1 605
30.2 Étude d’un cas concret n˚ 2 613
Annexe • Symboles graphiques 619
Index alphabétique 637

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