thermodynamique 2 : diffusion et rayonnement (PC) · Chapitre 1 · Application directe du cours

Machine frigorifique : efficacité par le bilan sur le cycle

Systèmes ouverts en régime stationnaire · niveau 2

Énoncé

Un cycle à compression de vapeur comporte un compresseur ( $w = + 40 kJ / kg$ ), un condenseur ( $q_{c} = - 160 kJ / kg$ ), un détendeur (laminage) et un évaporateur. Déterminer le transfert thermique massique $q_{f}$ prélevé à la source froide, l'efficacité frigorifique $e_{f} = q_{f} / w$ et le COP de la même machine utilisée en pompe à chaleur.

Corrigé

Sur le cycle, $\sum (w_{u} + q) = 0$ , et le laminage a $w_{u} = q = 0$ : $w + q_{c} + q_{f} = 0$ , d'où

$q_{f} = - (w + q_{c}) = - (40 - 160) = 120 kJ / kg > 0.$

Efficacité frigorifique : $e_{f} = q_{f} / w = 120/40 = 3, 0$ . En pompe à chaleur, on valorise la chaleur cédée : $COP = ∣ q_{c} ∣ / w = 160/40 = 4, 0 = e_{f} + 1$ , puisque $∣ q_{c} ∣ = q_{f} + w$ .

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