EXERCICES EXTRAITS DU MANUEL

LES BASES DU FROID
Retour accueil Les corrigés de ces exercices sont à la fin du manuel.
Ex. 1.3a : NH3, c'est la formule chimique de l'ammoniac. Pouvez-vous dire de quoi se compose ce fluide ?
Ex. 1.6 : Quelle force faut-il exercer vers le haut sur une masse de 2 kg pour qu’elle monte avec une accélération de 1,6 m/s² ?
Ex. 1.9 : Les petits pois ont un volume massique de 0,00142 m3/kg. Quelle masse maximum peut-on stocker dans un congélateur domestique de 400 litres ?
Ex. 1.12a : Pour garantir l'étanchéité d'un circuit frigorifique, la norme EN 378 exige un couple de serrage minimum de 50 N.m pour un raccord à visser de diamètre 1/2. Pour cela, le frigoriste utilise une clé dynamométrique. La figure montre un exemple avec une clé de 27 cm. Calculez la valeur de la force F à appliquer pour obtenir le serrage de 50 N.m.

Ex. 1.17 : On mesure dans une tuyauterie une pression de 4 bar. Calculez la force supportée par 1 cm2 de la paroi interne du tube.
Ex. 1.20 - Après avoir fait le vide dans un circuit frigorifique, on y introduit du fluide frigorigène. La pression dans le circuit augmente alors de 3,5 bar. Quelle pression indiquent les manomètres ?
Ex. 1.30 : Dans un seau, on mélange 3 litres d’eau à +35 °C avec 5 litres à 18 °C. Au bout de quelques minutes, on constate que la température du mélange est de 23 °C. Quelle quantité de chaleur le seau a-t-il absorbé ?
Ex. 1.37 : Sur le catalogue d'un fournisseur, on remarque une pompe à vide permettant d'obtenir un vide final de 15 microns,. Qu'est-ce que cela signifie ?
Ex. 2.4 : Une bouteille de NH3 (ammoniac) contient la moitié de son volume à l’état liquide et sa température est de 5 °C. Cette bouteille est chargée dans un véhicule et transportée sur le chantier. Le monteur constate que la bouteille s’est réchauffée pendant le trajet, il mesure sa température et relève 25 °C. S’il branche un manomètre sur la bouteille, qu’indiquera-t-il ?
Ex. 2.7a : Sachant que le LIE du propane est 2,12, dire quel est le pourcentage d'air au moment d'atteindre le LIE ?
Ex. 2.10 : On désire produire 6 kg de glace à 0 °C à partir d’eau à +10 °C. Quelle masse de R134a liquide à -10 °C faut-il évaporer ?

Prendre : c eau = 4,185 kJ/kg.K ; l fusion eau = 335 kJ/kg ;
l vaporisation R134a à -10 °C = 204,4 kJ/kg.
Ex. 3.4 : Un compresseur a les caractéristiques suivantes :
nombre de cylindres = 4 ; alésage = 60 mm ; course = 72 mm.
a) Calculez sa cylindrée.
b) Calculez son volume balayé pour une vitesse de rotation de 1 425 tr/mn.
Ex. 3.7 : Un compresseur, dont le volume balayé est de 98,6 m3/h, fonctionne sur un circuit frigorifique au R134a. La température d’évaporation est de -10 °C. La température de condensation est de 35 °C.
Calculez le volume aspiré.
Ex. 3.10 : Calculez la puissance frigorifique de ce circuit (les informations manquantes sont à relever sur les tableaux du chapitre X, annexes).

Ex. 3.14 : Le compresseur de cette installation a un volume balayé (Vb) de 65 m3/h. Sur le schéma, on lit les informations suivantes : température d’évaporation (θo), température de condensation (θκ), température liquide avant détendeur (θl), température au bulbe du détendeur (θb), température d’aspiration (θa), etc.

Calculez : 1- La puissance frigorifique nette.
2- La puissance frigorifique brute.
On isole la tuyauterie d’aspiration et on obtient une diminution de la température des vapeurs aspirées par le compresseur de 15 °C. Quel a été le gain de puissance frigorifique apporté par l’isolation ?
Ex. 4.1 : Vous avez du R717 caractérisé par sa pression (3 bar abs) et par son enthalpie massique de 300 kJ/kg. Avez-vous du liquide, de la vapeur ou un mélange ? (Utilisez le diagramme du chapitre X)
Ex. 4.8 : On mesure, sur un circuit fonctionnant au R717, les points suivants :
Manomètre aspiration : 1,5 bar
Manomètre refoulement : 9 bar
Température aspiration : 0 °C
Température liquide détendeur : 20 °C
Surchauffe évaporateur : 5 °C

On vous demande :
1- De tracer le cycle frigorifique sur le diagramme enthalpique.
2- De calculer la puissance frigorifique pour un débit masse de 40 kg/h.
3- De faire les mêmes calculs avec du R507 (en conservant les mêmes températures d’évaporation et de condensation).
4- De faire les mêmes calculs avec du R134a (en conservant les mêmes températures d’évaporation et de condensation).
5- De comparer les résultats et de conclure.
Ex.5.6 : Que pensez-vous du fonctionnement de cette installation ?

Ex. 5.7 : Remplacez les signes d’interrogation par leurs valeurs respectives.

Ex. 5.10 : Le compresseur est à l’arrêt, le voyant défaut pression d’huile est allumé. Rédigez au moins quatre causes possibles (Sans lire les pages précédentes, cela va de soi).
Ex. 6.10 : Du R744 à l’état liquide et à la température de 10 °C a une teneur en eau de 400 ppm. Ce liquide est refroidi à la température de -20 °C. Que se passe-t-il ?
Ex. 7.2 : Le condenseur d’une centrale frigorifique rejette une puissance de 100 kW en pleine puissance et 25 kW à puissance mini.
Sachant que le fluide utilisé est le R134a et que les compresseurs fonctionnent au régime –14 +30 °C, déterminez les diamètres à donner aux tubes de la double colonne montante à prévoir au refoulement.
Ex. 9.5 : Si, par inadvertance, on introduit trop de fluide dans l’installation, que devient l’intensité absorbée par le moteur du compresseur ?