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AZprocede, simulation dynamique de procédés

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Description de l’installation CYCLE BI-ETAGE à injection partielle

La simulation Cycle bi-étagé à injection partielle est une simulation "dynamique", c'est à dire fonction du temps, commetoutes les simulations AZprocede. On peut observer et analyser le fonctionnement de l'installation en régime permanent, mais surtout en régime transitoire comme les phases de démarrage, d'arrêt, de mise en température, etc...

L'installation Cycle bi-étagé à injection partielle comprend les équipements principaux suivant:

  • deux compresseurs volumétriques, un pour le cycle basse pression, un pour le cycle haute pression, avec pertes de charge, surchauffe aspiration et refroidissement ligne de refoulement réglable pour chacun d'eux,
  • un évaporateur côté cycle basse pression, et un condenseur côté cycle haute pression,
  • une bouteille intermédiaire avec injection partielle du fluide frigorigène condensé pour désurchauffer les vapeurs issues du compresseur basse pression, et un économiseur pour refroidir le liquide condensé avant sa détente vers l'évaporateur,
  • une régulation de température sur source froide ou chaude (pour les sources fonction du temps), par marche-arrêt compresseurs sur seuils haut et bas de température (TSL-TSH pour Temperature Switch Low et High), ou par régulateur PID sur commande des compresseurs.
  • l'injection partielle, dont le but est de refroidir les vapeurs en sortie du compresseur basse pression, est réglée pour obtenir une surchauffe choisie en sortie de la bouteille intermédiaire. L'économiseur est bypassable.

Remarque: bien que cela ne soit pas la marche normale de ce modèle, il supporte le fonctionnement avec un seul compresseur en marche, le compresseur arrêté étant alors bypassé par une ligne virtuelle munie d'un clapet de non-retour. Certaines instabilités peuvent néanmoins apparaître dans cette configuration.

voir aussi:

Outils graphiques d’analyse du procédé

  • tracé du diagramme Enthalpie - Log(P) pour le fluide frigorigène sélectionné, avec représentation du cycle (traits ou point),
  • tableau des principales propriétés aux différents points du cycle,
  • possibilité d'exporter les données vers un fichier *.txt, utilisable ensuite dans un tableur,
  • historique des variables procédé.

Dimensionnement et réglages

 Les principaux paramètres de la simulation sont réglables, parmi lesquels on peut citer (liste non exhaustive):

  • : cylindrée, vitesse de rotation, rendement polytropique, cylindrée et volume mort, pertes thermiques, pertes de charge et pertes ou gain thermique lignes aspiration - refoulement,
  • et : surface, coefficients d'échange (vaporisation ou condensation), surchauffe ou sous-refroidissement, volume gaz aspiration (pour la dynamique de réponse en pression), type de source (froide ou chaude) à température constante ou fonction du temps.
  • bouteille intermédiaire ou bouteille compound: surchauffe vapeur en sortie de bouteille, réglée par le débit d'injection partielle de liquide, et Delta T mini économiseur, càd différence de température résiduelle entre liquide refroidit avant détente et température en sortie de bouteille.

Remarques :

  • pour l'évaporateur à température d'ambiance fonction du temps, les bilans transitoires sont également réalisés sur de la nourriture que l'on peut y introduire , pour en suivre le refroidissement.
  • pour évaporateur et condenseur à température d'ambiance fonction du temps, on peut ouvrir et fermer la fenêtre pour simuler une entrée d'air extérieur.
  • contrairement au modèle "groupe frigo mono-étagé", il n'y a pas de mode complet. Le détendeur principal détend la quantité précise de fluide frigorigène évaporée à l'évaporateur, et le détendeur de la bouteille intermédiaire détend la quantité de fluide nécessaire à la (dé-) surchauffe choisie en sortie de bouteille intermédiaire. D'autre part, surchauffe et sous-refroidissement sont fixés aux évaporateur et condenseur.

Modèle numérique

  • calcul des propriétés du fluide frigorigène à partir des conditions de pression et de température,
  • calcul de la compression polytropique, avec rendement volumétrique fonction du taux de compression, cylindrée et volume mort fixés,
  • résolution des équations de bilan matière et énergétique, et équation d'état pour simuler le fonctionnement du cycle frigo en régime transitoire,
  • résolution des équations de bilan énergétique pour les sources (froide ou chaude) à température fonction du temps,