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Tout d’abord rappelons l’utilité d’un condenseur dans un système frigorifique : le condenseur a pour but de condenser le réfrigérant.
Le fluide réfrigérant sortant du compresseur est en phase vapeur, sous haute pression et à haute température (environ 65°C).
Lorsqu’il traverse le condenseur, le réfrigérant évacue les calories, reste à la même pression et se condense (à environ 40°C).
Lorsqu’il quitte le condenseur, il est en phase liquide (à environ 35°C).
Les types de condenseurs
Il existe plusieurs types de condenseur.
Les condenseurs à air
Ce sont souvent des échangeurs de chaleur à calandre et à faisceau tubulaires.
On utilise des tubes généralement assez fins (un centimètre de diamètre au maximum) avec un pas triangulaire ou carré, un des critères choisi pour limiter la perte de charge, surtout pour des appareils travaillant à pression réduite. On trouve deux sortes de condenseurs à air en réfrigération :
- Condenseurs statiques : l’air circule librement autour de la calandre du condenseur, par convection naturelle. Ce sont les serpentins, souvent noirs, qui se situent à l’arrière des réfrigérateurs ménagers ou des congélateurs.
- Condenseurs ventilés : l’air circule à travers le condenseur de manière forcée par l’action d’un ventilateur. On parle alors de ventilo-condenseur. Ce sont les mécanismes les plus utilisés dans le cas des climatisations.
Un exemple de ventilo-condenseur
Les condenseurs à eau
Ce sont des condenseurs où le fluide réfrigérant est refroidi par de l’eau dans un échangeur.
L’eau et le fluide réfrigérant sont strictement hermétiques et indépendants. On trouve ce type de condenseurs généralement sur les groupes frigorifiques à eau glacée et sur les pompes à chaleur air/eau ou eau/eau.
On trouve plusieurs sortes de condenseurs à eau en réfrigération :
- Condenseur coaxial : cet échangeur est composé de deux tubes superposés enroulés en spirale, le fluide réfrigérant circulant dans le tube central tandis que l’eau circule dans le second tube extérieur. Les deux fluides circulent à contre-courant afin que l’échange soit le plus efficace possible. Le condenseur coaxial est un concept dépassé, qui présente un mauvais rendement et nécessite de gros échangeurs. Il convenait surtout aux groupes frigorifiques fonctionnant au R22, un fluide frigorigène attaquant la couche d’ozone et totalement interdit de nos jours.
- Condenseur bouteille : cet échangeur est composé d’un réservoir dans lequel passe le fluide frigorigène et au sein duquel a été installé un serpentin qui contient l’eau de refroidissement. Là encore, les deux fluides circulent à contre-courant pour une meilleure efficacité de l’échange. Ce système est surtout utilisé dans les climatisations automobiles.
- Condenseur tubulaire ou multitubulaires : ce type d’échangeur est principalement réservé à l’industrie car réservé aux grosses puissances. Des tubes sont placés en grands nombres horizontalement, soudés à chaque bout à deux viroles, séparant la partie fluide frigorigène et l’eau. L’eau circule à l’intérieur des tubes tandis que le fluide frigorigène se condense autour dans le réservoir extérieur, « la calandre ». Ce type de condenseur présente l’avantage d’être démontable et de pouvoir être nettoyé mécaniquement.
- Condenseur à plaques brasées : ce dernier type de condenseur concerne les machines récentes qui fonctionnent avec les nouveaux fluides réfrigérants (R407C et R410A) pour le froid positif (au-dessus de 0°C). Il est, dorénavant, le remplaçant du R22 dans les climatisations et dans certains processus industriels du froid. Il est composé d’un assemblage de plaques embouties entre deux plateaux au moyen de tirants dont les alvéoles constituent le circuit emprunté par les deux fluides. L’étanchéité entre les plaques est assurée par des joints permettant la séparation des fluides.
Un exemple de condenseur à eau
En conclusion
Le condenseur est primordial dans un dispositif réfrigérant.
Il prend des formes diverses en fonction des besoins, climatisation ou réfrigération, industriels ou ménagers.
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