Condensation de mélanges non azéotropes de fluides frigorigènes à l’extérieur d’un faisceau de tubes horizontaux

Résumé :
L’utilisation de nouveaux fluides frigorigènes respectueux de notre environnement remet en cause les connaissances établies pour le dimensionnement des installations frigorifiques et de conditionnement d’air. Certains de ces fluides, les mélanges non azéotropes, présentent lors de leur condensation des particularités (condensation anisotherme, apparition d’une résistance au transfert de chaleur et de masse dans la phase gazeuse) qui rendent délicat le dimensionnement des condenseurs.

L’étude expérimentale de la condensation de fluide pur HFC R134a et de différents mélanges de HFC134a-HFC23 dans un condenseur de type TEMA X a permis de caractériser les échanges de chaleur sur 4 types de tubes (un tube lisse et trois tubes à ailettes). Le coefficient d’échange du mélange binaire HFC134a-HFC23 est très différent de celui du fluide pur HFC134a. La comparaison des données expérimentales de la condensation du fluide pur avec les différentes corrélations de la littérature à déterminé le choix le mieux adapté au dimensionnement des condenseurs de ce type.

Les mesures effectuées lors de la condensation du mélange non-azeotrope ont été confrontées à deux modèles classiques de la condensation de mélange : le modèle de la courbe d’équilibre et la théorie du film. Pour la modélisation du premier tube du faisceau, le modèle de la courbe d’équilibre, pourtant plus simple, donne d’aussi bon résultats que la théorie du film. Par contre, les échanges de chaleur dans le faisceau lors de la condensation de mélanges sont difficiles à prendre en compte avec les corrélations classiques.