TPE sur la climatisation réversible, lois thermodynamiques

1.1.6.3 Application au compresseur à piston

Le compresseur est une machine thermique ouverte dont le rôle est d’aspirer une masse de fluide d’un réservoir R1, à la pression P1 et à la température T1, et de la refouler dans un réservoir R2, à la pression P2 et à la température T2, après modification de son état thermodynamique.


Au cours d’une évolution adiabatique ( compresseur calorifugé donc q = 0) cyclique d’un système ouvert, qui transfère une masse m sans variation d’énergie cinétique et d’énergie potentielle extérieure ([delta]e = 0), le travail reçu par le compresseur, en dehors du travail des forces de pression, est égal à la variation d’enthalpie :

se simplifie en w = [delta]h

ou W = m.w = m.(h2 – h1)

Si le fluide comprimé est assimilable à un gaz parfait ( de coefficient calorifique massique cP et de coefficient de compressibilité [lambda]) alors :

- h2 – h1 = cP (T2 – T1) d’où le travail utile W peut s’écrire :

W = cP.(T2 – T1)

- les températures T2 et T1 ainsi que les pressions P2 et P1 sont reliées par la loi de LAPLACE (pour une transformation supposée réversible) :



La température de la vapeur refoulée dépend donc de la nature du fluide (notamment de la valeur de lambda) et du taux de compression ([Un t bizarre qui fait pas partie des lettres grecques ] = P2/P1) du compresseur. D’autres paramètres entrent également en jeu . Ces derniers résultant de phénomènes complexes dont l’ensemble du compresseur est le siège (échanges thermiques, création d’entropie…).