QCM : Bilan frigorifique d’une chambre froide — 17 questions

Question 1

1. Quel est l’objectif principal d’un bilan frigorifique pour un local réfrigéré ?

Mesurer la température moyenne atteinte par les produits entreposés

Calculer la quantité d’air renouvelée par les dispositifs de ventilation

Chiffrer les apports d’énergie à compenser pour maintenir la température

Déterminer le débit d’énergie fourni par le compresseur pendant une heure

Explication

Le bilan frigorifique quantifie les apports d’énergie que la machine doit compenser afin de maintenir la température du local. La puissance frigorifique décrit plutôt un débit d’énergie par unité de temps.

Answer

Chiffrer les apports d’énergie à compenser pour maintenir la température

Question 2

2. Lequel de ces éléments fait partie des apports thermiques pris en compte dans un bilan frigorifique ?

La pression de condensation mesurée à la sortie du compresseur

La masse volumique des fluides circulant dans le circuit frigorifique

La chaleur produite par l’éclairage, le personnel et les machines

La vitesse de rotation du ventilateur placé sur le condenseur

Explication

Les apports internes comprennent notamment l’éclairage, le personnel et les machines, en plus des parois, des produits, de l’air et du dégivrage. Les autres éléments concernent le fonctionnement du circuit frigorifique plutôt que les apports thermiques du local.

Answer

La chaleur produite par l’éclairage, le personnel et les machines

Question 3

3. Pour un fonctionnement permanent dans le cas le plus défavorable, sur quelle durée l’énergie frigorifique est-elle généralement chiffrée ?

Sur la période séparant deux mises en marche

Sur la durée d’un cycle de dégivrage

Sur une journée de 24 heures

Sur la durée moyenne d’une livraison

Explication

Un fonctionnement permanent est évalué sur une journée de 24 heures, en considérant notamment les situations estivales ou les livraisons. La durée de chaque cycle correspond plutôt à l’évaluation d’un fonctionnement cyclique.

Answer

Sur une journée de 24 heures

Question 4

4. Quelle grandeur est représentée par $\phi$ et quelle est son unité ?

La puissance frigorifique du local, exprimée en W/m³

La chaleur totale transférée, exprimée en kJ

Le flux thermique surfacique, exprimé en W/m²

La résistance thermique de la paroi, exprimée en m²·K/W

Explication

Le symbole $\phi$ désigne le flux thermique par unité de surface et s’exprime en W/m². La chaleur totale dépend également de la surface et du temps, elle ne se confond donc pas avec ce flux.

Answer

Le flux thermique surfacique, exprimé en W/m²

Question 5

5. Une résistance thermique de paroi vaut $R_{thermique}=2\,\mathrm{m^2K/W}$ et le flux traversant la paroi vaut $\phi=15\,\mathrm{W/m^2}$ . Quel écart de température lui correspond ?

13\,\mathrm{K}

30\,\mathrm{K}

7{,}5\,\mathrm{K}

0{,}13\,\mathrm{K}

Explication

La relation $\Delta\theta=R_{thermique}\times\phi$ donne $\Delta\theta=2\times15=30\,\mathrm{K}$ . La valeur $7{,}5\,\mathrm{K}$ proviendrait d’une division du flux par la résistance, ce qui n’est pas la relation demandée.

Answer

$$30\,\mathrm{K}$$

Question 6

6. Quelle expression représente la résistance thermique totale d’une paroi multicouche ?

R_{th}=R_{se}+\sum\frac{e}{\lambda}-R_{si}

R_{th}=R_{se}+\sum\frac{\lambda}{e}+R_{si}

R_{th}=R_{se}+\sum\frac{e}{\lambda}+R_{si}

R_{th}=R_{se}+\sum e\lambda+R_{si}

Explication

La résistance totale additionne les résistances superficielles extérieure et intérieure ainsi que les termes $e/\lambda$ de chaque couche. Multiplier l’épaisseur par la conductivité ou soustraire la résistance intérieure ne correspond pas à l’assemblage des résistances en série.

Answer

$$R_{th}=R_{se}+\sum\frac{e}{\lambda}+R_{si}$$

Question 7

7. Une paroi possède une résistance thermique totale de $4\,\mathrm{m^2K/W}$ et sépare deux milieux dont l’écart de température est de $20\,\mathrm{K}$ . Quel flux la traverse ?

0{,}2\,\mathrm{W/m^2}

24\,\mathrm{W/m^2}

80\,\mathrm{W/m^2}

5\,\mathrm{W/m^2}

Explication

Le flux se calcule par $\phi=\Delta\theta/R_{th}$ , donc $\phi=20/4=5\,\mathrm{W/m^2}$ . La multiplication de l’écart de température par la résistance donnerait un résultat incompatible avec cette relation.

Answer

$$5\,\mathrm{W/m^2}$$

Question 8

8. Un produit réfrigéré de masse $M$ est refroidi de $\theta_i$ à $\theta_f$ sans changement d’état. Quelle relation permet de calculer la chaleur à extraire ?

Q_{produit}=M\times C_n\times(\theta_f-\theta_i)+L

Q_{produit}=M\times C_n\times(\theta_i-\theta_f)

Q_{produit}=M\times L\times(\theta_i-\theta_f)

Q_{produit}=M\times C_n\times(\theta_i+\theta_f)

Explication

Pour une réfrigération sans changement d’état, la chaleur à extraire est la chaleur sensible $M C_n(\theta_i-\theta_f)$ . La chaleur latente intervient lors d’une congélation et ne fait pas partie de ce calcul de refroidissement simple.

Answer

$$Q_{produit}=M\times C_n\times(\theta_i-\theta_f)$$

Question 9

9. Dans quel ordre les contributions thermiques sont-elles prises en compte lors de la congélation d’un produit ?

Chaleur sensible après congélation, chaleur latente, puis chaleur sensible avant congélation

Chaleur latente avant congélation, chaleur sensible, puis chaleur latente après congélation

Chaleur sensible avant congélation, chaleur sensible après congélation, puis chaleur latente

Chaleur sensible avant congélation, chaleur latente, puis chaleur sensible après congélation

Explication

La congélation comprend d’abord un refroidissement sensible jusqu’au changement d’état, puis l’extraction de la chaleur latente, et enfin un refroidissement sensible du produit congelé. Les autres séquences déplacent la chaleur latente ou inversent les étapes thermiques.

Answer

Chaleur sensible avant congélation, chaleur latente, puis chaleur sensible après congélation

Question 10

10. Que mesure le nombre de renouvellements d’air $N$ dans une chambre froide ?

La puissance électrique du ventilateur en fonctionnement

Le nombre de remplacements de l’air en 24 heures

Le nombre de passages de l’air devant l’évaporateur

Le volume intérieur de la chambre froide

Explication

Le nombre $N$ indique combien de fois l’air de la chambre froide est extrait puis remplacé par de l’air neuf pendant 24 heures. Le volume de la chambre froide est représenté par $V_{cf}$ , et non par $N$ .

Answer

Le nombre de remplacements de l’air en 24 heures

Question 11

11. Quelle expression permet de calculer la chaleur due au renouvellement d’air ?

Q_{RA}=N\times\frac{V_{cf}}{V_i}\times f\times(h_e-h_i)

Q_{RA}=N\times m\times t\times10^{-3}

Q_{RA}=P\times t

Q_{RA}=\frac{Z\times V_{cf}}{3600}

Explication

La chaleur de renouvellement d’air dépend du nombre de renouvellements, du rapport des volumes, du facteur associé et de la différence d’enthalpie entre l’air extérieur et l’air intérieur. L’expression $P\times t$ correspond à une chaleur apportée par la ventilation ou le dégivrage.

Answer

$$Q_{RA}=N\times\frac{V_{cf}}{V_i}\times f\times(h_e-h_i)$$

Question 12

12. Une résistance de dégivrage fonctionne avec une puissance constante $P$ pendant une durée $t$ . Quelle relation permet de déterminer la chaleur apportée ?

Q_{vent\ ou\ deg}=P\times t

Q_{vent\ ou\ deg}=N\times\frac{V_{cf}}{V_i}\times f\times(h_e-h_i)

Q_{vent\ ou\ deg}=\frac{Z\times V_{cf}}{3600}

Q_{vent\ ou\ deg}=\frac{P\times\Delta P}{\eta}

Explication

La chaleur fournie par la ventilation ou le dégivrage est le produit de la puissance par la durée de fonctionnement. La différence d’enthalpie intervient dans le renouvellement d’air, pas dans cette relation.

Answer

$$Q_{vent\ ou\ deg}=P\times t$$

Question 13

13. Quel taux de brassage correspond à la réfrigération positive ?

De 60 à 80 renouvellements par heure

De 30 à 40 renouvellements par heure

De 80 à 100 renouvellements par heure

De 40 à 60 renouvellements par heure

Explication

Le taux de brassage indiqué pour la réfrigération positive est compris entre 60 et 80. La plage de 30 à 40 concerne la conservation positive, tandis que celle de 40 à 60 concerne la conservation négative.

Answer

De 60 à 80 renouvellements par heure

Question 14

14. Quelle expression permet de calculer la chaleur dégagée par le personnel ?

Q_{personnel}=P\times t\times10^{-3}

Q_{personnel}=\frac{\sum Q}{t}

Q_{personnel}=N\times m\times t\times10^{-3}

Q_{personnel}=N\times P\times t

Explication

La chaleur dégagée par le personnel dépend du nombre de personnes, de leur métabolisme et de la durée de présence, avec le facteur de conversion $10^{-3}$ . La puissance $P$ intervient dans le calcul de la chaleur dégagée par les machines.

Answer

$$Q_{personnel}=N\times m\times t\times10^{-3}$$

Question 15

15. Une chambre froide contient plusieurs machines de puissance $P$ utilisées pendant une durée $t$ . Quelle formule donne la chaleur dégagée par ces machines ?

Q_{machine}=N\times P\times t

Q_{machine}=N\times m\times t\times10^{-3}

Q_{machine}=\frac{\sum Q}{t}

Q_{machine}=P\times t\times10^{-3}

Explication

La chaleur des machines se calcule en multipliant leur nombre par leur puissance et leur durée de fonctionnement. Le métabolisme $m$ caractérise le calcul lié au personnel, tandis que l’éclairage suit une expression sans facteur $N$ .

Answer

$$Q_{machine}=N\times P\times t$$

Question 16

16. Comment calcule-t-on la puissance frigorifique à installer lorsque la charge thermique totale vaut $\sum Q$ et que le compresseur fonctionne pendant $t$ ?

\Phi=\frac{\sum Q}{t}

\Phi=\sum Q\times t

\Phi=\sum Q-t

\Phi=\frac{t}{\sum Q}

Explication

La puissance frigorifique installée est obtenue en divisant la somme des chaleurs à évacuer par le temps de fonctionnement du compresseur. Multiplier la charge par le temps ne donne pas une puissance, mais une grandeur de dimension différente.

Answer

$$\Phi=\frac{\sum Q}{t}$$

Question 17

17. En fonctionnement permanent, dans quelle plage se situe le temps de fonctionnement du compresseur ?

Entre 20 h et 24 h

Entre 8 h et 12 h

Il correspond à la durée du cycle

Entre 16 h et 20 h

Explication

En fonctionnement permanent, le temps de fonctionnement du compresseur est généralement compris entre 16 h et 20 h. L’assimilation à la durée du cycle concerne le fonctionnement cyclique.

Answer

Entre 16 h et 20 h

QCM : Bilan frigorifique d’une chambre froide — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel est l’objectif principal d’un bilan frigorifique pour un local réfrigéré ?

2. Lequel de ces éléments fait partie des apports thermiques pris en compte dans un bilan frigorifique ?

3. Pour un fonctionnement permanent dans le cas le plus défavorable, sur quelle durée l’énergie frigorifique est-elle généralement chiffrée ?

4. Quelle grandeur est représentée par $\phi$ et quelle est son unité ?

5. Une résistance thermique de paroi vaut $R_{thermique}=2\,\mathrm{m^2K/W}$ et le flux traversant la paroi vaut $\phi=15\,\mathrm{W/m^2}$ . Quel écart de température lui correspond ?

6. Quelle expression représente la résistance thermique totale d’une paroi multicouche ?

7. Une paroi possède une résistance thermique totale de $4\,\mathrm{m^2K/W}$ et sépare deux milieux dont l’écart de température est de $20\,\mathrm{K}$ . Quel flux la traverse ?

8. Un produit réfrigéré de masse $M$ est refroidi de $\theta_i$ à $\theta_f$ sans changement d’état. Quelle relation permet de calculer la chaleur à extraire ?

9. Dans quel ordre les contributions thermiques sont-elles prises en compte lors de la congélation d’un produit ?

10. Que mesure le nombre de renouvellements d’air $N$ dans une chambre froide ?

11. Quelle expression permet de calculer la chaleur due au renouvellement d’air ?

12. Une résistance de dégivrage fonctionne avec une puissance constante $P$ pendant une durée $t$ . Quelle relation permet de déterminer la chaleur apportée ?

13. Quel taux de brassage correspond à la réfrigération positive ?

14. Quelle expression permet de calculer la chaleur dégagée par le personnel ?

15. Une chambre froide contient plusieurs machines de puissance $P$ utilisées pendant une durée $t$ . Quelle formule donne la chaleur dégagée par ces machines ?

16. Comment calcule-t-on la puissance frigorifique à installer lorsque la charge thermique totale vaut $\sum Q$ et que le compresseur fonctionne pendant $t$ ?

17. En fonctionnement permanent, dans quelle plage se situe le temps de fonctionnement du compresseur ?

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QCM : Bilan frigorifique d’une chambre froide — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel est l’objectif principal d’un bilan frigorifique pour un local réfrigéré ?

2. Lequel de ces éléments fait partie des apports thermiques pris en compte dans un bilan frigorifique ?

3. Pour un fonctionnement permanent dans le cas le plus défavorable, sur quelle durée l’énergie frigorifique est-elle généralement chiffrée ?

4. Quelle grandeur est représentée par ϕ\phiϕ et quelle est son unité ?

5. Une résistance thermique de paroi vaut Rthermique=2 m2K/WR_{thermique}=2\,\mathrm{m^2K/W}Rthermique​=2m2K/W et le flux traversant la paroi vaut ϕ=15 W/m2\phi=15\,\mathrm{W/m^2}ϕ=15W/m2. Quel écart de température lui correspond ?

6. Quelle expression représente la résistance thermique totale d’une paroi multicouche ?

7. Une paroi possède une résistance thermique totale de 4 m2K/W4\,\mathrm{m^2K/W}4m2K/W et sépare deux milieux dont l’écart de température est de 20 K20\,\mathrm{K}20K. Quel flux la traverse ?

8. Un produit réfrigéré de masse MMM est refroidi de θi\theta_iθi​ à θf\theta_fθf​ sans changement d’état. Quelle relation permet de calculer la chaleur à extraire ?

9. Dans quel ordre les contributions thermiques sont-elles prises en compte lors de la congélation d’un produit ?

10. Que mesure le nombre de renouvellements d’air NNN dans une chambre froide ?

11. Quelle expression permet de calculer la chaleur due au renouvellement d’air ?

12. Une résistance de dégivrage fonctionne avec une puissance constante PPP pendant une durée ttt. Quelle relation permet de déterminer la chaleur apportée ?

13. Quel taux de brassage correspond à la réfrigération positive ?

14. Quelle expression permet de calculer la chaleur dégagée par le personnel ?

15. Une chambre froide contient plusieurs machines de puissance PPP utilisées pendant une durée ttt. Quelle formule donne la chaleur dégagée par ces machines ?

16. Comment calcule-t-on la puissance frigorifique à installer lorsque la charge thermique totale vaut ∑Q\sum Q∑Q et que le compresseur fonctionne pendant ttt ?

17. En fonctionnement permanent, dans quelle plage se situe le temps de fonctionnement du compresseur ?

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4. Quelle grandeur est représentée par $\phi$ et quelle est son unité ?

5. Une résistance thermique de paroi vaut $R_{thermique}=2\,\mathrm{m^2K/W}$ et le flux traversant la paroi vaut $\phi=15\,\mathrm{W/m^2}$ . Quel écart de température lui correspond ?

7. Une paroi possède une résistance thermique totale de $4\,\mathrm{m^2K/W}$ et sépare deux milieux dont l’écart de température est de $20\,\mathrm{K}$ . Quel flux la traverse ?

8. Un produit réfrigéré de masse $M$ est refroidi de $\theta_i$ à $\theta_f$ sans changement d’état. Quelle relation permet de calculer la chaleur à extraire ?

10. Que mesure le nombre de renouvellements d’air $N$ dans une chambre froide ?

12. Une résistance de dégivrage fonctionne avec une puissance constante $P$ pendant une durée $t$ . Quelle relation permet de déterminer la chaleur apportée ?

15. Une chambre froide contient plusieurs machines de puissance $P$ utilisées pendant une durée $t$ . Quelle formule donne la chaleur dégagée par ces machines ?

16. Comment calcule-t-on la puissance frigorifique à installer lorsque la charge thermique totale vaut $\sum Q$ et que le compresseur fonctionne pendant $t$ ?