QCM : Installations frigorifiques — 37 questions

Explication

La chaleur correspond à une forme d’énergie, alors que la température renseigne sur le niveau thermique d’un corps. Confondre ces notions revient à attribuer à la température le rôle énergétique de la chaleur.

Explication

La quantité de chaleur s’exprime actuellement en joules, tandis que la calorie est une ancienne unité liée au chauffage de l’eau. Le pascal mesure une pression et le watt une puissance, non une quantité de chaleur.

Explication

La chaleur spécifique est définie par l’énergie nécessaire pour augmenter de 1 °C la température de 1 kilogramme d’une substance. La fusion à température constante relève plutôt de la chaleur latente.

Explication

La chaleur latente provoque un changement d’état sans modifier la température, comme lors de la fusion. Les autres situations décrivent une variation de température sans changement d’état, caractéristique de la chaleur sensible.

Explication

Un transfert thermique spontané s’effectue du corps ayant la température la plus élevée vers celui ayant la température la plus basse. La masse et la densité ne déterminent pas ce sens spontané du transfert.

Explication

La conduction transmet l’énergie de molécule en molécule, tandis que la convection repose sur le déplacement de liquides ou de gaz. Le rayonnement, et non la conduction, se fait par rayons ou ondes.

Explication

Dans l’échangeur, le fluide frigorigène s’évapore en absorbant les calories de l’air à refroidir. La condensation correspond à une autre étape du cycle frigorifique, associée à une restitution de chaleur.

Explication

Le pascal est l’unité légale de pression, tandis que le bar est couramment utilisé, avec $1\ \text{bar}=10^5\ \text{Pa}$. Le bar n’a donc pas la même valeur numérique que le pascal.

Explication

La pression atmosphérique normale est de 1013 hPa, soit 1,013 bar, ce qui correspond approximativement à 1 bar. Les autres valeurs proposées ne concordent pas avec cette conversion.

Explication

La pression absolue s’obtient en ajoutant la pression atmosphérique à la pression relative indiquée par le manomètre ; avec une référence atmosphérique d’environ 1 bar, on obtient 6 bars. La lecture manométrique ne comprend pas cette pression atmosphérique.

Explication

La vapeur saturée est en équilibre avec son liquide générateur, la vapeur sèche est entièrement gazeuse à la température de changement d’état et la vapeur surchauffée est au-dessus de cette température. Les autres descriptions inversent ou attribuent incorrectement ces caractéristiques aux différents états.

Explication

Une installation frigorifique abaisse la température de corps en faisant fonctionner un fluide frigorigène dans un cycle fermé. Un simple renouvellement d’air ou un circuit ouvert ne décrit pas ce principe frigorifique.

Explication

La compression crée la zone haute pression entre le compresseur et le détendeur, tandis que la détente délimite la zone basse pression entre le détendeur et le compresseur. La distinction entre zones de pression ne correspond pas directement au parcours vapeur-liquide.

Explication

Le refroidissement résulte de l’évaporation du fluide, qui absorbe la chaleur de l’air, suivie des étapes de compression, de condensation et de détente. La condensation n’est pas l’étape qui absorbe la chaleur dans l’évaporateur.

Explication

La classification comprend les substances inorganiques pures, les hydrocarbures, les hydrocarbures halogénés et une catégorie regroupant les autres fluides. Les familles proposées dans les autres réponses ne correspondent pas à cette classification.

Explication

L’ammoniac est un fluide frigorigène inorganique et son exposition peut provoquer des irritations pulmonaires et oculaires, ainsi que d’autres lésions. Les CFC, HCFC et HFC appartiennent à la famille des hydrocarbures halogénés, pas l’ammoniac.

Explication

Les CFC contiennent du chlore, du fluor et du carbone, et leur action sur la couche d’ozone justifie leur interdiction en France. L’absence de chlore caractérise les HFC, tandis que l’ammoniac appartient aux fluides inorganiques.

Explication

Les HCFC, employés comme substituts des CFC, ont été interdits à partir du 1er janvier 2015 en raison de leur impact sur la couche d’ozone. Les autres dates ne correspondent pas à l’échéance indiquée pour cette interdiction.

Explication

L’habilitation personnelle concerne l’opérateur, tandis que la capacité professionnelle et l’inscription sur un registre de l’État concernent l’entreprise. Inverser ces responsabilités constitue la confusion principale à éviter.

Explication

Un appoint doit être précédé de la recherche et de la réparation de la fuite afin d’éviter de renouveler la perte de fluide. Ajouter du fluide avant cette réparation ne traite pas la cause du problème.

Explication

L’installation doit être vidée à l’aide d’une pompe à vide, puis son étanchéité doit être contrôlée à l’azote. La pompe à vide sert donc à vider le circuit, et non à réaliser le contrôle d’étanchéité.

Explication

Le compresseur aspire les vapeurs froides surchauffées à la pression BP et les élève à la pression HP en produisant une vapeur chaude surchauffée. Le détendeur réalise au contraire une baisse de pression.

Explication

Dans le condenseur, les vapeurs sont d’abord désurchauffées, puis condensées et enfin sous-refroidies grâce à un échange avec l’air ou l’eau de mer. L’évaporateur a la fonction opposée puisqu’il vaporise le fluide.

Explication

Le détendeur règle le débit vers l’évaporateur et crée une chute de pression qui entraîne une vaporisation partielle, avec environ 20 % de vapeur et 80 % de liquide en sortie. L’augmentation de pression et la production de vapeur chaude relèvent du compresseur.

Explication

La sortie de l’évaporateur doit contenir de la vapeur surchauffée afin d’empêcher l’arrivée de liquide dans le compresseur. Un mélange riche en liquide pourrait provoquer des coups de liquide dommageables.

Explication

Une pression de refoulement plus élevée correspond à une température de changement d’état plus élevée dans le condenseur. Elle ne permet pas, à elle seule, de conclure à une augmentation du débit dans l’évaporateur.

Explication

Un condenseur encrassé gêne l’évacuation de la chaleur et peut provoquer une HP élevée. La surchauffe à l’aspiration et le fonctionnement du voyant de niveau ne constituent pas, dans ce cas, des causes indiquées d’une HP élevée.

Explication

Un manque de fluide peut faire baisser la pression d’aspiration et déclencher la sécurité BP. Une eau trop chaude, un excès de fluide ou un condenseur encrassé sont plutôt associés à une élévation de la pression HP.

Explication

Un évaporateur fortement givré peut réduire le refroidissement, alors que le givre présent sur les tuyaux d’aspiration peut être normal. Il ne faut donc pas confondre ces deux situations avec un défaut ayant nécessairement la même conséquence.

Explication

Le rendement du cycle de Carnot est défini par $\eta=\frac{Q_1+Q_2}{Q_1}=\frac{W}{Q_1}$, avec une source chaude à $T_1$ supérieure à la source froide à $T_2$. L’expression faisant intervenir $\frac{Q_2}{W}$ correspond au coefficient d’efficacité frigorifique.

Explication

Le coefficient d’efficacité frigorifique vérifie $\varepsilon=\frac{Q_2}{W}=\frac{Q_2}{Q_1+Q_2}$ et peut dépasser 1, car il rapporte une chaleur transférée au travail fourni. Le rendement concerne plutôt la production de travail et ne décrit pas cette performance frigorifique.

Explication

Le cycle comprend une compression adiabatique A-B, un refroidissement puis une condensation à pression constante, une détente isenthalpique C-D et une évaporation à pression constante D-A. Les autres enchaînements attribuent aux transformations des conditions qui ne correspondent pas au cycle pratique décrit.

Explication

Le coefficient d’efficacité se calcule avec $\varepsilon=\frac{H_A-H_D}{H_B-H_A}$, soit $\frac{400-235}{434-400}=\frac{165}{34}\approx4,85$. La valeur inverse ou les sommes d’enthalpies ne correspondent pas à la formule du cycle.

Explication

L’évaporateur refroidit un bac de saumure incongelable, puis une pompe envoie cette saumure froide vers les frigorifères. Le fluide frigorigène ne circule pas directement dans les chambres froides dans ce dispositif.

Explication

Une saumure contient de l’eau et un sel, comme le chlorure de sodium ou de calcium, et sa concentration augmente lorsque la température d’utilisation baisse. La stabilité de la concentration ne correspond donc pas au comportement décrit.

Explication

Le dégivrage repose sur l’arrêt des compresseurs, le chauffage de la saumure à $35\,^{\circ}\mathrm{C}$ et sa circulation dans les frigorifères. Une saumure froide sert au refroidissement et ne fournit pas l’effet thermique requis pour le dégivrage.

Explication

Le chauffage d’une solution riche en ammoniaque diminue sa solubilité et libère le NH3; celui-ci augmente la pression, se condense, se détend, s’évapore et est finalement réabsorbé. Le cycle ne se termine donc pas par l’évacuation ou la ventilation de l’ammoniac.