Influence de la distance batterie-ventilateur sur les performances thermiques et aérauliques d'un aéroréfrigérant

Résumé et principaux résultats

L'objectif de l'étude est d'examiner la variation des performances thermiques d'un aéroréfrigérant en fonction de la distance entre échangeur de chaleur (batterie de tubes à aileetes) et ventilateur, puis de comprendre quels sont les phénomènes aérauliques qui conduisent à ces variations de performances thermiques et de tenter de les prévoir par le calcul.

On a effectué des essais thermiques et aérauliques d'un aéroréfrigérant constitué d'un échangeur horizontal du type batterie à ailettes et d'un ventilateur situé à l'aval, en faisant varier la hauteur entre batterie et ventilateur. On a aussi testé le ventilateur pour en déterminer les caractéristiques de fonctionnement lorsqu'il est monté en paroi loin de tout obstacle.
On a par ailleurs utilisé le logiciel Fluent pour calculer l'écoulement d'air dans l'aéroréfrigérant et le logiciel Cyrano pour calculer, à partir des résultats du calcul Fluent, les performances de la batterie en présence d'une alimentation en air qui peut être non homogène.
Sur l'aéroréfrigérant testé, la puissance thermique échangée est réduite lors du rapprochement du ventilateur et de la batterie.
Les causes de cette diminution sont la chute du débit d'air fourni par le ventilateur et la mauvaise irrigation de la batterie. Cela représente respectivement 3 à 4 % et environ 2 % de la chute de puissance thermique.
Le logiciel Fluent permet de calculer, pour un débit donné, le champ de vitesses de l'écoulement d'air lors de son passage dans l'aéroréfrigérant. Il permet de constater la non-homogénéité des vitesses en entrée de la batterie lorsque le ventilateur est proche de cette dernière.
Connaissant le champ de vitesses à l'entrée de la batterie, le logiciel Cyrano permet de prévoir de façon tout à fait correcte la chute de puissance thermique qui accompagne le rapprochement batterie-ventilateur.

Commissions

Echangeurs

Thème

Echangeurs de chaleur

Mots-clés

Aéroréfrigérants, Conditionnement d'air, Conditionnement d'air et échangeurs, Echangeurs à ailettes, Ventilateurs

Auteurs

DURIER François, FESQUET Olivier, MARCHAL Daniel