Incidence de l'implémentation d'un système de pulvérisation de gouttelettes d'eau sur l'efficacité d'un groupe de production de froid embarqué

La brumisation du condenseur à air d’une machine frigorifique permet une augmentation des échanges thermiques avec l’évaporation de l’eau dans l’air ou en paroi, ce qui augmente la puissance frigorifique et diminue le travail de compression. Ce phénomène est appliqué dans le cadre automobile afin d’abaisser la consommation supplémentaire de carburant induite par la climatisation lorsque le véhicule est à l’arrêt ou roule à faible vitesse. Un dispositif de brumisation autosuffisant en eau, peu énergivore et peu encombrant a ainsi été implémenté afin d’impacter le condenseur du système de climatisation d’un véhicule. Une étude de dimensionnement a montré que le dispositif ne devait pas consommer plus de 1 kg.h-1 récupérés à partir des condensats de l’évaporateur. Les buses étudiées (cône creux et jet plat) ont été choisies en fonction de ce critère. Le condenseur de la machine frigorifique a été isolé dans une maquette expérimentale afin de caractériser et optimiser l’effet de la brumisation. Une méthode d’analyse thermique des surfaces impactées a été développée pour caractériser le phénomène de bouchage étant donné que l’échange thermique se fait à la fois par impact sur la surface de l’échangeur et par l’évaporation du film d’eau. Il a ainsi été montré que, sur le long terme, si la surface frontale de l’échangeur est bouchée à 17 %, cela entraîne 45 % de pertes de charge supplémentaires et 20 à 25 % de transfert thermique en moins. Mais le bouchage peut être bénéfique et stocker de l'énergie thermique lorsque la durée de pulvérisation ne dépasse pas 25 minutes. Enfin, au terme de l’étude, le dispositif de brumisation a été implémenté sur le véhicule et des premiers essais ont montré un réel gain apporté par la brumisation, ce qui est encourageant pour une éventuelle industrialisation du dispositif.