• l’année dernière
Bonjour les padawans de la physique. Après avoir vu les échanges de chaleur et comment cela fonctionne dans un réacteur nucléaire, on voit comment fonctionne la climatisation. N'hésitez pas à partager cette vidéo, c'est gratuit
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Transcription
00:00 Vous connaissez le panquement entre la clé et une teub ?
00:05 Quand on la pousse à fond, ça fait mal à la gorge.
00:08 FUSION !
00:11 Bonjour les pas d'homme de la physique, au bien de vous servir.
00:17 Bienvenue sur la chaîne qui répond à vos questions.
00:19 Et pour ce faire, laissez-les en commentaire et je les répondrai lors d'une prochaine vidéo.
00:23 Aujourd'hui, on répond aux commentaires de Sam et on voit comment marche la climatisation.
00:27 Avant de rentrer dans le détail de la climatisation, on va commencer par dire que la production de froid, c'est tout le temps le même principe.
00:33 Que ce soit la climatisation ou votre frigo, ça marchera exactement de la même façon.
00:37 Mais la question portant sur la clim, on va voir ça.
00:39 Sur un circuit frigorifique, il n'y a que 4 éléments.
00:42 Un condenseur, un détendeur, un évaporateur et enfin un compresseur.
00:47 Ensuite, ces 4 composants sont reliés par des tuyaux.
00:49 Et à l'intérieur de ce tuyau, il y aura ce qu'on appelle un fluide frigorigène.
00:52 Et le circuit est un circuit fermé, c'est-à-dire qu'il va tourner en boucle en permanence.
00:56 Bon d'accord, mais un fluide frigorigène, c'est quoi ?
00:58 En fait, c'est un fluide qui va facilement changer d'état, sans que les températures soient trop hautes ou trop basses.
01:03 Ce qui va rendre son utilisation beaucoup plus facile.
01:05 Et nous, les changements d'état qui vont nous intéresser ici vont être de 2 sortes.
01:08 La vaporisation et la liquéfaction.
01:10 Mais on va rentrer un peu plus dans le détail, un peu plus loin dans la vidéo.
01:12 D'abord, on va commencer par une vision d'ensemble.
01:14 Et là, vous voyez qu'il y a bien les 4 éléments que je vous ai cités tout à l'heure.
01:17 Le compresseur, le condenseur, le détendeur et l'évaporateur.
01:21 Je vous ai expliqué tout à l'heure que ça fonctionnait en boucle, que ça créait un cycle.
01:25 Donc, comme ça, on va se mettre en sortie de condenseur.
01:27 Et on va faire le tour et on va voir ce qu'il se passe.
01:29 La première chose que je vais vous demander, c'est d'admettre ce que je vais vous dire.
01:32 On comprendra une fois que j'aurai fini l'explication complète.
01:35 Donc, ce qu'il va falloir comprendre, c'est que là, notre fluide, il est en HP.
01:38 T'as l'air carrément déjanté.
01:41 Mais non, je vais très bien.
01:42 Mais de toute façon, c'est pas le sujet.
01:44 HP, ça veut dire haute pression.
01:46 Donc, le fluide est en HP et en plus, il est en phase liquide.
01:48 Donc, si on continue, on va aller vers le détendeur.
01:51 Le détendeur, à quoi ça sert ?
01:53 Bien, le détendeur, ça va servir à détendre.
01:55 Merci, Capitaine Obvious.
01:56 Non, mais d'accord, là, on parle de détendre le fluide.
01:59 C'est-à-dire qu'on va baisser drastiquement la pression.
02:01 On va passer de HP, haute pression, à BP, basse pression.
02:05 Le problème, c'est que lors de la détente d'un fluide, on va avoir une création de froid.
02:09 Pour que vous compreniez bien, on va faire une analogie simple.
02:11 À l'intérieur de ce spray déodorant, on a du gaz sous pression.
02:15 Quand je vais appuyer, la pression va baisser.
02:18 Il va donc y avoir une vraie détente.
02:20 Et qu'est-ce qui se passe ?
02:22 Ici, c'est froid.
02:23 Mais c'est dû à la détente.
02:24 Ça va refroidir notre fluide.
02:26 Et donc, notre détendeur va faire exactement la même chose au niveau du fluide frigorifique.
02:30 Maintenant qu'on a dit ça, on se retrouve en sortie de notre détendeur.
02:33 Le fluide est toujours en phase liquide, mais cette fois-ci, en basse pression, en BP.
02:37 Et là, on voit qu'on va rentrer dans ce qu'on appelle l'évaporateur.
02:40 L'évaporateur sert à faire passer le fluide de l'état liquide à l'état gazeux.
02:44 On rentre donc en vaporisation.
02:46 Comme je l'ai dit tout à l'heure, il n'a pas besoin de beaucoup de température pour le faire changer d'état.
02:49 C'est pour ça que l'air qu'il y a autour de cet évaporateur va suffire à faire changer d'état le fluide frigorigène.
02:55 Et on a vu la semaine dernière que quand il y a un changement d'état, il y a bien un échange de chaleur.
03:00 Vous vous rappelez ? C'est la chaleur latente.
03:02 La chaleur latente de vaporisation, en l'occurrence.
03:04 Et donc, pour vaporiser notre fluide frigorigène, pour passer de l'état liquide à l'état gazeux,
03:09 le fluide a besoin d'énergie.
03:11 Il va donc récupérer de l'énergie.
03:14 De l'énergie calorifique.
03:16 Donc, il va récupérer de la chaleur de l'air ambiant.
03:19 Et donc, refroidir l'air ambiant.
03:21 C'est l'effet de la vaporisation qui fait que la température va baisser.
03:25 L'évaporateur, c'est la clim qu'on voit dans la maison, ou alors c'est ce qu'il y a à l'intérieur de notre frigo.
03:30 C'est là où on va créer du froid.
03:32 En sortie de notre évaporateur, on est bien en phase gazeuse, mais en basse pression.
03:38 On est gazeux BP.
03:40 C'est à ce moment là qu'on va rentrer dans le compresseur.
03:42 Le compresseur va nous servir à deux choses importantes.
03:44 La première, ça va être de monter en pression le fluide.
03:47 Monter en pression le gaz.
03:49 En fait, on vient comprimer le gaz pour le faire monter en pression.
03:51 Il sert aussi à une deuxième chose, à mettre en mouvement le fluide.
03:54 Bah oui, il faut bien que le fluide tourne. On a dit que ça tournait en boucle.
03:57 Tout à l'heure, on a dit que la détente d'un fluide faisait qu'on descendait en température.
04:01 Et bien, à l'inverse, un compresseur qui va faire monter en pression, lui, va faire élever la température.
04:07 Bon, on a bientôt fini notre cycle. Et là, notre fluide, il va rentrer dans ce qu'on appelle le condenseur.
04:11 Et le rôle du condenseur, à l'inverse de l'évaporateur, ça va être de faire passer notre fluide de l'état gazeux à l'état liquide.
04:18 Ce changement d'état, je le rappelle, c'est la liquéfaction.
04:21 Et tout comme l'autre changement d'état qui était l'évaporation, là, il va y avoir encore un échange de chaleur.
04:27 Et là, ça va marcher, bien sûr, à l'inverse.
04:29 Quand il faut passer notre fluide de l'état liquide à l'état gazeux, on récupère de l'énergie.
04:34 Quand on va le faire passer de l'état gazeux à l'état liquide, il va rendre de l'énergie.
04:38 Et donc, là, ce qui va se passer, c'est qu'il va chauffer l'air qu'il y a autour.
04:42 Et donc, pour une clim, c'est ce que vous voyez à l'extérieur de la maison.
04:46 Vous savez, ce qui est en dehors, avec l'espèce de ventilo, là.
04:48 Pourquoi ? Bah, tout simplement parce que si je mets à réchauffer dans la maison alors que je suis déjà en train d'essayer de la refroidir, ça ne sert à rien.
04:54 Donc, on va réchauffer l'air extérieur, si vous voulez, pour avoir du frais à l'intérieur.
04:58 Et au niveau du frigo, c'est le même principe.
05:00 Derrière, quand vous regardez, il y a un espèce de serpentin, là.
05:04 Bah, c'est ça, votre condenseur.
05:05 Et si vous mettez la main derrière votre frigo, vous allez voir qu'il fait très chaud.
05:08 Alors qu'à l'intérieur, il fait très froid.
05:10 On revient donc à notre point de départ, donc notre cycle est terminé.
05:13 Et bien sûr, ce cycle est permanent, donc il va continuer à tourner en boucle.
05:17 Et c'est pour ça qu'on peut avoir du froid en permanence.
05:19 Mais vu qu'il y a une certaine logique, là, sur l'enchaînement des vidéos, on va un peu raccrocher les wagons et voir ce qu'on a vu la semaine dernière.
05:25 Et une fois de plus, on va récupérer la courbe de saturation.
05:27 Sauf que cette fois-ci, on ne prendra pas la courbe de saturation de l'eau, puisque le flux de frigorigène n'est pas de l'eau,
05:33 mais la courbe de saturation de ce flux de frigorigène.
05:36 Vous vous rappelez ? C'est la courbe de la pression en fonction de la température.
05:39 Et rappelez-vous, lorsqu'on est au-dessus de la courbe, on est en phase liquide.
05:43 Quand on est en-dessous de la courbe, on est en phase gazeuse.
05:46 Et quand on est sur la courbe, on est en plein changement d'état, soit de liquide à gaz, soit de gaz à liquide.
05:51 Donc maintenant qu'on a vu techniquement comment ça fonctionnait, on va donc regarder comment évolue la pression et la température.
05:56 On va faire le même circuit que tout à l'heure, et vous allez tout comprendre.
05:59 On va reprendre le même point de départ que tout à l'heure, à savoir la sortie du condenseur.
06:02 On a dit qu'en sortie du condenseur, on était en haute pression et en phase liquide.
06:06 Phase liquide, on est au-dessus de la courbe. Haute pression, on est haut en pression, donc on va se pointer ici.
06:11 Ensuite, on a dit quoi ? On a dit qu'on allait passer dans le détendeur,
06:14 et que le détendeur allait faire une chute brutale de pression avec une baisse de température.
06:20 Donc là, on va le représenter sur la courbe.
06:22 Baisse de pression, c'est quasiment vertical, mais on part un peu vers la gauche parce que la température baisse un peu aussi.
06:28 On est toujours en phase liquide. Là, le point où on est rendu, c'est le point d'entrée dans l'évaporateur.
06:33 D'abord, on rentre dans l'évaporateur en phase liquide, et au fur et à mesure que le fluide passe dans l'évaporateur,
06:38 la température va augmenter jusqu'à arriver au point où on change d'état.
06:42 Donc là, on est dans l'évaporateur, changement d'état, donc échange de chaleur.
06:47 Et bien sûr, une fois qu'on arrive à la sortie de notre évaporateur, on est tout gazeux.
06:51 Notre fluide est entièrement gazeux.
06:53 Et donc, on va continuer à le chauffer pour arriver en entrée de compresseur à ce point-là.
06:59 Donc, on voit que nous sommes toujours en basse pression, parce que la pression n'a pas bougé,
07:03 mais qu'on a un peu réchauffé et qu'on est bien en phase gazeuse.
07:06 On arrive donc à l'entrée du compresseur.
07:08 On a dit tout à l'heure que le compresseur, ça faisait quoi ?
07:12 Ça comprimait, donc ça faisait monter la pression, mais ça échauffait un peu le fluide aussi.
07:17 Donc, voilà ce qui va se passer.
07:19 Vous voyez, on est toujours en phase gazeuse, mais cette fois-ci, on est bien monté en pression.
07:23 On arrive donc à l'entrée du condenseur.
07:26 Et bien maintenant, même principe que l'évaporateur, mais à l'inverse.
07:29 Le fluide va commencer à céder ses calories jusqu'à arriver au point de changement d'état.
07:34 Tant qu'il y a le changement d'état, on reste sur la courbe de saturation.
07:37 Puis, en sortie de condenseur, on continue de réfrigérer jusqu'à arriver au point de départ.
07:45 Et donc, voici à quoi ressemble notre cycle quand on suit les pressions et les températures.
07:48 Avant de terminer la vidéo, il me reste un tout petit sujet à voir avec vous.
07:51 Il y a plusieurs d'entre vous qui m'ont mis en commentaire sur ma dernière vidéo,
07:54 qu'ils aimeraient bien comprendre comment ça marche, la climé réversible.
07:56 On va donc faire un point juste là-dessus.
07:58 Avant d'aborder ce sujet-là, je voudrais quand même expliquer qu'un évaporateur et un condenseur,
08:02 d'un point de vue technologique, c'est la même chose.
08:04 En gros, ça sera des serpentins qui vont changer leur chaleur avec l'air qui leur entoure.
08:08 La seule différence, c'est qu'il y en a un où le fluide va passer de liquide à gazeux,
08:11 et inversement, l'autre va passer de gazeux à liquide.
08:13 Il y a deux solutions.
08:14 La première solution, c'est tout casser ta maison tous les six mois,
08:18 et de changer et de mettre l'évaporateur et le condenseur à l'inverse, pour inverser le système.
08:23 Comme ça, on créera du froid pendant six mois, et on pourra créer du chaud pendant les six autres mois.
08:28 Seulement, vous vous doutez bien que non seulement ça coûterait cher,
08:31 et puis ça serait complètement con, il doit y avoir un système un peu meilleur.
08:33 Effectivement, c'est un système qui va permettre d'inverser le sens du fluide.
08:36 Je vous mets le schéma, là.
08:38 En fait, on voit que là, il y a un système, c'est ce qu'on appelle une vanne quatre voies.
08:41 Peu importe, il y a une vanne qui va nous permettre, en fonction de sa position, d'inverser le sens du fluide.
08:47 Et donc, quand on voudra créer du chaud, à la maison, on aura un condenseur, et à l'extérieur, un évaporateur.
08:54 Et inversement, quand on voudra du froid, on aura l'évaporateur à l'intérieur de la maison, et le condenseur à l'extérieur.
09:01 Voilà, c'est tout pour moi.
09:02 Je pense qu'on a fait le tour sur la clim.
09:04 Il y aurait plein de choses à voir, puisqu'effectivement, on est resté un peu en surface.
09:07 Il y a des détails techniques que je n'ai pas abordés avec vous, parce que je ne voyais pas l'intérêt.
09:11 Maintenant, si vous voulez vraiment approfondir le sujet, comme d'hab, les commentaires sont là.
09:15 Si vous voulez aborder un autre sujet, les commentaires sont là aussi.
09:17 Comme d'hab, n'hésitez pas, si la vidéo vous a plu, vous mettez un like.
09:21 Si vous ne voulez rater aucune de mes autres vidéos, un petit abonnement, la cloche.
09:24 Si vous voulez que la chaîne perdure, et que j'ai un meilleur renforcement, n'hésitez pas à partager, s'il vous plaît.
09:29 C'était Obi-Wan, qui vous dit que la science soit avec vous.
09:32 [Musique]
09:50 Je n'arrête pas de roter, c'est dégueulasse.