froid et climatisation

Les pannes frigorifiques en 8 familles

2012-01-12T19:56:00.001-08:00

On peut répertorier les pannes frigorifiques en 8 familles.

             BP faible :      1.       Détendeur trop petit : Grande surchauffe, et un bon sous refroidissement.
      2.       Pré détente : Grande surchauffe, bon sous refroidissement et delta sur la ligne liquide
      3.       Manque de charge : Grande surchauffe, mauvais sous refroidissement
      4.       Evaporateur trop petit : Faible surchauffe, mauvais débit d’air ou encrassé.
HP Faible :
      5.       Compresseur trop petitHP haute :
      6.       Incondensable : bon sous refroidissement (Test : Pression / T° au Manomètre > T° Ambiante)
      7.       Excès de charge :   bon sous refroidissement, test des incondensables négatif
      8.       Condenseur trop petit : Faible sous refroidissement, mauvais débit d’air, ou encrassé.

Dans chaque famille il existe donc plusieurs causes possibles aux symptômes évoqués.
1. Le Détendeur trop petit :Rappelle des symptômes : BP faible, grande surchauffe, Bon sous refroidissement (4 à 7°C), pas de delta de t° sur la ligne liquide.
Cas possibles :
a)       Buse mal sélectionnée
b)       Détendeur déréglé suite à une intervention
c)       Train thermostatique percé
d)       Bulbe du détendeur fixé en aval du piquage de l’égalisation externe
e)       Le détendeur ne correspond pas au bon fluide frigorigène
f)         Détendeur grippé ou mal ouvert
g)       HP trop faible : T° de condensation trop faible en hiver (réguler la condensation)
h)       Diaphragme à l’évaporateur trop petit

2. La pré détente :
Rappelle des symptômes : BP faible, grande surchauffe, bon sous refroidissement et delta sur la ligne liquide
Cas possibles :
a)       Filtre du deshydrateur bouché, colmaté.
b)       Vanne du départ liquide partiellement fermé
c)       Electrovanne ouvre mal. Membrane déformée…
d)       Mauvaise sélection d’un appareil installé sur la ligne liquide
e)       Diamètre de la ligne liquide trop faible
f)         La ligne liquide traverse un endroit très chaud
g)       Flash gaz

3. Le manque de charge :Rappelle des symptômes : BP Faible, grande surchauffe, mauvais sous refroidissement.

Cas possibles :
a)       Fuites : rechercher les fuites
b)       Problème à une soupape de sécurité

4. Evaporateur trop petit :Rappelle des symptômes : BP faible, faible surchauffe, mauvais débit d’air ou encrassé.
Cas possibles :
a)       Ailettes de l’évaporateur encrassé
b)       Filtre à air sales
c)       Courroie du ventilo patine ou cassée
d)       Poulie mal réglée
e)       Le ventilateur tourne à l’envers
f)         Prise d’air entre l’évaporateur et le ventilateur
g)       Moteur triphasée 380/660 V du ventilateur est couplé en étoile et alimenté en 380
h)       Moteur 2 vitesses couplée par erreur sur la petite vitesse.Tubes du distributeur de liquide bouché
i)         Evaporateur mal sélectionné
j)         Beaucoup trop d’huile dans l’évaporateur
k)       Evaporateur anormalement givré
l)         Ventilateur coincé par le givre
m)     Air froid recyclé sur l’entrée de l’évaporateur
n)       Mauvaise circulation de l’air du aux denrées
o)       Les ventilateurs sont hors services.

5. Compresseur Trop petit :Rappelle des symptômes : HP anormalement faible.
Cas possibles :
a)       Clapets plus étanche ou cassé
b)       Joint de la plaque à clapet est trop épais
c)       Cylindres rayés
d)       Le joint de culasse n’et pas étanche entre la HP et la BP
e)       Compresseur trop petit par rapport à l’évaporateur
f)         La régulation de capacité ne fonctionne pas ou est mal réglée. 5vanne à pression constante)
g)       La soupape de sécurité du compresseur n’est pas étanche.
h)       Le flotteur du séparateur d’huile est coincé ouvert
i)         La vitesse de rotation du compresseur est trop faible
j)         Les charges thermiques sont anormalement élevées. (trop de denrées, porte toujours ouverte…)

6. Incondensables :
Rappelle des symptômes : HP haute, bon sous refroidissement, (Test : Pression / T° au Manomètre > T° Ambiante)
Cas possibles :
a) Fausse manœuvre lors d’un tirage à vide, ou lors d’un dépannage, pose des manomètres

7. Excès de charge : Rappelle des symptômes : HP haute, bon sous refroidissement, test des incondensables négatif
Cas possibles :
a)       Erreur lors de la mise en service
b)       Bouteille liquide trop petite

8. Condenseur trop petit :Rappelle des symptômes : HP élevé, faible sous refroidissement, mauvais débit d’air, ou encrassé.
Cas possibles :
a)       Tubes et ailettes encrassés
b)       Emplacement du condenseur, mal choisi
c)       Le ventilo condenseur tourne à l’envers
d)       La courroie du ventilateur est cassé ou patine
e)       Prise d’air entre le condenseur et le ventilateur
f)         Hélice mal positionnée
g)       Recyclage d’air chaud sur le condenseur
h)       Condenseur a été sélectionné pour une puissance frigorifique trop faible
i)         La régulation HP est en panne ou mal réglée
j)         Un ventilateur du condenseur ne fonctionne plus

Centrale a puissance variable 10-100%

2012-01-12T19:54:00.001-08:00

Descriptif

Fonction : Assurer une production de froid optimisée par variateur de fréquence. Principe de fonctionnement : Cette machine est composée de 2 compresseurs Frigopol (15-75Hz + 50Hz) et livrée avec son armoire électrique entièrement câblée, incluant la régulation et les départs vers chambres froides et linéaires réfrigérées. Elle s'adapte en permanence, en fonction de la demande de froid à fournir de 10 à 100 %. Les démarrages des compresseurs sont considérablement réduits et la consommation électrique est ainsi optimisée. Intérêt(s) du produit : Ce concept permet aux frigoristes de gagner du temps à l'installation et de proposer à leurs clients une solution frigorifique avec de véritables économies d'énergie. Les centrales Frigopol sont livrées avec des régulateurs Elreha capable de communiquer pour assurer la supervision et l'enregistrement de l'ensemble de l'installation.

Climatisation automobile : montage HARRISSON

2011-12-19T16:33:00.001-08:00

L'objectif de la climatisation est de maintenir les conditions climatiques internes d'un véhicule (température, hygrométrie, ventilation) selon le désir des occupants : apporter soit de la chaleur soit du froid, de filtrer et d'assécher l'air extérieur pour une sensation de confort optimal.

De plus si l'ensemble du système reçoit une gestion automatique du contrôle de la température, de l'hygrométrie et de la ventilation , on parlera de conditionnement de l'air.

Il n'existe pas en matière de climatisation un seul type de système frigorifique , et dans le domaine automobile il y a aussi des variantes.
Je vais vous parler du montage Harrisson , il est assez répandu, il équipe en particulier les systèmes de climatisation des renault (les plus récentes) Volvo etc...
1 - Le circuit frigorifique

Dans le système Harrison, le détendeur est remplacé par un régleur de débit constitué d’un calibreur ou étrangleur.

La fonction du régleur de débit est de constituer une interface entre le côté haute pression et le côté basse pression et engendre un dosage du débit de réfrigérant par l’orifice calibré.

La détente ou "production de froid" se fait par l'orifice calibré qui crée une baisse de pression donc de température du fluide.

Le débit de réfrigérant a été calculé pour les conditions de fonctionnement maxi. --> soit HP (haute pression) maxi . --> BP (basse pression) mini. --> quantité de chaleur à absorber maximale.

2 - La bouteille-filtre-déshydrateur-anticoups de liquide

Sur les installations de type Harrison, il n’y a pas de détendeur thermostatique mais un régleur de débit avec calibrage. Il n’y a pas besoin de bouteille sur le circuit HP :

1 - arrivée de l’évaporateur ;
2 - Fluide gazeux ;
3 - Fluide liquide et huile ;
4 - Déshydrateur ;
5 - Orifice d’aspiration de l’huile ;
6 - Sortie vers le compresseur ;
7 - Tamis-filtre ;
8 - Orifice calibré d’aspiration de l’huile ;
9 - Obturateur plastique.

Par contre, sur le circuit BP, une bouteille sert de bouteille-filtre-déshydrateur et permet la vaporisation totale du fluide frigorifique liquide arrivant de l’évaporateur, afin que le compresseur n’aspire que des vapeurs.

L’huile frigorifique séparée du fluide est réaspirée par le compresseur au travers d’un petit orifice calibré (voir n° 8, schéma ci-dessus) sur la tuyauterie interne en partie basse de la bouteille.

Pour obtenir une régulation plus souple, on utilise sur ce système un compresseur à cylindrée variable.

3 - Le régleur de débit

Le schéma, ci-dessous, nous permet d'appréhender les constituants du régleur de débit sur système Harrison :

N'hésitez pas à me poser des questions si le besoin s'en fait sentir.

A bientôt.

Climatisation automobile: les filtres d'habitacles ou filtres à pollen

2011-12-19T16:27:00.001-08:00

Je vais vous parler des filtres d'habitacles.
Ils permettent de séparer mécaniquement les particules en suspension dans l'air mais pas seulement, ces filtres sont importants pour notre santé, ils ont une incidence non négligeable sur la qualité de l'air de notre habitacle.

1 - Un filtre d'habitacle est précieux pour la santé

En roulant dans son véhicule, on peut avoir l'impression que l'on est à l'abri des impuretés mais il ne s'agit que d'une impression : air confiné, renouvèlement moindre de l'air, concentration de véhicules en milieu urbain ... autant de raisons qui font que l'air contenu dans l'habitacle peut être six fois plus pollué que l'air extérieur.
Lorsqu'on parle de filtre à pollen, on fait seulement référence à une des particules filtrées : le pollen. Si chacun connait les effets négatifs de cette particule pour les personnes allergiques, on ignore souvent qu'il ne s'agit pas de la plus nocive.
Poussières ambiantes et végétales, substances chimiques issues de la combustion du carburant, bactéries, poussières d'asphalte, résidus de freins, particules de gaz d'échappement ou industriels, cendres volantes ... sont autant d'éléments également contenus dans l'air qu'il conviendra de filtrer.

2 - Qualité des matériaux et quantité de matière contribuent à la qualité
Le matériau constitutif est important. Un très bon filtre habitacle est en non-tissé et non pas en papier.
Un filtre multicouches offre une meilleure filtration, dont une couche de micro-fibres chargées en électricité statique.
La construction du filtre en "sandwich" assure une haute efficacité. Dans le cas de filtres haut de gamme, on a désormais recours au charbon actif qui a l'avantage, entre autre, d'absorber, en partie, les odeurs. Pour une utilisation hors agglomération, un filtre papier conviendra parfaitement.

Un filtre de qualité est un filtre dont la texture et la quantité de matière filtrante est suffisante. La différence entre deux filtres, pour un même modèle de véhicule peut sur ce point être considérable. Il suffit de mettre cote à cote deux filtres différents destinés au même modèle de voiture, et de compter le nombre de plis :

Le filtre de gauche, ayant manifestement plus de matière, assurera à l'évidence une meilleure filtration que son voisin de droite.

3 - Les différents types de filtres

3.1 - Les filtres simples

Les filtres à particules libèrent l'air ambiant des matières solides et des particules, grâce à leur technique de non-tissés très performante. La poussière, la suie, les produits issus de l'abrasion, le pollen, sont filtrés de l'air en quasi-totalité.
L'air ainsi purifié contribue de manière déterminante au bien être des passagers d'un véhicule en permettant de réduire les effets nocifs, en particulier chez les personnes allergiques et asthmatiques.

3.2 - Les filtres combinés

Ces filtres offrent une protection supplémentaire contre les gaz et les odeurs :

Les filtres combinés retiennent toutes les matières solides avec la même fiabilité que les filtres à particules.
Ils offrent en plus deux avantages importants : leur couche supplémentaire de carbone actif filtre efficacement les gaz nocifs et les odeurs désagréables de l'air ambiant. Les polluants gazeux et les odeurs gênantes sont réduits au minimum dans la voiture, et le confort de conduite ainsi que la protection des passagers s'en trouvent considérablement améliorés.

4 - La maintenance

Comme nous venons de le voir, s'il est important au moment de l'achat de choisir un filtre de qualité qui assurera la meilleure filtration possible, comme pour le filtre à air ou le filtre à huile de votre voiture, il est important de procéder à son remplacement.Au bout d'un certain temps, les impuretés bloquées par le filtre réduisent progressivement son efficacité.
Il faut changer, a minima, son filtre d'habitacle:- une fois par an, ou tous les 15000 kilomètres.
En circulation urbaine très polluée (région parisienne par exemple), on peut aller parfois au changement bi-annuel ou tous les 7500 km.
En suivant ce lien, vous pouvez trouver l'emplacement et la méthode de démontage de vos filtres d'habitacle en sélectionnant votre véhicule:

Votre filtre
Le but n'est pas de pousser à la consommation mais bien de se préserver de nuisances réelles. Pour la santé tout d'abord, pollens, particules nocives et autres proliférations de germes micro biologiques ne sont pas sans conséquences sur nos bronches...

diagrammes

2011-12-19T16:05:00.001-08:00

Diagramme Enthalpique f(h) = log P :

Tracé du cycle frigorifique :

Changement CFC&HCFC

2011-12-19T16:02:00.000-08:00

Pour les Techniciens frigoristes la problématique s'impose toujours et plusieurs questions se posent perpetuellement :

- Quel fluide doit-on utiliser pour substituer le R-xx ?

- Quels sont les changements à faire sur une installation Y fonctionnant au fluide R-xx ?

- le fluide de substitution aura t-il un impacte sur l'installation existante ?

- Doit-t-on changer d'huile ?

- Et à propos de la Puissance Frigorifique ou le COP de l'installation va-t-elle changer ?

Voici des réponses plausibles :

En effet la mise sur le marcher d'une gamme de fluides de substitution et leur évaluation dans le fonctionnement des installations frigorifiques ont commencé à enlever certaines ambiguetés vis-à-vis de ces questions et à rendre les pratiques à adopter pour changer un tel ou un tel fluide beaucoup plus claires. En tous cas on à pas le choix dans cette période de transition en attendant que les recherches nous révellent des Fluides Frigorigènes plus comodes.

Liste des Fluides de substitution :

Changement du R-22 :

Le R-22 est l'HCFC le plus utilisé dans l'industrie et le froid commercial, mais du point de vue environnementale il contiens le Chlore et possède un Effet de serre directe de 1700 kg de CO₂. l'utilisation du R-22 neuf dans les installations frigorifiques sera interdite à partir du 31/12/2009. ce qui implique son remplacement. Néomoins les solutions pour le remplacer sont diverses et dépandent de l'utilisation; la température d'évaporation...

Manuel de procédure :

Il est à noter que la missibilité avec l'huile peut entrainer une réduction d'echange thermique dans l'évaporateur, dont la nécéssité de consulter les fiches constructeurs.

Aussi dans le cas de changement il faut faire attention aux modifications suivantes :

- changement des détendeurs, joints.

- Utilisation des organnes à braser ( risque de fuite trés grand dans le cas des HFC).

- En cas de fuite avec les HFC (mélanges zéotropes) il faut impérativement récupérer le fluide réstant et refaire la charge en phase liquide.

Pour ce qui est des puissances frigorifiques :

Le graphique suivant donne les puissances frigorifiques d'une installation fonctionnant aux plusieurs fluides . Ces puissances sont exprimées par-rappot au R-22 :

Appareils Annexes

2011-12-19T15:59:00.000-08:00

DESHYDRATEUR

Ce deshydrateur comporte une charge fritée dite cartouche solide (3) pressée du côté entrée (1) par un ressort (2) contre la natte de polyester (4), la toile filtrante (5) et la plaque perforée ondulée (6).

La charge ou la cartouche des déshydrateurs se compose de matières qui éliminent efficacement

- l'humidité,

- les acides nuisibles,

- les particules étrangères, les boues et les produits de désintégration de l'huile.

Le choix du déshydrateur doit tenir compte de la charge en fluide frigorigène, et non pas de la puissance frigorifique du compresseur.

Le but du déshydrateur est de maintenir la quantité d'humidité contenue dans le fluide en-dessous de la valeur maximale qui est :

- pour le R134a = 15 mg/kg

- pour le R22 = 60 mg/kg

Mise en place :

- de préférence dans une zone froide (exemple : dans la chambre froide), l'absorption étant meilleure à basse température,

- de préférence verticalement (bien que certains constructeurs admettent actuellement une position horizontale).

- le montage sur la tuyauterie doit s'effectuer, aussitôt que possible, après avoir enlevé les deux capuchons de protection d'extrémités, avant que le produit déshydratant n'absorbe l'humidité de l'air ambiant.

Certains modèles de déshydrateurs peuvent être traversés par le fluide dans les deux sens : ils sont destinés aux climatiseurs ou pompes à chaleur réversible.

LE DESHYDRATANT

DEFINITION :

PROPORTION :

Produit chimique, capable d'absorber l'humidité ou de faire avec elle une réaction chimique.

Dans une installation frigorifique on compte généralement de 5 à 10% de produit déshydratant par rapport au poids de fluide frigorigène (50 à 100 gr. au kg)

DESHYDRATANTS EMPLOYES HABITUELLEMENT

L'alumine activée

Le gel de silice :

Le chlorure de calcium :

Le carbogel :

absorbe l'humidité et les acides, employée avec le SO², le CH³ CL et le fréon 12.

Avec le SO² n'est employée que sur la conduite d'aspiration.

(silicagel), actuellement le plus utilisé et le plus recompandable, s'emploie comme l'alumine activée dont il a sensiblement les mêmes propriétés. Peut être réactivé par chauffage.

sèche par réaction chimique. N'absorbe pas les acides, un excès d'humidité produit une saumaure corrosive. Ne doit en aucun cas être laissé sur les installations plus de quelques jours.

composé ayant les avantages du gel de silice, peut se régénérer indéfiniment par chauffage. S'emploie comme l'alumine activée.

Les Pressostats :

Les pressostats sont utilisés dans les installations

de réfrigération et de conditionnement de l’air

pour assurer une protection contre une pression

d’aspiration trop faible ou une pression de

refoulement trop élevée. il peuvent aussi etre

utlisés pour la régulation dans certaines

pratiques.

il existe deux types de pressostats :

Le pressostat Basse pression ( BP).

le pressostat BP actionne le contacte inverseur lorsque la pression d'aspiration diminue, il est monté sur le tube d'aspiration du compresseur. est principalement utilisé pour les chambres froides; les refroidisseurs de liquide;... Il assure la sécurité ( généralement un pressostat combinée haute et basse pression) aussi bien que la régulation ( régulation pressostatique; système mortreux et pump down).

Le pressostat Haute pression (HP)

le pressostat HP actionne le contacte inverseur lorsque la pression de refoulement augmente au dela d'une valeur déterminée. il est monté sur le coté haute pression de l'installation frigorifique est utilisé pour assurer la sécurité du circuit frigo cotree les surpressions, mais peut aussi être utilisé pour réguler le fonctionnement des ventillos-condenseur ou la pompe d'eau en cas d'un condenseur à eau.

Dessins et principes

Réglage des pressostas :

Pressostats avec réarmement automatique basse pression, BP

- Régler la pression de marche BP sur l’échelle "CUT-IN" (échelle de plage).

- Un tour de la tige basse pression BP ~ 0,7 bar.

- Régler le différentiel BP sur l’échelle "DIFF".

- Un tour de la tige différentielle ~ 0,15 bar.

- La pression d’arrêt BP = la pression de marche BP moins le différentiel.

Nota! La pression d’arrêt BP doit se situer au-dessus du vide absolu (po = -1 bar) Si le compresseur ne s’arrête pas en cas de pressions d’arrêt basses, s’assurer que le différentiel réglé n’est pas trop grand!

Pressostats avec réarmement automatique haute pression, HP

- Régler la pression d’arrêt HP sur l’échelle "CUT-OUT".

- Un tour de la tige haute pression HP ~ 2,3 bar.

- Régler le différentiel HP sur l’échelle "Diff ".

- Un tour de la tige différentielle ~ 0,3 bar.

- La pression de marche HP = la pression d’arrêt HP moins le différentiel.

Utiliser un manomètre pour contrôler la pression de marche et d’arrêt du côté BP et la pression d’arrêt du côté HP.

Pressostats avec réarmement manuel

- Régler la pression d’arrêt sur l’échelle "CUT-OUT" (échelle de plage).

- Pour les pressostats basse pression, le réarmement manuel est possible lorsque la pression est égale à la pression d’arrêt plus le différentiel.

- Pour les pressostats haute pression, le réarmement manuel est possible lorsque la pression est égale à la pression d’arrêt moins le différentiel.

Climatisation automobile : Fonctionnement et entretien

2011-11-26T13:57:00.001-08:00

La question de l'entretien de la clim est, à mon avis, loin d'être anodine.

On entend souvent tout et son contraire, j'ai donc décidé de faire le point
en prenant pour référence uniquement les critères techniquesJ'ai essayé d'être assez concis afin de ne pas être trop rébarbatif.
Dites-moi ce que vous en pensez :

1 - Principes de fonctionnement de la climatisation automobile.

2 - Pourquoi entretenir sa clim ?

3 - Entretien de la climatisation automobile.

4 - Ma clim fonctionne-t-elle correctement ?

1 - Principes de fonctionnement de la climatisation automobile

Le schéma, ci-dessous, nous donne les différents constituants d'une climatisation de voiture. Ensuite, nous verrons à quoi servent chacun d'entre eux :

1.1 - Le compresseur
Il sert à assurer un débit de fluide frigorigène dans le circuit frigorifique (il comprime le gaz basse pression en gaz haute pression).
Le mécanisme du compresseur est lubrifié par une huile spéciale, c'est de l'huile polyalkyleneglycol dites PAG sp10.

-L'embrayage électromagnétique.

1.2 - Le condenseur.

Il permet de refroidir le fluide afin qu’il se transforme en liquide (passage du gaz haute pression en liquide haute pression). L'air extérieur en passant dans le condenseur permet ce changement d'état, aidé en cela par un motoventilateur

1.3 - Le déshydrateur ou bouteille déshydratante

Son rôle est triple :

- assurer la réserve tampon du fluide, ce qui permet d'alimenter constamment
le détendeur en fluide liquide haute pression.
- filtrer le fluide de ses impuretés.
- retenir l'humidité contenue dans le circuit (grâce à des sels de silice).

1.4 - Le détendeur.
Il permet de réduire la pression et, de contrôler le débit du fluide frigorigène dans l'évaporateur telle manière à ce qu'il y ait toujours un mélange liquide vapeur du début à la fin l'évaporateur, permettant ainsi au fluide d'absorber la chaleur de l'air et de se vaporiser totalement il y a donc production de froid.

1.5 - L’évaporateur.

Son rôle est de refroidir et éventuellement de déshumidifier l'air qui pénètre dans l'habitacle du véhicule.

L'air ambiant extérieur, qui pénètre dans l'habitacle en passant sur les ailettes de l'évaporateur perd une partie de sa chaleur , ce qui va permettre au fluide de se vaporiser. L'air est refroidi, tandis que le fluide sort de l'évaporateur à l'état gazeux

L'air, en passant sur les ailettes refroidies, perd de son humidité (si l'humidité extérieure est élevée) qui va se transformer en eau par condensation. Cet air se trouve ainsi déshumidifié et en partie dépoussiéré (les poussières adhèrent à la pellicule d'eau se formant sur l'évaporateur).

Remarque : Il est donc normal de trouver de l'eau qui s'écoule en dessous du véhicule lorsque le système de climatisation est en fonctionnement. (par ex., à Washington, humidité ambiante ramenée de 95 à 45% => 3 l d'eau retirés par heure).

1.6 - Le pressostat.

Il pilote la commande de l'embrayage (c'est à dire la mise en marche du compresseur), du groupe
moto-ventilateur et assure la sécurité haute et basse pression du système.

Placé sur le réservoir déshydrateur, il assure trois fonctions de commutation électrique pour la
sécurité du système de réfrigération, d'où l'appellation « pressostat à 3 niveaux ».

Le pressostat permet de :

- désactiver le compresseur si la pression du gaz réfrigérant est inférieure à environ 1.2 bar (niveau 0), ou supérieure à 32 bars (niveau 2)

- enclencher la deuxième vitesse du motoventilateur de refroidissement moteur si la pression du gaz est supérieure à environ 16 bars (niveau 1).

1.7 - Le thermostat antigel.

Le thermostat antigel ou sonde d'évaporateur est en contact avec l'évaporateur et permet l'arrêt du compresseur si sa température de surface est trop basse afin d'éviter une prise en glace de l'échangeur.

1.8 - Les tuyauteries et raccords.

Ils permettent de véhiculer le fluide frigorigène aux divers organes de l'installation tout en étant résistant à la pression et à la température de ce fluide, ainsi qu'aux agents chimiques externes (huile moteur, acide batterie, produits de salage hivernal de la chaussée, etc.).

Deux types de tuyauteries sont utilisées :

- tuyauterie souple, permettant leur passage aisé dans les endroits restreints et de filtrer les vibrations et les déplacements de l'ensemble moteur par rapport à la carrosserie .

- tuyauterie rigide, en acier cadmié ou en aluminium pour le gaz R 134a, permettant de minimiser l'encombrement par des rayons de courbure moins importants que pour la tuyauterie souple.

2 - Pourquoi entretenir sa clim ?

On entend souvent dire « tant que ça marche, n’y touche pas© ». Mais dans le même temps, il n’y a qu’à voir le nombre de personnes qui présentent un problème avec leur climatisation. Alors Quid de l’entretien ?

Tout d’abord il faut savoir que le circuit de climatisation contient deux composants :

- un gaz, actuellement le R134a (1,1,1,2-tétrafluoroéthane ou C2H2F4). Il n’attaque pas la couche d’ozone (contrairement à l’ancien R12), mais possède lui-même un effet de serre.

- une huile spéciale pour assurer la lubrification du compresseur (PAG SP10).

2.1 - La perte de gaz

Le système est censé être étanche.

La molécule du fluide R 134a, étant plus petite que celle du CFC 12, a tendance à traverser la matière d'étanchéité. Pour vaincre cet inconvénient une deuxième couche à base de nylon a été insérée sur les tuyauteries souples.

Pour tenter de limiter le risque de perte de gaz une climatisation doit tourner au minimum tous les 15 jours (surtout en hiver, au moins pendant 1/2 heure), afin de parfaire la circulation de l'huile (en suspens avec le fluide) pour lubrifier les joints.

2.2 - Le problème de l’eau.

Les huiles PAG sont fortement hygroscopique, c'est à dire qu’elles ont une forte tendance à absorber l’humidité de l’air. Le déshydrateur retient cette humidité mais sa capacité est limitée : maximum 60 gouttes d'eau soit 3 gr d’eau !

Mais le circuit étant censé être étanche et sous pression, d’où peut provenir l’eau ?
- un degré de vide inadéquat ou insuffisant avant la charge du réfrigérant.

Pourquoi l’eau est-elle si dangereuse ?

Schématiquement : - Huile + eau = formation d’acides (acide fluorhydrique). - Acides + métaux = cambouis. - Cambouis = mauvaise lubrification + obstruction du circuit.
Par ailleurs, l’eau n'étant pas soluble dans le fluide, l’eau en excès va se transformer en glace d’où l’obstruction du circuit surtout au niveau du détendeur.

3 - Entretenir sa clim.

3.1 - Le filtre d'habitacle ou filtre à pollen.

Son rôle est d'assurer une filtration efficace de l'air extérieur et ainsi de protéger les occupants du véhicule de divers désagréments : pollen, poussières, suie...
Le problème en cas de non remplacement est qu'il s'obstrue (trop de saletés devant le filtre).

Conséquences :

- Il ne laisse plus passer assez d'air :
il n'y a plus assez d'air donc de chaleur à absorber le fluide frigo s'évapore mal et peut arriver
au compresseur en liquide plutôt qu'en vapeur et ainsi détruire le compresseur.
Conséquence : l'air sortant des bouches de ventilation ne sera pas plus froid.

- Toutes les « saletés » accumulées devant le filtre créent l'effet inverse de celui recherché.
L'air frais de l'extérieur passe en premier dans ce nid de germes et de bactéries qui
finissen inévitablement par passer dans l'habitacle et donc dans nos poumons...

Conclusion : Il est impératif de changer le filtre une fois par an minimum et ne pas hésiter à en changer aussi souvent que nécessaire (tous les 15.000km).

3.2 - La désinfection.

Le climatiseur est en effet une parfaite fabrique de moisissure. Nous avons vu que de part son fonctionnement, l’évaporateur va « créer » de l’eau, en déshumidifiant l’air extérieur. Lors de l'arrêt de la climatisation, la partie inférieure de l'évaporateur, toujours très humide, passe du froid à la température ambiante. Nous sommes donc en présence d'une zone sombre et humide qui se réchauffe, condition idéale pour que les bactéries et les mauvaises odeurs se développent. Lors de la remise en route de la climatisation, une partie de ces bactéries et odeurs sont entrainées avec le flux d'air et contaminent l'ensemble du circuit de ventilation et l'habitacle.

Conclusion:-Il est nécessaire de désinfecter le circuit une fois par an. Il faut se procurer un produit bactéricide et fongicide : clim arrêtée, enlever le filtre, mettre la ventilation au maximum et pulvériser le produit par la grille extérieure et laisser agir .

3.3 - La recharge

C'est l'opération qui consiste à remettre du gaz mais aussi de l'huile dont la fonction, rappelons-le, est essentielle puisqu'il permet, entre autre, de lubrifier le compresseur. Lors d'une recharge l'étanchéité du circuit est également vérifiée.

Conclusion : Si le système de climatisation a une fuite, il faudra faire une recharge de fluide puisque cette fuite entraine un mauvais rendement de la clim.
Cependant cette recharge ne se justifie pas si votre climatisation n'a pas de fuite.Autrement dit, conseiller des recharges périodiques est un non sens si on dispose d'une climatisation totalement étanche

3.4 - Le nettoyage préventif.

Il faut nettoyer une fois par an votre condenseur, s'il est très encrassé avec un karcher (ATTENTION bien protéger avec une bâche tous les appareils électriques du moteur démonter les ventilateurs si nécessaire pour bien accéder au condenseur) pour de l'entretien courant (condenseur pas trop sale) soufflez avec un compresseur d'air ou faite ruisseler de l'eau dessus en faisant attention aux projections d'eau. Ce simple nettoyage permet d'avoir un bon échange thermique au niveau du condenseur et par voie de conséquence d'avoir une pression normale dans le circuit diminuant les risque de casse du compresseur.

4 - Ma clim fonctionne-t-elle correctement ?

Voici les données de température acceptable à la sortie des aérateurs centraux en fonction de la température ambiante à l'exterieur du véhicule au niveau de la grille d'aspiration de l'air , il faut mettre la clim en froid max et vitesse de ventilation médium on peut relever les températures au bout de 10 minutes de fonctionnement de la climatisation.

Ces valeurs permettent d'évaluer si votre climatisation a un problème de charge frigorifique. Bien que cette méthode soit peu précise, elle a le mérite de donner une idée de l'état de la climatisation de votre voiture.

Température amb ext /Température acceptable à la sortie des aérateurs, mettre le régime moteur (à l'arrêt) à 1800 tr/mn :

Température ambiante extérieure / Température à la sortie des aérateurs
15°C / entre 4°C et 8°C
20°C / entre 6°C et 10°C
25°C / entre 8°C et 13°C
30°C / entre 12°C et 16°C
35°C / entre 17°C et 20°C
40°C / entre 21°C et 25°C

Quelques principes de bases en froid/ climatisation automobile

2011-11-26T13:55:00.001-08:00

On voit dans la vie de tous les jours des phénomènes physiques qui nous paraissent simples et sans intérêt particulier, et pourtant...

Tout le monde a déjà vu une casserole pleine d'eau bouillir !
Et bien c'est ce qui se passe dans l'évaporateur de votre voiture, l'eau absorbe la chaleur du bruleur jusqu'à 100° (à 1 bar de pression atmosphérique) puis se vaporise, le fluide frigorigène contenu dans l'évaporateur absorbe la chaleur de l'air puis se vaporise (le 134a se vaporise, pour une voiture, à 0° et 3 bars abs) , cet air étant brassé il en ressort de l'air froid !!

Nous avons tous à un moment ou à un autre sorti une bouteille d'eau fraiche du frigo (pas pour boire le pastis !!! c'est péché ! ) que pouvons nous remarquer ?
De l'eau se forme sur la bouteille, que c'est il passé ?
Eh bien, l'humidité sous forme de vapeur contenue dans l'air de la pièce et se trouvant au plus près de la bouteille froide a vu sa température baisser jusqu'à passer de l'état de vapeur à l'état liquide.
On parle de condensation !

Il se passe la même chose avec le fluide frigorigène qui circule dans le condenseur, à l'aide de ventilateurs qui brassent l'air à travers le condenseur, on retire au fluide frigorigène de la chaleur pour arriver au stade où il passe de l'état vapeur, à l'état liquide !

C'est tout c... non ?

Le circuit frigorifique est un circuit fermé et étanche afin que les changements d'état, que je viens de décrire, se produisent.

Il faut utiliser un fluide frigorigène qui a les caractéristiques physiques adéquates entre autre,
il faut qu'il s'évapore à basse température en absorbant de la chaleur.

Pour faire circuler le fluide frigorigène, on utilise un compresseur, ce compresseur aspire de la vapeur (puisque le liquide est incompressible) venant de l'évaporateur et la comprime pour l'envoyer dans le condenseur :

Maintenant, ça se complique un peu !

Certains d'entre vous ont déjà entendu parler de" l'équation caractéristique des gaz parfaits" :

PV/T=constante

où P = pression, V = volume et T = température

Je vais essayer de faire simple: dans un compresseur lorsque le piston monte, le volume diminue dans le cylindre donc la pression du gaz augmente et la température aussi (on peut le voir avec une pompe à vélo).

Le rapport PV/T = constante est respecté.

Si on fait chuter la pression brutalement grâce à un robinet d'étranglement, la pression baisse, la température baisse et le volume augmente, le rapport est encore respecté.

A FAIRE A L'EXTÉRIEUR LOIN DE TOUTE FLAMME

Prenez une bouteille de butane ou propane pleine et ouvrez trés, trés légèrement la vanne. Mettez une plaque métallique à 10 cm en face du robinet pendant 2 secondes, la plaque est devenue trés froide.

La pression de sortie est basse, sa température aussi et le volume a augmenté (le volume extérieur est plus grand que le volume intérieur de la bouteille)
Il se passe la même chose grâce au détendeur de votre installation :

Le cycle frigorifique

1 - Condenseur
2 - Détendeur
3 - Evaporateur
4 - Compresseur

Fonctionnement:
Dans un circuit frigorifique le fluide est aspiré en basse pression et basse température au compresseur. Il est en phase vapeur.
Le compresseur comprime ces vapeurs en haute pression et haute température. Les vapeurs passent de l'état vapeur à l'état liquide dans le condenseur en évacuant de la chaleur. Nous sommes toujours en haute pression (HP) avec une température assez chaude et à 100% liquide.

Le fluide passe dans le détendeur où sa pression et donc sa température chute, le fluide est à l'état liquide basse pression et basse température, le fluide passe dans l'évaporateur dans lequel il va absorber de la chaleur ambiante et ainsi passer de l'état liquide à l'état vapeur toujours en basse pression et basse température puis, de nouveau être aspiré par le compresseur.

Je m'arrête là pour l'instant. N'hésitez pas à poser des questions si vous en sentez le besoin ! .

Compresseur Scroll

2011-11-25T09:05:00.001-08:00

pompe à chaleur

2011-11-25T09:04:00.000-08:00

Dépannage Electrique

2011-11-25T09:02:00.001-08:00

Données sur les moteurs des compresseurs

Les pannes électriques se localisent principalement au niveau des moteurs électriques ou au niveau de leurs protections (fusible grillé, disjoncteur défectueux, mauvais câblage des circuits électriques de commande et/ou puissance…).
Il ne s’agit pas de passer en revue les principales pannes rencontrées sur la partie électrique des installations frigorifiques mais de pouvoir tester le bon état des moteurs électriques (monophasés et triphasés) présents sur ces installations ainsi que de connaître comment les raccorder.

Moteurs monophasés

Ils équipent généralement les équipements de petites puissances (réfrigérateurs, congélateurs, climatiseurs, splits system…), l’accent est mis ici sur les moteurs électriques alimentant les compresseurs.

Ces moteurs sont constitués de deux enroulements en général :

- l’enroulement principal (P : principal ou R : Run)

- l’enroulement auxiliaire ou de démarrage (A : Auxiliaire ou S : Start)

L’enroulement auxiliaire est prévu pour permettre le démarrage, sa résistance est plus élevée que celle de l’enroulement principal.

Les mesures de résistances des enroulements d’un bornier d’un compresseur hermétique monophasé permet de diagnostiquer l’état du compresseur (moteur électrique en bon état ou moteur grillé).

Pour tester les enroulements, la démarche à suivre est la suivante :

1/ débrancher tous les fils d’alimentation du moteur (il faut prendre les dispositions nécessaires « repérages » pour permettre le re-câblage correct)

2/ à l’aide d’un ohmmètre (petit calibre), mesurer les résistances entre les trois bornes, pour un compresseur en bon état et suivant les désignations des figures en bas on doit avoir :

A ) entre 1 et 2 (ou encore entre C et A) : quelques ohms à quelques dizaines d’ohms (résistance de valeur intermédiaire)

B) entre 1 et 3 (ou encore entre C et P) : quelques ohms à quelques dizaines d’ohms (résistance la plus faible)

C) entre 2 et 3 (ou encore entre A et P) : une résistance égale à la somme des 2 précédentes résistances (résistance la plus forte)

Un enroulement d’un moteur classique a une résistance maximum de quelques dizaines d’ohms pour les petits moteurs et de quelques dixièmes d’ohms pour les plus gros moteurs.

La plupart des défauts électriques des compresseurs « moteur grillé » a pour origine une surintensité qui peur résulter d’une surchauffe excessive et les origines possibles sont les suivantes :

A/ origines électrique (chute de tension prolongée, surtension, mauvais réglage des sécurités, connections électriques mal serrées…)

B/ origine frigorifique (HP trop élevée, présence d’acides dans le circuit…)

C/ origine mécanique (grippage provoqué par un manque d’huile…)

Un moteur est dit grillé lorsqu’il présente un des défaut suivants :

- un enroulement est coupé : l’ohmmètre indique une résistance importante au lieu d’indiquer une valeur normale (utiliser un calibre fort)

- il y’a un court-circuit entre 2 enroulements : l’indication de l’ohmmètre sera très faible, voir nul, suivant la position exacte du court-circuit, les 3 mesures donneront des valeurs faibles mais différentes entre elles

- un enroulement est à la masse : si la masse est franche, l’ohmmètre placé entre une borne du moteur et la carcasse donne une résistance nulle ; la résistance d’isolement d’un moteur neuf peut atteindre 1000 MΩ, cette résistance diminue avec l’âge et on considère qu’à partir de 1 MΩ, il faut envisager le remplacement du moteur et qu’en dessous de 500 kW, le moteur n’est plus utilisable.

Il faut noter qu’un bon contrôle d’isolement s’effectue à l’aide d’un ohmmètre à magnéto ou d’appareil approprié qui permet le contrôle de la résistance d’isolement en utilisant une tension continue (par exemple 500 V au lieu de quelques volts pour un ohmmètre classique).

Cette technique permet de déceler les mises à la masse plus ou moins franches qui apparaissent à la mise sous tension du moteur et qui peuvent provoquer une coupure par le disjoncteur différentiel.

Un moteur grillé doit être remplacé ou rembobiner (rebobiner).

Les condensateurs

Les condensateurs sont utilisés en association avec l’enroulement auxiliaire des moteurs monophasés des compresseurs pour permettre leur démarrage en créant un déphasage électrique (obtention d’un couple de démarrage du moteur).

Deux types de condensateurs sont utilisables sur les moteurs des compresseurs :

1/ les condensateurs de marche (en papier) qui ont une faible capacité (rarement plus d’une trentaine de μF) et des dimensions importantes, ils sont conçus pour rester sous tension en permanence sans aucun échauffement excessif

2/ les condensateurs de démarrage (électrolytiques) ont par contre une importante capacité (pouvant dépasser 100 μF) mais des dimensions plus faibles ; ils ne doivent pas rester sous tension sinon ils s’échauffent et peuvent exploser, en général leur mise sous tension ne doit pas dépasser 5 secondes et 20 démarrages à l’heure est un seuil maximum).

Les défauts possibles sur un condensateur sont :

le condensateur peut être coupé : l’ohmmètre placé(avec un fort calibre) à ses bornes indique l’infini, tout se passe alors comme si le condensateur n’existe pas et l’astuce de démarrage n’existe plus, le moteur ne démarrera pas ou bien fonctionnera mal

le condensateur est en court-circuit : l’ohmmètre (sur calibre faible) indique une valeur nulle ou une résistance très faible, le moteur peut démarrer dans certains cas mais dans la majorité des cas, le moteur ne démarrera pas ou bien le fonctionnement sera caractérisé par des coupures en sécurité thermique

le condensateur peut être à la masse : le courant de fuite peut alors provoquer l’arrêt du système pas disjoncteur différentiel, cette panne peut se produire lorsque l’enveloppe du condensateur est métallique, la résistance mesurée entre une borne et la carcasse tend vers O au lien d’indiquer l’infini, le test doit s’effectuer sur les 2 bornes

la capacité réelle du condensateur est trop faible : la valeur réelle du condensateur est inférieure à la capacité indiquée en tenant compte des tolérances de fabrication, le condensateur ne jouera pas pleinement son rôle et il se peut que le moteur ne démarre pas

il convient de noter que la mise en place d’un condensateur de capacité élevée à la capacité nécessaire peut entraîner également des problèmes de non démarrage du moteur

Un condensateur est caractérisée par :

- sa capacité : elle est indiquée de manière visible sur le condensateur en microfarad (μF ou uF ou MFD ou MF selon les constructeurs) avec la tolérance de fabrication

- la tension indiquée sur le condensateur : elle indique la tension maximale sous laquelle il peut être utilisé, bien entendu le condensateur est utilisable pour des tensions inférieures à cette valeur.

Par exemple l’indication 20 μF ±10% - 240 V sur un condensateur signifie que la capacité du condensateur est comprise entre 18 et 20 μF, de plus il est utilisable pour une tension maximale de 240V, ce sera donc un condensateur utilisable sous une tension d’alimentation de 220 V mais en aucun cas sous une tension de 380 V.

Un condensateur même débranchée peut avoir à ses bornes une tension de valeur égale à sa tension d’alimentation : un condensateur branché sur un installation en 220 V peut avoir 220 V à ses bornes.

Il convient donc de le manipuler avec soin, il est impératif de le décharger (court-circuitage des bornes à l’aide d’un tournevis à manche isolée) toute mesure.

Si l’ohmmètre permet de déterminer certains défauts du condensateur, la détermination de la capacité réelle nécessite un montage approprié qui consiste à alimenter (mise sous tension très brève) le condensateur et en mesurant l’intensité qui y circule à l’aide d’un pince ampèremétrique.

La capacité réelle du condensateur (en μF) est d’environ 14 fois l’intensité mesuré (en A) sous une tension électrique de 220 V, elle est d’environ 25 fois sous une tension de 380 V.

Ce facteur est tiré de la relation suivante (puissance aux bornes du condensateur) :

avec :

C : la capacité du condensateur

I : intensité circulant dans le condensateur

w :pulsation du réseau électrique

U : tension du réseau électrique

f : fréquence du réseau électrique (50 Hz)

Les condensateurs utilisés sur les moteurs électriques monophasés des compresseurs sont montés en association avec des relais de démarrage parmi lesquels, on distingue :

- le relais d’intensité (SIR)

- le relais de tension (CSR)

- le démarrage par résistances CTP (coefficient de température positive). (PTCSIR)

Ces montages électriques sont effectués sur la base de schémas type et/ou suivant les préconisations du constructeur de ces relais.

Moteurs électriques triphasés

Enroulements des moteurs triphasés

Les moteurs électriques triphasés utilisés sur les compresseurs se retrouvent sur toutes les gammes de puissances (petite à grande).

En rappel, le couplage des moteurs électriques (moteurs couramment employés) s’effectue soit en triangle, soit en étoile suivant les indications de la plaque signalétique et suivant le réseau électrique en place.

Par exemple, les indications de la plaque signalétique suivante (voir figure ) supposent l’utilisation suivante :

1/ couplage en Δ : alimentation en 220 V triphasé, intensité tiré sur le réseau de 1.7 ampères par phase

2/ couplage en Y : alimentation en 380 V triphasé, intensité tiré sur le réseau de 1 ampère par phase.

La puissance du moteur électrique est indépendante du couplage adopté.

Il faut se rappeler qu’un moteur électrique est toujours couplé en Δ pour la plus faible des 2 tensions indiquées sur la plaque signalétique et en Y pour la plus haute des 2 tensions.

*Cablage des Enroulement du Moteur 3 phasé*

Pour s’assurer du bon état des enroulements électriques, il convient d’enlever les barrettes de couplage du moteur (en prenant soin de l’avoir bien noté ou mémorisé auparavant) et d’effectuer les différents tests (comme pour le test des enroulements des moteurs monophasés) à l’aide d’un ohmmètre.

Lorsque le moteur électrique est en bon état, les constatations suivantes sont observées :

- les résistances des 3 enroulements (entre les bornes U-X, V-Y, W-Z) sont rigoureusement identiques

- les résistances sont infinies entre U-V, V-W, W-Z.

Autrement, il faut rechercher l’origine de la panne :

- court circuit entre 2 enroulements

- enroulement coupé

- enroulement à la masse

Le moteur est alors grillé et il faut procéder à son remplacement ou à un rembobinage (rebobinage).

Démarrage des moteurs électriques triphasés

Pour les moteurs de petites puissances, le démarrage des moteurs s’effectue en direct (démarrage direct), par contre pour les gros moteurs, il fait appel à des artifices de démarrage pour limiter l’appel de courant important (surintensité entraînant le grillage du compresseur) lors de cette phase.

Plusieurs techniques sont adoptées parmi lesquelles on peut citer :

- Le démarrage directe (cliquer sur afficher pour voir l'animation en pièces jointes en bas)

- Le démarrage étoile triangle

- Le démarrage par autotransformateur

- Le démarrage statorique à résistance.

- le démarrage Part Winding (démarrage à enroulements fractionnés)

- le démarrage avec moteur électrique à 2 vitesses

( Les schémas des démarrages des moteurs triphasés sont dans cette page voir)

Les moteurs à démarrage Part Winding

Il s’agit de moteur spécialement bobiné comme s’il s’agissait d’un moteur comprenant 2 sous moteurs, chacun de ces «sous- moteurs» étant alimenté par un bobinage, ces 2 bobinages étant complètement indépendants.( le rotor est lui aussi bobiné)

Le démarrage s’effectue comme suit :

1/ démarrage du premier sous moteur (mise sous tension du premier bobinage)

2/ démarrage du deuxième sous moteur (maintien de l’alimentation du premier bobinage et mise sous tension du deuxième bobinage)

Il s’agit en général de moteurs mono-tension, le couplage interne en Y ou en étant réalisé au moment de la fabrication.

Il existe des moteurs PW du type 50% 50% mais également du type 66% 33%.

Autrement dit le premier temps (1^er sous moteur) et le deuxième temps (2^ème sous moteur) représente chacun la moitié de la puissance totale du moteur (moteurs PW du type 50% 50%) tandis que pour le type 66% 33%, le premier moteur représente le double de la puissance du deuxième moteur.

Les schémas de câblage des enroulements généralement donnés sur le couvercle du capot des enroulements ou dans la documentation technique doivent permettre un identification sans équivoque des différents bornes, autrement un repérage des 6 bornes sur le bornier du moteur s’impose.

En désignant par 1, 2, 3 le repérage des bornes du premier bobinage (premier moteur) et par 4, 5, 6 le repérage des bornes du deuxième bobinage (deuxième moteur), le constat suivant doit être observé :

- les résistances des enroulements entre 1-2, 2-3, 3-1 sont identiques

- les résistances des enroulements entre 4-5, 5-6, 6-1 sont identiques pour le type 50% 50%, pour le type 66%, 33%, elles sont plus importantes par rapport aux valeurs mesurées pour le premier bobinage

- il ne doit avoir aucune communication entre les 3 bornes de droite et les 3 bornes de gauche

Il convient de s’assurer qu’au moment du passage au deuxième temps, le câblage est tel que le moteur continue à fonctionner dans le même sens sinon tout « explose ».

Dépannage frigorifique

2011-11-25T09:00:00.001-08:00

L’expérience du dépannage frigorifique sur les installations de froid commercial et de climatisation permet de classer les pannes frigorifiques en huit grandes familles comme suit

les quatre premières pannes se caractérisent par une BP anormalement faible

1/ la panne du détendeur trop petit (la puissance du détendeur est insuffisante)

2/ la panne du manque de charge en FF (le circuit frigorifique ne contient pas assez de FF)

3/ la panne de la pré-détente (pré-détente indésirable sur la ligne liquide avant le détendeur)

4/ la panne de l’évaporateur trop petit (la puissance frigorifique de l’évaporateur est insuffisante)

5/ la cinquième panne se caractérise par une BP élevée avec une puissance frigorifique faible ; c’est la panne du compresseur trop petit, la puissance du compresseur est insuffisante

les trois dernières pannes se caractérisent par une HP anormalement élevée

6/ la panne de l’excès de charge (il y’a trop de FF dans le circuit frigorifique)

7/ la panne des incondensables (il y’a un excès important d’incondensables dans le circuit)

8/ la panne du condenseur trop petit (la puissance du condenseur est insuffisante)

Quelque soit la panne, elle se caractérise par une production frigorifique faible par rapport à la puissance normale.

Panne du détendeur trop petit

Il est souvent consécutif a une mauvaise sélection du détendeur thermostatique (buse trop petite). Le détendeur ne laisse pas passer assez de FF dans l’évaporateur, la dernière goutte de liquide va apparaître très trop à l’intérieur de l’évaporateur, la SH des vapeurs à la sortie de l’évaporateur va être importante, la température du FF à l’aspiration du compresseur sera élevée et par conséquent celle du FF au refoulement également.

Le compresseur peut aspirer plus de vapeurs que l’évaporateur en produit, la BP devient anormalement faible. Le carter du compresseur sera anormalement chaud.

La BP a tendance à chuter tandis que la température du fluide à refroidir à l’entrée de l’évaporateur augmente, l’écart maximal de température de l’évaporateur sera important.

Le condenseur devient potentiellement surpuissant et puisque la puissance frigorifique produite est faible (manque de FF dans l’évaporateur), l’excédent de FF se retrouve dans le condenseur, le SR sera très bon.

Il ne faut cependant pas confondre cette panne avec celle de la pré-détente qui se caractérise par une différence de température entre le départ de la conduite liquide et l’entrée du détendeur.

Lorsque la panne du détendeur est localisé avec certitude,il faut rechercher la cause exacte qui peut être parmi les causes suivantes :

- détendeur mal sélectionné

- détendeur trop fermé à la suite d’un mauvais réglage

- train thermostatique du détendeur percé ou prévu pour un autre FF

- détendeur grippé mécaniquement

- filtre à l’entrée du détendeur colmaté…

Panne du manque de charge

Lorsqu’il manque de FF dans l’installation, il en manque également dans tous les organes de l’installation, en particulier dans les organes principaux.

L’évaporateur sera mal alimenté en FF et les répercussions que celles de la panne du détendeur trop petit seront observées.

Le condenseur devient surpuissant mais comme il manque de FF dans le condenseur également, la tuyauterie liquide sera mal remplie d’où la présence de FF gazeux dans cette tuyauterie, le SR sera pratiquement nul et des bulles devront apparaître sur le voyant liquide.

La présence de bulles au niveau du voyant liquide n’implique pas forcement un manque de charge en FF, cependant un maque de charge se traduit toujours par la présence de bulles au niveau du voyant liquide.

Panne de la pré-détente

Il s’agit d’une panne consécutive à une détente du FF sur la ligne liquide avant le détendeur à proprement parlé.

Par exemple lorsque le filtre-déshydrateur est bouché, il s’oppose au passage du FF liquide et peut provoquer une chute de pression importante (suivant l’importance du colmatage), cette chute de pression peut être comparable à celle créée par la « détente normale », on peut retrouver alors un mélange de liquide et de vapeur à la sortie du filtre-déshydrateur et le voyant liquide va « buller ».

Il s’ensuit un manque de FF liquide à l’entrée du détendeur et par suite une mauvaise alimentation en FF de l’évaporateur avec les mêmes symptômes que ceux de la panne du détendeur trop petit. Ces deux pannes diffèrent par le fait qu’il y’a une différence de température sur la ligne liquide pour la panne de la pré-détente.

Panne de l’évaporateur trop petit

Cette panne caractérise toutes les pannes provoquant une réduction anormale de la puissance de l’évaporateur. L’évaporateur produisant moins de vapeurs que le compresseur peut en aspirer, la BP va diminuer fortement.

Les échanges entre le FF liquide contenu dans l’évaporateur et le fluide à refroidir ne s’effectuent pas correctement, l’écart de température sur le fluide augmente, le fluide n’est plus refroidi correctement, le FF n’est plus totalement vaporisé, la SH est faible et il y’a des risques de coup de liquide, tout se passe comme si le détendeur devenait surpuissant.

Le condenseur devient potentiellement surpuissant puisque la puissance frigorifique produite est faible, le SR sera plutôt bon.

Ces pannes peuvent avoir 2 origines

A- le manque de débit d’air sur l’évaporateur : la vitesse de circulation du fluide (l’air) étant faible, le fluide (l’air) reste plus en contact avec les surfaces d’échange, la température de sortie du fluide diminue alors que celle à l’entrée augmente, l’écart de température sur le fluide est donc important

B- l’évaporateur est encrassé : le fluide est moins bien refroidi et la différence de température sur le fluide sera plutôt faible

La panne de l’évaporateur trop petit peut avoir plusieurs causes (évaporateur à air) :

- les tubes et les ailettes de l’évaporateur sont encrassés

- les filtres à air sont sales

- la courroie du ventilo évaporateur patine ou est cassée

- la perte de charge du réseau aéraulique de l’évaporateur est trop importante

- la circulation se fait mal dans la chambre froide

- l’un des ventilateurs de l’évaporateur ne fonctionne plus

- le ventilateur de l’évaporateur tourne à l’envers…

Il est à noter que le sens de circulation de l’air est inversé pour un ventilateur du type hélicoïde lorsque que le ventilateur tourne à l’envers, pour un ventilateur centrifuge, le sens de circulation reste inchangé ; par contre le débit d’air et la pression aéraulique fournie diminuent fortement.

Panne du compresseur trop petit

Cette panne regroupe toutes les anomalies susceptibles de provoquer une perte de puissance du compresseur.

Par exemple, lorsque le compresseur perd de la puissance (un cylindre sur deux en fonctionnement, l’autre étant hors service), tout se asse comme si l’évaporateur produit plus de vapeurs de FF que le compresseur ne peut aspirer, la BP va augmenter fortement.

Le débit massique de FF en circulation étant réduit, la puissance frigorifique va diminuer également.

Le détendeur devient surpuissant et il y’a des risques de coups de liquide, la SH sera faible.

La quantité de FF vapeur aspirée étant réduite, le compresseur sera moins bien refroidi et son carter sera plutôt chaud. L’énergie électrique consommée par la compresseur va diminuer.

Le condenseur devient surpuissant, le SR sera bon.

- La liste suivante fait le point de quelques pannes du compresseur trop petit :

- clapet cassé ou non étanche

- bris de clapet

- compresseur est sous dimensionné par rapport à l’évaporateur…

Panne de l’excès de charge

Le détendeur thermostatique réglant le niveau de FF dans l’évaporateur, le lieu de prédilection pour l’excès de charge est la bouteille liquide et dans une moindre mesure le condenseur.

En cas d’excès de charge, le niveau de liquide va augmenter dans la bouteille liquide puis dans le condenseur, réduisant ainsi la surface d’échange du condenseur.

La condensation des vapeurs de FF va mal se passer avec comme répercussion une augmentation de la HP.

Par contre le FF liquide qui se trouve dans le condenseur et dans la bouteille liquide va rester plus en contact avec le fluide de refroidissement (ambiance), ce qui va lui assurer un bon SR.

L’augmentation de la HP entraîne une réduction du débit massique de FF aspiré par le compresseur et par suite une diminution de la puissance frigorifique.

Le détendeur devient surpuissant à cause de l’augmentation de la HP et la SH des vapeurs à la sortie de l’évaporateur sera normale, voir faible.

Remarque : si l’une des pressions de fonctionnement (BP ou HP) varie dans un sens, l’autre pression a toujours tendance à varier dans le même sens sauf dans le cas de la panne du compresseur petit ou la HP descend pendant que la BP augmente.

L’augmentation de la HP va entraîner une consommation électrique plus importante et l’écart de température maximale sur le condenseur sera plutôt élevé.

Il est préférable d’effectuer le test des incondensables pour ne pas confondre la panne de l’excès de charge avec la panne des incondensables, ces 2 pannes présentant pratiquement les mêmes symptômes.

Panne des incondensables

Les incondensables sont les gaz indésirables (air, azote…) qui sont dans le circuit frigorifique.

Ils sont généralement piégés en partie haute de la bouteille liquide et ils augmentent artificiellement la pression HP (loi de Dalton).

Les symptômes sont les mêmes que ceux de la panne de l’excès de charge. Seul le test des incondensables permet de différencier ces deux pannes.

Le test des incondensables s’effectue comme suit :

1- ramener tout le FF dans la bouteille liquide (ou condenseur) par un fonctionnement du type « Pump Down »

2- forcer la circulation du fluide de refroidissement (par exemple mettre en marche le ventilo-condenseur dans le cas d’un condenseur à air) pendant un certain temps (1/4 d’heure)

3- mesurer la température du fluide de refroidissement (température de l’air dans le cas d’un condenseur à air)

4- comparer cette température à l’indication de la température du manomètre HP

- si les indications respectives du manomètre HP et du thermomètre coïncident à environ 2°C, il n’y a pas d’incondensables dans le circuit frigorifique

- si la température indiquée par le manomètre dépasse de plus de 2°C à celle du thermomètre, il y’a des traces d’incondensables qui sont d’autant plus importants que l’écart est plus grand

- si la température indiquée par le manomètre est inférieure de plus de 2°C à celle du thermomètre, cela veut dire que le circuit est sous chargé en FF, voir complètement vide

La purge est possible lorsque la bouteille liquide comprend un purgeur e partie haute ou en créant une purge sur le raccord d’entrée si il n’est pas brasé.

Autrement, il faut vider (récupérer), tirer au vide et recharger le circuit en FF.

Panne du condenseur trop petit

Cette panne caractérise toutes les pannes provoquant une réduction anormale de la puissance du condenseur. Le condenseur n’assurant plus un bon refroidissement des vapeurs de FF, la HP va augmenter fortement.

Les échanges entre les vapeurs de FF dans le condenseur et le fluide de refroidissement ne s’effectuent pas correctement, la température du fluide de refroidissement à la sortie du condenseur diminue de même que l’écart de température sur le fluide. Les vapeurs de FF ne sont pas totalement condensées et le SR est très faible, voir inexistant. Dans certains cas, le voyant liquide peut même « buller » bien que la charge en FF soit correcte.

L’augmentation de la HP entraîne une réduction de la puissance frigorifique et tout se passe comme si le détendeur devenait surpuissant, la SH sera normale, voir faible.

A cause de la HP élevée, la consommation électrique du compresseur est plus importante et le débit massique de FF véhiculé par le compresseur diminue.

Le compresseur aspirant moins de FF qu’il en peut, la BP va augmenter.

Ces pannes peuvent avoir 2 origines :

- A - le manque de débit d’air sur le condenseur : la vitesse de circulation du fluide (l’air) étant faible, le fluide (l’air) reste plus en contact avec les surfaces d’échange, la température de sortie du fluide augmente, l’écart de température sur le fluide est donc important

-B- le condenseur est encrassé : la température du fluide à la sortie du condenseur est inférieure à la normale, la différence de température sur le fluide sera plutôt faible

La panne du condenseur trop petit peut avoir plusieurs causes (condenseur à air) :

- les tubes et les ailettes du condenseur sont encrassés

- l’emplacement du condenseur est mal choisi

- la courroie du ventilo-condenseur patine ou est cassée

- la perte de charge du réseau aéraulique de l’évaporateur est trop importante

- il y’a un recyclage de l’air chaud sur le condenseur

- l’un des ventilateurs du condenseur ne fonctionne plus

- le ventilateur de l’évaporateur tourne à l’envers…

Schéma de synthèse des pannes frigorifiques

Climatisation Automobile

2011-11-25T08:59:00.000-08:00

La climatisation automobile fonctionne de la même manière qu'un réfrigérateur, c'est à dire le même principe de fonctionnement qu'une installation frigorifique. les appareils principeaux sont les mêmes avec une diffèrence dans la concéption biensur.

1 - compresseur

- Il compresse le gaz basse pression de 3 bar à 16 bar.
- le gaz haute pression sort à une température d'au moins 80°C.
- La compression se fait en général par l'intermédiaire de 7 pistons commandé par un plateau oscillant.
- Les clapets d'aspiration et de refoulement sont montés sur une plaque à l'arrière du compresseur.
- Un compresseur qui fuit par son joint spy (derrière la poulie) est en principr non-réparrable. En effet les constructeurs considèrent que un joint spy qui fuit a chauffé, donc il a usé la portée et il sera pour toujours non-étanche.
Il faut considérer que les fluides frigorigènes sont de trés petites molécules qui s'échappent trés facilement.

- Quand le compresseur est à l'arrêt, sa poulie est folle et tourne entrainée par le moteur.
- Un embrayage électro-magnétique solidarise la poulie au compresseur à la demande.
- La consomation électrique de l'embrayage est de l'ordre de 43 Watt (3 Ampères)

voire la vidéo suivante

Embrayage du compresseur libre

Embrayage du compresseur

1)corps de compresseur ;
2)rotor à cames équilibrées ;
3)plateau de commande des bielles et pistons ;
4)pistons avec segments ;
5)engrenage guide ;
6)bouchons de remplissage et de contrôle du niveau d’huile ;
7)culasse en alliage léger ;
8)siège de clapets d’admission et de refoulement ;
9)joint de culasse ;
10)clapets d’admission et de refoulement ;
11)couvercle porte palier d’arbre ;
12)joint torique d’étanchéité ;
13)bague d’étanchéité frontale ;
14)chemins de roulement ;
15)raccords d’entrée et de sortie du fluide ;
16)bobinage de l’embrayage ;
17)poulie d’entraînement ;
18)plateau de liaison

le condenseur :

il dégage la chaleur par un échange thérmique favorisé par la vitesse d'air qui le parcoure.
il est placé généralement avant le radiateur de l'automobile.

le détendeur :

le détendeur provoque une chute de pression du fluide frigorigène.
ce type de détendeur possède un orifice qui sert au retour des vapeur vers le compresseur

- il est monté dans l'éspace séparant la partie moteur et le compartiment sous le tableau de bord.

Evaporateur

- Monté dans le bloc chauffage il est équipé d'ailettes pour augmenter sa surface d'échange.
- Il est précédé du détendeur qui libère la pression à son entrée.
- La détente du fluide va provoquer sa vaporisation et celle-ci à besoin de chaleur pour avoir lieu.
- Donc l'évaporateur absorbe la chaleur et provoque du froid.
- L'air qui est refroidi par l'évaporateur, en se refroidissant, perd son humidité, laquelle se transforme en eau. (un évaporateur peut condenser jusqu'à 3 litres d'eau à la minute). C'est pour cette raison que les blocs chauffages sont équipés d'évacuations d'eau dans leur partie inférieure.Quand la climatisation fonctionne, de l'eau coule sous le véhicule.

le réservoir déshydrateur :

En plus de la fonction du déshydrateur il accumule le fluide frigorigène.

le pressostat :

Il est placé sur le circuit haute pression. - Il a 2 fonctions:

- Permettre le fonctionnement du compresseur dans une plage de pression entre 2 et 32 bar ( 2 bar > fonctionnement < 32 bar )
ceci pour la sécurité de l'installation.
- Déclencher le motoventilateur 13 bar pour la 1° vitesse et 16 bar pour la seconde ( souvent la 1° vitesse se met en fonctionnement en même temps que le climatiseur)

- Les pressions sont données pour information,elles peuvent différer d'un modèle à l'autre.
- Le remplacement du pressostat ne nécessite pas de vider le circuit. Une valve d'isolation obture le circuit lors de sa dépose.

Climatisation ; consommation du moteur; et écologie

Selon l'ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie) 06/2003
- La consommation d'un véhicule climatisé est d'environ 25 à 35% en ville et de 10 à 20% sur route supérieur à un véhicule non climatisé.
soit ramené à l'année 5% de CO₂ en plus.
Il faut considérer l'énergie prise pour compresser le fluide, mais aussi l'énergie électrique (non négligeable), l'embrayage du compresseur, le ventilateur de refroidissement moteur et le ventilateur de "chauffage".Cette énergie électrique est prise sur l'alternateur qui ne donne pas d'électricté sans prendre l'énergie équivalente sur le vilebrequin.
Les rejets de fluides dans l'atmosphère (fuites, maintenace, fin de vie du véhicule) correspondent à un équivalent de 10 à 20g/km (1 gramme de "R 134 a" correspond à 1300 g de CO₂ sur l'effet de serre)
- L'ADEME estime à 3kg de CO₂ en plus au 100km dû à la climatisation.

- Cette sur-consomation est dûe en premier lieu au fonctionnement du compresseur
Mais il ne faut pas oublier tous les accessoires électriques mis en fonctionnement en même temps que le climatiseur:
* L'embrayage du climatiseur
* Le ventilateur du condenseur
* Le ventilateur de l'évaporateur

La Climatisation

2011-11-25T08:56:00.001-08:00

La climatisation ou le conditionnement d'air est une opération qui consiste à changer les paramêtres de l'air ( température; chaleur; humidité...) en vue d'obtenir le confort. Par habitude dans les saisons froides on a besoin de chauffer les locaux, tandis qu'en saison chaude on a tendance plutot à refroidir l'air ambiant. C'est ainsi que les professionnels de la climatisation ont conçu une gamme de produits et appareils déstinés au traitement d'air qui sont regroupés en deux grandes catégories :

1 - les climatiseurs individuels ( gamme résidentielle).

2 - les climatiseurs centralisés ( gamme tertiaire ou CTA centrale de traitement d'air).

Climatiseurs Individuels :

les climatiseurs individuels sont des appareils déstinés à traiter l'air d'un local de faible volume ( salle , petit magazin....) dans cette gamme de produit on trouve :

- Climatiseur Monobloc : tout les appareils sont groupés dans un seul caisson.

- Climatiseur Split Système : composé de deux unités unité intérieur et unité extérieur.

unité extérieur unité intérieur

Fonctionnement d'un climatiseur individuel :

les climatiseurs sont soit froid seul soit reversibles ( froid et chauffage)

La climatisation centralisée :

une centrale de traitement d'air doit en principe fonctionner toute l'année, c'est à dire chauffer et humidifier l'air en hiver et refroidire et deshumidifier l'air en été en plus de la ventillation ; filitration et renouvlement d'air.

Une CTA est composée d'une batterie froide ; une batterie chaude ; un laveur d'air (humidificateur) ; d'un ventillateur ; d'un filtre ; des gaines de souflage et de reprise d'air et d'un caisson de mélange d'air. ( voir figure ci-dessous)

- l'alimentation de la batterie froide peut être par le fluide frigorigène lui-même c'est le cas d'une CTA à détente directe ( voir figure ci-dessous)

- aussi la batterie froide peut être refroidie par eau avec notamment l'utilisation d'une vanne à 3 voies comme montré dans la figure ci-dessous :

Appareils Annexes

2011-11-25T08:55:00.001-08:00

DESHYDRATEUR

La charge ou la cartouche des déshydrateurs se compose de matières qui éliminent efficacement

- l'humidité,

- les acides nuisibles,

- les particules étrangères, les boues et les produits de désintégration de l'huile.

Le choix du déshydrateur doit tenir compte de la charge en fluide frigorigène, et non pas de la puissance frigorifique du compresseur.

Le but du déshydrateur est de maintenir la quantité d'humidité contenue dans le fluide en-dessous de la valeur maximale qui est :

- pour le R134a = 15 mg/kg

- pour le R22 = 60 mg/kg

Mise en place :

- de préférence dans une zone froide (exemple : dans la chambre froide), l'absorption étant meilleure à basse température,

- de préférence verticalement (bien que certains constructeurs admettent actuellement une position horizontale).

Certains modèles de déshydrateurs peuvent être traversés par le fluide dans les deux sens : ils sont destinés aux climatiseurs ou pompes à chaleur réversible.

LE DESHYDRATANT

DEFINITION :

PROPORTION :

Produit chimique, capable d'absorber l'humidité ou de faire avec elle une réaction chimique.

Dans une installation frigorifique on compte généralement de 5 à 10% de produit déshydratant par rapport au poids de fluide frigorigène (50 à 100 gr. au kg)

DESHYDRATANTS EMPLOYES HABITUELLEMENT

L'alumine activée

Le gel de silice :

Le chlorure de calcium :

Le carbogel :

absorbe l'humidité et les acides, employée avec le SO², le CH³ CL et le fréon 12.

Avec le SO² n'est employée que sur la conduite d'aspiration.

(silicagel), actuellement le plus utilisé et le plus recompandable, s'emploie comme l'alumine activée dont il a sensiblement les mêmes propriétés. Peut être réactivé par chauffage.

sèche par réaction chimique. N'absorbe pas les acides, un excès d'humidité produit une saumaure corrosive. Ne doit en aucun cas être laissé sur les installations plus de quelques jours.

composé ayant les avantages du gel de silice, peut se régénérer indéfiniment par chauffage. S'emploie comme l'alumine activée.

Les Pressostats :

Les pressostats sont utilisés dans les installations

de réfrigération et de conditionnement de l’air

pour assurer une protection contre une pression

d’aspiration trop faible ou une pression de

refoulement trop élevée. il peuvent aussi etre

utlisés pour la régulation dans certaines

pratiques.

il existe deux types de pressostats :

Le pressostat Basse pression ( BP).

Le pressostat Haute pression (HP)

Dessins et principes

Réglage des pressostas :

Pressostats avec réarmement automatique basse pression, BP

- Régler la pression de marche BP sur l’échelle "CUT-IN" (échelle de plage).

- Un tour de la tige basse pression BP ~ 0,7 bar.

- Régler le différentiel BP sur l’échelle "DIFF".

- Un tour de la tige différentielle ~ 0,15 bar.

- La pression d’arrêt BP = la pression de marche BP moins le différentiel.

Pressostats avec réarmement automatique haute pression, HP

- Régler la pression d’arrêt HP sur l’échelle "CUT-OUT".

- Un tour de la tige haute pression HP ~ 2,3 bar.

- Régler le différentiel HP sur l’échelle "Diff ".

- Un tour de la tige différentielle ~ 0,3 bar.

- La pression de marche HP = la pression d’arrêt HP moins le différentiel.

Utiliser un manomètre pour contrôler la pression de marche et d’arrêt du côté BP et la pression d’arrêt du côté HP.

Pressostats avec réarmement manuel

- Régler la pression d’arrêt sur l’échelle "CUT-OUT" (échelle de plage).

- Pour les pressostats basse pression, le réarmement manuel est possible lorsque la pression est égale à la pression d’arrêt plus le différentiel.

- Pour les pressostats haute pression, le réarmement manuel est possible lorsque la pression est égale à la pression d’arrêt moins le différentiel.

Les détendeurs :

2011-11-25T08:54:00.001-08:00

Les détendeurs :

un organe d’alimentation de fluide frigorigène, dont le débit réglé automatiquement répond à tout moment aux besoins d’alimentation en gaz frigorifique dans l’évaporateur. Le gaz frigorifique arrivant sous l’état liquide, est injecté dans l’évaporateur par le biais du détendeur thermostatique créant ainsi une dépression du fluide dans la batterie de l’évaporateur.
Les détendeurs, ayant toutefois la même fonction, peuvent être très différents les uns des autres:

Les détendeurs pour évaporateurs à détente sèche se regroupent en trois types :

-Les tubes capillaires ou détendeurs capillaires.
-Les détendeurs thermostatiques.
-Les détendeurs électroniques.

Les détendeurs capillaires :

Le détendeur à capillaire ou également appelé à tube capillaire, principalement présent sur les réfrigérateurs ménagers, est constitué par un tube de cuivre de diamètre et de longueur déterminée pour crée une perte de charge dans l’évaporateur (diamètre entre 0.6 et 2 mm).
C’est un restricteur non réglable dont la résistance d’écoulement représente la perte de charge désirée entre le condenseur et l’évaporateur, ses dimensions sont déterminées expérimentalement.
Une température ambiante très peu élevée est sujet a un disfonctionnement du système, la température de condensation diminue et le débit du détendeur également.
Donc le détendeur à capillaire ne convient pas à un groupe compresseur placé à l’extérieur mais un atout précieux pour un fonctionnement à température ambiante.

Les détendeurs thermostatiques

Le rôle est d’assurer l’alimentation automatique en fluide de l’évaporateur afin d’obtenir un remplissage maximum de celui-ci en fonction des apports calorifiques extérieurs.
Ce sont les organes d’alimentation des évaporateurs les plus utilisés.
Ils assurent à la sortie de l’évaporateur une surchauffe des vapeurs de fluide frigorigène.
On distingue deux types de détendeurs thermostatiques avec ou sans charge MOP:
-les détendeurs thermostatiques à égalisation de pression interne.
-les détendeurs thermostatiques à égalisation de pression externe.

-Les détendeurs thermostatiques à égalisation interne:

Un soufflet interne varie et régule le débit de gaz dans l’évaporateur influencé par un bulbe externe. Le bulbe étant fixé a la sortie de l’évaporateur déterminant la température du fluide en sortie celui-ci.
Le détendeur thermostatique à égalisation de pression interne comprend :
-Le corps du détendeur dans lequel sont renfermés le filtre à tamis placé à l’entrée ainsi que d'une membrane (soufflet) qui est solidaire d’un pointeau et d’un ressort de réglage muni d’une vis de réglage accessible.
-Le bulbe situé à la sortie de l’évaporateur,sa fixation doit être solide et sa position doit suivre certaines règles (ne pas être positionné en bas de tuyauterie).
-Le tube capillaire qui transmet la mesure du bulbe au corps du détendeur, l’ensemble tube capillaire et bulbe est appelé train thermostatique.

Les détendeurs thermostatiques à égalisation externe de pression:

Plus la surface d’un évaporateur est grande, plus il y aura de perte de charge n’affectant pas seulement le passage du fluide mais également le fonctionnement du détendeur.
Lorsque les pertes de charge de l’évaporateur sont élevées, le détenteur thermostatique à égalisation de pression interne ne peut plus bien régler la surchauffe des vapeurs à la sortie de l’évaporateur, on utilise alors des détendeurs thermostatiques à égalisation de pression externe.
Dans ce type de détendeur c’est l’égalisation externe qui agit sur la fermeture du pointeau grâce à un piquage situé âpres le bulbe et relevant la pression disponible à la sortie de l’évaporateur.

Détendeurs avec MOP
Afin d’éviter une pression d’aspiration excessive pouvant être nuisible au compresseur, utiliserons un détendeur avec MOP(maximum operating pressure, détendeur avec limiteur de pression) au lieu d’un détendeur standard.
Ces détendeurs sont particulièrement courants dans les installations de congélation car les compresseurs disposent d’un moteur électrique optimisé pour des fonctionnements en basse température.Ils ne peuvent donc supporter des pressions d’aspiration élevées qui entraîneraient la dégradation du moteur.
La seule différence technique entre un détendeur avec MOP et un détendeur standard est la charge thermostatique plus faible dans les charges MOP.
La charge MOP est définie de façon à ce que la dernière goutte de liquide s’évapore à la température du point MOP. Toute augmentation de la température du bulbe n’entraînera qu’une très faible (voire nulle) variation du degré d’ouverture du détendeur.
La valeur des points MOP est toujours 5 °K au dessus de la température maximale de fonctionnement du détendeur.
Exemple : si un détendeur plage N

fonctionnant de -40 °C +10°C est choisi avec un point MOP, ce point MOP sera à 10 + 5 = 15°C. Cette valeur est fixe et non réglable.
Il est important de ne pas perdre de vue que les détendeurs avec MOP peuvent atteindre des surchauffes supérieures sans dysfonctionnements lors des remises en température des installations.

Les détendeurs électroniques.

Ce dispositif permet le réglage des températures entre l’entré et la sortie de l’évaporateur en fonction de la charge thermique de celui-ci. Une électrovanne commander par un régulateur ou calculateur permet la régularisation des écarts de températures du milieu à refroidir mesurées par les sondes.
Le détendeur électronique permet des économies d’énergie électrique sur la consommation du compresseur avec un remplissage complet de l’évaporateur et le maintien d’une surchauffe minimale stable.

Condenseurs

2011-11-25T08:53:00.001-08:00

Les condenseurs sont des échangeurs thermiques entre le fluide frigorigène et un fluide de refroidissement. Le fluide frigorigène cède la chaleur acquise dans l’évaporateur et lors de la compression au fluide de refroidissement.

Lors de son passage dans le condenseur, le fluide frigorigène passe de l’état vapeur à l’état liquide.

On distingue deux familles de condenseurs suivant le médium de refroidissement :

A / les condenseurs à air

- les condenseurs à air à convection naturelle ;

L’air au contact du faisceau ailetté (ou du faisceau de tubes) s’échauffe et s’élève laissant la place à de l’air plus frais. Ils ne nécessitent aucune énergie pour la circulation de l’air mais le coefficient global d’échange thermique est faible (inférieur à 15 W/m².°C et même inférieur à 10 W/m².°C pour les condenseurs à tubes lisses).

Ils ne sont utilisés que pour des puissances à échanger très faibles (froid ménager : réfrigérateurs et congélateurs).

- les condenseurs à air à convection forcée

Le coefficient global d’échange des condenseurs à air à convection forcée est compris entre 20 et 30 W/m².°C

B / les condenseurs à eau

Il faut distinguer les condenseurs à eau perdue et les condenseurs à eau recyclée.

Pour les condenseurs à eau perdue, l’eau chaude issue du refroidissement des vapeurs de fluide frigorigène est rejetée soit à l’égout (procédé très coûteux et ayant pratiquement disparu) , soit dans une réserve d’eau considérée infinie (barrage, retenue d’eau, rivière, mer, fleuve…).

Pour les condenseurs à eau recyclée, à savoir que l’eau chaude issue du refroidissement est refroidi pour être à nouveau utilisée, il fait appel à des dispositifs appelés « Tours de refroidissement ».

- les condenseurs à double tube (condenseurs coaxiaux)

Ils sont constitués de deux tubes concentriques, l’eau circule dans le tube central tandis que le fluide frigorigène se désurchauffe, se liquéfie et se sous-refroidit dans l’espace annulaire, ce qui permet une possibilité d’évacuation de la chaleur du fluide frigorigène vers l’extérieur.

La circulation eau-FF s’effectue généralement à contre courant (meilleures performances).

Les puissances échangées sont relativement faibles, le coefficient global d’échange varie entre 700 et 950 W/m².°C

- les condenseurs bouteilles (condenseurs à serpentin)

Le fluide frigorigène se condense au contact du tube d’eau (serpentin),il s’agit de la combinaison d’un condenseur et d’un réservoir de liquide.

Les puissances échangées sont également faibles.

- les condenseurs multitubulaires

Ils sont constitués d’un grand nombre de tubes mis en parallèle, c’est le faisceau tubulaire qui est enclos dans un corps circulaire, la calandre.

Les tubes sont dudgeonnés ou brasés sur les plaques tubulaires qui délimitent le faisceau, les fonds démontables, chicanés, canalisent l’eau de refroidissement qui circule dans les tubes (vitesse de l’ordre de 1 à 1.25 m/s). Le fluide frigorigène se condense dans la calandre au contact des tubes où circulent l’eau de refroidissement.

le coefficient global d’échange est compris entre 700 et 1100 W/m².°C.

Les condenseurs multitubulaires sont généralement horizontaux et suivant la conception, le faisceau tubulaire :

- occupe la totalité la calandre, un réservoir de liquide est alors nécessaire.

- n’occupe pas la partie inférieure de la calandre, permettant ainsi le stockage du fluide frigorigène condensé.

- les condenseurs à plaques brasées (échangeur à plaques)

La technologie de ces condenseurs est identique à celle des évaporateurs à plaques brasées

Refroidissement d'eau

Les condenseurs à eau recyclée font appel à des systèmes de refroidissement de l’eau chaude qui sort des condenseurs pour permettre sa réutilisation : ce sont les tours de refroidissement.

L’eau chauffée dans le condenseur entre dans la tour par la partie haute par une rampe de distribution munie de pulvérisateurs,à partir de ses buses de pulvérisation l’eau est divisée en fines gouttelettes (pour améliorer l’évaporation) puis elle ruisselle par gravité sur une surface d’échange air-eau (nids d’abeilles). Un courant d’air ascendant est établi par le (ou les) ventilateurs(s) ; du fait de l’évaporation partielle et de la convection, la température de l’eau diminue. L’eau refroidie tombe dans un bac ou elle est recueillie pour aller condenser à nouveau le fluide frigorigène (par l’intermédiaire d’un circulateur ou pompe de recirculation).

En marge des tours de refroidissement, il faut citer les cas particuliers des aérorefroidisseurs « dry-cooler » et des condenseurs évaporatifs.

Le principe des Condenseurs évaporatif est identique à la tour de refroidissement (pulvérisation d’eau et circulation d’air) à la différence que c’est le condenseur lui-même qui est directement refroidi dans une carrosserie et non un circuit intermédiaire comme dans le cas de la tour de refroidissement

Les Evaporateurs :

2011-11-25T08:52:00.001-08:00

Les Evaporateurs :

L’évaporateur et le condenseur sont tout deux des échangeurs thermiques, les deux éléments doivent transmettre impérativement leurs énergies afin de permettre un échange calorifique parfaitement défini.
Placé dans l’enceinte à refroidir, le rôle de l’évaporateur consiste à absorber le flux thermique de l’air ambiant afin de descendre la température de l’enceinte et permettre la production de froid.
Lorsque la température d’évaporation est négative (température superficielle de la section d’échange inférieure ou égale à 0 C : cas rencontrés pour les chambres froides), ces condensats se transforment en givre. La formation de givre diminue les performances de l’évaporateur,c'est pour cela que certaine installation doivent procéder à des cycles de dégivrages afin d'enlever régulièrement ce givre.
Les évaporateurs sont classés en fonction de leurs modes d’échange calorifique. La longueur, le diamètre des conduites et la force des ventilateurs déterminent la puissance froid exprimée en watt (W).
On distingue deux familles d’évaporateurs suivant le fluide à refroidir :

Les évaporateurs à air.

-Les évaporateurs ménager.
-Les évaporateurs à air à convection naturelle ou statique.
-Les évaporateurs à air à convection d'air forcée.

Les évaporateurs à eau.

-Les évaporateurs double tube (évaporateurs coaxiaux).
-Les évaporateurs du type serpentin.
-Les évaporateurs du type échangeur à plaques.
-Les évaporateurs multitubulaires.

Les évaporateurs ménagers :

En général ces évaporateurs occupent l’ensemble de la largeur du compartiment. Ils se présentent soit sous forme de cuve soit de plaque.Ils forment un ensemble appelé «à circuit tubulaire intégré » constitué par un serpentin. La détente est généralement en capillaire.
Leurs coefficients globaux d’échanges thermiques sont généralement faibles et ils sont utilisés pour des puissances frigorifiques relativement petites (froid ménager : réfrigérateurs, congélateurs).

Les évaporateurs statiques :

Ce type d’évaporateur utilise un passage d’air naturel pour l’échange calorifique. Sur ces évaporateurs, l’air circule par convection. Ils sont constitués d’un tube en cuivre et entouré d’un faisceau aileté en aluminium.
Utilisé principalement dans les vitrines ou meubles réfrigéré ou le déplacement de l’air doit être très lent. Le procédé est appeler une circulation d’air rationnel.

Les évaporateurs à air à convection d'air forcée:

Dans le cas ou les denrées à refroidir n’implique pas de circulation d’air naturel, il est intéressant de poser un évaporateur ventilé. Les tubes comportent des ailettes de forme rectangulaire, ils sont disposés en série formant une nappe et les différentes nappes sont associées en parallèle.
De type plafonnier ou mural, ils sont également constituer d’un tube cuivre aileté, cet évaporateur permet un faible encombrement dans l’enceinte à refroidir.Équipé d’un ou plusieurs ventilateurs, il est communément appeler « évaporateur à circulation d’air forcée ».

Les évaporateurs double tube (évaporateurs coaxiaux):

Ils sont communément appelés évaporateurs coaxiaux. Les évaporateurs à double tube sont constitués de deux tubes coaxiaux, le plus souvent embobinés en hélice.
Dans le tube central circule le fluide frigorigène qui se vaporise en refroidissant le fluide circulant dans l’espace annulaire compris entre les deux tubes, la circulation s’effectuant de préférence à contre-courant.
Cet évaporateur convient pour les petites et moyennes puissances. ( voir photo condenseur double tube)

Les évaporateurs du type serpentin:

Utilisés pour la réfrigération de liquide, Ils peuvent être constitués par un simple serpentin en tube lisse généralement en cuivre épousant la forme de la cuve ou embobinés suivant la forme du bac ou ils sont placés pour refroidir l’eau.
Ils sont dans certains cas disposés en nappes parallèles avec des collecteurs d’entrée et de sortie du fluide frigorigène. Ils sont également appelés des évaporateurs immergés.

Les évaporateurs du type échangeur à plaques:

On distingue trois types d’échangeurs à plaques :

-Les échangeurs à plaques à joints démontables.
-Les échangeurs à plaques brasées.
-Les échangeurs à plaques spirales brasée.

Les échangeurs à plaques à joints démontables.

Les échangeurs à plaques à joints démontables sont formés par des plaques munies d’un joint d’étanchéité serrées entre deux plateaux aux moyens de tirants de serrage. Pendant le processus d'évaporation, le liquide est pompé entre les minces plaques avec l'agent de refroidissement sur les surfaces de contact.

Les échangeurs à plaques brasées.

Les échangeurs à plaques brasées ont un fonctionnement identique à l’échangeur à plaques démontables, ils sont constitués d’une série de plaques métalliques embouties mais sans joints, et sans tirants. Ils ne sont donc pas démontables et se composent de plaques intermédiaires assemblées par brasure généralement en acier inoxydable et de deux plaques extérieures.

Les échangeurs à plaques spirales brasée.

Les échangeurs à plaques spiralées brasées sont plus tenaces aux différences de pression, les plaques sont simplement embobinées et brasées.

Les évaporateurs multitubulaires:

Les évaporateurs multitubulaires sont constitués d’un ensemble de tubes très proche et disposés en parallèle, le tout regroupé dans un corps cylindrique. La disposition des tubes à l’intérieur du corps cylindrique forment des passes qui permettent au fluide à refroidir un très bonne échange calorifique.

On distingue 2 types d’évaporateur multitubulaire :

- Les évaporateurs multitubulaires noyés.
-Les évaporateurs multitubulaires à détente sèche.

Les évaporateurs multitubulaires noyés.

Le fluide frigorigène passe à l’extérieur des tubes ou circule le fluide à refroidir qui se retrouve guidé dans son parcours dans l’évaporateur par des fonds portant des cloisons, ces fonds sont démontables pour permettre l’inspection et le nettoyage des tubes.
On constate que ces types d’évaporateur sont de véritable piège à huile, utilisé que pour des installations avec compresseurs centrifuges ou celles utilisant de l’ammoniac.

Les évaporateurs multitubulaires à détente sèche.

L’évaporateur est alimenté par un détendeur thermostatique qui permet de régler la surchauffe. Egalement appelés évaporateurs à surchauffe, le fluide frigorifique circule cette fois ci a l’intérieur des tubes.
On constate que la vitesse d’écoulement est telle que l’huile entraînée par le fluide frigorigène retourne vers le carter du compresseur par la conduite d’aspiration.

initiation au froid commercial

2011-11-25T08:42:00.001-08:00

Installation Frigorifique

En matière du froid on distingue les systèmes frigorifiques suivants :

- le froid ménagère.

- Le froid commercial

- Le froid industriel.

- Le conditionnement de l’air

Exemple d'installation de froid commercial complette :

1/ Notions de bases en réfrigération :

Explication sommaire du rôle des éléments principaux :

Le compresseur :	Il réduit la pression dans l'évaporateur pour permettre au réfrigérant de s'y vaporiser. Il aspire les vapeurs fournies par l'évaporateur permettant ainsi au processus d'évaporation de se renouveler. Il comprime les vapeurs pour les amener à la pression de condensation.
Le détendeur Thermostatique :	Il contrôle l'écoulement du réfrigérant et permet sa détente. Il régule le débit de façon à optimiser le remplissage de l'évaporateur permettant ainsi une production de froid optimale. Il évite au compresseur d'aspirer du réfrigérant liquide.
L'évaporateur :	Le réfrigérant s'y vaporise en prenant la chaleur de l'enceinte à refroidir. C'est le siège d'un changement d'état appelé l'évaporation (passage du liquide au gaz)
Le condenseur :	Il reçoit les vapeurs surchauffées sous haute pression et les refroidit de façon à les faire changer d'état. On obtient ainsi du liquide sous haute pression. Ce changement d'état s'appelle la condensation.

Les Régulations

2011-11-25T08:41:00.000-08:00

Les régulations tout-ou-rien sont des commandes électriques des installations frigorifiques, et le mot tout-ou-rien vient pour les diffèrentier des régulations proportionnelles qui constituent un autre système de régulation.

Dans les installations frigorifiques de type commerciales on distingues 5 système de régulation, avec les modifications elles peuvent devenir 7 régulations qui sont :

Régulation thérmostatique.
Régulation pressostatique.
Protection minimum
Régulation par système Mortreux.
Régulation par tirage au vide automatique ( Automatic pump down)
Régulation par trage au vide Unique ( singl pump down).
Trage au vide Unique Améliorée ( pump Out).

Pour afficher ces Régulations nous allons prendre pour base l'installation représentée par le schéma frigorifique suivant :

1 ) Régulation Thérmostatique :
Avantage : Simplicité de réalisation.
Inconvénion : égalisation de pression et surcharge, coup de liquide, compatibilité avec les installations...
Schéma :

2) Régulation Thérmostatique avec protection Minimum :
Avantage : l'Ajout d'une Electrovanne évite l'égalisation de pression au moment d'arrêt.
Inconvenient : Risque des coups-de-liquide, compatibilité....
Schéma :

3) Régulation Pressostatique :
Avantage : Utilisable (compatible) dans les Installations où la Régulation Thérmostatique est impossible ( vitrines d'exposition).
Inconvénient : préçision des réglages notament en présence des pertes de charge.
Schéma :

4) Régulation par système Mortreux :

Avantage : Combinaison des deux régulations précédentes.

Inconvénient : les inconvénients des deux régulations.

Schéma :

5) Régulation par Tirage au Vide Automatique :

Avantage : Réduction des surchages du motocompresseur dues aux vapeurs, réduction du risque des coups-de liquide.

Inconvénient : A l'arrêt du thérmostat le compresseur risque de fonctionner en courts cycles en cas d'inétanchièté de l'électrovanne.

Schéma :

6) Régulation par Tirage au Vide unique :

Avantage : Evite le risque des courts cycles à la coupure du thérmostat.

Inconvénient : risque des fonctionnement en courts cycles en cas de température d'évaporation trop basses proches de celle du réglage du pressostat BP, ceci se manifeste dans les chambres froides négatives.

Schéma :

7) Régulation par Tirage au vide Unique améliorée :

Avantage : Elimination du risque des courts cycles.

Inconvénient : Compléxité de réalisation et de compréhension.

Schéma :

Les Chambres Froides

2011-11-25T08:39:00.001-08:00

Une chambre froide est une construction différente des autres constructions industrielles car elle est destinée pour la conservation (stockage) des produits pour une longue durée en maintenant une basse température.

Selon la température on trouve deux types de chambres froides :

- les chambres froides positives.

- Les chambres froides négatives.

Mais selon la construction on distingue trois catégories :

1) les chambres froides préfabriquées démontables :

Ce sont des locaux isolés dont toutes les parois sont constituées de panneaux sandwich préfabriquées a l’usine et peuvent être rassemblés et démontés plusieurs fois. Souvent les panneaux sont équipés de système excentrique de verrous manœuvrables par clé qui rapprochent et serrent deux panneaux l’un à l’autre avec l’ajout d’un joint entre les deux.

2) les chambres froides préfabriquées indémontables :

Ce sont des chambres dont au moins l’une des parois est faites de panneaux sandwich préfabriqués à l’usine puis rassemblés sur chantier de façon définitive dépourvus de cadres métalliques et de système de verrous.

3) les chambres froides traditionnelles :

les parois sont construites en maçonnerie, l’isolation n’est alors qu’un doublage destiné à diminuer le transfert thermique. Sauf que cette disposition nécessite la mise en place d’un écran par vapeur pour protéger l’isolation en plus d’un système de fixation de cette dernière sur les murs.

A] L’isolation des Chambres Froides :

L’isolation est le principal élément qui entre dans la construction des chambres froides quelque soit leur nature, puisque elle favorise une resistance thermique contre le transfert de la chaleur du milieu chaud au milieu froid. Ainsi un bon isolant doit avoir les caractéristiques suivantes :

- coefficient de conductivité (λ) faible.

- Faible variation dimensionnelle.

- Imperméabilité à la vapeur d’eau.

- Prix de revient faible.

- Ininflammable ou avec une faible réaction au feu.

- Facile à travailler et à transporter.

- Non altérable par les micro-organismes ( champignons ; insectes ; parasites…).

Dans l’industrie du froid les principaux isolants sont :

Isolant	Utilisation	λ en w/m°C
Fibre de verre	Froid ménager et fours	0.040
Polystyrène expansé	Plaques dans les chambres traditionnelles	0.035
Mousse de plyauréthane	Panneaux sandwich	0.023
Liège	Peu utilisé	-

B ] Le coefficient globale de transmission de chaleur K en [w/m²°C] :

La quantité de chaleur transmise par une paroi d’une surface de 1 m² et dont l’épaisseur est (e en metre) se calcule de la manière suivante :

- Pour les panneaux sandwich :

K = λ/e

- Pour les parois traditionnelle (mur + parvapeur + isolant +... voir dessin plus haut) :

1/K = 1/hi + 1/he + λ₁/e₁+ λ₂/e₂+….. λ_n/e_n

(cette formule est utilisée parois traditionnelle uniquement la resistance thermique des différentes couches est ainsi calculer.)

hi : coéficient de conductivité de l'air intérieur.

he : coéficient de conductivité de l'air extérieur

C ] Calcule des déperditions de chaleur par une paroi :

Les parois d’une chambre froide laisse pénétrer la chaleur du milieu chaud qui est bien sur le milieu extérieur, vers le milieu froid qui n’est d’autre que l’intérieur de la chambre, cette quantité de chaleur dépend du coefficient de transmission de chaleur K ; de la surface de la paroi et de la différence de température. Cette quantité de chaleur dans un instant donné à une influence directe sur le bilan thermique donc sur le temps de fonctionnement du compresseur ainsi que la consommation électrique.

La formule du calcule est la suite :

Φ = K x S x Δθ [ Kj/S]

K : Le coefficient globale de transmission de chaleur en [w/m²°C]

S : Surface de la chambre en mettre carré.

Δθ : Diffèrence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre froide.

D ] Le Bilan Thermique d’une chambre froide :

Le bilan thermique est la prise en charge de tous les apports thermiques qui influencent le fonctionnement de la chambre froide, en effet il sert à calculer la puissance frigorifique de la machine qui servira par la suite au choix des équipements appropriés ; le tableau suivant nous donne un bilan simplifié :

N°	Apports	Formule de calcule journalier	Unité de mesure
Φ1	Les denrées ( réfrigération )	M x C x ΔT₁ _{masse x chal spec x diff de temperature}	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ1	Les denrées ( congélation )	M x C_L _{masse x chleur latente}	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ1	Les denrées ( surgélation )	M x C x ΔT₂	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ2	Apport par les parois	K x S x Δθ x 3600 x 24	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ3	Apport par les appareils	P x t puissance x temps	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ4	Apport par le personnel	N x P x T nombre de personnes x puissace dégagée x temps	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ5	Apport par l’éclairage	P x t puissance x temps	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ6	Apport par renouvellement d’air	V x C x ΔT volume CF x chaleur mass x diff température air intérieur et extérieur	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ7	Apport par la ventilation	V x Br x ΔP x t µ volume x Taux de Brasage x diff de pression ventillateur x temps de fonctionnement divisé par le rendement du ventillateur	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φ8	Charges incalculables	7 à 20 % de la somme des 7 chaleurs précédantes	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
ΦT	Totale des apports	ΦT = Φ1 + ……..+ Φ8	Kilo joule par jour ( Kj/Jour )
Φo	Bilan thermique (puissance frigorifique)	Φo = ΦT / 3600 x 16*	Kilowatt

*pour le bilan du tableau on a estimé le temps de fonctionnement de l'installation 16 heurs par jours.

- Certain produits végétaux et laitiers nécéssitent d'ajouter au bilan thermique les apports duent aux chaleurs de réspiration et de fermentation.

- Br : exprime le taux de brasage ( circulation) d'air dan locale égale le débit du ventillateur/ volume du locale. il est de :

10 à 15 pour les locaux de personnel.

15 à 30 pour les chambres de conservation.

60 à 80 pour les chambres de congélation.

120 à 150 pour les tunnels de surgélation.

Fluides Frigorigènes

2011-11-25T08:38:00.000-08:00

Traditionnellement appelées GAZ ou FREON, ce sont les fluides frigorigènes qui sont les porteurs de la chaleur dans un circuit frigorifique, par leur circulation et changement d'état ils peuvent abaisser les températures même au dessous de -40°C.

on trouve ainsi quelque catégorie des fluides frigorigènes les plus répandues.

CFC : les chlorofluorocarbones (sont actuellement interdits par la loi)

HCFC : les hydro chlorofluorocarbones (le seront bientôt)

HFC : les hydro fluorocarbures ( fluides de transition ).

PFC : Les Hydrocarbures perfluorés ou perfluorocarbures

NH3 : l’Ammoniac qui reste un fluide toxique et explosif. (inorganique)

les hydrocarbures : R -6XXx imflammables (organique)

Nomenclature :

Ce modèle de nomenclature peut s’appliquer pour tout fluorocarbure (FC) de type CFC, HCFC, HFC et PFC. La nomenclature des gaz fluorés suit le modèle de type "XYZ-c0123b4a", où chacun des chiffres et lettres représentent :

XYZ : FC, CFC, HCFC, HFC ou PFC.
c : Composé cyclique.
0 : Nombre de liaisons doubles (omis si zéro).
1 : Nombre d’atomes de carbone - 1 (omis si zéro).
2 : Nombre d’atomes de d’hydrogène + 1.
3 : Nombre d’atomes de fluor.
b4 : Nombre d’atomes de chlore remplacés par des atomes de brome (omis si zéro);
a : Lettre ajoutée pour identifier les isomères.

Dans le cas où la molécule contient du brome, le gaz (toujours du CFC) s'appelle halon.

Lorsque ces substances sont utilisées en tant que fluide frigorigène, les "XYZ" est remplacé par la lettre "R", comme Réfrigérant. La valeur du premier chiffre qui suit la lettre R peut prendre alors les valeur spécifiques suivantes :

4 ou 5 , il s’agit d’un mélange zéotrope* ou azéotrope. (* cliquez pour voir les mélanges)
6, il s’agit d’un composé organique autre que des CFC, HCFC, HFC et PFC (ex. R690 : Propane)
7, s'il s’agit d’un composé inorganique (ex. R717 : Ammoniac, R744 : Dioxyde de carbone)

Quelques exemples de CFC :

Le CFC-12 est un dérivé du méthane, sans hydrogène, avec deux atomes de fluor et deux de chlore. Il a donc pour formule : CF₂Cl₂.
Le CFC-113 est un dérivé de l’éthane, sans hydrogène, avec trois atomes de fluor et trois de chlore. Il a donc pour formule : C₂F₃Cl₃.
Le CFC-13B1 (ou halon 1301 ) est un dérivé du méthane, sans hydrogène, avec trois atomes de fluor et un de brome. Il a donc pour formule : CF₃Br.

Un exemple de HCFC :

Le HCFC-22 est un dérivé du méthane , avec un atome d’hydrogène , deux atomes de fluor et un de chlore . Il a donc pour formule : CHF₂Cl.

Un exemple de HFC :

Le HFC-134a est un dérivé de l’éthane , avec deux atomes d’hydrogène et quatre de fluor. Il a donc pour formule C₂H₂F₄.

Règle du "90", exemple du R32 :

Ajoutez 90 au nombre : 32 devient 122,
Le premier chiffre donne le nombre d'atome de carbone : ici 1,
Le dernier chiffre donne le nombre d'atome de fluor : ici 2,
Le chiffre du milieu donne le nombre d'atome d'hydrogène : ici 2.
Si le bilan est incomplet, les autres atomes sont généralement des atome de chlore : R22 donne 112 donc CHClF₂

Réglementation des Fluides Frigorigènes

1/ protection de la couche d'ozone :

Par leurs effets dégradants la couche d’ozone ; les CFC et les HCFC ont fait l’objet de plusieurs limitations voir des interdictions au niveau international notamment par :

- La convention de Vienne en 1985.

- Le protocole de Montréal en 1987.

- Le protocole de Kyoto en 1997.

- réunion de la Chine sur les changements Climatiques d’octobre 2006.

ont résulté plusieur décision notamment :

- Réduction des CFC de 50% a partir du janvier 2005.

- Réduction de 85% au début de 2007.

- Réduction totale en 2010 des CFC et à l’horizon 2040 des HCFC avec gel de la consommation en 2015.

Mais déjà leur interdiction restera une chose quasi certaine, puisque ces fluides contiennent le Chlore qui est responsable de la dégradation de la coche d’ozone ( O₃ ) suivant la formule chimique suivante :

Cl + O₃ -----------> ClO + O₂

CLO + O₃ --------> Cl + O₂ + O₂

Ainsi cette formule se répète sans cesse pendant 130 années.

A quoi sert l’Ozone qu’on essai surtout de préserver ?

- En effet l’Ozone stratosphérique est une couche de gaz O3 présente dans le stratosphère entre 12 et 50 Km d’altitude environ ; il protège la terre des effets nocifs de certains rayonnements solaires dans la gamme des Ultra-Violets de type g .

2/ Réchauffement de la planette ( Effet de Serre):

le soleil emmet un rayonnement* de courte longueur d'onde (entre 0,2 et 4 micromètres). environ 50% de ce rayonnement parvient jusqu'au sol. il est absorbé par la terre qui réémet un rayonnement de plus grande longueur d'ondes (l'infrarouge lointain).

Mais, de la même manière qu'avec les vittres d'une serre, ce rayonnement est partielement absorbé par des gaz dites << gaz à effet de serre>>. Ces gaz sont transparents aux rayons incidents, mais opaques aux rayons réfléchis par la terre.

ce rayonnemnt ainsi absorbé contribue à ogmenter la température de la planette.

Mais aussi sans l'effet de serre la température moyenne de la terre serait de -18°C.

Ainsi les CFC ; les HCFC et les HFC sont des gaz à effet de serre trés néfastes.

3/ Coéfficients :

ODP Ozone Depletion Potential Potentiel d'appauvrissement d'ozone	Il caractérise le pouvoir de destruction de l'ozone d'une substance. On a attribué la valeur 1 à la molécule de CFC-11. Toutes les autres substances sont comparées au CFC-11. Ainsi le HCFC-22 a un ODP de 0,055. Autrement dit son potentiel d'appauvrissement de l'ozone est 5,5% celui du CFC-11.
GWP Global Warming Potential Potentiel de Réchauffement Planétaire	Il caractérise le pouvoir de réchauffement d'une substance par rapport à celui du CO₂ pris par définition égal à 10. Il est d'usage de le calculer sur une période de 100 ans (temps d'intégration ). Le HFC-134a, par exemple, a un GWP de 1300, ce qui signifie que si 1 Kg de HFC-134a a est émis dans l'atmosphére, il aura le même effet sur une période de 100 ans que 1300 Kg de CO₂ .
TEWI Total Equivalent Warming Impact Effet de Serre Equivalent Total	Ce coéfficient caractérise l'impact global d'une installation sur le climat. Il comprend 2 composantes : L'effet direct dû aux émissions de fluorocarbures (fuites dans les installations) ; l'effet indirect provenant des émissions de CO₂ dues à la consommation d'énergie. en effet la fabrication d'électricité dans les centrales thermique à partir de la combustion de combustibles fossiles émet du CO₂, ainsi que la consommation de carburant pour le conditionnement d'air automobile. le TEWI est exprimé en Kg de CO₂. TEWI = D + I = [ GWP₁₀₀ x m x f x n] + [E x n x A] m : charge en fluide frigorigène. ( Kg) f : Taux annuel de fuite. (%) n : durée de vie de l'équipement. ( an) E : consommation d'énergie / an. ( KWh / an) A : Emission de CO₂par KWh. ( kg CO₂ / KWh)

Les Bonnes Pratiques Environnementales :

Dans nos pratiques autant que frigoristes impliqués dans le procéssus d'appauvrissement d'ozone et du réchauffement de la planette notre devoir est d' appliquer ces trois consings :

Réduction des émissions des Fluides Frigorigènes :

- Par une bonne préconisations à la conception des installations.

- Par une Détection des fuites résponsable.

- Par la Récupération des fluides pendant les opérations d'Entretien

2. Réduction des Consommations Energitiques :

3. Entretien Efficace des Installations :

Bibliothèque :

*Rayonnement solaire :

La lumière couvre une très large gamme de longueurs d’onde appelée spectre électromagnétique. Les scientifiques distinguent généralement 6 gammes de longueurs d’onde :

Les rayons g sont les plus violents. Ils traversent facilement de grandes épaisseurs de matière et sont donc dangereux pour les cellules humaines, dans lesquelles ils produisent des mutations. De la matière très chaude ou radioactive produit des rayons gamma. Leurs longueurs d’onde s'étendent d’un cent milliardième (10^-14 m) à un milliardième (10^-12 m) de millimètre.
Les rayons-X sont eux aussi violents. Utilisés en médecine pour voir à travers le corps humain, ils sont un peu moins nocifs que les rayons gamma, mais restent dangereux à faible dose. Les rayons-X ont des longueurs d’onde comprises entre un milliardième (10^-12 m) et un cent millième (10^-8 m) de millimètre.
Les ultraviolets restent assez puissants. Ils sont nocifs pour la peau et on doit donc s’en protéger à l’aide de crèmes solaires. La couche d’ozone est déjà un premier rempart efficace contre ce type de lumière. Les néons des boîtes de nuit ou des détecteurs de faux billets émettent des ultraviolets assez doux. Leurs longueurs d’onde s’échelonnent d’un cent millième (10^-8 m) à quatre dixièmes de millième (4x10^-7 m) de millimètre.
Le domaine visible correspond à la partie du spectre visible par notre œil. C’est justement dans ce domaine que le Soleil est le plus lumineux. Il s’étend de quatre dixièmes de millième (4x10^-7 m) - lumière bleue - à huit dixièmes de millième (8x10^-7 m) de millimètre - lumière rouge. Un arc-en-ciel décompose la lumière blanche, à la manière d’un prisme, et met en évidence les différentes longueurs d’onde qui la composent. Notre œil est centré autour du maximum d’intensité solaire. En effet, le Soleil rayonne dans toutes les longueurs d’onde du spectre, mais son maximum est dans le vert. Plus qu’une coïncidence, il s’agit plutôt d’une adaptation de l’œil humain à son environnement.
L’infrarouge est émis par des corps modérément chauds. Un radiateur ou notre corps en produisent. Il est intéressant de remarquer qu’en chauffant une barre métallique, elle émet d’abord en infrarouge, puis en s’échauffant, elle devient rouge, puis vire au blanc. A ce moment, elle est tellement chaude qu’elle émet une lumière blanche (constituée de toutes les longueurs d’onde du spectre visible) à la manière du Soleil, dont la température est elle aussi très chaude (environ 5600°C). La gamme des infrarouges couvre les longueurs d’onde allant de huit dixièmes de millième de millimètre (8x10^-7 m) à un millimètre (10^-3 m).
Le domaine radio commence à une longueur d’onde de 1 millimètre. Il est divisé en sous-catégories : millimétrique, centimétrique, etc. jusqu’au kilométrique. La bande FM de nos postes de radio correspond à une longueur d’onde de l’ordre du mètre. Les téléphones cellulaires communiquent avec des photons d’une longueur d’onde de 10 cm environ.

Ainsi donc, la notion de lumière admise par le grand public est beaucoup plus large que ce à quoi on pourrait s’attendre. Notre œil, un poste de radio ou un téléphone cellulaire reçoivent tous trois de la lumière. Dans ces trois cas, les photons sont convertis en impulsions électriques, soit par les cellules de la rétine, soit par l’appareillage électronique.

Les Thermostats

2011-11-25T08:36:00.001-08:00

1) Thermostats à bulbe :

Les thermostats sont des appareils de régulation destinés à ouvrir et à fermer un contact électrique par l’action d’une variation de température.
Chaque thermostat possède un réglage de température avec un differenciel d’enclenchement pour cetrain variable.
Les thermostats mécaniques sont équipé d’un bulbe servant à capter la température interne de l’enceinte à refroidir, il peut être placée à l’intérieur de l’enceinte ou a l’extérieur pour les thermostats munis d’un capillaire de liaison long. Le differenciel est généralement préréglé d’usine.

2) Les thermostats ou régulateurs électroniques:

Les régulateurs de température électroniques se différencient par un affichage digital de la température. Le principe de fonctionnement reste le même, a l’exception d’une sonde CTP ou CTN remplaçant le bulbe thermostatique et une alimentation électrique de l’appareil. Ils agissent directement sur le démarrage du compresseur ainsi que sur le ventilateur de l’évaporateur (si ventilé).

Elles sont indissociables des programmations électroniques. Elles permettent une mesure très précise de la température, et donc une capacité pour l'électronique à réguler de manière très économique. CTN et CTP sont similaires au regard, c'est dans leur comportement face au changement de température que l'on trouve des différences.

La CTN:
Il s'agit d'une résistance (capacité à freiner le courant), qui diminue lorsque la température augmente. Les initiales CTN signifient Coefficient de Température Négatif. Elle est appellée ainsi à cause de la formule mathématique qui la caractérise. La CTP:
Il s'agit d'une résistance, qui augmente en même temps que la température. Les initiales CTP signifient Coefficient de Température Positif. Comme la CTN elle est appellée ainsi à cause de sa formule mathématique caractéristique.

3) les Thermostats à Bilames :

    Ces thermostats sont présents dans quasiment tous les appareils électroménager. Ils permettent un contrôle fiable de la températue pour un coût accessible. On les utilise pour la régulation de température, et pour protéger les appareils en cas de surchauffe.Leur principe de fonctionnement repose sur la déformation du disque bilame sous l'effet de la chaleur transmise par l'intermédiaire du cabochon. En se déformant ce disque agit sur une tige mobile qui actionne l'ouverture ou la fermeture du contact électrique. En refroidissant, le disque reprend sa forme, et le contact retrouve sa position initiale. Selon le fonctionnement recherché, ce type de thermostat peut ouvrir ou fermer le contact électrique.
    leur utilisation dans le froid commerciale est souvent dans les évaporateurs comme thérmostat de fin de dégivrage et thérmostat de contacte.
    On trouve également des thermostats à plusieurs étages, étant capables de relevé plusieurs températures, et d'actionner plusieurs contacts électriques. Coté mécanisme, on trouve autant de tiges agissant sur autant de contacts distincts.
    Ces thermostats sont souvent appelés Klixon, il s'agit en fait d'une marque de fabrication.
Le thermostat à réarmement manuel:
Ces thermostats servent de sécurité en cas de surchauffe, on les reconnaît facilement grâce à leur tige rouge, qui réarme le système lorsque l'on appuie dessus. Un léger déclic se fait entendre au réarmement.

Les Compresseurs frigorifiques

2011-11-25T08:34:00.000-08:00

Les Compresseurs frigorifiques :

Quelque soit leur construction, leur but réste tout de même d'Aspirer; comprimer et refouler le fluide frigorigène à l'état gaz.

pour assurer cette foction on trouve plusieurs types diffèrents du point de vue conception et constitution.

généralement en conception il existe 3 catégories des compresseurs frigorifiques :

1) Compressuer Hermétique:

tout les 2lements du motocompresseur sont dans un caisson hermétique

2) Compresseur Semi-Hermétique:

tout les éléments sont dans un caisson hermétique accéssible

3) Compresseur ouvert :

Le moteur électrique et le compresseur sont associés par un organe de liaison qui peut être un manchon d’accouplement ou une ou plusieurs courroies.

L’accès aux différents éléments du compresseur de même que ceux du moteur est possible.

Dans ce type de compresseur, la vitesse de rotation est ajustable et modifiable en changeant la poulie du moteur par exemple, cependant ce type nécessite un joint d’étanchéité tournant (joint rotatif) à la traversée du carter par l’arbre. Il est utilisé pour toutes les puissances.

cependant du poit de vue costitution on trouve plusieurs types :

a) Compresseur à piston altérnatif.

Le compresseur à pistons est un convertisseur d’énergie qui permet de transférer l’énergie mécanique produite par le moteur électrique (moteur d’entraînement) au fluide frigorigène suivant les deux étapes suivantes :

- transfert de l’énergie mécanique du moteur d’entraînement aux pistons (mécanisme de transformation du mouvement rotatif en mouvement alternatif, système d’entraînement des pistons, dispositifs comme le carter, la garniture d’étanchéité, le dispositif de lubrification et du dispositif d’entraînement)

- transfert de l’énergie des pistons au fluide frigorigène (le fluide frigorigène est aspiré, comprimé et refoulé ; les pièces en jeu sont bien sûr les pistons mais également les segments, les cylindres, les soupapes ou clapets et les canaux d’admission et d’échappement)

Compresseur semi hermétique à piston

b) Compresseur à piston rotatif.

les compresseurs rotatifs aussi appelés compresseurs à palettes dans lesquels la compression des vapeurs est obtenue par déplacement d’un corps cylindrique creux d’une masse excentrée agissant sur une palette mobile

c) Compresseur à vis.

les compresseurs à vis parmi lesquels il faut distinguer les compresseurs mono vis (mono rotor) et les compresseurs double vis (bi rotors) (Trouver un article dans notre rubrique Extrait de livres et revues professionelles)

d) Compresseur centrifuge.

Un compresseur centrifuge est une turbomachine qui communique l’énergie au fluide frigorigène grâce à une ou plusieurs roues tournant dans un carter : l’énergie cinétique résultant de la force centrifuge est ensuite transformée en pression statique dans un canal à section croissante appelée volute.

e) Compresseur Scroll.

les compresseurs à spirales aussi appelés compresseurs scroll dans lesquels la compression des vapeurs est obtenue par la rotation d’une spirale mobile dans une spirale fixe Voir Vidéo ICI

Lubrification des compresseurs

Les compresseurs doivent être lubrifiés à des points précis tels que les paliers, les têtes de bielle, les pieds de bielle, les cylindres et la garniture d’étanchéité.

L’huile assure la lubrification des pièces en mouvement de même qu’elle contribue au refroidissement (évacuation de la chaleur due aux frottements) et participe à l’étanchéité du système. On distingue la lubrification avec ou sans pompe à huile.

Lubrification sans pompe à huile

Lubrification par barbotage

Les têtes de bielle plongent dans l’huile et la projette à l’intérieur du carter lors des remontées. Cette technique convient pour des petits compresseurs dont la vitesse de rotation ne dépasse pas 800 tr/mn. Pour des vitesses supérieures, on constate la formation d’émulsion d’huile formée par l’agitation créée par les têtes de bielle.

Lubrification des compresseurs hermétiques

Les compresseurs hermétiques disposent d’un dispositif de lubrification sans barbotage des têtes de bielle, ni pompe à huile.

L’arbre creux muni d’une rainure hélicoïdale plonge dans l’huile et c’est par la capillarité et sous l’effet de la force centrifuge que l’huile remonte le long de l’arbre et lubrifie les organes essentiels du compresseur (paliers, bielles…). En bout d’arbre, l’huile est finalement projetée dans la cloche en fines gouttelettes refroidissant le moteur et retombe ensuite dans le bas de la cloche, ce dispositif est réversible et ne dépend pas du sens de rotation.

Lubrification forcée par pompe à huile

Une pompe à huile placée en bout d’arbre assure la lubrification des points essentiels du compresseur. Un circuit classique de lubrification sous pression comporte :

- un filtre d’aspiration à l’entrée du circuit disposé dans l’huile

- une pompe à huile entraînée par l’arbre vilebrequin

- un filtre de refoulement à mailles fines (chez certains constructeurs)

- un dispositif de réglage de la pression de lubrification

L’huile retourne ensuite dans le carter de diverses manières (fuites internes des paliers et manetons, fuite permanente de la garniture, raclage des parois internes des cylindres, chambres d’aspiration, retour de la soupape de décharge). La pompe à huile délivre une pression supérieure à la pression régnant dans le carter (a peu près la pression d’aspiration).