machines frigorifique

MACHINES FRIGORIFIQUES
GENERALITES
Principe : la thermo nécessite 2 sources de chaleur, le fluide prélève de la chaleur à la source froide T2, il est
ensuite transporté vers la source chaude à qui il cède sa chaleur.
A
B
Compresseur
évaporateur
condenseur
Q2
Q1
D
Condenseur
C
Le cycle de Carnot :
T
C
B
D
A
W
S
Le coefficient d’efficacité :
ef = Q2/W
efc (carnot) = T2/(T1-T2)
Le rendement du cycle :
η = ef/efc
Le cycle réel :
B
T
C
D
A
S
AB Compression adiabatique
BC Refroidissement et liquéfaction à
pression cst
CD Détente isenthalpique
DA Évaporation à P° cst
Cycle industriel (log P ; H) :
Pour être sur que le compresseur n’aspire que du gaz on effectue une légère surchauffe ds l’évaporateur règlée
par le détendeur. D’autre part pour limiter la P° au condenseur, il est nécessaire d’avoir une bonne circulation
ds ce dernier. En abaissant la P° on a W plus pt, Q2 plus gd dc un meilleur ef. Mais attention si la P° diminue,
le débit aussi, il faut un juste équilibre.
logP
H
Amélioration du ef :
On crée un échange de chaleur entre la sortie de l’évaporateur et la sortie du condenseur : échangeur sousrefoidisseur surchauffeur.
Qualités des fluides requis :
Ils doivent bouillir à basse T° ms à P° supérieure à la P° athmosphérique (fuite ds l’air).
Fluides utilisés : ammoniac (fluide caloporteur), R22 (fluide azéotropique), ...
DESCRIPTION
Compresseurs :
Compresseurs volumètriques alternatifs à pistons (pt et moyennes Puissances) le carter est ss athmosphère
de fluide frigo, plus la P° est élevée, plus le fréon se dissoud. Si on ferme l’aspiration le fréon se dégage et on
désamorçe la pompe.
Compresseurs rotatifs volumètriques, à pistons tournants ils ne peuvent servir qu’à suralimenter une autre
machine, à vis (moyennes et grosses P) le tx de compression est fixé par l’ouverture du refoulement et la dispo
des lobes du rotor, la puissance est règlée par le tiroir (dt la position est assurée par P° d’huile) qui modifie la
longueur du rotor, la lubrification se fait par injection qui sert aussi à la réfrigération l’huile retourne au
compresseur après être passée par un réfrigérant et un séparateur.
Turbocompresseurs (compresseur centrifuge, grosses P), nrj cinétique transformée en nrj de P°, ces
compresseurs st munis d’un dispositif maintenant la P° cst à l’évaporateur en règlant le débit (étranglemnet à
l’aspiration, variation de vitesse+orientation des aubages du stator)
Détente directe et indirecte :
Détente directe sur plusieurs chambres, nécessité d’un thermostat d’ambiance captant la T° des chambres
froides et commandan l’O et la F des électrovannes placées avt le détendeur, à la sortie des évaporateurs on
place des vannes à P° cst afin d’assurer une P° d’évaporation et une P° d’aspiration suffisante au
compresseur. Pour éviter que le fluide sortant d’une chambre aille ds une autre on place des clapets de nonretour à la sortie des évaporateurs à basse T°.
Détente indirecte le saumur est alors refroidit parle fluide frigo, on évite ainsi des risques pour les
marchandises et on diminue la quantité de fluide frigo.
Evaporateur :
Détente directe pour les chambres à hautes T°, on utilise des évaporateurs dt le tubes st munis d’ailettes avec
circulation naturelle de l’air, pour les chambres à basses T° on utilise des ventilateurs. Qd les évaporateurs st
gds on scinde les distributeurs du fluide (après le détendeur) en tuyaux de même L, on diminue ainsi les pertes
de charge.
Détente indirecte à saumure, pour avoir un meilleur échange, l’évaporateur est noyé
Condenseur et bouteille accumulatrice :
condenseur
bouteille elle doit pouvoir contenir tt le fluide frigo (pr des réparations éventuelles)
Le séparateur d’huile : (système avec flotteur)
Il évite une détérioration du compresseur par manque d’huile ds le carter, un diminution de transmission de
chaleur ds l’évaporateur.
Le deshydrateur :
placé entre le condenseur et le détendeur son rôle est d’absorber l’humidité, et d’empêcher la formation de
glace et ainsi d’éviter la création d’acide ou le blocage du détendeur
Les voyants :
L’état du fluide à l’état liquide l’apparition de bulles de vapeur indique un manque de fluide ou un mvs ssrefroissement.
La teneur en humidité change de couleur avec l’humidité
Le fonctionnement du déshuileur placé sur le retour d’huile
Thermostat d’ambiance et électrovanne :
Le thermostat la pression de consigne est tarée par un ressort, et l’image de la P° de la chambre est donnée
par un bulbe contenant un liquide volatil
Electrovanne elle comprend une bobine montée autour d’un tube amagnétique ds le quel peut coulisser une
masselotte de fer doux pouvant entrainer un clapet.
Le détendeur thermostatique : le détendeur est un régulateur de niveau, il assure l’admission auto du fluide a
l’évaporateur et permet un remplissage cst et max de lévaporateuren maintenant un degré de surchauffe
correct.
Pressostat : idem themostat ms ss bulbe on fait directement agir la P° sur le soufflet.
Vanne à P° cst : elle permet de garder une P° mini ds l’évaporateur
Règlage du débit :
Fonctionnement en tt ou rien pour les pt installations.
Sachant que qm = ρ.n.N. Vo.η = ρ.n.N.Vu, on peut agir sur la masse volumique en étranglant l’aspiration
(laminage), sur la vitesse (pour les moteurs asynchrones), sur le Volume utile en augmentant l’espace mort
variation du nbr de cylindres actifs.
Cependt en diminuant le débit, la P° d’asp au compresseur a tendance à diminuer, on adapte alors un retour de
gaz chauds (provenant du refoulement) pr maintenir la P°, on évite ainsi une dépression ds le carter.
MACHINE A ABSORPTION
HP
BP
dét.
évaporateur
Solut° pauvre
Bouilleur (eau)
solut° riche
Absorbeur
(eau + ammoniac)
pompe
On utilise 2 comoosants
(expl : ammoniac
comme fluide et l’eau
comme absorbant). La
solution pauvre
d’ammoniac est
chauffée, ses gaz sont
refroidis puis détendus.
L’aspiration et la
compression n’est plus
mécanique mq
thermique.
CONDUITE
_ Niveau d’huile et de fluide frigo ds bouteille accu
_ Mise en service auxilliaire : condenseur, pompe d’huile si non atteléé, déshuileur, ventilateurs des
évaporateurs (s’ils en existent)
_ Disposer circuit frigo
_ Mise en service : décoller aspiration, démarrer compresseur, continuer à ouvrir asp, en vérifiant Ia (si tp
rapide asp liquide, si tp lent arrêt comp par BP.
_ Vérif sécu.
Pour l’arrêt, fermer le robinet après bouteille accu
Lorsque le comp déclenche par BP, isoler les circuits.
ENTRETIEN
Après une intervention sur une portion de circuit, ne pas oublier de purger l’air de l’élément visité.
Ts les 3 mois : nettoyer le deshuileur
Circuit
Changer le produit dessicant du déshydrateur
Nettoyer les filtres d’asp et du circuit HP ( ne pas oublier le juste avant le détendeur)
Nettoyer le condenseur
Chambres
Vérifier la propreté des chambres froides, état des joints
Inspection des ventilateurs
Dégivrer les évaporateurs (ruissellement d’eau chaude ou par circulation gaz chaud (Fonctinnement inversé de
l’installation)
Entretien du compresseur alternatif
Ts les 6 mois vérif clapets, système réduct° Puissance, changer bain d’huile (attention que le bidon ait été
soigneusement fermé car certaines huiles absorbent l’humidité).
Appoint de fluide
Avant le compresseur pour un appoint en gaz, après le condenseur pour un appoint en liquide.
INCIDENTS DE FONCTIONNEMENT
P° asp tp élevée : retour de liquide au compresseur (givre sur l’asp), détendeur, mauvaise fixat° bulbe, excès
de fréon, clapets d’asp ou de refoulement non étanches, segments usés.
P° asp tp basse : manque de fluide, filtre, détendeur (bouchon de glace), évaporateur, bulbe.
T° asp tp élevée : clapets, tuyaus, débit insuffisantdu détendeur, manque de fluide.
T° asp tp basse : détendeur, retour de liquide à l’asp,
P° de refoulement tp élevée : air, condenseur , T° eau de mer, excès d fluide, débit faible au détendeur.
P° de refoulement tp basse : eau de mer tp froide, clapets non étanches, segments usés, manque de fluide,
retour de liquide à l’asp.
T° de refoulement tp élevée : condenseur, pression d’asp tp faible, + idem P° …
T° de refoulement tp basse : condenseur, retour liquide asp.
Arrêts fréquents du compresseur : dérèglage pressostats HP et BP.
Non démarrage du compresseur : disjonteurs, fusibles, sécu non acquitées, electrovanne fermée ou manque
de fluide.
Diminution niveau d’huile : suintement du carter, segments usés (dissolut° d’huile par fréon, détendeur
insuffisamment ouvert, déshuileur obstrué, huile retenue ds le circuit (tirer au vide pr ramener l’huile).