Le bilan thermique

                                                      le bilan thermique 
                                                                                                                                    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 température
Kilo joule par jour
( Kj/Jour )
Φ1
Les denrées ( congélation )
M x CL
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 puissance 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 ventilateur x temps de fonctionnement divisé par le rendement du ventilateur
Kilo joule par jour
( Kj/Jour )
Φ8
Charges incalculables
7 à 20 %
de la somme des 7 chaleurs précédentes
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 nécessitent d'ajouter au bilan thermique les apports duent aux chaleurs de respiration et de fermentation.
  
- Br : exprime le taux de brasage ( circulation) d'air dan locale égale le débit du ventilateur/ 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.
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Dépannage Electrique

                                   Dépannage Électrique


--> 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 micro farad (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 ampère métrique.
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 rem bobinage (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 auto transformateur
- 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 (1er sous moteur) et le deuxième temps (2èmesous 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 ».

 
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Dépannage frigorifique

                              Dépannage frigorifique

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 inconnaissables (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 inconnaissables, ces 2 pannes présentant pratiquement les mêmes symptômes.

Panne des incondensables

Les incondensable 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 des 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 des 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

 
 
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Climatisation Automobile

                                Climatisation Automobile


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 principaux sont les mêmes avec une différence dans la conception bien sur.
 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 principe non-réparable. 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 très petites molécules qui s'échappent très 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 consommation électrique de l'embrayage est de l'ordre de 43 Watt
 
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 thermique 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'espace 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 déshydrater il accumule le fluide frigorigène. 
                                 
 le pressostat :
 Il est placé sur le circuit haute pression. - Il a 2 fonctions:
  1. - 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.
  2. - Déclencher le moto ventilateur 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'énergie) 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'électricité sans prendre l'énergie équivalente sur le vilebrequin.
Les rejets de fluides dans l'atmosphère (fuites, maintenance, 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-consommation est due 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

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La Climatisation

                                      La Climatisation

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     La climatisation ou le conditionnement d'air est une opération qui consiste à changer les paramètres 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  plutôt à refroidir l'air ambiant. C'est ainsi que les professionnels de la climatisation ont conçu une gamme de produits et appareils destinés 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 destinés à traiter l'air d'un local de faible volume ( salle , petit magasin....) 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 refroidir et des humidifier l'air en été en plus de la ventilation ; filtration et renouvèlement d'air.
                      
    Une CTA est composée d'une batterie froide ; une batterie chaude ; un laveur d'air (humidificateur) ; d'un ventilateur ; d'un filtre ; des gaines de soufflage 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 :
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Les Régulations

                                            Les Régulations


-->   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 :
  1. Régulation thérmostatique.
  2. Régulation pressostatique.
  3. Protection minimum
  4. Régulation par système Mortreux.
  5. Régulation par tirage au vide automatique ( Automatic pump down)
  6. Régulation par trage au vide Unique ( singl pump down).
  7. 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 Thermostatique :
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 :

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