N 92.14 A Pompes à chaleur Manuel du technicien formation 10 – 1992 Table des matières 1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2. Constitution du circuit frigorifique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 à 8 3. Détendeur thermostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 et 10 4. Conseil de montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 et 11 5. Vérifications avant la mise en service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 6. Mise en service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 7. Principe de fonctionnement de la PAC à inversion de cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 8. Fonctionnement de la vanne d’inversion de cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 9. Principe et essai des divers modes de dégivrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 et 14 10. Vérification de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 et 16 11. Relevé de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 12. Mesures frigorifiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 13. Montage pour mise en pression et tirage au vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 14. Contrôle et analyse des pannes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 et 19 15. Méthode de détection de fuite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 16. Tirage au vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 17. Charge en fluide frigorigène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 et 23 18. Echange d’un compresseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 19. Rinçage d’un circuit frigorifique acide au R 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 et 25 20. Récupération des fluides frigorigènes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2 Préface ! " # $% &''() * + * , - . /! / / 0 . $ 1 (23&4 4 ) 542)12*1 ' #6'34 AvantĆpropos # / / 7 # / ! / $ * $1 (23&4 $ ! * $ 5'#2((4 1 ) & , ** $ 8'4 ) 84, * 5 $% &''() 3 1. Généralités Historique Le principe de la POMPE A CHALEUR (P.A.C.) n’est pas récent. En effet, dès 1852 Lord KELVIN en établissait les bases. Les premières réalisations n’ont cependant pas été faites avant le début du 20e siècle. Définition : Qu’est-ce-qu’une POMPE A CHALEUR ? Une pompe à chaleur est une machine thermodynamique destinée à assurer le chauffage d’un local ou d’un système à partir d’une source de chaleur externe dont la température est inférieure à celle du local ou du système à chauffer. Une pompe à chaleur est un appareil qui transfère des calories d’un bas niveau de température à une température supérieure où elle peut être utilisée. L’énergie nécessaire pour assurer le transfert doit être bien entendu inférieure à l’énergie calorifique utile pour que le système ait un quelconque intérêt. L’écoulement naturel da la chaleur s’effectuant d’un corps chaud vers un corps froid, la pompe à chaleur permet de réaliser l’écoulement de chaleur inverse du sens naturel, c’est-à-dire d’un milieu froid vers un milieu chaud. Pour effectuer ce transfert inverse, il faut apporter à l’appareillage technique l’aide d’une source d’énergie (généralement le moteur fonctionnant à l’électricité). Schéma 1 : Ecoulement naturel Schéma 2 : Ecoulement de chaleur inverse du sens naturel P.A.C. Analogie : réfrigérateur ménager Une pompe à chaleur est en fait un réfrigérateur qui est utilisé à l’envers. Dans votre réfrigérateur, vous produisez du froid en enlevant de la chaleur à l’intérieur de l’armoire et en la rejetant à l’extérieur. Vous vous rendez compte en passant la main derrière l’appareil que la grille (condenseur) est chaude. C’est un circuit frigorifique qui permet le transfert de chaleur d’un milieu froid (l’intérieur de l’armoire) à un milieu chaud (l’air de la pièce). Dans une pompe à chaleur, l’effet utile recherché est justement l’utilisation de cette chaleur rejetée. Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur est le même que celui d’un réfrigérateur (schéma 3). Schéma 3 4 Principe de fonctionnement : pompe à chaleur à compression Comme nous l’avons vu, une pompe à chaleur permet d’effectuer un transfert de chaleur d’une source froide vers une source chaude grâce à un système frigorifique généralement du type à compression. Le système frigorifique se compose au minimum des quatre éléments suivants : Compresseur Condenseur Organe de détente Evaporateur Schéma 4 Composants Accessoires Tuyauteries (1) Compresseur (5) Silencieux (8) Refoulement (2) Condenseur (6) Déshydrateur (9) Ligne liquide (3) Détendeur (7) Voyant liquide (10) Sortie détendeur (4) Evaporateur (11) Aspiration Un fluide frigorigène assure les transferts thermiques entre ces divers éléments (fig. suivante) N° 5 schéma ci-dessous. Schéma 5 Compresseur Il aspire le gaz frigorigène à basse température. L’énergie mécanique apportée par le compresseur va permettre d’élever la pression et la température du fluide frigorigène ; c’est la phase de compression qui fait passer le gaz de l’état A à l’état B. 5 Condenseur C’est un échangeur de chaleur dans lequel circulent, d’un côté le fluide de chauffage (air ou eau), et de l’autre le fluide frigorigène. Les gaz chauds qui entrent dans le condenseur chutent en température au contact du fluide à chauffer. Cette phase s’appelle la “désurchauffe”. Après cet abaissement de température, le fluide frigorigène atteint la température d’équilibre liquide vapeur. La vapeur se condense à température et pression constantes HP ; c’est pendant cette phase, dite de condensation, que le fluide de chauffage (air ou eau) se réchauffe. Lorsque toute cette vapeur est condensée, le liquide formé de l’état C à l’état D peut se refroidir ; c’est la phase dite de “sous-refroidissement”. Détendeur Le liquide formé dans le condenseur est détendu de la pression HP à la pression BP. Cette détente a lieu dans un détendeur ou un capillaire. A la détente, il se produit une légère vaporisation avec abaissement de la température du liquide, sans aucun échange de chaleur avec l’extérieur (l’état D - E). Evaporateur L’évaporateur est chargé de vaporiser le fluide frigorigène ; pour ce faire, la chaleur de vaporisation est empruntée au fluide extérieur (soit l’air, soit l’eau) qui circule sur la surface d’échange. Le fluide frigorigène provenant du détendeur entre dans l’évaporateur. Il est porté à ébullition en absorbant les calories de l’air ou de l’eau, il se trouve à l’état E - F. Lorsque tout le fluide frigorigène est vaporisé, il se trouve à l’état F. Le gaz formé est réchauffé légèrement par le fluide extérieur, c’est la phase de surchauffe qui fait passer le gaz de l’état F à l’état A. L’évaporation et la surchauffe s’effectuent à pression constante. Le gaz est ensuite aspiré par le compresseur pour un nouveau cycle. Schéma 6 DSCH Cond SR Evap SCH : Désurchauffe : Condensation : Sous Refroidissement : Evaporation : Surchauffe NOTA : La chaleur évacuée au condenseur (Pc) comprend : - la chaleur absorbée par l’évaporateur (Pf) - la chaleur produite par la compression du fluide (Pa) 2. Constitution du circuit frigorifique Propriétés physiques du fluide frigorifique Pour récupérer des calories à une source froide, il faut faire passer dans l’évaporateur un fluide dont la température est inférieure à la source froide. Les pompes à chaleur sont chargées avec du MONOCHLORODIFLUOROMETHANE, ce produit dérivé des hydrocarbures chlorofluorés constitue une gamme de composés dont les caractéristiques de sécurité et les propriétés physicochimiques autorisent son emploi dans les circuits frigorifiques. Formule chimique : CH CL F2, appelé couramment Fréon réfrigérant 22. Point d’ébullition à la pression atmosphérique : – 040,8 °C Température critique Pression critique absolue : + 096,0 °C : + 049,7 bar Point de congélation : – 146,0 °C 6 Compresseur Fonction Il permet, en absorbant de l’énergie électrique, de fournir l’énergie mécanique nécessaire à la compression des gaz. Ces gaz, entrant à l’aspiration à basse pression et basse température, ressortent en haute pression et haute température sous l’effet de la compression. Constitution (voir fig.) De type à piston et hermétique. L’ensemble des organes constituant le compresseur est enfermé dans une cloche étanche, relié au circuit extérieur par une tuyauterie d’aspiration (la plus grosse) et une tuyauterie de refoulement. L’énergie nécessaire à la compression est fournie par un moteur dont la lubrification est assurée par de l’huile véhiculée par une pompe située en bout d’arbre. Le fluide frigorigène et l’huile étant deux corps facilement miscibles entre eux, une résistance située en fond de carter assure le réchauffage du mélange et permet l’évaporation du réfrigérant en période d’arrêt du compresseur. L’aspiration des gaz traversant le moteur électrique permet le refroidissement du bobinage moteur et la récupération des calories dégagées par celui-ci. Un protecteur interne appelé couramment “Klixon” permet le contrôle de l’échauffement des enroulements moteur. Une soupape de sécurité HP interne assure la sécurité haute pression et met celle-ci en communication avec la basse pression. L’ensemble est monté sur plots antivibratiles. Coupe compresseur hermétique Maneurop ! " # $ % "# & '( ) * +)# ,- . /$ 00 1 2, $) / $ ) ' 0 Condenseur Fonction Il assure l’échange de calories entre le circuit frigorifique et le circuit d’eau de chauffage. Les gaz haute pression en sortie compresseur sont d’abord soumis à une phase de désurchauffe, c’est-à-dire, baisse de température sans changement d’état. On assiste ensuite à température et pression constantes, à une phase de condensation (passage du gaz en liquide) donc échange de température avec le circuit de chauffage. Lorsque toute cette vapeur est condensée, le liquide ainsi formé peut se refroidir, c’est la phase de sous-refroidissement. 7 Constitution Un tube de cuivre de gros diamètre dans lequel sont montés plusieurs tubes de diamètre plus faible. Le réfrigérant circule dans les tubes de plus petit diamètre, donc pas de pertes de chaleur vers le milieu extérieur. La circulation des deux fluides s’effectue à contrecourant. Schéma du condenseur à eau Refoulement Fluide frigorigène Départ de chauffage Sortie liquide Vue en coupe du condenseur à eau coaxial Eau de chauffage Retour de chauffage Evaporateur Fonction C’est un échangeur de chaleur qui prend les calories de l’air ou de l’eau et les transmet au fluide frigorigène. Le liquide détendu arrive à l’évaporateur en basse pression ; sa température étant inférieure (à l’air ou l’eau), il s’évapore en absorbant ses calories à la source froide et se transforme en gaz qui est ensuite aspiré par le compresseur. Constitution Modèle EAU / EAU : similaire au condenseur, l’évaporateur à eau possède un réseau de tubes de faible diamètre assurant le passage du réfrigérant ; le tout étant enveloppé d’un tube de gros diamètre permettant le passage de l’eau. La circulation des deux fluides s’effectue à contrecourant. Modèle AIR / EAU : il se situe à l’extérieur de l’habitation . L’air traverse une batterie à ailettes, sa circulation est forcée par un ventilateur hélicoïde. Cet air réchauffe le fréon qui circule à l’intérieur d’un tube de faible diamètre en contact intime avec les ailettes. Détendeur Fonction Il permet le passage de la partie haute en basse pression. Ceci est réalisé grâce au passage du liquide à l’intérieur d’un orifice calibré. Cette détente produit une légère vaporisation du liquide avec abaissement de température. Constitution Du type thermostatique, le bulbe prend la température en sortie d’évaporateur et assure la régulation du débit de liquide à l’évaporateur. Son réglage est assuré par la compression d’un ressort antagoniste. Un by-pass de sécurité permet l’égalisation des pressions HP et BP. Lorsque l’installation est au repos, le détendeur se ferme. Déshydrateur Le filtre déshydrateur est placé à la sortie liquide du condenseur. Il a pour rôle de retenir les impuretés et les traces d’humidité. Constitution Cylindrique comportant un filtre à l’entrée, un filtre à la sortie. L’intérieur est composé de gel de silice ou du silicagel et d’un ressort. Schéma d’un déshydrateur 8 3. Détendeur thermostatique 9 Détendeur thermostatique 4. Conseil de montage Réception Toutes les POMPES A CHALEUR sont essayées en usine. A la réception du matériel, vérifier la PAC. En cas de détérioration, faire les réserves d’usage auprès du transporteur. Entreposer l’appareil à l’abri des intempéries. Implantation La PAC sera installée dans un local à température positive sauf pour les Monoblocs extérieurs. Elle sera posée : parfaitement de niveau sur un socle béton exempt de toute aspérité La mise en oeuvre et les raccordements devront faire l’objet de beaucoup de soin de la part de l’utilisateur. Les caractéristiques des canalisations doivent permettre de respecter les conditions de fonctionnement. Pour les raccordements, respecter le sens d’écoulement mentionné sur la PAC. NOTA : A - Quel que soit le mode de régulation, il doit toujours y avoir un débit d’eau ou d’air constant sur les échangeurs (condenseur - évaporateur). B - La pompe du circuit chauffage doit être montée à l’entrée du condenseur. Raccordements électriques Dans tous les cas, se conformer aux indications portées sur le schéma électrique joint avec l’appareil. L’alimentation électrique du coffret de distribution PAC sera réalisée directement à partir du comptage EDF. Les alimentations Puissance et Télécommande de la PAC seront faites séparément à partir de ce coffret de distribution. Pour leurs protections fusibles, se reporter au schéma électrique joint avec la PAC. 10 Schéma 1 : Chauffage uniquement avec récupération sur nappe 5. Vérifications avant la mise en service Circuit hydraulique – Ouvrir les vannes et s’assurer que l’eau circule bien dans les échangeurs. – Vérifier le fonctionnement du contrôleur de circulation d’eau du circuit récupération (PAC EAU / EAU). – Installation avec vannes de sélection, vannes de décharge, vérifier le fonctionnement. – Assurer la mise en service du circuit chauffage. Electricité – Vérifier que toutes les bornes électriques sont bien serrées. – S’assurer que la tension du réseau correspond bien à la tension de l’appareil. – Mettre sous tension la résistance de carter quelques heures avant le fonctionnement du compresseur (3 heures pour une ambiance de 10 °C). Schéma Manifold (manomètres) 11 6. Mise en service Mise en place du MANIFOLD – Vérifier l’étalonnage des manomètres HP et BP et si nécessaire régler l’aiguille sur 0 (pression atmosphérique). – Monter des flexibles sur les prises manométriques (valve type SCHRAEDER). Les flexibles contenant de l’air, il est impératif de les purger convenablement. Circuit HP – Ouvrir légèrement la vanne B pour le mettre en communication avec le flexible 3 (à l’air libre). – Raccorder le flexible 2 à la prise manométrique HP, une légère fuite sortira par le flexible 3, l’air sera évacué. – Fermer la vanne B, lire la pression au manomètre HP. Circuit BP – Ouvrir légèrement la vanne A pour mettre en communication avec le flexible 3. – Raccorder le flexible 2 à la prise manométrique BP, une légère fuite sortira par le flexible 3. Fermer la vanne A, lire la pression au manomètre BP. Contrôle électrique 1) Vérifier la section des câbles d’alimentation et la mise à la terre. 2) Vérifier les calibrages des fusibles et leur type (A.M. pour les moteurs). 3) Contrôler le fonctionnement de l’armoire électrique sous tension mais sans la puissance sur le compresseur. Ce test à pour but de vérifier les connections effectuées sur le chantier (asservissement pompe à eau, commande automaticité, vannes électriques, régulation, etc ...) jusqu’à l’enclenchement du contacteur compresseur. – Remettre la puissance sur le compresseur. – Mettre en route le compresseur. – Vérifier immédiatement : a) que le refoulement chauffe (brûlant au toucher). b) que l’intensité absorbée est normale (voir valeur sur la plaque signalétique). – Vérifier le fonctionnement de tous les appareils de sécurité (voir tableau pour valeur de réglage dans le manuel pratique). – Faire un relevé de fonctionnement (voir page 16). 7. Principe de fonctionnement de la PAC à inversion de cycle Une pompe à chaleur réversible assure : – la production de chaleur en hiver – la production de froid en été Il convient d’effectuer une inversion de cycle pour permuter les rôles respectifs de l’échangeur intérieur et de l’échangeur extérieur, par un dispositif de vannes à quatre voies (voir schéma). 12 8. Fonctionnement de la vanne d’inversion de cycle Vanne d’inversion de cycle en fonctionnement froid (ou dégivrage) 9. Principe et essai des divers modes de dégivrage Principe de dégivrage sur PAC AIR / EAU avec système anti-givre Les PAC AIR / EAU avec système anti-givre sont des POMPES A CHALEUR qui fonctionnent jusqu’à + 3 °C extérieur. Nous savons également que la température de la glace fondante est de 0 °C. Nous avons un dégivrage par apport de calories du à une ventilation forcée. Pendant cette opération, le compresseur est arrêté ; la commande de cette action de dégivrage est réalisée par un pressostat (BP 2 ou BPD). Module de dégivrage Principe Le dégivrage s’effectue de façon cyclique par inversion de cycle (compresseur en marche froid). Pendant le dégivrage, la ventilation de la batterie extérieure est arrêtée. Le système de commande de l’inversion de cycle est assuré par un module de dégivrage à détection thermostatique. Ce système autorise le dégivrage, dès que le bulbe thermostatique du module, détecte une température du fluide frigorigène au niveau de l’évaporateur extérieur, de – 3 °C environ en sortie détendeur. Il arrête le dégivrage dès que ce même bulbe détecte une température du fluide frigorigène de 26 °C. La batterie est alors totalement dégivrée. La durée moyenne d’un cycle de dégivrage est de 3 minutes, mais ne peut en aucun cas, dépasser 12 minutes. Ce module est conçu pour fonctionner en 60 Hz. Pour un fonctionnement de 50 Hz, les réglages correspondent à : 30 = 36 mn, 45 = 54 mn, 90 = 108 mn (réglage usine). Pour les régions où le taux hygrométrique est très important, régler sur 45. 13 Réglage – Durée totale du cycle du module : 54 mn ou 108 mn (± 1 mn) – Début du cycle de dégivrage (A) : – 2,5 °C (± 1,5 °C) – Fin du cycle de dégivrage (A) : 26 °C (± 5,5 °C) ou 12 mn (± 2 mn) après le début du cycle de dégivrage – Début du 2e cycle de dégivrage : 54 mn ou 108 mn (± 1 mn) après le début du premier cycle de dégivrage. 345 20 )) # 6 Dégivrage par inversion de cycle et fin de dégivrage par pressostat Les pompes à chaleur AIR/EAU à inversion de cycle ont une limite de fonctionnement de – 5 °C extérieur, et que la température de la glace fondante est de 0 °C, nous sommes contraints de faire un apport de calories sur la batterie externe pour faire fondre le givre. Ce dégivrage s’effectue par inversion de cycle (vanne 4 voies). Pendant le dégivrage, la ventilation de la batterie externe est arrêtée. Le système de commande de l’inversion est assuré par : 1) Un thermostat BD réglé à + 7 °C placé sur la partie externe. Ce réglage de + 7 °C correspond à une température d’évaporation d’environ – 3 °C. 2) Une minuterie comptabilise la durée de fonctionnement du compresseur à condition d’avoir une température inférieure à + 7 °C réglage de BD. C’est au bout d’une heure de fonctionnement du compresseur que la minuterie nous fermera un contact commandant la VANNE D’INVERSION DE CYCLE (VIC). La durée moyenne d’un dégivrage est d’environ 3 mn. Son arrêt est commandé par un pressostat HPD réglé de 11 à 13 bar contrôlant la pression de condensation dans le module externe (11 bar correspondent à une température de condensation d’environ 28 °C). Une minuterie (K5) limite le temps de dégivrage à 8 mn. Essais de ce mode de dégivrage 1) Enclencher le thermostat dégivrage (BD). 2) Faire chuter la pression BP en débranchant le ventilo. 3) Tenir un schunt sur le contact de la minuterie de dégivrage (K4 entre 15 et 18) de façon à ce que lorsque le pressostat HPD va s’enclencher à environ 4 bar (lecture sur le mano BP), le dégivrage puisse se réaliser. Observations au moment de l’inversion de cycle : – Les pressions BP et HP vont chuter. – Au fur et à mesure que le givre va fondre, la pression HP va remonter jusqu’à ce qu’elle atteigne 11 bar (lecture sur mano HP) qui est le point de coupure du pressostat HPD. 14 10. Vérification de fonctionnement Déclenchement haute pression – Arrêter la circulation d’eau ou arrêt du ventilateur du condenseur Déclenchement basse pression – Arrêt du ventilateur (modèle air - eau). – Essais du pressostat BP pour tous modèles de PAC CIAT. 1) Débrancher le pressostat du circuit frigorifique, mettre un bouchon à la place. 2) Brancher le pressostat sur la sortie, milieu du manifold en laissant une légère fuite. 3) Raccorder les prises BP du manifold sur la bouteille de R22 ou d’azote. ATTENTION DANGER : NE JAMAIS RACCORDER SUR DE L’OXYGENE : RISQUE D’EXPLOSION 4) Vérifier l’enclenchement et la coupure du BP en faisant monter et chuter la pression à l’aide de la vanne gaz de la bouteille de R22 ou d’azote. Après les essais, remettre le pressostat à sa place et s’assurer qu’il n’y a pas de fuite sur le circuit frigorifique (lampe haloïde). Ajuster le débit sur les échangeurs à eau – En général, le ∆t eau froide : 4 à 06 °C. – En général, le ∆t eau chaude : 5 à 10 °C. Vérifier le sous-refroidissement du condenseur – Attendre le régime de fonctionnement de l’installation. – Lire la pression et la température au manomètre HP : exemple : 19 bar = + 50 °C R22 – Prendre la température du liquide en sortie de condenseur : exemple : + 45 °C Le sous-refroidissement sera : Température de condensation Température de liquide Sous-refroidissement + 50 °C – 45 °C = 05 °C Ce contrôle a pour but de vérifier la charge du circuit frigorifique Pour un manque de charge : nous aurons un sous-refroidissement presque nul exemple : Température de condensation + 50 °C Température de liquide – 49 °C Sous-refroidissement = 01 °C Excédent de charge : le sous-refroidissement augmente exemple : Température de condensation + 50 °C Température de liquide – 38 °C Sous-refroidissement = 12 °C Exemple : Condenseurs coaxiaux en spirale : Sous-refroidissement moyen de 5 à 8 °C Condenseurs bouteille : Sous-refroidissement moyen de 3 à 5 °C Remarque : Circuit frigorifique avec échangeur de chaleur à la sortie du liquide du condenseur, prendre le sous-refroidissement avant et après échangeur, et l’ajuster à la sortie liquide du condenseur. Vérifier la surchauffe à l’aspiration du compresseur – Lire la pression et la température d’évaporation au manomètre BP : exemple : 4 bar = 0 °C R22 – Prendre la température sur la tuyauterie d’aspiration à l’entrée du compresseur : exemple : + 8 °C La surchauffe sera : Température d’aspiration Température d’évaporation Surchauffe + 8 °C – 0 °C = 8 °C 15 Surchauffe élevée : – Augmenter le débit du détendeur. – Dévisser la vis de réglage. Surchauffe faible : – Diminuer le débit du détendeur. – Visser la vis de réglage. Remarque : Circuit frigorifique avec échangeur de chaleur, prendre la température d’aspiration à l’entrée et à la sortie. La surchauffe, en général, se situe entre 7 et 10 °C à l’aspiration du compresseur. Avant de toucher au réglage du détendeur, s’assurer que la charge soit correcte (sous-refroidissement). Vérifier le point de consigne des thermostats Vérifier le point de consigne des thermostats chaud et froid et thermostat antigel (+ 2 °C), les thermostats limite de fonctionnement (voir valeurs dans manuel pratique). Faire un relevé de fonctionnement (voir ci-dessous) Rappel mesure surchauffe et sous-refroidissement. Prendre sur fiche support de stage. 11. Relevé de fonctionnement Nature de l’installation Responsable : M. : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ARC N° : ............................ Date de mise en route : ............................................ REGLAGES Compresseur : marque N° compresseur : PRESSOSTATS Tension nominale : V Enclenchement Tension aux bornes : V Coupure Intensité nominale : A Réarmement Intensité absorbée : A FLOW-SWITCH HP BP HPD BPD MODULE RANCO BC BA BF Temporisations Thermique ventilateur Thermique compresseur = °C Température sortie liquide du condenseur = °C sous-refroidissement = °C Pression refoulement = Température refoulement = bar Condensation MANO HP °C Température sortie eau-air condenseur = °C Température entrée eau-air condenseur = °C = °C = °C = °C = °C Température entrée eau-air évaporateur = °C Température sortie eau-air évaporateur = °C = °C Dt Température tuyauterie d’aspiration Pression d’aspiration = bar surchauffe Dt 16 DT = °C DT = °C C Evaporation MANO BP 12. Mesures frigorifiques 13. Montage pour mise en pression et tirage au vide 17 14. Contrôle et analyse des pannes Rechercher les causes aux numéros des lignes suivantes Effets constatés A Pression aspiration ne varie pas pour tout réglage détendeur 28-29-35-36 B Compression très chaud, peu de froid, peu de chaleur 25-29 C Détendeur continu à débiter à l’arrêt compresseur 28-42 D Pression aspiriration et refoulement tendent à s’équilibrer en marche 25 E Pression aspiration remonte vite à l’arrêt compresseur 25 F Différence exagérée température sortie eau et condensation (∆T) 1-7-8-19-38-9-13-26-34-40 G Différence exagérée température entrée et sortie d’eau 8-19 H Faible partie évaporateur condenseur HP faible 29-31-33-35-36-39 I Température extérieure trop basse 15-24 J Compresseur marche en court-cycle 2-3-6-26-29-33 K Déclenchement fréquent pressostat BP 2-3-11-29-33-35-36-39 L Déclenchement fréquent pressostat HP 1-2-4-8-9-10-22-23-26-34 M Température de refoulement trop élevée 1-9-19-26-34-38 O Température de refoulement trop basse 13-14-28-32 P Température d’aspiration trop élevée 13-29-33-35-36-39 Q Pression de refoulement trop élevée 4-9-10-19-20-22-23-26-34-38 R Flocons blancs dans le détendeur 7 S Pression d’aspiration trop faible 3-4-5-6-11-18-29-31-33-34-35-36-39 T Pression d’évaporation trop élevée 16-17-28-31-32 U Evaporateur bloqué par la glace 11-21-27 V Impossibilité de faire le vide 37 W Bruit anormal du compresseur 28-32-38-42 X Huile brune à odeur forte 43 Y Compresseur ne démarre pas 2 Z Compresseur tourne toujours 6-15-25-26-29-33-35-36-39 A* Surchauffe trop importante 29-33-35-36-39 B* Sifflement du détendeur 36-39 C* Déshydrateur givre ou ∆t entrée sortie importante 36 D* Détendeur pompe 30-32 E* Fait du froid à l’échangeur intérieur (PAC) 21 F* Surchauffe aspiration compresseur importante 12-29-33-35-36-39 G* Valeur de sous-refroidissement importante 9-29-36-38-40-41 H* Valeur de sous-refroidissement faible 39-41 I* Surchauffe faible ou nulle 13-28 18 14. Contrôle et analyse des pannes (suite) Effets constatés aux lignes suivantes Causes 1 Compresseur fonctionne à une pression trop élevée F-L-M 2 Panne électrique ou appareil sécurité déréglé J-K-L-Y 3 Vanne d’aspiration fermée ou étranglée J-K-S 4 Vanne de refoulement fermée ou étranglée L-Q-S 5 Tuyauterie d’aspiration mal dimensionnée S 6 Evaporateur bouché par givre ou impuretés J-S-Z 7 Présence d’air et d’eau dans le circuit F-R 8 Débit d’eau dans l’échangeur insuffisant F-G-L 9 Air dans le condenseur F-L-M-Q-G* 10 Température élevée au circuit chauffage L-Q 11 Ventilateur de l’évaporateur arrêté K-S-U 12 Tuyauterie longue et pas isolée F* 13 Thermomètre non précis au mauvais contact F-O-P-I* 14 Débit d’eau trop important dans l’échangeur O 15 L’évaporateur doit dégivrer trop souvent I-Z 16 Bulbe détendeur mal placé ou mal serré T 17 Bulbe détendeur rechauffé ou mal serré T 18 Perte de charge tuyauterie aspiration S 19 Débit d’eau variable dans échangeur F-G-L-M-Q 20 Thermostat chaud sur retour déréglé Q 21 La vanne 4 voies ne fonctionne pas U-D* 22 Eau circuit chaudière trop chaude L-Q 23 Accélérateur chaudière en panne L-Q 24 Production d’eau chaude faible I 25 Clapets du compresseur détériorés B-D-E-Z 26 Echangeur encrassé ou entartré F-J-M-Q-Z 27 Thermostat extérieur déréglé U 28 Détendeur bloqué ouvert A-C-O-T-W-I* 29 Détendeur bloqué fermé A-B-F*-G*-H-J-K-P-S-Z-A* 30 Détendeur trop puissant D* 31 Réglage du détendeur H-S-T 32 Détendeur trop ouvert O-T-W-D*-I* 33 Détendeur trop fermé H-J-K-P-S-Z-A*-F* 34 Echangeur trop petit F-L-M-Q-S 35 Filtre détendeur bouché A-H-K-P-S-Z-A*-F* 36 Déshydrateur bouché A-H-K-P-S-Z-A*-B*-C*-F* 37 Fuite sur le circuit frigorifique V 38 Excès de fluide frigorigène F-L-M-Q-W 39 Manque de fluide H-K-P-S-Z-A*-B*-F*-H* 40 Perte de charge importante condenseur F-G* 41 Manomètre HP mal étalonné G*-H* 42 Vanne électrique liquide non étanche W-C 43 Acidité de l’huile après carbonisation X 19 15. Méthode de détection de fuite Le circuit frigorifique est vide – Monter les manomètres. – Mise en place de la pompe à vide avec les vannes Schrader, démonter le mécanisme interne. – Mettre une pression de R22 de 0,5 à 1 bar. – Monter en pression avec de l’azote jusqu’à 10 bar. Détection La détection de fuite s’effectue avec une lampe haloïde, un détecteur électronique ou de l’eau savonneuse en liquide ou en bombe. Pour détecter les fuites, on place l’organe détecteur à chaque point de l’installation susceptible de produire une fuite : – Raccords (aspiration - refoulement). – Dudgeons (prise pressostatique). – Presse-étoupe. Lampe haloïde Elle se compose d’une bouteille de butane qui chauffe au rouge un disque de cuivre. La vitesse du gaz crée une dépression dans un tuyau souple qui constitue l’organe détecteur. Méthode de détection de fuites Passer lentement (2 cm à la seconde maximum) l’extrémité du tube souple sur tous les joints susceptibles de fuir : a) Flamme sans changement : pas de fuite. b) Flamme orange foncée : légère fuite. c) Flamme verte : fuite plus grande. d) Flamme bleue avec des fumées blanches : très grosse fuite. NOTA : Il est recommandé de ne pas fumer pendant la recherche d’une fuite. Schéma de la lampe haloïde 20 16. Tirage au vide Il existe deux méthodes de tirage : Tirage au vide pendant 6 à 8 heures : sans interruption une fois que l’on a atteint 760 mmHg ou –1 bar Le temps varie selon la puissance de l’installation et selon la puissance de la pompe à vide. Méthode des trois vides - Ordre chronologique A – 1er tirage au vide 20 mn (voir détail ci-dessous) B – 1er cassage au vide 20 mn (voir détail ci-dessous) C – 1ère évacuation D – 2ème tirage au vide 20 mn E – 2ème cassage au vide 20 mn F – 2ème évacuation G – 3ème tirage au vide 20 mn H – 3ème et dernier cassage au vide (charge sécurité 2 bar de R22 en gaz) I – Charge de l’installation en fluide frigorigène Détail de la méthode des trois vides Après la détection de fuite, évacuer la pression du circuit et vérifier l’étalonnage du manomètre de la pompe à vide. – Tirage au vide Mettre en route la pompe à vide. Après un certain temps de fonctionnement, le manomètre doit indiquer 760 mmHG. Maintenir ce vide pendant 20 mn. – Cassage du vide Arrêter la pompe à vide sans oublier de fermer la vanne d’isolement de celle-ci. On casse le vide en injectant du fluide frigorigène à l’état gazeux jusqu’à 1 ou 2 bar. Mais plus la pression sera importante, plus l’efficacité sera grande puisque ce cassage du vide a pour but d’absorber l’humidité du circuit. Attendre 20 mn environ pour que ce gaz déshydratant ait le temps de faire son travail. – Evacuation Ouvrir la vanne d’évacuation de la pompe à vide. Dégazer l’installation en évitant de faire rentrer de l’air. Pour cela, s’arrêter juste au-dessus de la pression atmosphérique. Remettre la pompe à vide en route pour assurer le 2e tirage au vide. Schéma de principe pompe à vide à palettes - 2 étages 21 17. Charge en fluide frigorigène La charge en fluide frigorigène s’effectue en gaz, à l’aspiration du compresseur, en plusieurs petites charges, en observant les manomètres HP et BP. Il faut également contrôler le sous-refroidissement du condenseur, attendre que l’installation arrive à son régime de fonctionnement, ajuster si nécessaire la charge, contrôler la surchauffe. Les critères d’une bonne charge sont : Sous-refroidissement correct. Température de condensation ne dépassant pas plus de quelques degrés la température de sortie d’eau. Surchauffe normale. Charge en gaz à l’aspiration (A : ouvert ; B : fermé) 22 Méthode de charge d’une installation Sur les installations munies d’un détendeur thermostatique, nous pouvons procéder au contrôle de la charge à l’aide du sousrefroidissement. Déroulement et contrôle de la charge Lors d’un contrôle, nous nous apercevons qu’il n’y a plus de réfrigérant dans l’installation. Cela signifie que nous sommes en présence d’une fuite sur le circuit frigorifique. A - Faire une mise en pression Montage de la pompe à vide sur les prises Schrader de l’installation. Envoyer 2 bar de R22 en gaz qui servira de réactif au détecteur haloïde. Compléter avec de l’azote de manière à monter la pression de 10 bar. Rechercher la fuite à l’aide de votre détecteur à chaque point du circuit susceptible de produire une fuite : tuyauterie préchargée, bride d’aspiration et de refoulement du compresseur, bouchon, presse-étoupe, détendeur, soudures, etc. S’il s’agit d’une fuite qui demande une intervention avec un chalumeau, ne pas oublier de faire un balayage à l’azote lors de cette opération afin d’éviter la formation de carbone à l’intérieur du circuit. B - Echange du déshydrateur qui est saturé d’humidité Le démontage et le remontage doivent se faire sous balayage d’azote comme cité précédemment. C - Procéder au tirage au vide (voir détail) D - Déroulement de la charge Pour le dernier cassage du vide, laisser équilibrer les pressions entre la bouteille de R22 et le circuit frigorifique. Après quoi nous pourrons démonter la pompe à vide. Montage des manomètres. Ne pas oublier de purger les flexibles. Raccorder la bouteille R22 sur la sortie milieu du manifold. Purger. E - Mettre le compresseur en fonctionnement Nous pouvons constater que la pression BP chute (exemple 0,5 bar). Ouvrir la vanne BP du manifold à l’aide de la vanne liquide de la bouteille. Réguler le débit de fluide frigorigène de façon à imposer une pression supérieure de 2 bar maxi à la précédente (exemple 0,5 bar + 2 bar = 2,5 bar). Avec cette méthode de charge, le fluide qui part de la bouteille en liquide nous permet d’avoir une pression constante dans celle-ci. Pendant le parcours, le R22, à partir de la bouteille jusqu’au compresseur, rencontre plusieurs obstacles qui créent des détentes successives donc un pourcentage très faible de liquide à l’entrée du compresseur. Le danger de comprimer du liquide est écarté. Nous laissons rentrer le fluide ainsi, pendant une à deux minutes, pour ensuite fermer la vanne de la bouteille et lire la nouvelle pression BP (exemple 1,5 bar). De nouveau nous imposons une pression de 2 bar supérieure (1,5 bar + 2 bar = 3,5 bar) ; ainsi jusqu’à obtenir une pression et une température d’évaporation normales. Rappel La température d’évaporation dite normale est déterminée par le ∆T à l’évaporateur. Le ∆T à l’évaporateur est la différence de température entrée d’eau ou d’air à l’évaporateur et la température d’évaporation. Exemple Condition d’entrée d’air à l’évaporateur + 10 °C Le ∆T de cette machine est situé entre 10 et 14 °C La température d’évaporation sera d’environ – 4 à 0 °C F - Ajuster la charge au sous-refroidissement Une fois que la température d’évaporation dite normale sera atteinte, ajuster la charge au sous-refroidissement. 23 18. Echange d’un compresseur 1 - Vider l’installation doucement pour éviter le gel des tuyauteries frigorifiques, ce qui occasionnerait un apport d’humidité dans le circuit dès que la pression atmosphérique serait atteinte. 2 - Déconnecter électriquement et frigorifiquement le compresseur. 3 - Faire un prélèvement d’huile pour test d’acidité. 4 - Faire un test d’acidité : a) Si test d’acidité négatif (pas de présence d’acidité) procéder à l’échange du compresseur sans rinçage du circuit frigorifique. b) Si test d’acidité positif (présence d’acidité) procéder, avant l’échange du compresseur, au rinçage du circuit. 19. Rinçage d’un circuit frigorifique acide au R 11 1 - Procéder au rinçage du circuit avec du R11 en bouteille pressurisée par circulation à contre courant (entrée par l’aspiration, récupération de fluide usagé au refoulement). Ce rinçage se fera en ayant pris soin de démonter le mécanisme du détendeur puisque celui-ci fait office de clapet, à contre sens. 2 - Laisser sortir le R11 pendant quelques instants de façon à évacuer toute l’acidité du circuit. 3 - Procéder ensuite à une chasse à l’azote pour éliminer le restant de R11. 4 - Faire l’échange du déshydrateur saturé. Procéder à son brasage sous balayage d’azote (10 millibar environ). 5 - Remonter le mécanisme du détendeur, puis le compresseur neuf. 6 - Mise en pression pour recherche des fuites. 7 - Tirage au vide. 8 - Charge de l’installation en R22 et contrôle de la charge (relevé de fonctionnement). Rinçage du circuit au R 11 avec bouteille pressurisée 24 20. Récupération des fluides frigorigènes L’action consiste à retirer le fluide contenu dans un système frigorifique pour le stocker dans une bouteille indépendante, prévue à cet effet, dans le but de son réemploi ou de sa destruction. Méthode de récupération Conception du groupe de récupération : un compresseur, un séparateur d’huile, un condenseur et un filtre déshydrateur. Ce genre de groupe peut être fabriqué ou acheté tout fait (il est souhaitable d’avoir un groupe de récupération muni d’un compresseur de type ouvert à cause des fluides polués et fortement chargés d’acidité). Certains modèles sont munis de bouteille anti-coup de liquide, ce qui nous permet d’aspirer du gaz ou du liquide. Schéma de principe d’un groupe de récupération 25 Siège social & Usines CIAT Service Tél. : 04 79 42 42 42 - Fax : 04 79 42 42 10 "# $% & % '(")% ! * " *% % %+ &", % ",+ $' % ,% , %% ,% - % ". % ()% ">
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