Tout savoir sur les détendeurs frigorifiques
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On vous rappelle.
Qu'est-ce que la charge du train thermostatique ?
Les détendeurs thermiques sont chargés différemment, selon quatre types de charge distincts.
Charge standard : liquide Il s'agit de la charge la plus courante, où le détendeur est rempli de liquide identique à celui de l'installation. Cette charge réagit rapidement aux variations de température mais peut surcharger le compresseur après un arrêt prolongé. Cet inconvénient peut être résolu en ajustant le fonctionnement de l'installation en mode "pump down".
Charge MOP : Limitation de la charge liquide La charge MOP est calculée de manière à vaporiser tout le liquide dans le bulbe à une température entre 10 et 15°C. En dessous du point MOP, le détendeur régule normalement. Au-dessus de ce point, le détendeur se ferme pour rouvrir en dessous du point MOP, limitant ainsi la surchauffe et la surcharge du compresseur.
Charge à absorption : gaz inerte + absorbant Le bulbe est rempli d'un gaz inerte et d'un corps adsorbant. Ce système permet d'actionner le détendeur en contrôlant la surchauffe en absorbant ou libérant du gaz selon la température. Cette charge réagit moins aux variations brusques de température qu'une charge liquide.
Charge antipompage : charge MOP + élément poreux Cette charge combine la MOP avec un matériau poreux à l'intérieur du bulbe pour réguler le temps d'ouverture et de fermeture du détendeur, limitant le pompage. Cependant, le temps de réponse du détendeur peut être parfois long.
Qu'est-ce que le détendeur et la position du bulbe sur la tuyauterie ?
Afin d'assurer la performance optimale d'un détendeur, il est crucial que le bulbe du train thermostatique soit en étroit contact avec la tuyauterie. Vous avez probablement remarqué que le bulbe des détendeurs comporte une zone encochée ; c'est cette partie qu'il convient de placer contre la tuyauterie d'aspiration.
Le bulbe doit être positionné à rebours du sens d'écoulement du fluide pour favoriser un échange efficace. Si le diamètre du tube d'aspiration est inférieur à 3/4 de pouce, le bulbe devrait être placé à 13 heures (comme sur un cadran de montre), c'est-à-dire sur la partie supérieure de la tuyauterie. Pour des diamètres compris entre 3/4" et 7/8", le bulbe sera installé à 14 heures. Au-delà de 1 pouce, positionnez-le à 15 heures. Le rôle du bulbe est de mesurer la température de la vapeur d'aspiration surchauffée.
Il est crucial de fixer solidement le bulbe en place sans mouvement. Utilisez uniquement le système de fixation fourni avec le détendeur, généralement une fine bande d'aluminium ou de laiton qui améliore également l'échange thermique entre le bulbe et la tuyauterie. Pour éviter tout interférence, isolez le bulbe et la tuyauterie en les enveloppant dans un manchon en élastomère ou une bande isolante.
Dans le cas d'une alimentation en amont et d'une conduite d'aspiration verticale, il peut être nécessaire d'installer une trappe à liquide, le bulbe devant être placé avant ce dispositif pour prévenir tout dysfonctionnement du détendeur.
Qu'est-ce que le fonctionnement du détendeur MOP ?
Le détendeur à charge MOP, également connu sous le nom de "Maximun Operating Pressure", maintient une pression d'aspiration spécifique en fonction du réfrigérant et de la température de fonctionnement, ce qui en fait un choix idéal pour les installations négatives. Les compresseurs utilisent des moteurs électriques conçus pour des températures basses à très basses. Des fluctuations soudaines de pression et de température, notamment après un dégivrage, pourraient entraîner une surchauffe des bobinages et une usure prématurée des compresseurs.
La principale différence technique entre un détendeur standard et un détendeur MOP réside dans la quantité de charge contenue dans le bulbe du train thermostatique du détendeur MOP, étant moindre dans ce dernier.
En termes de fonctionnement, en dessous du point MOP, le détendeur fonctionne de manière similaire à un détendeur traditionnel. Au-dessus du point MOP, l'augmentation de la température du bulbe entraînera une modification minimale de l'ouverture du détendeur. Si la surchauffe n'est plus maîtrisée, le détendeur MOP se ferme jusqu'à ce que la pression d'évaporation retombe en dessous du point MOP, assurant ainsi un fonctionnement optimal.
Qu'est-ce que le fonctionnement du détendeur électronique ?
Les détendeurs électroniques représentent une solution fiable et hautement précise, particulièrement adaptée aux systèmes à volume de réfrigérant variable tels que les splitsystems, les multisplits, les mini VRV, les pompes à chaleur, les refroidisseurs de liquide, les meubles réfrigérés, etc.
Il existe deux approches principales pour les détendeurs électroniques : le détendeur à impulsion, où le temps d'ouverture détermine la surchauffe, et le détendeur pas à pas, où c'est le degré d'ouverture qui joue ce rôle.
La composition d'une régulation de la surchauffe par détendeur électronique comprend un corps de vanne, une électrovanne ou un moteur pas-à-pas agissant en tant qu'actionneurs, un ensemble de sondes ou prises de pression (entrée, sortie évaporateur) et un régulateur interprétant les données par le biais d'un programme agissant sur le moteur du détendeur.
Le détendeur pas à pas, grâce aux fonctions intégrées dans le régulateur telles que l'action PI ou PID, permet un positionnement rapide et précis de la vanne. La puissance délivrée dépend du nombre de "pas" d'ouverture, chaque pas équivalant à une rotation de 1,5° à 1,8°, offrant ainsi une qualité de réglage exceptionnelle.
Quant au détendeur à impulsion, il fonctionne de manière similaire à une électrovanne, s'ouvrant par des trains d'impulsions plus ou moins longs en fonction de la puissance requise, assurant ainsi une ouverture continue.
La régulation d'un détendeur électronique permet de contrôler et de réguler la surchauffe de l'évaporateur, utilisant des sondes ou capteurs pour optimiser l'alimentation en fluide de l'évaporateur, avec un rôle de protection essentiel concernant le fonctionnement du compresseur.
Les détendeurs électroniques peuvent être pilotés à l'aide de deux configurations de capteurs, soit en utilisant un capteur de pression avec une sonde de température à la sortie de l'évaporateur, soit en utilisant des sondes de température placées à divers endroits pour mesurer efficacement la surchauffe.
Qu'est-ce que le rôle du capillaire en froid et climatisation ?
Le détendeur capillaire, largement utilisé dans les petites installations à faible puissance, représente l'organe de détente le plus simple. Composé d'un tube de cuivre d'un diamètre extérieur de 2 à 3 mm et d'un diamètre intérieur de 0,2 à 1,8 mm, sa longueur est calculée en fonction de la puissance requise.
Fonctionnement : La détente du fluide frigorigène s'effectue par une chute de pression lors de son passage à travers le tube capillaire. Pour éviter la vaporisation partielle, le capillaire est généralement collé étroitement à la tuyauterie d'aspiration afin de sous-refroidir le fluide et améliorer son rendement. La longueur et le diamètre interne du capillaire déterminent la puissance délivrée, il est crucial de respecter ces paramètres lors de tout remplacement.
Fiabilité et inconvénients : Ce dispositif de détente, sans pièces mécaniques, assure un débit constant du fluide. Cependant, la variation de la surchauffe à l'évaporateur peut affecter la capacité frigorifique. De plus, il ne permet pas d'ajuster l'injection du liquide selon la charge thermique ou les conditions de refroidissement du condenseur.
Précautions : Le circuit frigorifique doit être propre et déshydraté pour éviter tout risque d'obstruction du capillaire. Il est également conseillé de ne pas installer de réservoir de liquide sur les systèmes équipés de détendeurs capillaires afin d'éviter les problèmes liés à l'écoulement excessif de liquide lors de l'arrêt du compresseur.
Diamètre et longueur du capillaire : Deux paramètres essentiels influent sur le fonctionnement du capillaire : le diamètre interne du tube et sa longueur. Une réduction du diamètre interne augmente la perte de charge et provoque une chute de pression plus importante. De même, une longueur accrue augmente la différence de pression entre la basse pression (BP) et la haute pression (HP).
En conclusion, le détendeur capillaire est crucial dans les petites installations frigorifiques. Sa simplicité et sa fiabilité en font un composant clé, cependant, le choix et l'installation doivent être réalisés avec soin pour éviter tout dysfonctionnement.
Qu'est-ce que le détendeur thermostatique ?
Le détendeur joue un rôle crucial dans l'alimentation efficace de l'évaporateur en fluide frigorigène, optimisant ainsi son remplissage en fonction de la charge thermique.
Lorsque le liquide traverse la buse calibrée, parfois de taille inférieure au millimètre, il subit une forte chute de pression, entraînant une vaporisation partielle du fluide à l'entrée de l'évaporateur. Cette vaporisation diminue la température du fluide sans échange d'énergie avec l'extérieur.
Un exemple concret serait d'avoir, à l'entrée du détendeur, 0,5 kg/h de fluide liquide à 30 °C, et à la sortie, 0,5 kg/h de fluide à 80% liquide à -5°C.
Le détendeur peut être de type à égalisation interne ou externe. Dans le cas d'un détendeur à égalisation interne, la force d'ouverture dépend de la pression dans le train thermostatique, tandis que la force de fermeture est déterminée par la pression dans l'évaporateur et la force du ressort réglée par une vis.
Le liquide, arrivant sous forme de liquide sous-refroidi, se détend en passant par l'orifice du détendeur. La pression chute, et le liquide se vaporise partiellement avant d'entrer dans l'évaporateur.
Il est essentiel de positionner correctement le bulbe du détendeur en fin d'évaporateur pour garantir une alimentation en fluide adéquate et maintenir une surchauffe correcte, représentant la différence entre la température mesurée au bulbe et la température d'évaporation.
Dans le cas d'un détendeur à égalisation externe, recommandé pour les évaporateurs à forte perte de charge, il est relié à un raccordement en fin d'évaporateur pour réguler la pression à la fermeture du détendeur.
Pour les détendeurs électroniques, ils offrent une fiabilité et une précision accrues, idéaux pour les systèmes à volume de réfrigérant variable tels que les splitsystem, les multisplits, les mini VRV et les pompes à chaleur.
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