Tout savoir sur la schémathèque frigorifique
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Qu'est-ce que le pump down amélioré ou le single pump down ?
La régulation single pump-down dans les systèmes de réfrigération offre un contrôle essentiel pour prévenir la migration du fluide frigorigène des zones chaudes aux zones froides, en particulier vers l'évaporateur. En limitant cette migration, on réduit également la solubilité du frigorigène dans le lubrifiant, empêchant ainsi la contamination du circuit frigorifique par l'huile.
Le concept du single pump-down repose sur l'emploi d'un relais de mise au vide pour éliminer les cycles courts en cas de fuite de l'électrovanne (VEM), bien que des cycles courts demeurent possibles en cas de sous-charge du système.
Pour assurer la sécurité, plusieurs éléments tels que l'Arrêt d'Urgence (AU), les relais thermiques F1 et F2, ainsi que les pressostats HP, sont intégrés dans la chaîne de protection. Un pressostat BP est utilisé pour la régulation, tandis qu'une chaîne de sécurité distincte, comprenant l'Arrêt d'Urgence AU, les relais thermiques F1 et F2, ainsi que les pressostats HP et BP, tous à réarmement manuel, est mise en place.
En cas de défaillance d'un composant de la chaîne de sécurité, le relais KA1 sera désactivé, entraînant l'arrêt de l'installation.
Qu'est-ce que le thermostat change over ?
Lorsque des équipements tels que les terminaux, comme les CTA ou les ventilo-convecteurs, sont alimentés en eau froide ou chaude en fonction de la saison via une vanne trois voies unique (dans une configuration à deux tubes), le processus de basculement du fonctionnement de cette vanne se produit de deux manières :
Il peut se faire via un simple interrupteur, Ou en utilisant un thermostat (mécanique) ou une sonde PTC (électronique) directement en contact avec le tube d'alimentation de l'appareil, généralement le tube d'arrivée (aller). Concernant le fonctionnement de la vanne : Quand la température de l'eau est en dessous d'une certaine valeur correspondant à l'eau froide (par exemple, 15°C), la vanne fonctionnera en mode été. D'un autre côté, si la température de l'eau dépasse un seuil adapté pour de l'eau chaude (ex: 30°C), la vanne passera alors en mode hiver. Il est essentiel de noter que les seuils de température peuvent varier selon les fabricants et les spécifications propres à chaque installation. Cette diversité de seuils permet d'ajuster le fonctionnement des systèmes en fonction des préférences individuelles et des caractéristiques de chaque installation.
Thermostat électronique et sonde : Des réglages avancés sont possibles, notamment le réglage d'une zone neutre, d'une température minimum de l'eau pour déclencher le ventilateur en hiver, etc.
Qu'est-ce que les symboles énergétiques ?
Les symboles hydrauliques et frigorifiques jouent un rôle essentiel en froid et climatisation pour aider les techniciens à comprendre le fonctionnement global d'une installation en identifiant les divers éléments qui la constituent.
Qu'est-ce que le régulateur électronique ?
De nos jours, le marché offre une large gamme de dispositifs électroniques hautement performants pour contrôler la température et éviter la surchauffe. Ces équipements, utilisés dans les secteurs de la réfrigération et de la climatisation, sont dotés de nombreuses fonctionnalités avancées. Les régulateurs modernes ne se contentent pas simplement de contrôler, mais s'intègrent aussi à des systèmes intelligents personnalisables pour répondre aux besoins des utilisateurs et de leurs installations.
Les régulateurs de température remplissent des fonctions vitales, notamment le contrôle des compresseurs (gestion des températures des enroulements, démarrage, arrêt, détection des anomalies), des cycles de dégivrage (électrique, gaz chaud, paramétrage des dégivrages), des ventilateurs de l'évaporateur (mise en marche, arrêt, retard de ventilation), des alarmes (détection des anomalies des sondes, température, compresseurs), l'intégration d'une horloge en temps réel, la commande à distance par infrarouge et une fonction de régulation universelle.
En parallèle, les régulateurs de surchauffe offrent des fonctionnalités spéciales telles qu'un algorithme de contrôle adaptatif de la surchauffe, la fonction MOP (Minimum Operating Pressure) pour éviter les surcharges du compresseur, la détection de faible surchauffe, l'intégration d'une électrovanne de départ liquide, la fonction Pump Down, la possibilité de paramétrer des entrées numériques, ainsi qu'une connectivité Internet et une liaison GTC (Gestion Technique Centralisée).
Ces régulateurs électroniques sont essentiels pour une gestion efficace des systèmes de réfrigération et de climatisation. Leurs capacités avancées et leur adaptabilité en font des outils indispensables pour maintenir des conditions optimales dans divers environnements. L'évolution constante de ces dispositifs promet un avenir où la gestion de la température sera encore plus précise, efficiente et connectée.
Qu'est-ce que le démarrage fractionné ou part winding ?
Un moteur à démarrage direct génère un courant d'appel élevé, atteignant environ 3 à 8 fois le courant nominal du moteur. En revanche, un moteur à démarrage fractionné ou à enroulements séparés permet de supprimer ce pic de consommation en activant deux bobinages en deux étapes.
Le démarrage en enroulements séparés est conçu pour des moteurs spécifiques équipés de deux bobinages totalement indépendants électriquement. Chacun de ces bobinages est câblé en étoile, offrant une puissance parfaitement équilibrée à 50 % chacun, ou avec une répartition de deux tiers et un tiers à 66 % et 33 % respectivement. Ce type de démarrage permet de limiter l'intensité de démarrage, particulièrement utile pour les compresseurs de forte puissance.
Le démarrage s'effectue en alimentant initialement le premier bobinage, suivi par un bref délai (maximum 0,5 s) avant l'alimentation du deuxième bobinage. Il est crucial de noter que le moteur risque des dommages s'il est utilisé en ne démarrant que sur un seul enroulement sans basculer vers l'alimentation complète du bobinage.
Grâce à leur indépendance, les bobinages consistent en des câblages séparés. Pour assurer un fonctionnement harmonieux, il est essentiel de s'assurer que les bobinages tournent dans le même sens une fois sous tension. Les schémas de câblage des enroulements sont généralement fournis, sinon il est nécessaire de repérer les 6 bornes sur le bornier du moteur.
Pour un repérage moteur 50 % 50 % :
- Les résistances des enroulements n°1 (U1, V1, W1) sont identiques.
- Les résistances des enroulements n°2 (U2, V2, W2) sont identiques.
- Les résistances des deux enroulements sont équivalentes.
Pour un repérage moteur 66 % 33 % :
- Les résistances des enroulements n°1 (66 %) entre U1, V1, W1 sont équivalentes.
- Les résistances des enroulements n°2 (33 %) entre U2, V2, W2 sont équivalentes.
- Les résistances du premier bobinage U1, V1, W1 sont inférieures à celles du deuxième U2, V2, W2 (la résistance diminue avec la puissance du moteur).
Qu'est-ce que le câblage Dahlander ?
Le schéma de câblage Dahlander est spécifiquement conçu pour les moteurs avec des enroulements du même nom. Ce type de circuit permet d'obtenir deux vitesses (50 %, 100 %), idéales pour les hottes de cuisine, les extracteurs et les centrales de traitement d'air.
Robert Dalhander, un ingénieur électromécanicien suédois né en 1870, a donné son nom au moteur asynchrone à deux vitesses qu'il a inventé avec son compatriote Lindström en 1897.
En mode basse vitesse, le couplage des enroulements en série divise la vitesse par deux (deux paires de pôles) via une alimentation en U1, V1, W1 uniquement. En revanche, en haute vitesse, en couplant les enroulements en parallèle, ils forment un unique enroulement (une paire de pôles) avec une alimentation en U2, V2, W2 et le point triangle (barrette) en U1, V1, W1.
Il est crucial de respecter l'ordre des phases entre la petite et la grande vitesse pour éviter toute inversion du sens de rotation lors du passage d'une vitesse à l'autre.
Qu'est-ce que l'automaintien et l'autoalimentation ?
L'automaintien est une méthode qui permet d'autoalimenter un circuit de commande en reliant un contact en parallèle avec un contact de mise en marche d'une installation, telle que la climatisation ou la ventilation. Ce type de câblage offre l'avantage suivant : si un contact de sécurité est activé dans la chaîne de commande, il ne sera possible de remettre en marche le système qu'en appuyant sur le bouton de marche ou en réarmant le système.
Schéma de câblage : AU : arrêt d'urgence BP : bouton poussoir (réarmement) HP : pressostat haute pression BP : pressostat basse pression KA1 : relais de défaut KM : contacteur de compresseur
Ce schéma d'automaintien est utilisé pour assurer la sécurité d'un compresseur. Lorsqu'un contact de sécurité s'ouvre, KA1 perd de la tension, ce qui entraîne l'ouverture des contacts KA1.1 et KA1.2, arrêtant ainsi le compresseur et fermant KA1.3, allumant le voyant de défaut. Pour réarmer le système, il sera nécessaire d'appuyer sur le bouton poussoir, à condition que le défaut ne soit plus présent. KA1 s'autoalimentera alors via son contact KA1.1. Cependant, un inconvénient de ce système d'auto-alimentation est que en cas de coupure de courant, il faudra réappuyer sur le bouton poussoir de réarmement. Une amélioration possible consiste à câbler en parallèle avec KA1.1 un contact temporisé à impulsion (ouverture, fermeture rapide) dont l'alimentation sera directement prélevée sur la télécommande.
Qu'est-ce que le moteur à deux vitesses à enroulements indépendants ?
Il s'agit d'un moteur asynchrone triphasé encore en usage mais en voie de remplacement par des moteurs à commande par variation de fréquence. Ce moteur en particulier dispose de deux enroulements distincts. La commande des vitesses se fait via l'auto-maintien, où l'arrêt de la 1ère vitesse est nécessaire pour enclencher la 2ème et vice versa.
Éléments du schéma :
- KMI : contacteur 1ère vitesse
- KM2 : contacteur 2ème vitesse
- F1 : relais thermique vitesse 1
- F2 : relais thermique vitesse 2
- S1 : arrêt d'urgence
- S2 : poussoir d'arrêt général
- S3 : poussoir vitesse 1
- S4 : poussoir vitesse 2
- H1 : voyant défaut vitesses 1 et 2
- H2 : présence de tension
- T1 : transformateur
Dans ce schéma de puissance, un moteur asynchrone triphasé à deux enroulements indépendants est utilisé, offrant ainsi deux fréquences de rotation distinctes. L'ordre des phases doit rester le même pour les deux vitesses, tandis que le sens de rotation doit être identique.
Il est important de noter que la variation de vitesse sur ce type de moteur se fait en manipulant le nombre de paires de pôles. La vitesse d'un moteur asynchrone dépend du nombre de paires de pôles et de la fréquence (50 Hz en France) de la tension d'alimentation.
En fonction du nombre de pôles, on obtient ainsi deux vitesses fixes. Voici quelques exemples en tr/min :
- 2/6 pôles : 3000 / 1000
- 2/8 pôles : 3000 / 750
- 4/6 pôles : 1500 / 1000
Qu'est-ce que le démarrage étoile triangle ?
Un moteur asynchrone possédant un couple important peut entraîner des perturbations sur le réseau électrique, telles qu'une chute de tension et un déclenchement de protection, du fait de l'absorption de 4 à 8 fois son intensité nominale au démarrage. Pour atténuer cet impact, on recourt au démarrage étoile/triangle, une méthode simple et économique. Ce système nécessite seulement 3 contacteurs de puissance et une télécommande pour fonctionner.
Le démarrage étoile/triangle s'applique aux moteurs dont le couplage triangle correspond à la tension U du réseau. Voici comment il fonctionne : après la commande de démarrage, un relais temporisé bascule automatiquement le couplage du moteur de étoile à triangle. En mode étoile, les enroulements du moteur sont soumis à un courant réduit, tandis qu'en mode triangle, ils fonctionnent à la tension du réseau. Le temps en mode étoile permet au moteur d'atteindre une vitesse suffisante pour l'accélération une fois en mode triangle. Un mauvais contrôle de la séquence de démarrage ou une inversion du sens de rotation peuvent endommager le moteur.
Ce type de démarrage se fait en deux étapes :
- Les enroulements sont d'abord couplés en étoile, réduisant la tension aux bornes de chaque enroulement. Le contacteur KML alimente U1, V1, W1 tandis que KM Δ relie W2, U2, V2 (le point étoile).
- Après une temporisation, le couplage étoile est désactivé et les enroulements sont reliés en triangle en reliant U1/V2, V1/W2, W1/U2. Chaque enroulement fonctionne à la tension du réseau.
Des relais de temporisation spécifiques à la commutation étoile/triangle existent pour éviter les arcs électriques lors des commutations successives.
Qu'est-ce que le dégivrage par résistance ?
Dans les installations où la température de surface des évaporateurs est inférieure à 0 °C, l'accumulation de givre est inévitable. Lorsque cette accumulation devient excessive, cela peut entraîner une diminution du coefficient d'échange thermique (le givre et la glace agissant comme des isolants), ce qui se traduit par une baisse des performances frigorifiques.
Il est essentiel d'éliminer efficacement le givre et la glace pour maintenir des performances optimales. Le dégivrage par résistances est une méthode largement utilisée, en particulier dans les chambres froides à température négative. Nous aborderons ici le dégivrage cyclique des évaporateurs par résistances électriques.
Le processus de dégivrage comprend les étapes suivantes :
- Programmation du dégivrage par horloge, arrêt de la vanne liquide (pump down), arrêt du compresseur, et activation des résistances de dégivrage.
- Fin du dégivrage : arrêt des résistances par détection de température à l'évaporateur ou par la fin du cycle horaire.
Il est crucial de surveiller la durée et la température de fin du dégivrage sur plusieurs cycles pour en assurer l'efficacité. De plus, le recours au dégivrage intelligent peut également être envisagé.
Le dégivrage par résistances repose sur un schéma électromécanique comprenant différents composants importants, tels que les fusibles, les arrêts d'urgence, les thermostats, les horloges de dégivrage, les pressostats, les relais, les contacteurs, les électrovannes, et les moteurs de ventilateur.
Désormais, les systèmes de dégivrage évoluent vers des contrôleurs numériques ou analogiques pour une gestion plus précise. Ces régulateurs offrent une facilité de câblage, une fiabilité accrue et une large gamme de réglages.
En bref, le dégivrage par résistances électriques évolue vers des solutions de régulation avancées, offrant des paramètres de programmation variés comme la température de consigne, le type de dégivrage, la durée maximale du dégivrage, et d'autres réglages personnalisables pour optimiser les performances frigorifiques.
Qu'est-ce que la régulation pump down ?
Le liquide a naturellement tendance à se déplacer du point le plus chaud vers le point le plus froid, ce qui peut entraîner une accumulation de liquide dans l'évaporateur. Comme tout liquide est incompressible au démarrage du compresseur, il y a un risque de coups de liquide lors du démarrage du compresseur. Dans le cas des évaporateurs avec dégivrage par résistances électriques, cette régulation permet d'éviter une augmentation de la pression dans l'évaporateur.
Fonctionnement du système : Les éléments nécessaires pour mettre en place une régulation "pump down" sont les suivants :
- Une vanne électromagnétique (VEM) connectée à la conduite liquide, la plus proche de l'évaporateur.
- Un thermostat d'ambiance.
- Un pressostat basse pression dédié à cette régulation.
La régulation "pump down" implique l'utilisation d'une électrovanne sur la ligne liquide pilotée par le thermostat d'ambiance. Lorsque le thermostat le demande, il alimente la vanne liquide, ce qui augmente la pression dans l'évaporateur et dans la conduite basse pression. Une fois que cette pression atteint la valeur prédéfinie du pressostat basse pression, celui-ci commande au compresseur de se mettre en marche.
Une fois que la température atteint le réglage du thermostat, celui-ci s'ouvre et arrête l'alimentation de l'électrovanne. Le compresseur continue de fonctionner jusqu'à ce que la pression diminue progressivement pour atteindre le point de coupure du pressostat basse pression (arrêt).
Il est également possible d'intégrer un autre pressostat basse pression en sécurité (F1, F2, HP) réglé plus bas que le premier pour protéger l'installation.
Siège social
Orgel Climatisation Chauffage SASU
520 avenue Janvier Passero
06210 Mandelieu-la-Napoule
06 84 05 99 81
contact@orgel-climatisation-chauffage.fr
Immatriculation
Siret n°924 894 769 00018
au capital de 1000,00€
TVA n°FR95924894769
Attestation de capacité n° 5068468
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