Ts Température du gaz aspiré Cap. Tube capillaire
TC Détendeur (régulation de la température du gaz aspiré) La fonction d’un détendeur thermos-tatique est similaire à celle d’un robi-net thermostatique de radiateur avec sonde à distance.
Pour éviter d’endommager le compres-seur, celui-ci ne doit pas aspirer de fluide frigorigène sous forme liquide. Cela peut provoquer des coups de liquide sur le compresseur et l’abimer. Pour éviter que du fluide frigorigène liquide ne pénètre dans le compresseur, une surchauffe ap-propriée des gaz d’aspiration en garantit l’évaporation complète.
En fonction de la température dans la conduite d’aspiration et de la pression d’évaporation, il est possible de détermi-ner si tout le fluide frigorigène s’est éva-poré.
Lorsque le fluide frigorigène est plus chaud que nécessaire pour une évapora-tion complète, les experts en refroidisse-ment parlent de surchauffe des gaz d’as-piration. Plus cette surchauffe est faible, plus la machine frigorifique est énergéti-quement efficiente. Simultanément, les petites surchauffes représentent égale-ment un risque, car le système doit alors réagir très rapidement aux changements.
Condenseur + Évaporateur
− TS
TC Illustration 9.18: Cap.
Régulation de la sur-chauffe du gaz d’as-piration avec un dé-tendeur thermosta-tique.
Détendeur thermostatique
Dans les détendeurs thermostatiques, une variation de température au niveau de la sonde entraîne une variation de pression dans le tube capillaire. Celle-ci est transmise à une membrane agissant sur l’obturateur de la vanne. Cela ouvre plus ou moins le détendeur. Le déten-deur thermostatique se comporte comme un régulateur P et la surchauffe est – par rapport au détendeur électro-nique – plus importante.
Détendeur électronique (DE)
Avec un détendeur électronique (DE), le régulateur de surchauffe contrôle la dif-férence de température entre la rature des gaz d’aspiration et la tempé-rature d’évaporation calculée. Grâce à une électronique précise, la vanne d’in-jection peut être contrôlée dans une plage étroite. Cela permet une meilleure utilisation des températures (moins de réserve = plus d’efficacité énergétique).
Approfondissement
Régulation de la surchauffe des gaz d’aspiration
R Régulateur de la surchauffe du gaz d’aspiration
TC Détendeur (régulation de la température du gaz aspiré) PC Pression de condensation P0 Pression d’évaporation Ts Température du gaz aspiré V Valeur de consigne P0 w
TS
PC
TC
R
Évaporateur Condenseur +
− Illustration 9.19:
Régulation de la sur-chauffe du gaz d’as-piration avec un dé-tendeur électronique
DE.
Illustration 9.20:
Lorsque la pompe de l’évaporateur et la vanne de régulation sont installées à proximité de l’évapo-rateur, le système de régulation réagit ra-pidement.
sondes qui ne sont pas insérées dans les doigts de gants sont plus difficiles à remplacer ou à étalonner.
Lorsque les sondes sont installées dans des doigts de gant, elles doivent tou-jours être recouvertes d’une pâte ther-mique. Ce n’est que de cette manière qu’ils fourniront des résultats de mesure suffisamment précis.
Lorsque des sondes mal placées doivent être déplacées, cela prend du temps et coûte cher.
Placement des sondes
Des sondes mal positionnées en aval de la vanne de mélange peuvent mesurer des températures faussées ou fluc-tuantes. Cela entraîne une fluctuation des températures à l’entrée de l’évapora-teur. En conséquence, la régulation de la machine frigorifique devient instable.
9.8 Vannes de régulation et sondes
Installation des vannes de régulation Les vannes doivent être installées aussi près que possible de l’évaporateur ou du condenseur. En effet, une trop grande distance entraîne un temps mort plus long et rend la régulation stable plus dif-ficile. Il en résulte une régulation instable avec des températures de fonctionne-ment fluctuantes.
Sélection et installation des sondes Dans la technologie du froid, il faut utili-ser des sondes aussi rapides que pos-sible et ayant une faible constante de temps. Les sondes en contact direct avec l’eau glacée réagissent plus rapide-ment et plus précisérapide-ment que ceux qui sont dans des douilles plongeuses. Les
+
– TF-Ent
TCF-Dép
R3 w
A: Après la pompe B: Après la vanne
Sonde (TF-Ent) correctement placée après la pompe du condenseur. Ici, les flux d’eau se sont généralement mélan-gés et les températures sont «cor-rectes».
La sonde ne doit être placée après la vanne et avant la pompe que s’il n’y a vraiment pas d’autre moyen. Dans ce cas, la sonde doit être placée à une dis-tance minimale (d) de 10 fois le diamètre du tuyau – et à au moins 50 cm de la vanne. Sinon, en fonction de la position de la vanne, des mélanges hétérogènes peuvent entraîner une mesure incor-recte de la température.
+
– TF-Ent
–
+ d
TF-Ent
Illustration 9.21:
Placement de la vanne.
Les sondes de température des circuits de mélange peuvent être placées comme indiqué sur l’Illustration 9.21:
En plaçant la sonde après la vanne, on mesure des températures différentes selon la position de la vanne. Par consé-quent, la température à l’entrée de la ma-chine est soumise à de fortes fluctua-tions. En conséquence, la régulation de la machine frigorifique devient instable.
Voir également le Chapitre «Systèmes hydrauliques».
Illustration 9.22:
Sonde mal placée, immédiatement après la vanne mé-langeuse et avant la pompe. Le
déplace-ment du capteur après la mise en
ser-vice du système prend du temps.
9.9 Exemples de combinaison de régulations
La régulation globale du système de cli-matisation et de réfrigération est consti-tuée à partir des boucles de régulation décrites.
Deux exemples d’une combinaison pos-sible – convenant aux installations pré-sentant une courte distance entre le condenseur et l’aéroréfrigérant – sont présentés ci-dessous:
Exemple de combinaison A
R3 Régulation de la puissance de refroidissement
R4 Limitation maximale de la régulation de la température d’entrée de l’évaporateur
R5 Limitation minimale de la régulation de la température d’entrée du condenseur
R6 Régulation de la température de sortie de l’aéroréfrigérant avec décalage du point de consigne en fonction de la température extérieure
TF-Ent
TF-Sor TCF-Dép
w R3
+
–
w
TCC-Ret
w R5 R6
TC-Ent
TAN R4
Illustration 9.23: Régulation globale d’une installation frigorifique avec circuits de mélange.
Exemple de combinaison B
pour les machines frigorifiques ne fonctionnant qu’en été
R6 Régulation de la température de sortie de l’aéroréfrigérant avec décalage du point de consigne en fonction de la température extérieure
R7 Régulation de la vitesse de rotation des pompes
R8 Régulation de la pression de condensation par pompe à vitesse de rotation variable
R9 Régulation séquentielle de la puissance de la machine frigorifique par le débit volumique
WGA
w R8
PC CF w
CF
+
– R9
w R6 R7
TF-Sor
TC-Ent TAN
Illustration 9.24: Régulation d’une installation frigorifique avec débits volumiques variables.
Illustration 9.25:
Visualisation de la consommation d’une plus grande machine frigorifique.
cacité énergétique de chaque machine frigorifique en fonction de la tempéra-ture extérieure.
Pour l’exploitant, il est important que quelqu’un vérifie régulièrement les don-nées et puisse également interpréter les valeurs affichées. Ce n’est que de cette manière qu’une telle visualisation (pas tout à fait bon marché) peut être utile.
L’Illustration 9.25 présente une visuali-sation d’un système de gestion tech-nique des bâtiments (GTB) avec une sur-veillance continue de l’efficacité énergé-tique.
9.10 Monitoring de l’exploitation
Pour garantir le fonctionnement optimal d’une installation frigorifique et faciliter son utilisation par le personnel d’exploita-tion, il est judicieux de visualiser les don-nées de fonctionnement les plus impor-tantes ainsi que l’efficacité énergétique du système et de stocker ces données.
Lorsque les données relatives à la puis-sance frigorifique générée et au besoin de puissance de la machine frigorifique sont disponibles, il est logique d’afficher en permanence le coefficient de perfor-mance de la machine frigorifique. Étant donné que l’efficacité énergétique de l’installation dépend principalement de la puissance de la machine frigorifique et de la température extérieure, ces valeurs doivent également être visualisées afin de pouvoir mieux interpréter le coeffi-cient de performance affiché. Cela offre de bonnes conditions pour une optimi-sation continue de l’installation en termes d’efficacité énergétique.
Le nombre de données enregistrées dé-pend de la taille de l’installation. Ces données peuvent être utilisées pour créer des graphiques de la consomma-tion d’énergie et de la producconsomma-tion de froid dans le temps, ainsi que la courbe
d’effi-+
– 3,5 bar
100 % 22,6 °C
14,6 °C
CF Auto
7,9 bar 37,5 kW
46,4 %
26,4°C
22,6 °C 74 %
10,1 °C 43,9 m3/h 209,5 kW 16,2 °C
45 % 9,5 kW 52,4 %
6,6 kW
16,2 °C 10,1 °C 10,3 °C 16,3 °C
Température extérieure 18 °C
COP Machine frigorifique 5,9 EN HORS
Auto EN
HORS Auto EN
HORS Auto
EN HORS
Auto
Local