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
