Froid00-01-Les connaissances théoriques de base INDISPENSABLE au frigoriste

Dans cet article, en construction, je vous présente des connaissances de base indispensables à un monteur dépanneur frigoriste.

Cet article sera régulièrement mis à jour.

C’est la partie 1.

 

Avertissement

Ce document n’est qu’une aide, un support pour les révisions des bases des sujets qu’ils traitent.

Il peut y avoir des erreurs et des inexactitudes,
gardez toujours ça en tête.

Si vous voulez signaler des erreurs ou apporter des précisions,
vous pouvez laisser un commentaire
en bas de l’article.

Sommaire

1 L’unité de mesure : pouces et les diamètres usuels.

2 Le Fahrenheit : conversion °F vers °C et de °C vers °F.

3 Le Kelvin et le delta téta de température.

4 La mesure de la longueur d’une couronne de cuivre.

5 Le cylindre : volume , la surface du piston.

6 Conversions d’unité M, M2, M3, l, b, CE, Pa, Psi, Hg.

7 Élément de base d’une machine frigorifique.

8 Pythagore : pour le montage des chambres froides.

9 La compréhension de la vanne de service.

10 Les états de la matière.

11 Calcul des surfaces d’une chambre froide.

12 Les états du fluide frigorigène dans la machine frigorifique.

13 Le pied à coulisse.

14 Les différentes vapeurs : vapeur saturée, vapeur sèche, vapeur surchauffée.

15 Température de rosée et température de bulle.

16 La pression d’azote maximum pour la recherche de fuite dans son circuit.

17 Tirage au vide – valeur de pression à atteindre suivant la température du milieu.

18 Le réglage du pressostat BP régulation (pump down).

19 Le réglage du pressostat HP régulation condenseur.

20 Les schémas électriques bâtiments.

21 Le repérage et le câblage du thermostat en  FROID ou en CHAUD.

22 Les formules de base avec U, R, I, P en courant continu ou en monophasé avec un Cos phi = 1

23 Le test des incondensables.

Quelques valeurs électriques et notions.

 

 

1 L’unité de mesure : “pouce” et les diamètres usuels.

Le pouce.

En froid le diamètre des tuyauteries s’exprime en pouce dont le symbole est ″

Exemple : 1/2″

Pour garder en mémoire la valeur du pouce, j’utilise la mnémotechnique suivante. Les militaires ont des armes. Ces armes ont un calibre. Les calibres usuels sont :

  • le 5.56 mm (FAMAS)
  • le 7.62 mm (Tireur de précision)
  • le 12.7 mm (la 12.7 l’arme qui est montée sur les VAB (Véhicule de l’avant blindé).
  • le canon de 20 mm

Je sais que 1 pouce (1″) c’est l’équivalent de deux 12.7 soit 12.7 x 2 = 25.4 mm.

1 pouce = 25.4 mm et donc 1/2 pouce = 12.7 mm.

En anglais “inch” signifie “pouce

Les diamètres usuels.

Les diamètres usuels sont : 1/4″ 3/8″ 1/2″ 5/8″ 3/4″ 7/8″ 1″

Pour les retenir, j’utilise la mnémotechnique suivante :

Je sais que le plus petit diamètre est le 2/8 et que ça va jusqu’au 8/8 (  diamètres usuels)  soit : 2/8″ 3/8″ 4/8″ 5/8″ 6/8″ 7/8″ 8/8″ après lorsque je simplifie les fractions je retombe sur 1/4″ 3/8″ 1/2″ 5/8″ 3/4″ 7/8″ 1″.

Pour convertir des pouces en mm je fais ce calcul de base ( voir tableau) :

2 Le Fahrenheit : conversion °F vers °C et de °C vers °F.

Le Fahrenheit est une unité anglo-saxonne. La conversion du Fahrenheit en Celsius nécessite une formule. Pour retenir cette formule sur le long terme, il faut savoir la retrouver.

Phase 1 : Le 0°C en °F et 100°C en °F.

La première chose à savoir c’est de connaître les points de référence c’est-à-dire l’équivalent de :

  • 0°C en °F
  • 100°C en °F

Les valeurs sont :

  • 0°C = 32°F
  • 100°C = 212°F

Pour retenir ces chiffres j’utilise la mnémotechnique suivante je retiens cette séquence de chiffre : 2 1 2 3 2 et pour retenir ces chiffres :

  • je sais que l’équivalent du 100°C en °F à 3 chiffres et que le premier chiffre n’est pas 1 mais 2 et que l’équivalent du 0°C en °F à 2 chiffres.
  • Je sais aussi que le premier chiffre de cette séquence est 2 et qu’il n’y en pas deux qui se suivent de manière identique et que se sont des petits chiffres 1, 2, 3.

Donc 212 32 on remarque  : qu’il y a trois 2,  il y a un 1 et il y a un 3.

Le plus grand chiffre 212°F est l’équivalent de 100°C et le plus petit 32°F est l’équivalent de 0°C.

Phase 2 : Je trouve les coefficients pour la formule.

Donc on a trouvé ces 2 valeurs qui sont 32°F et 212°F.

La formule de conversion possède 2 coefficients.

Le premier coefficient on l’a sous les yeux c’est le 32.

Le deuxième coefficient est un petit nombre avec une virgule.

Il y a 2 méthodes pour le trouver  :

1ére méthode : on prend les valeurs de référence 212-32 = 180 et comme je sais que c’est un petit nombre à virgule je transforme le 180 en 1.80 soit 1.8

2éme méthode : Mnémotechnique – Les Fahrenheit c’est chaud, ça brûle. Quand il y a le feu on appelle les pompiers le numéro c’est le 18 et je rajoute la virgule et j’ai 1.8

Phase 3 : La formule de conversion °C vers °F et °F vers °C.

J’ai ces 4 valeurs : 100°C, 212°F, 1.8 et 32

°C vers °F

Je cherche des °F, en utilisant les valeurs de 1.8 et 32. Avec une valeur de 100°C  et par le calcul en utilisant les 2 coefficients je dois trouver 212°F.

100°C 212°F
1.8 32

On peut faire plusieurs essais mathématiques multiplication – addition pour trouver la bonne combinaison. Le but est de trouver la valeur 212 avec les nombres 100, 1.8, 32.

La bonne combinaison est :

°F = (°C * 1.8) + 32

°F = (100*1.8) + 32

°F = 212

°F vers °C

Je veux convertir des °C en °F. Comme je viens de trouver l’équation °F = (°C*1.8) + 32 il me suffit d’isoler le °C.

°F = ( °C * 1.8) +32

°F – 32 = (°C * 1.8)

°F – 32 = 1.8°C

( °F-32 ) / 1.8 =°C

°C = (°F – 32 ) / 1.8

On contrôle :

°C = (212 – 32 ) / 1.8

°C = 180 / 1.8

°C = 100

3 Le Kelvin et le delta téta de température.

Le KELVIN

Le KELVIN est le zéro absolu, zéro Kelvin soit 0K. C’est la température ou il n’y a plus de chaleur dans la matière. On ne peut descendre en dessous du 0K.

Le 0K = -273°C donc 0°C =273K et 100°C = 273K+100 =373 K

Lorsqu’on utilise des formules de physique qui font appelle à des températures on utilise toujours le KELVIN.

Par exemple lorsqu’on utilise l’équation des gaz parfaits  PV=nrT (voir l’article sur le calcul du débit gaz ) :

  • Lorsque l’on met une installation sous pression d’azote pour vérifier son étanchéité par exemple en fin de journée. On relève la pression d’azote qui est mis dans le réseau et la température ambiante. Le lendemain matin lorsque l’on retourne sur l’installation on relève la pression de l’installation (qui sera certainement différente) et la température ambiante. Il faut savoir qu’il y a une relation entre la pression et la température P/T. Grâce à cette formule, on sait si l’écart de pression est dû à la température ambiante ou à une fuite.

le delta téta ( Δθ )

Lorsque l’on veut diagnostiquer le bon fonctionnement de la machine, on relève différentes températures. On relève un delta de température (une différence de température) par exemple la température air entré condenseur (TAEC)  avec la température air  sorti condenseur (TASC). Cette différence de température on appele ça un “delta téta – Δθ”.

Exemple : TAEC = 30°C TASC = 40°C le  Δθ est de 10K

Note : on peut entendre aussi parlé de degré Kelvin °K  (ex : 10°K 10 degrés Kelvin ) ça serait un abus de langage, une erreur de langage, car on devrait dire Kelvin K (ex : 10K 10 Kelvin).

4 La mesure de la longueur d’une couronne de cuivre.

Lorsque l’on est frigoriste, on a besoin de savoir qu’elle est la longueur de cuivre qui reste dans une couronne.

À la différence de l’électricité, où les câbles des tourets de 500m sont marqués. Donc on sait quelle longueur de câble il nous reste. Sur le cuivre d’une couronne, il n’y a pas d’indication.

Pour pouvoir faire ce calcul, j’ai besoin de connaître le diamètre moyen de la couronne, c’est-à-dire que je prends le diamètre extérieur et le diamètre intérieur de la couronne et je fais une moyenne.

Et j’ai besoin de connaître le nombre de spire, je compte le nombre de spires de ma couronne (sur l’extérieur de la couronne, je compte les spires).

Après je peux faire mes calculs.

Je calcule la longueur moyenne d’une spire, pour ça j’utilise la formule pour calculer la circonférence d’un cercle : C = pi * D

Après je multiplie cette valeur par le nombre de spires et ça me donne la longueur de ma couronne de cuivre.

Note : La longueur reste approximative, mais ça donne une bonne idée de ce que l’on peut faire avec le cuivre restant.

5 Le cylindre : volume , la surface du piston.

Il faut connaître les formules de l’aire de la surface du  cercle (surface du piston) et la formule du volume du cylindre ( la cylindrée du compresseur).

La circonférence du cercle : C = pi x D

L’aire de la surface du cercle : S = ( pi x D2) / 4

Le volume du cylindre V = (( pi x D2) / 4 ) x h

6 Conversions d’unité M, M2, M3, l, CE, Pa, Psi, Hg.

Tableau de conversion : unité le mètre.

Tableau de conversion : unité le mètre carré.

Tableau de conversion : unité le mètre cube.1m3 = 1000 l et 1dm3 = 1 l (pour de l’eau 1l = 1kg)

Tableau de conversion : unité le litre.

Tableau de conversion : unité le gramme.

Tableau de conversion : unité les pressions : b (bar) , CE (colonne d’eau), Pa (Pascal) , Psi, Hg.Pour pouvoir refaire le tableau des pressions il faut avoir certaine valeur en tête :

1 bar = 1000mbar = 10 mCE = 10 000 mmCE = 100 000 Pa

1mbar = 10mmCE = 10 daPa

Tableau de conversion : unité les multiples : watt, joule, calorie, etc…

7 Élément de base d’une machine frigorifique.

Je vous ai présenté dans l’article Froid01 le circuit frigorifique de base dans une chambre froide positive explication les éléments de base de la machine frigorifique qui sont :

  • Le compresseur.
  • Le condenseur.
  • Le détendeur.
  • L’évaporateur.

8 Pythagore : pour le montage des chambres froides.

Pour un monteur dépanneur frigoriste, le théorème de Pythagore est très utile. Il sert lors du montage des parois de la chambre froide à avoir un angle droit entre les deux parois sans utiliser d’équerre.

Dans un triangle rectangle a2+b2=c2

(Dis autrement le théorème de Pythagore : le carré de la longueur de l’hypoténuse est égal à la somme des carrés des longueurs des deux autres côtés.)

a et b sont les côtés du triangle rectangle et c est l’hypoténuse (le côté le plus long).

La méthode chantier : 3 4 5.

On prend a=3m (sur la paroi a on fait un repère à 3m au sol) et b=4m (sur la paroi b on fait un repère à 4m au sol) alors on sait que c=5m ( sans faire de calcul), l’hypoténuse doit faire 5m pour avoir un angle droit entre les deux parois. Je prends mon décamètre, je sors 5m de ruban que je fixe sur le repère au sol de la paroi a (à 3m) et je dois faire correspondre la longueur de 5m de mon décamètre sur le repère au sol de la paroi b (à 4m) pour avoir un angle droit.

La méthode calcul.

Lorsque l’on ne peut pas utiliser la méthode 3 4 5 on utilise la méthode calcul. Il faut une calculatrice.

On prend les valeurs que l’on veut pour a et b. Après on calcul c pour avoir la bonne longueur pour mettre les parois de manière quelle forme un angle droit.

c2 = a2+b2

c=√(a2+b2) c ‘est la valeur que l’on cherche.

9 La compréhension de la vanne de service.

J’en ai parlé  dans l’article Froid01 le circuit frigorifique de base dans une chambre froide positive explication.

La compréhension du fonctionnement et de l’utilisation de la vanne de service est indispensable. Il ne sert à rien d’aller plus loin si on ne comprend pas comment elle fonctionne.

10 Les états de la matière.

Les changements d’état :

Solide vers liquide : fusion

Liquide vers solide : solidification

Liquide vers gaz : vaporisation (évaporation)

gaz vers liquide : liquéfaction (condensation)

Solide vers gaz : sublimation (on saute la phase liquide )

11 Calcul des surfaces d’une chambre froide.

Pour savoir quelle puissance frigorifique il faut installer dans une chambre froide, il faut connaître les déperditions thermiques de la chambre froide.

Pour calculer les déperditions thermiques, il faut savoir calculer l’aire de la surface de la chambre froide.

Une méthode simple est de dessiner la chambre froide et de la représenter par ces six vues.

Lorsque l’on fait du dessin technique, on apprend à représenter un objet en 6 vues ( la projection orthogonale avec ses règles).

Pour notre chambre froide on va dessiner  :

  • la vue de gauche ( elle se dessine à droite de la vue de face – règle de la projection orthogonale)
  • la vue de face ( elle est au centre – règle de la projection orthogonale).
  • la vue de droite (elle se dessine à gauche de la vue de face – règle de la projection orthogonale).
  • la vue arrière (elle se dessine à droite de la vue de gauche – règle de la projection orthogonale).

On va reporter les longueurs dessus et on calcule l’aire de la surface en m2.

Après on dessine le reste:

  • Vue de dessus (elle se dessine en dessous de la vue de face – règle de la projection orthogonale)
  • Vue de dessous (elle se dessine au-dessus de la vue de face – règle de la projection orthogonale)

On reporte les longueurs dessus et on calcule l’aire de la surface en m2.

Après on additionne les différentes aires pour avoir la surface totale des parois de la chambre froide.

12 Les états du fluide frigorigène dans la machine frigorifique.

Dans l’article Froid01 le circuit frigorifique de base dans une chambre froide positive explication je présente les étapes du fluide frigorigène dans le circuit.

Il faut savoir que pour connaître exactement où en est le fluide dans le cycle frigorifique il faut utiliser le diagramme enthalpique du fluide frigorigène.

Lorsque l’on dessine le cycle frigorifique sur le diagramme enthalpique, on connaît exactement les états du fluide.

Voir la vidéo ” DD3-4 Diagramme enthalpique cycle frigorifique COP froid “ sur le diagramme enthalpique.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=QGeOcrbz7Qk[/youtube]

13 Le pied à coulisse.

Lorsque l’on veut différencier les diamètres du cuivre, à moins d’en faire tous les jours, il n’est pas évident de faire la différence à l’œil  entre du 3/8″, 1/2″ et 5/8″. C’est là ou intervient le pied à coulisse.

Il y a deux types de pied à coulisse :

  • le pied a coulisse numérique (c’est mon préféré)
  • le pied à coulisse standard avec son vernier.

Le pied à coulisse numérique a un  affichage digital alors que le pied à coulisse standard n’en a pas. Il faut lire la mesure sur le vernier ( le vernier c’est là où il y a les petites barres longues et courtes). Comment est-ce qu’on procède ?

Le principe est simple, lorsque l’on mesure le diamètre d’un tuyau avec le pied à coulisse, on va avoir une première mesure, par exemple on va lire 12mm, mais on remarquera que la barre de lecture est située en entre le 12mm et le 13mm sur le vernier, donc 12.? mm. La question est de savoir comment est-ce que je fais pour lire les dixièmes de millimètre.

Sans bouger le pied à coulisse, il suffit de trouver l’alignement entre une barre du vernier et la barre du pied à coulisse. Et on devrait trouver l’alignement sur le vernier sur le chiffre 7. Et là on a la valeur des dixièmes. Ce qui fait du 12.7mm.

14 Les différentes vapeurs : vapeur saturée, vapeur sèche, vapeur surchauffée.

Définition (L’ABC du froid de Robert THERVILLE)

Vapeur saturée (saturante ou humide) : Vapeur qui est à une température correspondant à la relation pression-température et qui est en contact avec le liquide qui lui a donné naissance.

Vapeur surchauffée : Vapeur qui est à une température supérieur à la relation pression-température et qui n’est plus en contact avec le liquide qui lui a donné naissance.

Vapeur sèche : Vapeur qui est à une température correspondant à la relation-température mais qui n’est plus en contact avec le liquide qui lui a donné naissance.

Dans le condenseur.

Avant d’entré dans le condenseur le fluide est en vapeur surchauffé, il entre dans le condenseur, il condense, il est en vapeur saturée. Il sort du condenseur en liquide sous-refroidi.

Dans l’évaporateur.

Avant d’entrée dans l’évaporateur (après le détendeur sur l’isotitre 10 à 20 %) et dans l’évaporateur il est en vapeur saturée. Le fluide sort de l’évaporateur en vapeur surchauffé.

Note : vocabulaire :

  • pression de vapeur saturante ( ou tension de vapeur)
  • pression de vapeur (pression partielle de la vapeur)

15 Température de rosée et température de bulle.

Une notion qui est prise de tête : les fluides frigorigène à glissement (mélange zéotrope).

Pour les fluides qui ont un glissement, on utilise 2 températures : la température de rosée et la température de bulle. Ce glissement de température s’explique parce que  les fluides à glissement sont des fluides composés de plusieurs fluides qui n’ont pas la même volatilité. Le plus volatil se vaporise en premier, d’où l’écart de température.

Température de rosée (ou point de rosée) : c’est la température (dans la relation pression-température) ou la première goutte de liquide apparaît dans la vapeur  ou la dernière goutte de liquide qui disparaît dans la vapeur). La température de rosée indique le début de la condensation dans le condenseur ou la fin de l’évaporation (vaporisation) dans l’évaporateur.

Température de bulle (ou point bulle) : c’est la température (dans la relation pression-température) ou la première bulle de gaz apparaît dans le liquide  ou la dernière bulle de gaz qui disparaît dans le liquide. La température de bulle indique la fin de la condensation dans le condenseur ou le début de l’évaporation (vaporisation) dans l’évaporateur.

Illustration.

Pour pouvoir refaire ce schéma il faut bien comprendre  ce que c’est : la condensation et l’évaporation, la température de bulle et la température de rosée.

Placement de la température de bulle et de rosée sur le circuit frigorifique.

16 La pression d’azote maximum pour la recherche de fuite dans son circuit.

Lorsque je suis intervenu sur le circuit frigorifique  pour changer une pièce comme un filtre déshydrateur, je dois mettre sous pression à l’azote déshydraté mon installation pour vérifier qu’il n’y a pas de fuite.

L’azote déshydraté c’est l’azote U, l’azote du frigoriste qui est déshydraté (<= à 5 ppm H2O) et qui est adapté au circuit frigorifique à ne pas confondre avec l’azote R qui est l’azote de base mais qui contient de l’humidité (<= 40 ppm H2O soit 8 fois plus), l’humidité , dans le circuit frigorifique, est un poison mortel pour le compresseur hermétique et semi-hermétique).

Note : FDS (fiche de sécurité) de l’Azote U et I (R) de Air Liquide
La fiche technique de l’azote U et de l’azote R

À quelle pression ?

Il faut suivre les recommandations du constructeur quand il y en a.

Et quand il n’y en a pas, par exemple, pour une chambre froide au R404A, qui est dans une région ou la température l’été peut monter jusqu’à 38°C. On sait qu’avec une température de 38°C la température de condensation sera approximativement de 38°C+15 = 53°C (On sait que le delta entre la température de condensation et la température air entré condenseur TAEC est de 15K et on rajoute 5K de sécurité soit 53°C+5°C=58°C). Pour du R404A, une température de bulle de 58°C équivaut à une pression de 27 bars relatif. Donc sur la partie HP mon installation doit supporter et tenir 27Bars à l’azote déshydrater sans fuite au moins toute une nuit (les 27 bars seront aussi la valeur de réglage du pressostat HP sécurité).

Pour tester la partie BP, on sait que la pression maximum de la BP ne pourra pas dépasser les 38°C. Si la chambre froide est à l’arrêt. Donc la pression d’azote qui pourrait être mis du côté BP n’a pas besoin de dépasser pour du R404A à 38°C les 16.5 bars relatifs.

17 Tirage au vide – valeur de pression à atteindre suivant la température du milieu.

Un des objectifs du tirage au vide d’une installation frigorifique est de chasser l’humidité du circuit frigorifique. L’eau en contact avec le fluide frigorigène provoque des acides . Ces acides polluent l’installation et attaque le compresseur ce qui à terme détruit l’installation.

Pour éviter cela, il faut chasser l’humidité et pour cela on utilise une pompe à vide.

L’objectif est d’atteindre un niveau de vide qui permet à l’eau de changer d’état, de  faire évaporer l’eau à température ambiante. Par exemple s’il fait 12°C dans l’air ambiant, je dois faire un vide dans mon installation de 0.014 bar absolu soit 15mbar absolu. Ce qui signifie que si je n’ai pas atteint ce niveau de vide l’eau ne changera pas d’état et j’aurais beau laisser la pompe à vide des heures en fonctionnement ça ne fera rien du tout. L’humidité sera toujours la.

Le seul moyen de contrôler le vide que produit une pompe à vide c’est d’utiliser un vacuomètre numérique (ou un bon vacuomètre à aiguille). La pression est extrêmement faible, avec un manomètre BP on ne peut pas contrôler son niveau de vide car la précision de l’outil ne le permet pas. À noter que sur les groupes à absorption, pour contrôler le niveau de vide il y a “une colonne de mercure en U” sur la machine.

Voici les niveaux de vide qu’il faut atteindre :

Note 1 : Lorsque l’on a atteint le niveau de vide il faut laisser la pompe à vide des dizaines de minutes en marche voir des heures, tout dépend de la taille de l’installation. Après on casse le vide à l’azote déshydrater (azote U teneur en H2O<5ppm ) pour que l’azote injecter dans le circuit capture humidité qui pourrait rester dans le circuit. Cet azote chargé en humidité est chassé du circuit. Un autre tirage au vide est effectué. Après on casse le tirage au vide à l’azote U (azote déshydraté). Casser le vide signifie que l’on met dans le circuit de l’azote jusqu’à une pression de 0,5 bar, l’objectif est que le gaz sec absorbe la vapeur d’eau qui pourrait rester.

Note 2 : vous pouvez aussi trouver la valeur de pression saturante de l’eau sur le diagramme psychrométrique, appelé pression partielle de la vapeur d’eau, par exemple pour une température de 10°C, la pression partielle de la vapeur d’eau est de 1225 Pa (Pascals), ce qui correspond à une valeur de 12,25 mbar (absolu). Ce qui signifie qu’au- dessus de cette valeur l’eau reste à l’état liquide et en-dessous l’eau sera à l’état vapeur.

18 Le réglage du pressostat BP régulation (pump down).

Régler l’enclenchement du pressostat à une valeur inférieur à la température la plus froide que l’on peut rencontrer sur le circuit. (la pression ne doit jamais être régler en dessous 0.2bar car il ne faut jamais atteindre la pression atmosphérique.)

Le pressostat BP régule :

  • CUT IN : Enclenchement – c’est la valeur de démarrage, la valeur ou le compresseur démarre.
  • DIFF : c’est le différentiel qui coupe le compresseur.

Exemple : Si je veux une consigne à 0.2 bar sur mon  pressostat BP, je dois choisir d’abord ma valeur d’enclenchement CUT IN par exemple 2bars ce qui correspond à une température de -20°C pour du R404A, la valeur de 2 bar est pour la chambre froide négative, la valeur la plus froide rencontré sur le circuit. Comme je veux que mon compresseur s’arrête à 0.2bar je dois régler le différentiel. Je fais 2-0.2=1.8. Je règle la valeur de 1.8 sur mon différentiel.

Note 1 : les indications de valeur sur les pressostats sont complètements imprécises. Tous les réglages sur les pressostats se font sous contrôle des manomètres du manifold.

Note 2 : Voir mes fiches aide mémoire sur les pressostats : http://wp.me/p1ouMR-11A

19 Le réglage du pressostat HP régulation condenseur.

Pour régler le pressostat HP  (CUT OUT ) on prend la température la plus défavorable l’été, par exemple 38°C et on rajoute 15°C ce qui fait 53°C ce qui correspond à notre température de condensation Tk et on peut rajouter 5°C de marge en plus soit 58°C ce qui correspond pour du R404A à 27 bars.

Note 1 : il faut s’assurer que la bouteille du groupe de condensation puisse supporter cette pression, c’est marqué sur le groupe de condensation.

Note 2 : Voir mes fiches aide mémoire sur les pressostats : http://wp.me/p1ouMR-11A

20 Les schémas électriques bâtiments.

  • Le simple allumage.
  • Le double allumage.
  • Le va et vient.
  • Le télérupteur ( 4 fils et 3 fils dans l’ancien).
  • La minuterie.
  • La prise.

Une petite platine pédagogique pour que le débutant en électricité se fasse la main sur les câblage basique du bâtiment.

Note : j’ai fais mon câblage de simple allumage comme un grand :) l’honneur est sauf (ma première mission en intérim en tant qu’électricien bâtiment date de 2003 et ma dernière mission en intérim en tant qu’électricien industriel date de Mars 2012 .

21 Le repérage et le câblage du thermostat en  FROID ou en CHAUD.

Voici le thermostat Prodigy TR 711-N avec son bulbe.

On peut voir que la consigne de ce thermostat va de -30°C à +30°C et on peut voir ces 3 bornes.

À l’arrière du thermostat, on peut  voir le schéma électrique des contacts. Il y a un commun avec un NO (Normaly open – normalement ouvert – contact à fermeture) et NC (normaly closed – normalement fermé – contact à ouverture).

Ici les contacts sont marqués, mais sur des vieux appareils les inscriptions peuvent être effacées.

La première chose à faire c’est de repérer le commun. On utilise son voltmètre en mode continuité et on sonde :

  • Borne P1 – 2 = BIP
  • Borne P1 – 1 = RIEN
  • Borne 1 – 2 = RIEN

Je tourne la consigne de mon thermostat jusqu’à entendre un clic ( je le tourne dans un sens ou l’autre sens). Mes contacts à l’intérieur viennent de basculer. Je sonde:

  • Borne P1 – 2 = RIEN
  • Borne P1 – 1 = BIP
  • Borne 1 -2 = RIEN

J’en déduis que ma borne P1 est la borne commune au 2 contacts.

Maintenant je dois me poser la question : est-ce que je dois faire marcher mon thermostat en chaud par exemple pour faire fonctionner des résistances de dégivrages ou faire fonctionner mon thermostat en froid par exemple pour activer l’électrovanne de ligne liquide lorsque la consigne de la chambre froide n’est plus atteinte.

En mode FROID.

Je sais que pour faire du froid mon électrovanne liquide doit être ouverte et pour être ouvert il faut que la bobine de l’électrovanne soit alimentée.

J’ai mon thermostat je le fais tourner dans un sens ou l’autre sens jusqu’à ce que j’entende le clique. Par exemple j’entends le clique à 20°C. Je tourne le bouton du thermostat jusqu’à une consigne de -20°C.

La température ambiante étant à 20°C, ma consigne n’est pas atteinte, je dois ouvrir l’électrovanne liquide et donc pour cela je dois alimenter électriquement la bobine. Je vais donc chercher sur mes contacts de mon thermostat le contact qui est passant entre le commun et celui que je cherche. La borne P1 est le commun et c’est la borne 2 qui sonne avec mon multimètre.

Donc je sais qu’avec ce thermostat, pour faire du froid je devrais utiliser la borne P1 et la borne 2.

En mode CHAUD.

J’ai mon thermostat et la température ambiante est de 20°C, je l’ai fait tourner jusqu’au “clique” qui m’indique la température de la pièce. Pour faire du chaud, je dois alimenter mes résistances électriques . Pour repérer les bons contacts, je vais mettre une consigne de 30°C. Étant à 20°C ma consigne de 30°C n’est pas atteinte, le thermostat doit être passant pour alimenter mes résistances électriques. Je prends mon testeur je le mets en continuité et je place une pointe sur le commun, la borne P1  et l’autre pointe sur les autres bornes jusqu’à ce que ça sonne. Entre la borne P1  et la borne 1 ça sonne.

Donc je sais qu’avec ce thermostat, pour faire du chaud je devrais utiliser la borne P1 et la borne 1.

Cette méthode est la méthode plus sure pour ne pas se planter dans le choix des contacts d’un thermostat ( ou d’un aquastat) pour effectuer son câblage de commande.

22 Les formules de base avec U, R, I, P en courant continu ou en monophasé avec un Cos phi = 1

Dans ce schéma on peut voir toutes les formules avec U, R, I, P. Ces formules sont valables en courant continu et en monophasé avec un Cos phi de 1 ( circuit résistif).

Note : Si le circuit n’est pas 100% résistif il faudra ajouter l’angle de déphasage et si c’est du triphasé il faudra ajouter la racine carré de 3.

23 Le test des incondensables.

Le test des incondensables en vidéos sur un groupe de condensation.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=cmTzGmUktAo[/youtube]

-Si la  pression mesurée au manifold est supérieur à la relation pression / température de 2°C ça signifie que le test des incondensable est positif et qu’il y a de l’air ou de l’azote dans le circuit frigorifique.

-Si la pression mesurée au manifold est inférieur à la relation  pression / température de 2°C ça signifie que le circuit frigorifique ne contient plus de liquide, il n’y a que des vapeurs, le circuit est vide en fluide frigorigène.

24 Calorimétrie – base.

24.1 Quelques définitions :

L’unité de quantité de chaleur est la même que pour l’énergie : le Joule.

Le Joule est aussi l’unité de travail : 1J = 1 N.m ( 1 Joule = 1 Newton x 1 mètre )

Chaleur latente :C’est la quantité de chaleur ( ou énergie ) qu’il faut fournir ou retirer à l’unité de masse d’un corps pour changer son état physique à température et pression constante.

Chaleur latente de fusion ou de solidification.

Chaleur latente de vaporisation ou de condensation.

Chaleur sensible : C’est la chaleur apportée ou retirée à un corps pour modifier sa température sans provoquer le changement d’état.

 

24.2 Coefficient de chaleur latente.

Solide–>liquide ou de liquide —>solide. Pour la glace : 335 KJ / kg

Liquide–>vapeur ou de vapeur—>liquide. Pour la vapeur : 2257 KJ / kg

24.3 Coefficient de chaleur massique ou sensible.

(Solide) glace Cm = 2.090 KJ / kg.K

(liquide) eau Cm = 4.185 Kj / Kg.K

(gazeux) vapeur = Cm = 1.9 KJ / Kg.K

24.4 Formules.

L’énergie.

Q = M x Cm x delta téta

Q = KJ

m = Kg

Cm = KJ / Kg.K

delta téta = K

Q = m x Cl

Q = KJ

m = kg

Cl = KJ / Kg

24.5 Quelques valeurs.

La calorie : 1 cal = 4.185 Joule

La kilocalorie : 1 Kcal = 4185 Joule = 4.185 KJ

La thermie : 1 th = 1000 Kcal

1 TON = 3000Kcal

Le BTU = 0.2516 Kcal = 1.05 KJ

1Kcal = 3.996 BTU

25 Valeurs de sécurités.

téta ambiance max

TS coté BP

PS coté BP

Type de soupape

Coupure HP sécu 1

26 Calcul sur les compresseurs

Le taux de compression.

La compression mono-étagée (circuit mono-étagé) à des limites. Lorsque le taux de compression augmente le rendement volumétrique se dégrade et la température de refoulement en sortie compresseur  augmente. En froid négatif le taux de compression est supérieur au taux de compression du froid positif.

Pour les installations d’une certaine puissance, pour améliorer le rendement volumétrique et limiter la température de refoulement, la compression est bi-étagée (circuit bi-étagé), il y a plusieurs variante : compression bi-étagée à injection partielle, compression bi-étagée à injection totale.

Lorsque l’on dit qu’il y a 2 étages de compressions, ça signifie qu’il y a un étage BP et un étage HP. Soit les deux étages sont dans le même compresseur alors on parle de compresseur compound / centrale compound .

Soit les deux étages sont dans deux compresseurs différents et on parle de centrale booster ou installation booster, le compresseur BP c’est le compresseur booster et l’autre compresseur c’est le compresseur HP.

Les circuits frigorifiques bi-étagées sont très différents des circuits frigorifiques mono-étagées.

D’après la littérature, la compression mono-étagée s’utilise pour des taux de compression inférieur à 8, au-dessus la compression est bi-étagée.

La formule du taux de compression : c’est la valeur HP (en pression absolue) divisé par la valeur BP (en pression absolue). Ex : Si j’ai 15 bar en HP et 3 bar en BP relevé au mano donc en pression relative, en pression absolue ça fait pour la HP , 15+1 = 16 et pour la BP ça fait 3+1 = 4. Donc le taux de compression : 16/4 = 4 ( ce n’est qu’un exemple).

Le rendement volumétrique.

Entre la plaque à clapet et  le haut du piston (PMH-point mort haut)  vous avez un espace qui est appelé “espace nuisible” ça permet au piston de ne pas détruire les clapets, c’est la technologie des compresseurs à piston qui veut ça. C’est à cause de cette espace que le rendement volumétrique diminue quand le taux de compression augmente.

Pour les compresseurs à piston, la formule utilisait est :

rendement volumétrique = 1 – 0,05 x taux de compression.

Plus le taux de compression augmente, plus le rendement volumétrique devient mauvais, ce qui d’un point vu économie d’énergie est mauvais, d’où l’utilisation possible d’une compression bi-étagée pour améliorer le rendement volumétrique et donc faire des économies d’énergies.

27 Le bilan thermique

 

28 Le mono-split

 

29 Le diagramme psychrométrique (ou diagramme de l’air humide)

 

 

 

 

Quelques valeurs électriques et notions.

Phénomène de non lâché = 10mA

Résistance du corps humain en milieu sec = 5000 ohms

U=RI => U=5000 ohms x 10mA = 50 V tension dangereuse en milieu sec à partir de 50VAC.

Résistance du corps humain en milieu humide = 2500 ohmms

U=RI => U 2500 ohms x 10mA = 25 V tension dangereuse en milieu humide 25VAC

La prise de terre doit être en bonne état, elle est indispensable pour protéger des contacts indirects.

Le courant électrique prend le trajet le moins résistant.

Personne électrisée (vivant) – personne électrocutée (mort).

Protéger – Faire alerter – secourir

P=UI

P=RI2

P (watt) = W (joule) / t (seconde)

Alimentation triphasée = la somme des 3 courants est nulles.

Tension simple  230V ou 220V

Tension composée 400V ou 380V

Les différents type de schémas électriques

  • Schéma architectural.
  • Schéma développé.
  • Schéma unifilaire.
  • Schéma multifilaire.

Composition d’un circuit :

  • Un générateur.
  • Une protection.
  • Des conducteurs.
  • Une commande.
  • Un récepteur.

 

 

 

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À propos de Jean-Pierre MAZEL

Technicien de Maintenance en Génie Climatique et Technicien Frigoriste
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4 réponses à Froid00-01-Les connaissances théoriques de base INDISPENSABLE au frigoriste

  1. SANZ BLS -Architecte dit :

    Une excellente entrée en matière pour un généraliste…
    je n’ai pas encore tout retenu mais cela parait limpide…
    Cordialement

  2. Yahiaoui dit :

    Bonsoir
    Merci cela est très intéressant un très bon rappel !

  3. viknet dit :

    bonsoir:
    dans le tableau de pression de vapeur saturante en H2O la valeur pour 24° est fausse, c’est plus probablement 29,8.

    dans l’article sur la comprehension du manifold, au chapitre “Le manifold frigoriste 4 voies schéma de principe.” le schema du manifold 4 voies il faut lire “HP” a la place de BP sur le mano rouge HP

    cordialement et merci pour vos cours

    vincent

    • Bonjour, la valeur est fausse, dans le tableau on ne voit que ça et pourtant je ne l’ai pas vu à la publication, il faut que je retrouve le fichier excel. L’autre erreur, pareil elle est tellement grosse que je ne l’ai pas vu, comme quoi plus c’est gros…il faut que je retrouve le fichier pour modifier cette erreur. Merci pour ces deux informations.

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