La surchauffe et le sous-refroidissement sont des paramètres essentiels pour évaluer les performances et le fonctionnement d’un circuit frigorifique. Ces mesures permettent de garantir une utilisation optimale des composants du système tout en assurant sa fiabilité et son efficacité énergétique.
La surchauffe fonctionnelle de l'évaporateur, rôle et importance
La surchauffe fonctionnelle est un indicateur important des conditions de fonctionnement d’un évaporateur. Elle correspond à une augmentation de la température des vapeurs aspirées à la sortie de l’évaporateur, sans changement de pression. Cette mesure permet de vérifier que l’évaporateur est correctement alimenté en fluide frigorigène (Charge installation frigorifique, conseils) et que toute sa surface est utilisée efficacement.
Mesure et calcul de la surchauffe !
Étapes pour effectuer la mesure :
Utilisez l'outillage suivant:
- Un manomètre frigoriste pour la mesure de pression .
- Un thermomètre à contact .
Positionnement des capteurs
- Placez la sonde du thermomètre sur la conduite dʼaspiration au droit du bulbe du détendeur.
- Branchez le manomètre BP .
- Relevez la température de la conduite .
- Notez la pression dʼaspiration et convertissez-la en température de saturation sur le manomètre ou via une table PT.
La surchauffe se calcule comme la différence entre :
- La température mesurée au niveau du bulbe du détendeur (à l’aide d’un thermomètre ou d’une sonde).
- La température d’évaporation, déterminée grâce à la relation pression/température, lue au manomètre BP
La formule étant :
Surchauffe fonctionnelle : Température au bulbe du détendeur - Température d'évaporation (lue au monomètre BP)
La valeur cible de la surchauffe fonctionnelle est généralement de 5 C°. Elle est comprise entre 5 et 8 C° suivant les applications.
Cas particuliers !
Cas des fluides zéotrope (ex. R407C) : Utilisez la température de rosée pour le calcul, car leur glissement fausse les mesures ! La valeur de la surchauffe sera égale à la température au bulbe (lue au thermomètre) moins la température de rosée correspondant à la pression dans l'évaporateur (donnée réglette) ! Glissement ou glide des fluides zéotrope !
Si les pertes de charges de l'évaporateur sont importantes, une vanne Schrader peut être installée en sortie d’évaporateur pour obtenir des mesures plus fiables. D'ailleurs certains évaporateurs en sont équipées d'usine.
Surchauffe trop importante
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- Le détendeur est trop fermé, ce qui limite le passage de liquide.
- L’installation peut être insuffisamment chargée en fluide frigorigène.
Conséquences : faible puissance frigorifique, basse pression BP, et difficulté à atteindre la température souhaitée.
Surchauffe trop faible
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- Le détendeur est trop ouvert, laissant passer un excès de liquide.
- L’installation peut être surchargée en fluide.
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Méthode de réglage d'un détendeur frigorifique
Conséquences : risque de coups de liquide au niveau du compresseur malgré une bonne puissance frigorifique.
Surchauffe totale, on en parle !
Composition de la surchauffe totale
La surchauffe totale se compose de deux éléments distincts :
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- La surchauffe de l'évaporateur (ou surchauffe fonctionnelle).
- La surchauffe de la conduite d'aspiration (perte de la tuyauterie).
Méthodes de mesure
Pour mesurer correctement la surchauffe totale, un technicien doit :
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- Placer une sonde à contact cette fois-ci à l'entrée du compresseur (conduite aspiration) pour mesurer la température.
- Prendre la pression dʼaspiration et convertissez-la en température de saturation directement sur le manomètre ou via une table PT.
La formule s'exprime ainsi :
Surchauffe totale = Température de la conduite d'aspiration - Température de saturation d'aspiration (lue au manomètre)
La surchauffe totale ne doit pas dépasser 15 K . Car les vapeurs aspirées servent à refroidir le compresseur et cela permet aussi d'être sûr que le fluide frigorigène soit complétement évaporé avant son entrée dans le compresseur.
Exemple illustré :
Sur une pompe à chaleur Daikin au R32 :
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- Pression aspiration : 9.1 bar → T saturation=7.1°C
- Température mesurée à l'entrée du compresseur : 12.5°C
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Surchauffe totale = 12.5−7.1= 5.4°C .
Le sous-refroidissement condenseur :
Le sous-refroidissement indique le niveau de remplissage en fluide frigorigène d’une installation. Il se calcule comme la différence entre :
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- La température de condensation, lue au manomètre HP ( via la relation pression/température).
- La température mesurée à la sortie du condenseur.
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Formule :
Sous-refroidissement =Température condensation−Température sortie condenseur
En général, cette valeur se situe entre 4°C et 7°C.
Un trop grand sous-refroidissement indique qu'il y a trop de liquide dans le condenseur, à l'inverse un faible sous-refroidissement suggère un manque de fluide.
Pour bien comprendre comment la quantité de réfrigérant affecte le cycle thermodynamique d'un système de réfrigération. Utilisez ce simulateur de charge !
Cas particuliers !
Cas des fluides zéotropes (ex. R407C) : Utilisez la température de bulle pour le calcul, car leur glissement fausse les mesures ! Il faudra donc prendre comme référence de sous refroidissement la température de bulle correspondant à la pression lue au manomètre ( via une réglette) moins la température prise au thermomètre !
