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Diagnostic et dépannage : puissance frigorifique insuffisante des systèmes de réfrigération industrielle

Technical analysis: Troubleshooting industrial cooling system insufficient capacity: heat load calculation, flow balance

1. Description du problème et champ d'application

Ce manuel est destiné au diagnostic et au dépannage des systèmes de réfrigération industrielle, se manifestant par une capacité de refroidissement insuffisante. Les principaux symptômes sont les suivants : augmentation de la température du processus, cycles marche/arrêt fréquents du refroidisseur, efficacité de refroidissement réduite et augmentation de la consommation d'énergie. Le manuel couvre les types d'équipements suivants : refroidisseurs industriels (compression et absorption), tours de refroidissement, refroidisseurs à sec, échangeurs de chaleur (à plaques, calandre et tubes), stations de pompage à circulation de réfrigérant et systèmes de distribution de réfrigérant. Classification de gravité :

  • Critique : Arrêt immédiat de la production, risque de dommages aux équipements ou aux produits. Nécessite une intervention immédiate.
  • Significatif : Diminution de la qualité des produits, augmentation des coûts d'exploitation, perturbation du processus technologique. Nécessite un diagnostic urgent.
  • Mineur : Augmentation de la consommation électrique, léger écart par rapport aux paramètres optimaux. Nécessite des diagnostics et une optimisation planifiés.

2. Précautions

ATTENTION ! Avant d'effectuer tout travail de diagnostic ou de réparation, veillez à respecter les précautions suivantes :

  • VERROUILLAGE/ÉTIQUETAGE (LOTO) : Avant d'accéder aux composants internes du système, assurez-vous que toute l'alimentation électrique est déconnectée et verrouillée conformément aux procédures LOTO (DSTU EN 1037). Vérifiez l'absence de tension à l'aide de l'indicateur approprié.
  • ÉQUIPEMENT DE PROTECTION INDIVIDUELLE (EPI) : Utilisez toujours des lunettes de sécurité/un écran facial, des gants résistant à la chaleur, des chaussures de sécurité et une combinaison. Lorsque vous travaillez avec des réfrigérants, utilisez des gants cryogéniques spéciaux et une protection complète du visage.
  • ÉNERGIE STOCKÉE : les systèmes de refroidissement peuvent contenir de l'énergie stockée (tension dans les condensateurs, pression du réfrigérant, ressorts, surfaces chauffées, liquide de refroidissement chaud). Avant de commencer les travaux, assurez-vous de relâcher la pression, de refroidir les surfaces et de décharger les composants électriques.
  • RÉFRIGÉRANT : Les réfrigérants peuvent provoquer des engelures au contact de la peau et des yeux et peuvent être toxiques ou asphyxiants dans des espaces clos. Assurer une ventilation adéquate. Ne laissez pas le réfrigérant être rejeté dans l'atmosphère, utilisez des stations de récupération.
  • SURFACES ET LIQUIDES CHAUDS : Les compresseurs, les conduites de gaz chauds et certains composants du système peuvent être chauds. Évitez tout contact sans EPI approprié.
  • HAUTE PRESSION : Les systèmes réfrigérants et les circuits hydrauliques fonctionnent sous haute pression. Ne dévissez pas les composants sans d'abord relâcher la pression.

3. Outils de diagnostic nécessaires

Outil Spécification/Modèle Plage de mesure Objectif
Thermomètre à contact numérique Fluke 50 série II, Testo 905-T2 -50°C à +250°C, précision ±0,5°C Mesure de température de surface liquide/pipeline, entrée/sortie des échangeurs thermiques, delta T.
Thermomètre infrarouge (pyromètre) Testo 830-T2, Fluke 62 MAX+ -30°C à +500°C, précision ±1,5°C Mesure rapide de la température sans contact des surfaces, détection de surchauffe/hyporefroidissement.
Station manométrique Testo 550, pièce de terrain SMAN460 Haute pression : jusqu'à 60 bars ; Basse pression : jusqu'à 15 bar (de -1 à 14 bar) Mesure de la pression d'aspiration et de refoulement du réfrigérant, calcul de la surchauffe/sous-refroidissement.
Débitmètre (ultrasons/coupable) Flexim FLUXUS F601, Siemens Sitrans FUP101 0,1 m/s à 20 m/s, DN 15-600 mm Mesure du débit volumique du liquide de refroidissement dans les canalisations.
Analyseur de vibrations SKF Microlog, Fluke 805 FC Plage de fréquence 10-1000 Hz, vitesse de vibration 0-500 mm/s Diagnostic de l'état des mécanismes tournants (compresseurs, pompes, ventilateurs).
Imageur thermique FLIR T540, Test 883 -20°C à +650°C, sensibilité <0,03°C Visualisation des champs de température, détection de fuites, blocages, surchauffes des moteurs.
Multimètre (avec fonction de mesure de courant) Fluke 87V, KYORITSU 2012R Tension jusqu'à 1 000 V AC/DC, Courant jusqu'à 1 000 A AC/DC, Résistance jusqu'à 50 MΩ Mesure des paramètres électriques des moteurs, compresseurs, circuits de commande.
Analyseur de qualité de l'eau Hach HQ40D, Hanna HI98194 pH : 0-14, Conductivité : 0-200 mS/cm, Turbidité : 0-1000 NTU Évaluation de la composition de l'eau dans les tours de refroidissement et les circuits de refroidissement fermés, contrôle de la corrosion et des dépôts.
Pompe à vide CPS VP6D, Robinair 15500 Vide limite : 15-25 microns Élimination de l'humidité et des gaz non condensables du circuit frigorifique.
Balances de réfrigérant Pièce de terrain MR45, Refco REF-METER-OCTO Précision ±5 g, poids maximum jusqu'à 100 kg Dosage précis du réfrigérant lors du remplissage du système.

4. Liste de contrôle de l'examen initial

Point de contrôle actes Enregistrer/Résultat attendu
Inspection visuelle Inspectez tous les équipements (refroidisseur, tour de refroidissement, pompes, canalisations) pour détecter tout dommage visible, fuite, contamination, corrosion, bruits anormaux. Photos, description des défauts. Fuites d'huile, de réfrigérant, d'eau. Dépôts visuels sur les tours de refroidissement/échangeurs de chaleur.
Indicateurs du panneau de commande Enregistrez toutes les lectures actuelles sur le panneau de commande du refroidisseur : pression d'aspiration/refoulement du compresseur, température de l'eau d'entrée/sortie de l'évaporateur/condenseur, courant/tension du compresseur, état de défaut. Valeurs actuelles (bar, °C, A, B). Comparez avec la norme du fabricant.
Historique des accidents et avertissements Consultez le journal des accidents et des avertissements du système de contrôle du refroidisseur pour la période la plus récente. Faites attention à la fréquence d'activation des protections et aux types d'erreurs. Codes d'accidents, dates, heures. Par exemple, « Faible pression d'aspiration », « Pression de refoulement élevée », « Surcharge moteur ».
Historique des services Prenez connaissance des données du dernier entretien : date, travaux effectués (nettoyage, remplissage, remplacement de composants). Date de la dernière prestation. Travaux terminés. Par exemple : « Le dernier nettoyage de la tour de refroidissement remonte à 6 mois ».
Conditions environnementales Enregistrez la température de l’air ambiant et l’humidité relative. Pour les tours de refroidissement - présence d'obstacles à la circulation de l'air. °C, %. Par exemple : « La température de l'air est de +30°C, la tour de refroidissement est partiellement ombragée. »
Charge de production Estimer la production de chaleur actuelle et typique du processus technologique desservi par le système de refroidissement. Production de chaleur actuelle (kW/Mcal/h). Comparez avec la puissance nominale du système.

5. Diagnostic systématique (schéma de prise de décision)

IF : Le système présente des performances de refroidissement insuffisantes (augmentation de la température du processus refroidi, cycle de refroidissement fréquent).

  1. Contrôle électrique et de contrôle :
    1. Mesurez la tension et le courant du compresseur/des pompes.
      • SI : Le courant est nettement supérieur à la valeur nominale ou la protection thermique se déclenche.
        • PROBLÈME : Surcharge du compresseur/pompe.
        • CAUSES : Pression de refoulement élevée, faible pression d'aspiration (pour le compresseur), dysfonctionnements mécaniques, écarts de tension.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 1.
      • SI : Le courant est nettement inférieur à la valeur nominale, ou le compresseur/la pompe ne démarre pas.
        • PROBLÈME : Défauts électriques, problèmes de contrôle.
        • CAUSES : Contacteur, relais défectueux, basse tension, enroulement moteur ouvert, défaut de capteur.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 2.
    2. Vérifiez les paramètres du contrôleur/système de contrôle du refroidisseur.
      • IF : La température de consigne, l'hystérésis ou d'autres paramètres sont différents de la conception.
        • PROBLÈME : Paramètres incorrects.
        • CAUSES : Erreur humaine, modification non autorisée.
        • VÉRIFIER : Comparez avec la documentation du fabricant.
  2. Contrôle du circuit réfrigérant (pour les refroidisseurs à compression) :
    1. Mesurez la pression d'aspiration et de refoulement du compresseur à l'aide d'une station de manomètre.
      • SI : La pression d'aspiration est nettement inférieure à la normale (par exemple moins de 3 bars pour du R134a à 5°C en évaporation) ET la pression de refoulement est également réduite.
        • PROBLÈME : Charge de réfrigérant insuffisante.
        • CAUSES : Fuite de réfrigérant dans le système.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 3.
      • SI : La pression d’aspiration est nettement inférieure à la normale ET la pression de refoulement est normale ou élevée.
        • PROBLEME : Colmatage partiel ou restriction de la conduite d'aspiration (filtre déshydrateur, TRV, clapet anti-retour).
        • CAUSES : Colmatage du filtre déshydrateur, mauvais réglage/dysfonctionnement du TRV, gel de l'évaporateur.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 4.
      • SI : La pression de refoulement est nettement supérieure à la normale (par exemple plus de 18 bars pour le R134a à 40°C de condensation).
        • PROBLÈME : Surcharge du condenseur, charge excessive de réfrigérant, gaz non condensables.
        • CAUSES : Contamination du condenseur (air ou eau), panne du ventilateur/de la pompe du condenseur, excès de réfrigérant, air/azote dans le système.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 5.
    2. Mesurez la surchauffe à l'aspiration du compresseur et le sous-refroidissement du liquide à la sortie du condenseur.
      • SI : Faible surchauffe (moins de 3 à 5 °C) ou surchauffe à l'aspiration élevée (supérieure à 8 à 10 °C).
        • PROBLÈME : Mauvais réglage ou dysfonctionnement du TRV.
        • CAUSES : Colmatage, dysfonctionnement du ballon thermique, taille incorrecte du TRV.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 4.
      • SI : hypothermie faible (moins de 2-3°C) ou pas d’hypothermie.
        • PROBLÈME : Charge de réfrigérant insuffisante ou blocage de la conduite de liquide.
        • CAUSES : Fuite, colmatage du filtre déshydrateur.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 3.
  3. Contrôle du circuit réfrigérant (eau, glycol) :
    1. Mesurez la température du réfrigérant à l'entrée et à la sortie de l'évaporateur/consommateur de processus.
      • IF : Delta T (température d'entrée - température de sortie) est nettement inférieur à la conception (par exemple, moins de 3 à 5 °C à charge nominale).
        • PROBLÈME : Faible débit de réfrigérant à travers l'évaporateur/consommateur.
        • CAUSES : Colmatage partiel de l'échangeur thermique, dysfonctionnement/faibles performances de la pompe, colmatage des filtres, bourrage d'air.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 6.
      • SI : La température d’entrée de l’évaporateur est nettement supérieure à la normale.
        • PROBLÈME : Charge thermique excessive sur le système ou problèmes de transfert de chaleur dû au processus technologique.
        • RAISONS : Augmentation de la charge de production, dysfonctionnement des vannes de régulation des consommateurs, contamination des échangeurs de chaleur des consommateurs.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 7.
    2. Mesurez le débit de réfrigérant avec un débitmètre.
      • SI : Le débit est bien inférieur à la conception.
        • PROBLÈME : Faible débit de réfrigérant.
        • RAISONS : Comme au point 3.a.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 6.
    3. Vérifiez la propreté des filtres à eau et des échangeurs thermiques.
      • SI : Les filtres sont sales, les échangeurs thermiques présentent des dépôts visibles.
        • PROBLÈME : Circuit de liquide de refroidissement obstrué.
        • CAUSES : Filtration insuffisante, manque de préparation chimique de l'eau, corrosion.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 6.
  4. Contrôle du circuit d'eau de refroidissement (pour les refroidisseurs à eau de condenseur, les tours de refroidissement) :
    1. Mesurez la température de l'eau à l'entrée et à la sortie du condenseur du refroidisseur.
      • SI : Le Delta T est nettement inférieur à la conception (par exemple, moins de 3 à 5 °C).
        • PROBLÈME : Faible débit d'eau de refroidissement à travers le condenseur.
        • RAISONS : Comme en 3.a pour le liquide de refroidissement, mais s'applique à l'eau de refroidissement.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 8.
      • SI : La température de l’eau à l’entrée du condenseur est nettement supérieure à la température de conception.
        • PROBLÈME : Refroidissement insuffisant dans la chambre froide/le refroidisseur sec.
        • CAUSES : Contamination de la tour de refroidissement (buses, gicleurs), panne des ventilateurs de la tour de refroidissement, faible débit d'eau à travers la tour de refroidissement, charge thermique excessive.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 9.
    2. Vérifiez la propreté de la chambre froide/du refroidisseur sec.
      • SI : Saletés visibles, dépôts, buses bouchées, ventilateurs ne fonctionnent pas.
        • PROBLÈME : Diminution de l'efficacité du refroidissement dans la chambre froide/le refroidisseur sec.
        • CAUSES : Manque d'entretien régulier, eau dure, pollution biologique.
        • VÉRIFICATION : Chapitre 6, Phase 9.

6. Matrice des dysfonctionnements et des causes

Symptôme Causes probables (classées par probabilité) Test diagnostique Résultat attendu lors de la confirmation de la cause
Phase 1 : Surcharge du compresseur/pompe (courant élevé, déclenchement de protection)
  1. Pression d'injection élevée (90 %)
  2. Dysfonctionnements mécaniques du compresseur/pompe (8%)
  3. Écart de tension d'alimentation (2%)
 Mesure de pression d'injection, analyse de vibrations, mesure de tension.
  1. Pression d'injection >18 bar (R134a)
  2. Taux de vibration >7,1 mm/s (ISO 10816-1 pour les grandes machines)
  3. Tension supérieure/inférieure à la valeur nominale ±10 %
Phase 2 : Défauts électriques (compresseur/pompe ne démarre pas, courant faible)
  1. Défaillance du contacteur/relais (40 %)
  2. Défaillance de l'enroulement du moteur (30 %)
  3. Panne du capteur (20%)
  4. Faible tension d'alimentation (10%)
 Vérification du contacteur avec un multimètre, mesure de la résistance des enroulements du moteur, vérification des signaux des capteurs.
  1. Pas de commutation, résistance de contact élevée
  2. Circuit ouvert ou court-circuit entre spires (écart de résistance important)
  3. Pas de signal, indicateurs incorrects
  4. Tension inférieure à la nominale >10 %
Phase 3 : charge de réfrigérant insuffisante (faible pression d'aspiration, faible sous-refroidissement)
  1. Fuite de réfrigérant (95 %)
  2. Remplissage incorrect lors de l'installation/maintenance (5%)
 Mesure des pressions et des températures, utilisation d'un détecteur de fuite de fluide frigorigène, contrôle visuel de la présence de traces d'huile. Pression d'aspiration <3 bar (R134a), sous-refroidissement <2°C. Le détecteur de fuite fonctionne.
Phase 4 : Colmatage/restriction du circuit d'aspiration du fluide frigorigène (faible pression d'aspiration, surchauffe élevée)
  1. Colmatage du filtre déshydrateur (50%)
  2. Dysfonctionnement/réglage incorrect du TRV (40 %)
  3. Givrage partiel de l'évaporateur (10%)
 Mesure de la perte de charge sur le filtre déshydrateur, contrôle visuel du TRV et de l'évaporateur, contrôle des surchauffes.
  1. Chute de pression >0,2 bar sur le filtre
  2. Surchauffe instable >10°C ou faible <3°C
  3. Glace à la surface de l'évaporateur
Phase 5 : Problèmes de condensation (pression de refoulement élevée, faible sous-refroidissement)
  1. Contamination du condenseur (60 %)
  2. Panne du ventilateur/pompe du condenseur (25 %)
  3. Charge excessive de réfrigérant (10 %)
  4. La présence de gaz non condensables (5%)
 Inspection visuelle du condenseur (nervures, buses), contrôle du fonctionnement des ventilateurs/pompes, mesure de température/pression.
  1. Dépôts visibles, ailettes/buses bloquées
  2. Les ventilateurs ne fonctionnent pas/faible vitesse. Pression d'injection >18 bars.
  3. Hypothermie <2°C. Pression d'injection >18 bars.
  4. Pressions instables, température d'injection excessive.
Phase 6 : Faible débit de réfrigérant (faible delta T, faible débit)
  1. Colmatage des filtres de liquide de refroidissement (50 %)
  2. Dysfonctionnement/faible performance de la pompe (30%)
  3. Colmatage de l’échangeur évaporateur/consommateur (15%)
  4. Bourrages d'air dans le système (5%)
 Mesure de perte de charge sur filtres, mesure de débit, inspection visuelle de la pompe et de l'échangeur thermique.
  1. Chute de pression >0,5 bar sur le filtre
  2. Consommation <80% de la conception, bruit de pompe
  3. Dépôts visibles dans l'échangeur thermique, faible delta T
  4. Bulles d'air dans le vase d'expansion, bruit dans les canalisations
Phase 7 : Charge thermique excessive sur le système (la température de l'entrée de l'évaporateur est supérieure à la normale)
  1. Augmentation de la charge de production (60 %)
  2. Dysfonctionnement des vannes de régulation sur les consommateurs (30%)
  3. Contamination des échangeurs de chaleur consommateurs (10%)
 Contrôle du processus technologique, vérification du fonctionnement des vannes de régulation, inspection visuelle des échangeurs de chaleur des consommateurs.
  1. La charge thermique actuelle > de la capacité nominale du refroidisseur
  2. La vanne ne ferme pas complètement ou ne régule pas le débit
  3. Retard, delta T réduit sur le consommateur
Phase 8 : Faible débit d'eau de refroidissement à travers le condenseur (faible delta T sur le condenseur)
  1. Colmatage des filtres à eau de refroidissement (50 %)
  2. Dysfonctionnement/faibles performances de la pompe de la tour de refroidissement (30 %)
  3. Colmatage de l'échangeur de chaleur du condenseur (15%)
  4. Bourrages d'air dans le système (5%)
 Mesure de perte de charge sur filtres, mesure de débit, inspection visuelle de la pompe et du condenseur. Comme dans la phase 6, mais s'applique au circuit d'eau de refroidissement.
Phase 9 : Refroidissement insuffisant dans la tour de refroidissement/refroidisseur sec (température de l'eau du condenseur élevée)
  1. Contamination des gicleurs/buses de la tour de refroidissement (40%)
  2. Dysfonctionnement/vitesse insuffisante des ventilateurs de la tour de refroidissement (30 %)
  3. Court-circuit d'air dans la tour de refroidissement (20%)
  4. Faible débit d'eau dans la tour de refroidissement (10 %)
 Inspection visuelle de la tour de refroidissement, vérification du fonctionnement des ventilateurs (courant, vitesse), mesure de la température du bulbe humide.
  1. Dépôts, pollution biologique, répartition inégale de l'eau
  2. Les ventilateurs ne fonctionnent pas, vitesse de rotation réduite, courant moteur élevé
  3. L'air chaud de la sortie de la tour de refroidissement est recirculé vers l'entrée
  4. Consommation d'eau à travers la tour de refroidissement <80 % de la conception

7. Analyse des causes profondes des dysfonctionnements

7.1. Contamination de l'échangeur thermique (condenseur/évaporateur/chambre froide)

Explication : La pollution peut être provoquée par des dépôts de tartre (carbonate de calcium, magnésium), des produits de corrosion (oxydes métalliques), des dépôts biologiques (algues, bave) ou des impuretés mécaniques (sable, saleté). Cela conduit à la formation d'une couche isolante sur les surfaces d'échange thermique, ce qui réduit considérablement le coefficient de transfert thermique.

Comment confirmer :

  • La mesure de la perte de charge sur l'échangeur thermique (pour les circuits d'eau) — une augmentation significative (plus de 0,5 bar) indique un colmatage interne.
  • Inspection visuelle (après démontage ou à travers des trappes d'inspection) — présence de dépôts visibles, tartre, croissances biologiques.
  • Mesure de la température de la surface de l'échangeur de chaleur avec une caméra thermique — détection des zones froides ou chaudes, indiquant une répartition inégale du débit ou une forte contamination.

Dommages potentiels : Diminution des performances de refroidissement du système, augmentation de la consommation d'énergie, augmentation de la pression de refoulement du compresseur (pour un condenseur sale), ce qui entraîne sa surcharge, sa surchauffe et son usure prématurée. À long terme, destruction du matériau de l'échangeur thermique en raison d'une surchauffe/sous-refroidissement local et d'une corrosion sous les dépôts.

7.2. Charge de réfrigérant insuffisante (fuite)

Explication : Une réduction de la quantité de réfrigérant dans le système est généralement le résultat de fuites dues à des joints qui fuient, des joints, des fissures dans la tuyauterie ou des défauts d'équipement. Une quantité insuffisante de réfrigérant perturbe le cycle de refroidissement, réduisant ainsi son efficacité.

Comment confirmer :

  • Mesure des pressions d'aspiration et de refoulement : les deux pressions seront inférieures à la normale et la différence entre elles peut être faible.
  • Mesure de la surchauffe à l'aspiration du compresseur — surchauffe considérablement augmentée (plus de 8-10°C).
  • Mesure du sous-refroidissement en sortie du condenseur — faible sous-refroidissement (moins de 2-3°C) ou pas de sous-refroidissement.
  • Utiliser un détecteur électronique de fuite de réfrigérant pour localiser la fuite.
  • Recherche visuelle de traces d'huile sur les canalisations et les composants (le réfrigérant transporte de l'huile avec lui).

Dommages potentiels : Diminution de la capacité de refroidissement, surchauffe du compresseur due à un refroidissement insuffisant du moteur avec le réfrigérant, dommages au compresseur dus à un manque d'huile (le réfrigérant transfère l'huile), augmentation de la consommation électrique, risque de dommages environnementaux.

7.3. Faible débit de liquide de refroidissement/eau de refroidissement

Explication : Réduction du débit volumique de liquide de refroidissement à travers l'évaporateur ou d'eau de refroidissement à travers le condenseur. Peut être causé par des filtres obstrués, un dysfonctionnement de la pompe de circulation (usure, roue obstruée), des bourrages d'air dans le système, une mauvaise ouverture de la vanne d'arrêt ou des dépôts à l'intérieur des canalisations/échangeurs de chaleur.

Comment confirmer :

  • Mesure du débit de liquide de refroidissement/eau à l'aide d'un débitmètre — les indicateurs sont nettement inférieurs à ceux de conception.
  • La mesure de la chute de pression de l'évaporateur/condenseur est nettement inférieure à celle prévue (si le débit est faible) ou nettement supérieure (si l'échangeur est bouché).
  • La mesure Delta T (température entrée/sortie) est nettement inférieure à la conception (moins de 3°C à la charge nominale).
  • Vérifiez la pression d’entrée et de sortie de la pompe – Une pompe défectueuse peut avoir une faible pression de sortie.
  • Inspection visuelle des filtres — contamination visible.

Dommages potentiels : Diminution de l'efficacité de l'échange thermique, givrage de l'évaporateur (pour un faible débit de réfrigérant), augmentation de la pression de refoulement du compresseur (pour un faible débit d'eau de refroidissement), cavitation dans les pompes, augmentation de la consommation d'énergie.

7.4. Gaz non condensables dans le système

Explication : La présence d'air, d'azote ou d'autres gaz qui ne se condensent pas aux températures et pressions de fonctionnement du cycle de réfrigération. Ces gaz pénètrent généralement dans le système lors de l'installation, de la réparation (aspiration insuffisante) ou par des fuites dans les zones à basse pression. Ils s’accumulent dans le condenseur, réduisant ainsi la surface effective d’échange thermique.

Comment confirmer :

  • Pression de refoulement élevée du compresseur sans augmentation proportionnelle de la température de condensation (selon les tableaux des vapeurs saturées).
  • Faible sous-refroidissement du réfrigérant à la sortie du condenseur.
  • Pulsation de la pression d'injection.
  • Récupération lente de la pression après l'arrêt du compresseur (lorsque le système s'égalise).

Dommages potentiels : Augmentation significative de la pression de refoulement, entraînant une surcharge du compresseur, une augmentation de la consommation électrique, le déclenchement des dispositifs de protection haute pression, une usure accrue du compresseur.

8. Procédures de dépannage étape par étape

8.1. Procédure de nettoyage des échangeurs de chaleur

  1. SÉCURITÉ : Appliquez les procédures LOTO au refroidisseur et aux pompes du circuit approprié. Relâchez la pression du circuit d'eau, vidangez-le.
  2. Nettoyage mécanique (pour les échangeurs de chaleur à calandre ou à plaques démontables) :
    1. Démontez les embouts de l'échangeur de chaleur à calandre ou à plaques ou démontez l'ensemble de plaques.
    2. Éliminer la contamination mécanique avec des brosses (pour les tuyaux) ou des machines à laver spéciales (pour les plaques).
    3. Vérifiez l'intégrité des scellés. Remplacez ceux endommagés.
    4. Assemblez l'échangeur de chaleur en serrant les boulons avec le couple spécifié par le fabricant (par exemple, 20-30 Nm pour la calandre et le tube).
  3. Nettoyage chimique (pour tous types, notamment non démontables) :
    1. Isoler l'échangeur thermique du reste du système.
    2. Connectez la pompe pour faire circuler la solution de lavage.
    3. Remplissez l'échangeur de chaleur avec une solution chimique spéciale (telle qu'une solution acide pour le tartre ou un biocide pour les dépôts biologiques) conformément aux instructions du fabricant du produit chimique.
    4. Faites circuler la solution pendant la durée recommandée (par exemple 2 à 6 heures) avec contrôle du pH.
    5. Égoutter la solution utilisée (éliminer conformément à la réglementation environnementale).
    6. Rincez abondamment l'échangeur de chaleur à l'eau claire jusqu'à ce que le pH soit neutre.
  4. Vérification : démarrez le système. Vérifiez la chute de pression sur l'échangeur de chaleur (elle doit être dans la plage normale, par exemple 0,1-0,2 bar). Contrôlez les températures.

8.2. La procédure pour rechercher des fuites et remplir de réfrigérant

  1. SÉCURITÉ : Appliquez les procédures LOTO. Utiliser des EPI (gants cryogéniques, protection du visage).
  2. Rechercher une fuite :
    1. A l'aide d'un détecteur de fuite électronique, examinez attentivement toutes les connexions, vannes, points de soudure, soudures, joints, points de fixation des capteurs.
    2. Utilisez une solution savonneuse pour visualiser les petites fuites.
    3. Si la fuite est importante, rétablir l'étanchéité du système (soudure, remplacement des joints, réparation ou remplacement des composants endommagés).
  3. Évacuation :
    1. Connectez la pompe à vide aux ports de service du système via la station de jauge.
    2. Passez l'aspirateur sur le système jusqu'à ce qu'un vide profond soit atteint (250-500 microns ou moins de 0,5 mbar).
    3. Fermez les vannes de la station manométrique et éteignez la pompe. Surveillez l'augmentation de la pression pendant 15 à 30 minutes. Une augmentation de pression de plus de 50 microns indique la présence d'une fuite ou d'humidité dans le système. Répétez l’aspiration ou la détection des fuites si nécessaire.
  4. Remplissage du réfrigérant :
    1. Connectez la bouteille avec le réfrigérant à la station manométrique, placez la bouteille sur la balance.
    2. Remplissez le réfrigérant en phase liquide (par la conduite liquide) jusqu'à atteindre la masse requise selon la plaque signalétique du refroidisseur (précision ± 50 g). Si nécessaire, il est permis de faire le plein en phase gazeuse par la conduite d'aspiration par petites portions pendant que le compresseur fonctionne, en surveillant constamment la surchauffe.
    3. ATTENTION : Un remplissage excessif peut surpressuriser et surcharger le compresseur.
  5. Vérification : Démarrez le refroidisseur. Pressions de contrôle, températures, surchauffe (5-7°C) et hypothermie (4-6°C). Vérifiez à nouveau le système avec un détecteur de fuites.

8.3. Procédure de récupération du débit de liquide de refroidissement/eau de refroidissement

  1. SÉCURITÉ : Appliquez les procédures LOTO aux pompes et à tous les composants du circuit électrique.
  2. Contrôle et nettoyage des filtres :
    1. Isolez la section du filtre, vidangez la pression.
    2. Ouvrez le boîtier du filtre, retirez l'élément filtrant.
    3. Nettoyez ou remplacez l'élément filtrant.
    4. Assemblez le filtre en vous assurant que les joints sont correctement installés.
  3. Vérification de la pompe :
    1. Inspectez visuellement la pompe pour déceler des fuites, des bruits et des vibrations.
    2. Vérifiez la pression d’entrée et de sortie de la pompe.
    3. Si la pompe fonctionne mais que la pression de sortie est faible, la roue peut être obstruée (nécessite un démontage et un nettoyage) ou usée.
    4. Vérifiez les paramètres électriques de la pompe (courant) - un écart significatif indique un dysfonctionnement.
    5. Remplacer la pompe défectueuse ou ses composants (roulements, joints).
  4. Retrait des bouchons d'air :
    1. Ouvrez toutes les vannes d'air (orifices d'aération) aux points supérieurs du système.
    2. Maintenez la pression du système jusqu'à ce que l'air cesse de s'échapper et que seule de l'eau sorte des vannes.
    3. Assurer le bon fonctionnement des bouches d’aération automatiques.
  5. Vérification : démarrez le système. Mesurez le débit de réfrigérant/d'eau, la chute de pression dans les échangeurs de chaleur et le delta T. Toutes les lectures doivent être dans les limites normales.

9. Précautions

La cause profonde Stratégie de prévention Méthode de surveillance Intervalle recommandé
Contamination de l'échangeur de chaleur Nettoyage chimique/mécanique régulier, préparation de l'eau, utilisation de filtres avec le degré de filtration approprié. Contrôle des pertes de charge sur l'échangeur thermique, analyse de la qualité de l'eau (pH, dureté, conductivité, teneur en matières en suspension), inspection visuelle. Trimestriel (analyse de l'eau), une fois tous les 6 à 12 mois (nettoyage), hebdomadaire (chute de pression).
Charge de réfrigérant insuffisante (fuite) Contrôle régulier de l'étanchéité, entretien des joints, minimisation des vibrations. Surveillance quotidienne des pressions/températures, inspection visuelle hebdomadaire, utilisation de détecteurs de fuites électroniques. Hebdomadaire (visuel), une fois tous les 3 à 6 mois (détecteur de fuite).
Faible débit de liquide de refroidissement/eau de refroidissement Nettoyage régulier des filtres, entretien/remplacement des pompes, surveillance des canalisations. Contrôle des chutes de pression sur les filtres, mesure de débit, surveillance du courant des pompes, analyse vibratoire des pompes. Hebdomadaire (filtres), mensuel (consommation), une fois tous les 6-12 mois (vibration/entretien de la pompe).
Gaz non condensables dans le système Aspiration de haute qualité du système lors de l'installation/réparation, élimination des fuites. Contrôle pression/température (rapport), sous-refroidissement du liquide. Mensuel (contrôle des paramètres).
Problèmes de condensation/tour de refroidissement Nettoyage régulier de la tour de refroidissement (sprinklers, buses), entretien des ventilateurs/pompes de la tour de refroidissement. Inspection visuelle, contrôle de la température du bulbe humide, surveillance du courant du moteur du ventilateur/pompe. Mensuel (visuel), une fois tous les 3 à 6 mois (nettoyage).

10. Pièces de rechange et composants

Description du composant Spécification/type Quand remplacer Catégorie UNITEC
Filtre déshydrateur réfrigérant Taille en fonction des performances du refroidisseur (par exemple DML 164) Avec une chute de pression importante (>0,2 bar), après de grosses réparations sur le système réfrigérant, avec apparition d'humidité dans le système. Automatisation de la réfrigération
Vanne thermorégulatrice (TRV) Type et performances selon le refroidisseur (par exemple Danfoss TGE, Sporlan série S) En cas de surchauffe instable, de colmatage, de dysfonctionnement de la thermoball, de dommages mécaniques. Automatisation de la réfrigération
Étanchéité (pour échangeurs de chaleur, vannes) Matériau (EPDM, NBR), taille selon composant En cas de fuite, lors du démontage des composants, après nettoyage chimique. Matériaux d'étanchéité
Capteurs de pression/température Plage de mesure, type de signal (4-20 mA, 0-10 V) En cas de lectures incorrectes, dysfonctionnements dans le fonctionnement de l'automatisation. Appareils de mesure
Pompe de circulation (pour liquide de refroidissement/eau de refroidissement) Productivité (m³/h), hauteur (m), type (centrifuge, multi-étages) En cas de performances réduites, d'augmentation des vibrations/bruit, de dommages mécaniques, d'usure. Équipement de pompage
Éléments filtrants pour eau/liquide de refroidissement Degré de filtration (μm), taille, matériau En cas de contamination, débit réduit, perte de charge accrue. Systèmes de filtration
Réfrigérant Type (R134a, R407C, R410A) Si un ravitaillement ou un ravitaillement complet est nécessaire après la réparation. Consommables
Contacteur/relais thermique Courant nominal, tension de bobine, taille En cas de dysfonctionnement de la partie électrique, activation de la protection sans raison, collage des contacts. Composants électriques
Roulements pour moteurs de compresseur/pompe/ventilateur Taille, classe de précision (par exemple SKF 6205-2RS1) Avec une augmentation des vibrations, du bruit, de la surchauffe, une usure importante. Composants mécaniques
Moteur électrique (compresseur/pompe/ventilateur) Puissance (kW), vitesse (tr/min), tension (V) En cas de rupture d'enroulements, de court-circuit entre spires, de surchauffe importante, de dommages mécaniques. Moteurs électriques

Recherchez ces composants ainsi que d'autres composants requis dans le catalogue UNITEC : www.unitecd.com/e-catalog/

11. Liens

  • DSTU EN 378-1:2018 (EN 378-1:2016, IDT) Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur. Exigences de sécurité et environnementales. Partie 1. Exigences de base, définitions, classifications et critères de sélection.
  • ISO 5149:2014 Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur — Exigences de sécurité et environnementales.
  • EN 1037:1995+A1:2008 Sécurité des machines — Prévention des démarrages inopinés.
  • ISO 10816-1:1995 Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesures sur des pièces non rotatives — Partie 1 : Lignes directrices générales.
  • Manuels d'exploitation et de maintenance des fabricants d'équipements (documentation OEM).
  • Manuels de maintenance interne de la réfrigération d'UNITEC.

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