Les compresseurs frigorifiques à vis sont des compresseurs volumétriques. Utilisés depuis 1934, ils dominent les systèmes de réfrigération de petite, moyenne et grande taille grâce à leurs excellentes performances, leur grande durabilité et leur capacité de refroidissement unitaire élevée. Quels types de pannes sont susceptibles de survenir dans les compresseurs à vis utilisés en réfrigération au fluor ? Examinons cela de plus près !
1. Rapport de compression anormal
2. Faible rendement et panne du condenseur
3. Faible efficacité et défaillance de l'évaporateur
4. Défaillance du système de circuit d'huile
5. Panne électrique
1. Rapport de compression anormal
Le taux de compression est bien connu de tous ceux qui s'intéressent aux performances des compresseurs. Mais à quoi sert-il ? Est-ce simplement un outil informatique ? En réalité, non.
La différence entre une machine à vis et une machine à piston réside dans le fait que la machine à piston ne comprime que partiellement, tandis que la machine à vis comprime excessivement.
La structure du compresseur à vis influe sur une donnée importante : le taux de compression interne, noté Vi. Pour la plupart des compresseurs à vis, Vi est fixe. Du point de vue de la maintenance et de l'exploitation, une valeur de taux de compression interne très proche de celle du taux de compression externe (rapport absolu des pressions de condensation et d'évaporation) permet d'obtenir un rendement maximal.
Que se passe-t-il lorsque le taux de compression est élevé ou faible ?
Si la valeur est trop élevée, ou si la différence de pression est trop importante, cela prouve que le système s'écarte complètement des valeurs nominales. Les principaux phénomènes sont une température de refoulement et une température sous pression trop élevées, une pression d'aspiration trop faible et une température trop élevée.
Si la pression et la température des gaz d'échappement sont trop élevées, les conséquences néfastes sont principalement que l'huile de lubrification du système se carbonise facilement, qu'elle ne peut pas former un film d'huile et que le rotor ne peut pas être entièrement lubrifié.
Une faible pression d'aspiration et une température d'aspiration élevée affectent principalement le refroidissement du moteur, tandis qu'une température d'échappement élevée a des conséquences similaires. Ces conséquences sont globalement équivalentes à une température et une pression d'échappement élevées.
Si son diamètre est trop petit, cela affecte principalement le fonctionnement en circuit ouvert (par exemple, en cas d'humidité excessive ou de gel). Certains matériaux, y compris certains de nos modèles, permettent au compresseur à vis de résister à ce type de fonctionnement, et les vendeurs aiment le mettre en avant. En réalité, les compresseurs à vis sont plus sensibles aux circuits ouverts. Si une grande quantité de liquide retourne au compresseur, l'huile de lubrification sera diluée, ce qui entraînera une température d'échappement élevée.
Bien sûr, le taux de compression est trop faible, et cela est également dû à une usure importante du rotor et à une défaillance du système de chargement et de déchargement.
2. Le rendement du condenseur est faible.
Le faible rendement du condenseur influe principalement sur la température du liquide d'alimentation et sur sa condensation. On sait que le détendeur doit idéalement être rempli de liquide. Ainsi, le rendement du système est optimal et la capacité de refroidissement maximale. De plus, les grandes unités sont généralement équipées d'un réservoir de stockage, principalement utilisé pour le refroidissement de l'huile. Il est donc primordial de maintenir un rendement élevé du condenseur. Les pannes sont principalement dues à un mauvais choix de méthode de refroidissement, une surface d'évaporation insuffisante, un débit de fluide frigorigène insuffisant et un échange thermique insuffisant. Par conséquent, lors des inspections, les éléments clés tels que les ventilateurs, les pompes à eau et les ailettes sont vérifiés en priorité.
À ce propos, l'effet de condensation est excessif. Par exemple, si la température ambiante est trop basse, la condensation est trop importante, ce qui augmente l'efficacité de l'entrée du liquide dans l'évaporateur. Dans ce cas, la surchauffe à l'aspiration est très faible et la sensibilité du détendeur est réduite, ce qui peut provoquer un à-coup hydraulique au démarrage. Ou encore, la différence entre la pression d'échappement et la pression d'aspiration est insuffisante, ce qui est fatal pour la machine à vis à alimentation en huile à pression différentielle.
3. L'efficacité de l'évaporateur est faible ou élevée
Le faible rendement de l'évaporateur influe principalement sur le refroidissement de l'objet à refroidir, tandis que la course humide affecte le compresseur. Un rendement élevé entraînerait une surchauffe à l'aspiration trop importante, ce qui impacterait la température de refoulement du compresseur.
Jugement de coup mouillé
En cas de refroidissement par condensation, le diagnostic est relativement simple et repose principalement sur l'observation de la ligne de givre à l'aspiration du compresseur. Mais qu'en est-il du fonctionnement d'un climatiseur ? La condensation joue-t-elle un rôle ? Notamment pour les refroidisseurs, un diagnostic erroné peut entraîner des problèmes tels que des pannes et des infiltrations d'eau. Il est donc possible de diagnostiquer le refroidissement par condensation à l'aide du diagramme pression-enthalpie, ou en calculant la différence entre la température de refoulement et la température après condensation. Si cette différence est inférieure à 30 K, on peut conclure à un refroidissement par condensation.
Permettez-moi d'ajouter une précision concernant le détendeur : je ne dispose pas d'une liste séparée (voir mon ouvrage sur l'entretien des détendeurs). Le détendeur n'est pas un régulateur universel et ses réglages ne sont pas adaptés à toutes les conditions de fonctionnement, notamment pour les grandes charrettes à chevaux.
4. Problème de circuit d'huile
Pour le circuit d'huile, cela se reflète principalement dans la qualité de l'huile, sa propreté, la température de retour de l'huile, etc. La fonction principale de l'huile de lubrification dans le système de réfrigération du compresseur à vis est de lubrifier, refroidir et assurer l'étanchéité.
De plus, il possède également une fonction de réduction du bruit et d'absorption des chocs, mais il fait l'objet de nombreuses controverses dans l'industrie, principalement parce que l'huile forme des bulles d'air dans la partie moteur, et que ces bulles d'air éliminent le bruit, mais certains fabricants pensent que c'est inutile et que le mélange gaz-liquide est difficile à contrôler, alors ils ajoutent plutôt un agent anti-mousse.
L'absorption des chocs sert principalement à la lubrification des roulements, et cet effet n'est pas évident ; par conséquent, les deux fonctions mentionnées ci-dessus ne peuvent être considérées comme les fonctions principales.
La température de retour d'huile influe considérablement sur la durée de vie du compresseur à vis. Généralement, la température de fonctionnement recommandée se situe entre 40 et 60 °C, certains fabricants préconisant même 70 °C ou 80 °C. Une température d'huile trop élevée provoque la cokéfaction de l'huile et nuit à la formation du film lubrifiant. La température d'huile influe également sur la température des gaz d'échappement, ce qui a un impact sur le taux de compression. Il est donc important d'effectuer un réglage précis de la température d'huile.
propreté de l'huile
La propreté de l'huile est synonyme de propreté du système. Maintenir cette propreté est une caractéristique essentielle du compresseur à vis. Contrairement au compresseur à piston, le compresseur à vis exige une propreté supérieure, notamment pour des raisons structurelles. La vitesse élevée du rotor d'engrènement favorise l'aspiration de corps étrangers, tels que de petites particules métalliques ou autres, qui peuvent endommager le rotor. Ces particules peuvent traverser le filtre d'aspiration (il n'est pas rare que des objets relativement volumineux endommagent la grille du filtre par aspiration), ou encore être à l'origine de problèmes d'assemblage, provoquant le détachement de pièces et leur blocage entre les rotors. Ceci peut entraîner des dommages directs au moteur. Bien que les petites particules métalliques n'agissent pas directement, elles peuvent altérer le film d'huile du rotor, provoquant une lubrification insuffisante des paliers, le grippage des cylindres et le frottement du palier. Le pire est que ces petites particules peuvent créer un court-circuit en chaîne et endommager directement le moteur.
Les compresseurs à huile de lubrification acide dégagent souvent une odeur de brûlé lors de leur mise en marche pour analyse. La température est très élevée lorsque la surface métallique est fortement usée, et l'huile commence à se carboniser au-delà de 175 °C. En présence d'une quantité importante d'eau dans le système (pompage sous vide imparfait, forte teneur en eau de l'huile et du réfrigérant, entrée d'air suite à la rupture du tuyau de retour d'air sous pression négative, etc.), l'huile peut devenir acide. Cette huile acide corrode les tubes en cuivre et l'isolation des enroulements. D'une part, elle provoque un dépôt de cuivre ; d'autre part, l'huile acide contenant des atomes de cuivre offre une faible isolation, ce qui favorise les courts-circuits dans les enroulements.
Pour les compresseurs à vis, de nombreuses pannes sont dues à divers facteurs. Par exemple, un défaut de lubrification, causé par un manque d'huile, peut entraîner le grippage des paliers et du rotor, puis le blocage du moteur du compresseur. Ce dernier peut alors subir une surpression anormale et griller. Mais pourquoi un manque d'huile ou un défaut de lubrification ? En réalité, la cause la plus fréquente est une température d'échappement élevée, un choc thermique ou d'autres facteurs. Par conséquent, les techniciens de maintenance doivent observer attentivement ces éléments et faire preuve d'une grande rigueur dans leur analyse avant de pouvoir les réparer efficacement.
1. L'huile bout pendant le démarrage ou le fonctionnement.
Ce défaut est dû à la présence de liquide dans le compresseur ou à une quantité excessive de réfrigérant dans l'huile de lubrification. Veuillez régler le régulateur de débit pour vérifier si la charge de réfrigérant est trop importante.
2. Le niveau d'huile est insuffisant ou trop élevé.
Si le niveau est insuffisant, il convient de vérifier s'il s'agit d'un défaut d'huile, d'un appoint insuffisant ou d'une difficulté à retourner l'huile à l'évaporateur. Lors de la maintenance, il faut contrôler le niveau de liquide dans le réservoir. Un dysfonctionnement du mécanisme de régulation ou une installation incorrecte peuvent être en cause.
Si la valeur est trop élevée, il faut envisager que le filtre à huile soit obstrué et que le réfrigérant se soit mélangé à l'huile.
3. La température des gaz d'échappement est trop élevée.
De nombreux facteurs peuvent expliquer une température d'échappement élevée, principalement un excès ou un manque de réfrigérant, une surchauffe d'aspiration trop élevée et des conditions de fonctionnement instables.
4. Pression d'aspiration faible ou fluctuante
Les principales manifestations d'une faible pression d'aspiration sont le manque de réfrigérant, le déséquilibre du mécanisme de régulation, une température de condensation élevée, un choc liquide, etc.
Date de publication : 5 décembre 2022
