Le terme « système frigorifique » désigne l’ensemble des équipements et canalisations dans lesquels circule le fluide frigorigène, notamment les compresseurs, les condenseurs, les détendeurs, les évaporateurs, les canalisations et les équipements auxiliaires. Il s’agit du système principal des équipements de climatisation, de refroidissement et de réfrigération.
Le système de réfrigération peut présenter divers types d'obstructions, telles que des blocages par la glace, par des dépôts ou par de l'huile. Au niveau de la vanne de charge de dérivation, une pression négative est indiquée, le groupe extérieur fonctionne à faible volume et aucun bruit de liquide ne se fait entendre dans l'évaporateur.
Causes et symptômes du blocage par la glace
Les blocages dus à la glace sont principalement causés par une humidité excessive dans le système de réfrigération. Avec la circulation continue du fluide frigorigène, l'humidité se concentre progressivement à la sortie du capillaire. La température y étant la plus basse, l'eau gèle et sa température augmente progressivement, jusqu'à obstruer complètement le capillaire. Le fluide frigorigène ne peut alors plus circuler et le réfrigérateur ne refroidit plus.
La principale source d'humidité dans un système frigorifique est l'isolant du moteur du compresseur. Cet isolant contient de l'humidité, qui constitue la principale source d'humidité dans le système. De plus, les composants et les tuyauteries du système frigorifique présentent une humidité résiduelle due à un séchage insuffisant. L'huile et le fluide frigorigène du réfrigérateur contiennent une humidité supérieure à la limite autorisée. Cette humidité est absorbée par l'isolant du moteur et l'huile. Pour ces raisons, la teneur en eau dans le système frigorifique dépasse la limite autorisée, ce qui entraîne la formation de glace. D'une part, la glace empêche la circulation du fluide frigorigène et le réfrigérateur de refroidir correctement. D'autre part, l'eau réagit chimiquement avec le fluide frigorigène pour former de l'acide chlorhydrique et du fluorure d'hydrogène, ce qui provoque la corrosion des tuyauteries et des composants métalliques, voire des dommages aux enroulements du moteur. L'isolation est endommagée et, simultanément, l'huile frigorigène se détériore, affectant la lubrification du compresseur. Il est donc impératif de maintenir le taux d'humidité dans le système au minimum.
Les symptômes d'un blocage par la glace dans un système de réfrigération sont les suivants : au début, le système fonctionne normalement, du givre se forme dans l'évaporateur, le condenseur dissipe la chaleur, l'appareil tourne sans à-coups et le bruit du fluide frigorigène dans l'évaporateur est clair et régulier. Avec la formation d'un blocage par la glace, le débit d'air diminue progressivement et devient intermittent. Lorsque le blocage est important, le bruit du flux d'air disparaît, le cycle du fluide frigorigène est interrompu et le condenseur se refroidit progressivement. En raison du blocage, la pression d'échappement augmente, le bruit de la machine s'intensifie, le fluide frigorigène ne circule plus vers l'évaporateur, la zone de givrage diminue progressivement et la température augmente progressivement. Simultanément, la température capillaire augmente également, ce qui provoque la fonte des glaçons. Le fluide frigorigène recommence à circuler. Après un certain temps, le blocage par la glace se reproduit, créant un phénomène de blocage-passage périodique.
Causes et symptômes d'un blocage par des impuretés
Les obstructions dues à l'encrassement sont causées par une accumulation excessive d'impuretés dans le système de réfrigération. Les principales sources d'impuretés sont : la poussière et les copeaux de métal lors de la fabrication des réfrigérateurs, la couche d'oxyde sur la paroi interne des tuyaux après soudage, le manque de nettoyage des surfaces internes et externes des pièces lors de l'usinage, et une étanchéité insuffisante des tuyaux. Dans les tuyaux, on trouve des impuretés dans l'huile et le fluide frigorigène, ainsi que dans la poudre déshydratante de mauvaise qualité du filtre déshydrateur. La plupart de ces impuretés sont retenues par le filtre déshydrateur lors de son passage. Cependant, lorsque ce dernier est saturé, des particules fines et des impuretés sont entraînées dans le tube capillaire par le fluide frigorigène à débit élevé. Ces particules, plus résistantes, s'accumulent et la résistance augmente, favorisant ainsi l'accumulation d'impuretés jusqu'à l'obstruction du capillaire et l'arrêt de la circulation du fluide frigorigène. De plus, si la distance entre le capillaire et la grille du filtre à sec est trop faible, cela risque de provoquer un blocage par les impuretés ; de plus, lors du soudage du capillaire et du filtre à sec, il est également facile de souder la buse du capillaire.
Lorsque le système de réfrigération est encrassé et obstrué, le fluide frigorigène ne peut plus circuler. Le compresseur fonctionne alors en continu, l'évaporateur n'est pas froid, le condenseur n'est pas chaud, le carter du compresseur reste froid et aucun bruit de flux d'air n'est audible dans l'évaporateur. En cas d'obstruction partielle, l'évaporateur sera froid ou glacé au toucher, sans toutefois présenter de givre. Au toucher, la surface extérieure du filtre sec et du capillaire est très froide, givrée, voire recouverte d'une fine couche de givre blanc. Ceci s'explique par le fait que le passage du fluide frigorigène à travers un filtre sec ou un tube capillaire micro-obstrué provoque une détente et une chute de pression. Le fluide frigorigène, en traversant l'obstruction, se dilate, s'évapore et absorbe la chaleur, entraînant la formation de givre sur la surface extérieure de l'obstruction.
La différence entre un blocage par la glace et un blocage par des impuretés : après un certain temps, le blocage par la glace peut reprendre son fonctionnement, formant une répétition périodique d’ouverture, de blocage, d’ouverture après blocage, et de nouveau blocage après ouverture. Une fois le blocage par des impuretés formé, le réfrigérateur ne peut plus être réfrigéré.
Outre l'encrassement des capillaires, la présence de nombreuses impuretés dans le système entraîne un colmatage progressif du filtre sec. En effet, sa capacité de filtration étant limitée, l'accumulation continue d'impuretés provoque son colmatage.
Défaillances dues au bouchage par l'huile et autres obstructions de pipelines
La principale cause du colmatage par l'huile dans le système de réfrigération est l'usure importante du cylindre du compresseur ou un jeu trop important entre le piston et le cylindre.
L'essence refoulée par le compresseur est acheminée vers le condenseur, puis pénètre dans le filtre sec avec le fluide frigorigène. En raison de sa viscosité élevée, l'huile est bloquée par le dessiccant présent dans le filtre. Un excès d'huile peut obstruer l'entrée du filtre, empêchant ainsi la circulation normale du fluide frigorigène et le fonctionnement du réfrigérateur.
Les obstructions d'autres canalisations peuvent être dues à des résidus de soudure lors du soudage, ou encore à l'obstruction de ce dernier lors du remplacement d'un tube. Ces obstructions étant imputables à des erreurs humaines, le soudage et le remplacement des tubes doivent être effectués conformément aux normes et les inspections doivent être réalisées dans les règles de l'art afin d'éviter toute défaillance par obstruction artificielle.
Méthode de débouchage du système de réfrigération
1. Dépannage du blocage par la glace
Le blocage par la glace dans le système de réfrigération est dû à une humidité excessive ; il est donc nécessaire de sécher l’ensemble du système. Deux solutions sont possibles :
1. Utilisez une étuve pour chauffer et sécher chaque composant. Retirez le compresseur, le condenseur, l'évaporateur, le capillaire et le tuyau de retour d'air du système frigorifique du réfrigérateur et placez-les dans l'étuve pour les chauffer et les sécher. La température à l'intérieur de l'étuve doit être d'environ 120 °C et la durée de séchage de 4 heures. Après refroidissement naturel, séchez chaque composant individuellement à l'azote. Remplacez le filtre par un filtre sec neuf, puis procédez au remontage et au soudage, à la recherche de fuites de pression, à la mise sous vide, au remplissage de réfrigérant, à l'essai de fonctionnement et à l'étanchéification. Cette méthode est la plus efficace pour résoudre les problèmes de givrage, mais elle est réservée au service après-vente du fabricant du réfrigérateur. Les ateliers de réparation classiques peuvent utiliser des méthodes telles que le chauffage et la mise sous vide pour éliminer les problèmes de givrage.
2. Utiliser le chauffage et le vide, puis un second vide, pour éliminer l'humidité des composants du système de réfrigération.
2. Élimination des défauts dus aux obstructions dues à la saleté
Il existe deux méthodes pour déboucher un capillaire : la première consiste à utiliser de l’azote sous haute pression, combiné à d’autres techniques, pour éliminer le bouchon. Si le capillaire est fortement obstrué et que cette méthode ne permet pas de résoudre le problème, remplacez-le comme suit :
1. Nettoyer le capillaire à l'azote haute pression : couper la conduite de process pour vidanger le liquide, souder le capillaire au filtre déshydrateur, raccorder la vanne de réparation à trois voies à la conduite de process du compresseur, et injecter de l'azote sous haute pression (0,6-0,8 MPa). Redresser le capillaire, le chauffer à la flamme d'un chalumeau pour carboniser les impuretés, puis les éliminer par un jet d'azote haute pression. Une fois le capillaire propre, ajouter 100 ml de tétrachlorure de carbone pour le nettoyage. Nettoyer le condenseur avec du tétrachlorure de carbone à l'aide d'un dispositif de nettoyage de tuyauterie. Remplacer ensuite le filtre déshydrateur, puis injecter de l'azote pour détecter les fuites, faire le vide, et enfin remplir avec du réfrigérant.
2. Remplacement du capillaire : Si les impuretés présentes dans le capillaire ne peuvent être éliminées par la méthode précédente, vous pouvez le remplacer en même temps que le tube basse pression. Commencez par dessouder le tube basse pression et le capillaire du raccord cuivre-aluminium de l’évaporateur. Lors du démontage et du soudage, le raccord cuivre-aluminium doit être enveloppé de fil de coton humide afin d’éviter que le tube en aluminium ne brûle sous l’effet de la haute température.
Lors du remplacement du tube capillaire, il convient de mesurer le débit. Ne soudez pas la sortie du tube capillaire à l'entrée de l'évaporateur. Installez un robinet de réglage et un manomètre à l'entrée et à la sortie du compresseur. Lorsque la pression atmosphérique extérieure est égale à la pression réelle, la pression indiquée par le manomètre haute pression doit se stabiliser entre 1 et 1,2 MPa. Si la pression est supérieure, le débit est insuffisant ; il est alors possible de couper une section du capillaire jusqu'à obtenir la pression adéquate. Si la pression est trop faible, le débit est excessif. Vous pouvez enrouler le capillaire plusieurs fois pour augmenter sa résistance, ou le remplacer. Une fois la pression adéquate obtenue, soudez le capillaire au tuyau d'entrée de l'évaporateur.
Lors du soudage d'un nouveau capillaire, la longueur insérée dans le joint cuivre-aluminium doit être d'environ 4 à 5 cm afin d'éviter tout blocage. Lors du soudage du capillaire au filtre déshydrateur, la longueur d'insertion doit être de 2,5 cm. Si le capillaire est trop enfoncé dans le filtre déshydrateur et trop près de la grille, de fines particules de tamis moléculaire risquent de pénétrer et de l'obstruer. À l'inverse, s'il est trop peu enfoncé, des impuretés et des particules de tamis moléculaire présentes lors du soudage risquent de pénétrer dans le capillaire et d'obstruer directement son canal. Il est donc important d'insérer le capillaire dans le filtre à la profondeur adéquate, car un enfoncement excessif ou insuffisant présente un risque de colmatage. La figure 6-11 illustre la position de connexion entre le capillaire et le filtre déshydrateur.
3. Dépannage des problèmes de bouchage d'huile
Un bouchon d'huile indique la présence d'une quantité excessive d'huile dans le système frigorifique, ce qui affecte son efficacité de refroidissement, voire l'empêche de fonctionner. Il est donc impératif de nettoyer l'huile du système.
Lorsque le filtre à huile est obstrué, il convient de le remplacer par un neuf et, simultanément, d'utiliser de l'azote à haute pression pour expulser une partie de l'huile de la machine frigorifique accumulée dans le condenseur, et d'utiliser un sèche-cheveux pour chauffer le condenseur lors de l'introduction de l'azote.
Date de publication : 6 mars 2023
