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antonin
 8
|  Posté : 12-10-2014 15:34
Bonjour,
J'ai eu récemment une panne d'excès de charge suite à une mauvaise réparation d'un congélateur.
À la suite de son intervention, le congélateur ne faisait pas suffisamment de froid : l'alarme de température est restée allumée même une semaine après la réparation, et le cycle tournait en permanence.
Enfin, j'ai constaté qu'il s'était formé un méga bloc de glace entre le retour de l'évaporateur et le compresseur.
Le congélateur a été remis en fonction par les seconds réparateurs, qui ont confirmé l'excès de charge.
Je n'arrive pas à comprendre pourquoi, mais j'aimerais bien car je sens que cela ferait un bon exercice pour mes étudiants (niveau maths spé). Donc n'hésitez pas à me répondre technique.
Ce que j'ai essayé de comprendre :
- l'excès de charge doit se traduire par une augmentation de la basse pression de l'évaporateur, et de la haute pression dans le condenseur.
- si le bloc de glace s'est formé /après/ l'évaporateur, c'est que le FF en sort bien avec une température inférieure à zéro, donc l'augmentation de pression n'est pas gigantesque (si 10% de gaz en trop, on doit avoir grosso modo une augmentation de 10% dans la pression du gaz).
- si la température du congélateur n'est pas assez basse, c'est soit que le débit a diminué, soit que la condensation ne s'est pas terminée de sorte que le cycle thermodynamique est plus petit.
Quelqu'un peut-il m'aider à comprendre ce qu'il se passe lors d'un excès de charge, et pourquoi ? Notamment, j'aimerais bien comprendre le cycle réel thermodynamique en comparaison avec le cycle théorique.
Merci ! 
PS : ce congélo utilise du R600A, et j'ai le diagramme p-h sous la main.
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 Profil 
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Aircofrigo
6613
 Administrateur
| Posté : 12-10-2014 15:50
Bonjour,
En froid domestique nous avons à faire à un cappilaire pour la détente.
Celui.ci tente à maintenir un certain écart HP/BP, prévu par le fabricant à une certaines T° de condensation.
La surcharge en FF remplie trop le condenseur.
Cette surcharge fait monter la HP.
Cette HP alimente trop fortement l'évap.
L'évap devient trop petit et sa pression monte également
Trop petit, il ne parvient pas à évaporer le FF
Il y a un retour de FF liquide vers le compresseur
Certes sous les 0° mais pas suffisamment bas que pour faire descendre la T° sous le point de consigne du thermostat
Donc, ça tourne en continu
Ceci est taper depuis un smart...donc j'ai fait court 
A+ pour la suite
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dmarco
5962
 Modérateur
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netsu
806
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netsu
806
| Posté : 12-10-2014 19:31
Noter également que la température d'évaporation normale pour du froid négatif ménager (R600a) est généralement de -30°C... ça marche déjà (trés) mal au dessus de -25...
le froid est un état d'esprit.
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antonin
8
| Posté : 13-10-2014 12:11
Merci pour vos réponses, je vous re-réponds ce soir, car là je n'ai pas le temps de poser clairement des questions.
Mais j'ai quelques points à clarifier pour pouvoir construire le cycle thermo, et j'ai l'impression que je rate encore quelque chose, il faut que je pose des trucs sur le papier.
Merci,
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Karl
369
| Posté : 13-10-2014 20:24
Bonsoir à tous,
Au début de mon activité dans le froid, pour laquelle je n'ai jamais bénéficié de la moindre formation officielle jusqu'à ce jour (je suis électricien de formation…) j'ai profité de l'expérience d'un frigoriste africain… il y a déjà 40 ans !
Cet Africain, surtout doué de bon sens et d'un sens de l’observation intelligent à défaut de savoir lire et écrire, disait que les systèmes à capillaires sont très simples à faire fonctionner, demandant un outillage basique :
- Un tuyau
- Une bonbonne de FF
- Une oreille en état de marche
- Un doigt capable apprécier une température
On peut certes ajouter un mano et une pince ampèremétrique, mais c'est là du confort qui n'était pas forcément accessible à l'époque… surtout en Afrique.
Pour l'oreille c'est très simple : on entend parfaitement le moment où la détente en bout de capillaire passe en mode continu, signe que la charge est optimum… ce que l'on apprend certes pas dans les centres de formation actuels !
Mon frigoriste africain expliquait des choses simples :
- Si l'évaporateur n'est pas givré sur toute sa surface = manque de réfrigérant.
- Si l’évaporateur givre plus loin sur la tubulure de retour au compresseur = trop de réfrigérant !
Mais mon africain a fait pire que ça, en me démontrant qu'en cas de pénurie (fréquente à l'époque) de R12 qu'on pouvait faire fonctionner sans problèmes ces frigos et autres congélateurs… au gaz butane !
Seule obligation : passer par un gros filtre déshydrateur avant d’injecter dans le circuit, le butane étant plutôt humide…
La morale de cette histoire : il avait inventé le R600 bien longtemps avant son apparition officielle ? 
Karl
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christ59
1729
Administrateur
| Posté : 13-10-2014 20:57
Citation : Karl
Bonsoir à tous,
Au début de mon activité dans le froid, pour laquelle je n'ai jamais bénéficié de la moindre formation officielle jusqu'à ce jour (je suis électricien de formation…) j'ai profité de l'expérience d'un frigoriste africain… il y a déjà 40 ans !
Cet Africain, surtout doué de bon sens et d'un sens de l’observation intelligent à défaut de savoir lire et écrire, disait que les systèmes à capillaires sont très simples à faire fonctionner, demandant un outillage basique :
- Un tuyau
- Une bonbonne de FF
- Une oreille en état de marche
- Un doigt capable apprécier une température
On peut certes ajouter un mano et une pince ampèremétrique, mais c'est là du confort qui n'était pas forcément accessible à l'époque… surtout en Afrique.
Pour l'oreille c'est très simple : on entend parfaitement le moment où la détente en bout de capillaire passe en mode continu, signe que la charge est optimum… ce que l'on apprend certes pas dans les centres de formation actuels !
Mon frigoriste africain expliquait des choses simples :
- Si l'évaporateur n'est pas givré sur toute sa surface = manque de réfrigérant.
- Si l’évaporateur givre plus loin sur la tubulure de retour au compresseur = trop de réfrigérant !
Mais mon africain a fait pire que ça, en me démontrant qu'en cas de pénurie (fréquente à l'époque) de R12 qu'on pouvait faire fonctionner sans problèmes ces frigos et autres congélateurs… au gaz butane !
Seule obligation : passer par un gros filtre déshydrateur avant d’injecter dans le circuit, le butane étant plutôt humide…
La morale de cette histoire : il avait inventé le R600 bien longtemps avant son apparition officielle ?
Karl
 j'adore , comme quoi l’expérience des uns ouvre l'horizon des autres
A+ Christ59
rien ne se perd ,rien ne se cree ,tout se transforme. |
Profil  www
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adelclimatisation
4245
Modérateur
| Posté : 14-10-2014 04:30
Salut et bonne journée à tous
Karl ,
Ton africain as du en faire des bébé frigolo, je dis ca parceque a l epoque ou je faisait de l électroménagers ( sans aucune formation non plus ) j ai appris avec un autre africain "du nord" qui disait exactement la meme chose 
Sauf pour le butane il ne s y connaissait pas , mais il faut dire que le r600 etait deja sur le marché . Lorsqu on devait depanner un frigo ou congel qui n arrivait pas a consigne , on ouvrais les portes exprès puis on mettait en route , en fonction de l etat du givre on etait en mesure de dire si il manquait du FF ou bouchon ou autre. Le bruit du ff qui passe via le detendeur et qlqes touché ici et la pour etre sûr. Aujourd'hui meme sur de l inverter l oreille et le touché restent des elements assez appreciables pour faire un près diagnostic .
Les meilleurs techniciens que j ai croisé sont des autodidactes En vrv un de ceux que je considère comme THE FRIGORISTE est autodidacte , pas de formation specifique constructeur . Tu sais le genre de techniciens qui lorsqu il te lache une info ou 2 tu ne la trouvera nul par ailleurs.
J ai un respect total aux autodidactes
Cordialement
"si l homme avait une riviere en or,il en espererais une deuxieme" |
Profil
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frigopathe
1494
 Membre averti
| Posté : 14-10-2014 04:36
Citation : netsu
SALUT!
Restons factuels et pragmatique:
1/ excés de charge
2/montée des pressions, augmentation du sous refroidissement
3/ la montée de la BP vas faire monter le débit massique au compresseur(la masse volumique du fluide augmente avec la pression et la variation du rendement du compresseur est moins sensible aux variations de la HP qu'a celles de la BP)
4/ le débit masse augmente donc dans tout le circuit fermé (et ce même si la différence de pression HP-BP reste constante car plus le sous refroidissement est grand, moins le capillaire fait de perte de charge et passera donc plus de débit pour un delta P constant).
5/on as donc plus de débit massique à l'entrée de l'évaporateur, une BP plus haute soit un delta T (ou DTLM voire DTLN pour les tatillons [K] ) plus faible et un coefficient global d'échange (souvent noté K[w/m^2.K] ) qui est souvent dominé par le côté air et donc quasi constant. la surface d'échange (S[m^2]) est évidemment constante.
la puissance (Q[w]) d'un échangeur est donnée par Q=K*S*DTLM
et aussi par Q= m[kg/s]*deltaH[kJ/kg]
Avec K constant
S constante
DTLM en chute libre
Donc Q[w] baisse aussi et par extension le deltaH[kJ/kg] sur le R600a chute aussi. Noter que l'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur change peu.
Ainsi, suivant l’ampleur de l’excès de charge, la BP monte et la surchauffe baisse... jusqu'à avoir du liquide dans la conduite d'aspiration et dans le compresseur au lieu de vapeurs surchauffées.
Cordialement, a bientôt.
Tant que tu as mal, que tu souffres, ou que tu te poses des questions...c'est que tu as encore envie.
Message édité par : netsu / 12-10-2014 19:24
salut netsu,
ca sent l'IFFI, ca....non??
a+ |
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antonin
8
| Posté : 14-10-2014 16:20
Bonjour,
Je me permets de recentrer le débat
Citation : dmarco
Tout est relatif!
Qu'entendez-vous exactement par " méga bloc de glace "??
Auriez-vous une photo, que nous puissions nous en faire une idée?
La photo est ci dessous. Je trouvais le méga assez approprié
Citation : netsu
2/montée des pressions, augmentation du sous refroidissement
Pourquoi une augmentation du SR ?
Qu'est ce qui l'impose ?
Citation : netsu
3/ la montée de la BP vas faire monter le débit massique au compresseur(la masse volumique du fluide augmente avec la pression et la variation du rendement du compresseur est moins sensible aux variations de la HP qu'a celles de la BP)
Ok, la masse volumique augmente avec la pression (approximativement P=rho RT/M dans le gaz, même si ce n'est pas tout à fait un gaz parfait), mais c'est raisonner avec une température constante, ce qui n'est pas trop le cas ici.
J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique.
Mais tu sembles évoquer que son débit dépend de la pression qu'on lui impose, ce qui est fort possible pour un système à pistons/clapets. Pour moi cela aurait plus d'impact uniquement sur le rendement, qui va chuter, et donc nécessiter plus de puissance pour permettre une compression de Delta P en accord avec le rôle du capillaire.
Citation : netsu
4/ le débit masse augmente donc dans tout le circuit fermé (et ce même si la différence de pression HP-BP reste constante car plus le sous refroidissement est grand, moins le capillaire fait de perte de charge et passera donc plus de débit pour un delta P constant).
Je suis d'accord sur le fait que la différence BP-HP est bien imposée par le capillaire et par le débit massique.
En effet, on a $Delta P=R Dm/rho$ (loi de Poiseuille), où R dépend de la viscosité, du rayon (1/r^4), et est proportionnel à la longueur du tube.
Mais techniquement, la masse volumique $rho$ dépendant de la température, cela doit compliquer les choses.
Mais surtout, cela ne dit pas pourquoi Delta P reste constant ?
Citation : netsu
5/on as donc plus de débit massique à l'entrée de l'évaporateur, une BP plus haute soit un delta T (ou DTLM voire DTLN pour les tatillons [K] ) plus faible et un coefficient global d'échange (souvent noté K[w/m^2.K] ) qui est souvent dominé par le côté air et donc quasi constant. la surface d'échange (S[m^2]) est évidemment constante.
la puissance (Q[w]) d'un échangeur est donnée par Q=K*S*DTLM
et aussi par Q= m[kg/s]*deltaH[kJ/kg]
Avec K constant
S constante
DTLM en chute libre
Donc Q[w] baisse aussi et par extension le deltaH[kJ/kg] sur le R600a chute aussi. Noter que l'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur change peu.
Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C.
Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?
Désolé si ces questions sont naïves et si mes notations ne sont pas les mêmes que les votres
Merci beaucoup en tout cas.
Message édité par : antonin / 14-10-2014 16:22 |
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Karl
369
| Posté : 14-10-2014 19:11
Bonsoir à tous,
Ah oui ! En effet surcharge manifeste de fluide, ce qui m'étonne… c'est que l'on puisse se poser la question devant une telle évidence !
Mais en plus, il y a une erreur de montage qui me saute aux yeux : la position du filtre déshydrateur qui n'est sûrement pas d'origine !
Il semble acquis que les liquides ont une tendance naturelle à suivre la loi de la gravité les forçant à migrer du haut vers le bas… non ?
On voit bien sur la photo que le déshydrateur est installé à l'horizontale… ce qui oblige à charger plus de fluide que s'il était monté dans les règles de l'art à la verticale, ou au moins à 45° pour que le capillaire soit bien alimenté en liquide !
La suite est inévitable : plus de fluide → plus de pression HP (plus de consommation et baisse de rendement) → BP et température d'évaporation plus haute… le système ne peut pas fonctionner correctement ! 
Karl |
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dmarco
5962
Modérateur
| Posté : 14-10-2014 20:04
Bonjour,
Woww, en effet ... c'est un beau glaçon!!
J'ai quelques minutes pour relever des imprécisions/inexactitudes sur votre raisonnement.
Vous dites:
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?! 
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
@+ |
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netsu
806
| Posté : 14-10-2014 23:32
Bonsoir à tous!
Antonin, je n'ai pas le temps de répondre de façon correctement argumentée ce soir.
Mais je prends bonne note et promet au moins un début de réponse demain en fin de soirée.
Cordialement, à bientôt!
le froid est un état d'esprit.
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Profil
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antonin
8
| Posté : 15-10-2014 12:44
Bonjour ! j'ai un peu de temps pour expliquer ma démarche, cela va être un peu long 
Citation : dmarco
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
Je suis tout à fait d'accord avec le fait que le courant va augmenter.
Mais à mon avis vous confondez le courant nécessaire à créer un couple plus grand et emmener les pistons pour qu'ils digèrent une pression plus grande et la fréquence du moteur. La puissance étant le produit des deux, et elle augmente bien.
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Citation : dmarco
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
Tout à fait d'accord : son rendement va chuter, c'est-à-dire le courant électrique nécessaire à fournir un couple donné, qui lui aussi aura augmenté.
Citation : dmarco
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?!
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Citation : dmarco
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
Ok, tout cela commence à faire du sens dans mon esprit.
Essayons de mettre tout cela en équations pour raisonner clairement et rester factuel, comme Netsu nous y invite.
Mise en équation
Encore désolé si je n'ai pas les mêmes notations que vous, et cela risque d'être long.
Je vais faire des hypothèses simplfificatrices, mais qui ne devraient pas impacter les principes de fond
- je me place en régime permanent, donc je ne cherche pas à comprendre les problèmes de régime transitoire, d'allumage, mais plutôt l'écart au fonctionnement nominal, qui est lui aussi en RP. Je suppose que la photo ayant été prise une semaine après allumage, et que le moteur ayant tourné en permanence, correspond à une situation de RP, et c'est ce que je cherche à comprendre.
- je suppose qu'il n'y a pas de pertes de pression dans l'évaporateur ou dans le condenseur (je néglige la viscosité du fluide dans ces parties, le tuyau a un diamètre suffisamment grand)
- je suppose le moteur parfait, et à fréquence constante (on peut remettre en cause ces hypothèses, mais je pense que cela ne va pas impacter beaucoup les conclusions)
Les caractéristiques de la machines sont (relations notées Ci):
- Débit volumique Dv constant, imposé par le moteur.
- Masse totale de fluide m connue, qui impose le débit massique Dm[kg.s^-1]
- La température extérieure est connue Text
- La résistance thermique R du compartiment est connue, donc les fuites sont Pfuites[W]=R(Text-Tint), où Tint est la température du compartiment, idéalement -18°C.
- Les échanges de l'évaporateur sont caractérisés par une résistance thermique d'échange Re[W.K^-1] (qui comprend la surface, donnée) Pf[W]=Re(Tint-Te), où Te est la température d'évaporation du FF
- Les échanges du condenseur sont caractérisés par une résistance thermique d'échange Rc[W.K^-1] (qui comprend la surface, donnée) Pc[W]=Re(Text-Tc), où Tc est la température de condensation du FF
- le capillaire impose une différence de pression constante d'après la loi de poiseuille (et contrairement à ce que j'ai dit plus haut, DM/rho est le débit volumique, qui est constant), PB-PH=cste, où PB est la pression dans l'évaporateur, et PH dans le condenseur.
- Le fluide choisit impose une relation entre chaque pression, température et enthalpie massique [J.kg^-1](lue sur le diagramme P-h)
- la détente est isenthalpique, l'évaporation isobare, même en dehors du changement d'état, la condensation idem
- le moteur impose la puissance nécessaire pour comprimer de PB à PH. Par exemple s'il a un fonctionnement parfait, cette puissance est donnée en suivant une isentropique dans le diagramme P-h
Le cycle thermo est représenté sur le diagramme P-h ci-dessous. En noir le cycle est le cycle "normal", dans le sens où c'est celui qui est optimisé par les choix tehcnologiques (fluide-échangeurs-moteur-détendeur), pour avoir un rendement maximal et Ti=-18°C.
Notez que j'ai pris des températures de fonctionnement un peu au pif, mais pour le principe de la démonstration cela n'a pas d'importance.
En rouge, celui que je suppose être en cas de surcharge, et que je vais expliquer.
Mettons un peu de physique pour relier toutes ces grandeurs  ce qu'on a c'est le premier principe de la thermo qui réalise des bilans d'énergie (relations notées Bi)
- Le bilan au système intérieur nous dit qu'en régime permanent, la température Tint étant constante, on a forcément Pf=Pfuites, soit Re(Tint-Te)=R(Text-Tint)
- Le bilan pour 1-2 (évaporateur) donne Dm(h2-h1)=Re(Tint-Te)
- Le bilan pour 2-3 (moteur) nous donne une relation entre h3-h2=f(PB,PH,Dm)
- Le bilan pour 3-4 (condenseur) nous donne une relation entre Dm(h4-h3)=Rc(Text-Tc)
- Le bilan pour 4-1 (détente) nous donne h4=h1
Les autres relations qu'on a sont imposées par le fluide (relations notées Fi) :
- h1(Te,PB)
- h2(Te,PB). Pour l'instant par simplicité, je suppose des surchauffes, sous refroidissement nuls, j'étudie ce cas plus bas. C'est-à-dire que je poste les points 2, 3 et 4 sur les courbes de rosée/ébullition
- h3(Tc,PH)
- h4(Tc,PH)
- Enfin, on n'oublie pas la relation imposée par le choix technologique du capillaire : PH-PB=cste
Résolution
Bref, on cherche à connaître Te, Tc, Tint, h1, h2, h3, h4, PB et PH, soit neuf inconnues, et on a dix relations B1-B5 et C1-C5. Donc ce système est trop contraint, il risque de ne pas marcher.
Pour que le système soit solvable, pour qu'il existe une unique solution, on doit "lever" une équation. Cela veut dire par exemple qu'on n'a pas le choix de PB-PH, qui est déterminé par tout le reste, donc la conception doit être précise, et je pense que vous ne pouvez qu'être d'accord
Si on se donne maintenent la possibilité de surchauffes, désurchauffe et sous refroidissement.
Cela rajoute des points de fonctionnement, des inconnues et des relations
Par exemple avec une surchauffe dans l'évaporateur :
- On rajoute deux inconnues : Tsh, température de fin de surchauffe et l'enthalpie h2' en fin de surchauffe
- Mais on a deux relations : le fluide nous donne h2'(Tsh,PB), car la surchauffe est isobare, et un bilan thermique lors de cette surchauffe, caractérisant cette fois ci les échanges avec un fluide de température variable allant de Te à Tsh , avec le compartiment à Tint, relation qui doit s'écrire Dm(h2'-h2)=Re'*(Te-Tsh)*f(Tint,Te,Tsh)
Bref, on doit pouvoir déterminer aussi ce qu'il se passe exactement.
Et c'est pareil pour la désurchauffe et le sous refroidissement.
On note qu'au passage, la détermination des différentes puissances est aussi donnée par la connaissance de toutes ces variables.
Analyse qualitative
C'est bien gentil toutes ces équations, mais je n'ai pas envie de les résoudre à la main, et ce n'est pas la question.
Maintenant, que se passe-t-il si Dm augmente ? Comment vont réagir toutes les autres variables ?
Pour se dépêtrer de toutes ces équations je pars du résultat en faisant l'hypothèse que Tint a augmenté. Si ce n'est pas le cas, je tomberai sur une incohérence quelque part.
- Si Tint augmente, Pfuites et donc Pf diminuent d'après les relations C4 et B1.
- Si Pf diminue, alors Tint-Te diminue aussi (C5), donc Te augmente.
- Te augmente donc PB augmente (F1) et donc PH aussi (F5) et donc Tc aussi (F3)
- Pf diminue et Dm augmente, donc la différence h2-h1 est fortement diminuée (B2+C4).
- De même, Pc diminue (C6) et h3-h4 diminue fortement.
- Or (B3) implique qu'avec l'augmentation des pressions, h3-h2 augmente (fonctionnement non parfait).
- Donc le cycle n'est possible (B4) que s'il y a une surchauffe et/ou un sous refroidissement qui augmentent.
Ce qui explique que l'évaporation n'est pas terminée dans l'évaporateur et se poursuit dans le tuyau avant le compresseur 
Mais je n'arrive pas à montrer que h1 reste approximativement constant 
En conclusion, j'ai probablement fait des erreurs de raisonnement, mais c'est selon moi la seule façon d'avoir une démonstration implacable, et en tout cas c'est comme ça que je souhaiterais comprendre ce qu'il se passe 
En tout cas merci pour votre implication à m'aider à résoudre ce problème ! |
Profil
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dmarco
5962
Modérateur
| Posté : 15-10-2014 16:21
Bonjour,
Citation : antonin
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Je reconnais là votre esprit scientifique, adepte du " coupage de cheveux en quattre " Mais n'oubliez pas que ... ce monde parfait n'existe QUE sur papier!!
Nous sommes, tous deux conscients que ce phénomène se produit pour une cause " bien précise " ( excès de charge, dans le cas qui nous interresse ) et uniquement en réponse à cette configuration précise.
Je fais volontairement abstraction de toutes les autres configurations qui induiraient également une adaptivité du couple de ce moteur.
Citation : antonin
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Ouchhh .... Vous mélangez pas mal de choses!
- Nous sommes d'accord, la détente est isenthalpe, mais le condenseur n'a rien à voir là dedans!! La détente se fait à l'entrée de l'évaporateur uniquement.
- A l'entrée du capillaire, nous sommes en pure phase liquide ... tandis qu'à la sortie du capillaire, on devrait plutôt être 80%liquide et 20%gazeux ( dans l'idéal des cas, c'est à dire en marche normale ).
- Le sous-refroidissement n'est PAS une température, mais un simple delta entre deux températures. C'est d'ailleurs pour cette cause qu'on l'exprime en Kelvin ( K ), et non °K ou °C
- Ce delta a une importance capitale dans le déroulement du cycle frigorifique!
Si K=0, il n'y a aucun échange de calories, et donc ... votre enceinte ne refroidira pas!!
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Profil
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Karl
369
| Posté : 15-10-2014 17:27
Bonjour,
Le temps d'écrire ce genre de post, j'aurais déjà terminé le dépannage... mais il est vrai que j'écris lentement, et que je n'essaye pas de faire du mal aux dyptères.
Quand à résoudre autant d'équations pour un problème aussi basique, cela reviendrait trop cher au client... qui veut juste que son frigo fonctionne !  
Karl |
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Aircofrigo
6613
Administrateur
| Posté : 15-10-2014 18:25
Bonsoir,
juste oublié de grandir le SR sur le mollier rouge (moi j'aurais carrément rejoint le point 4 du graphique noir), et vu que ta sortie évap est dans les courbes de mélange (absence de SC qui est exacte) le travail de ton compresseur devrait partir de ce point là et pas comme tu l'as fait.
pour les calculs je vous laisse entre ingénieur
à+ |
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fifi
2225
Administrateur
| Posté : 15-10-2014 18:48
Citation : antonin
Bonjour ! j'ai un peu de temps pour expliquer ma démarche, cela va être un peu long
Citation : dmarco
- ... J'aurais tendance à dire que le débit massique dans tout le circuit augmente car tout simplement la masse totale augmente, et que la fréquence du compresseur est elle constante, imposée par le moteur électrique ... "
Faux, car si l'appareil est en surcharge de ff, le compresseur forcera lui aussi!! Pour vous en convaincre, il n'y a qu'à utiliser une pince ampèremétrique, et vous constaterez que I augmente!
Je suis tout à fait d'accord avec le fait que le courant va augmenter.
Mais à mon avis vous confondez le courant nécessaire à créer un couple plus grand et emmener les pistons pour qu'ils digèrent une pression plus grande et la fréquence du moteur. La puissance étant le produit des deux, et elle augmente bien.
Evidemment, tout dépend si on parle d'un moteur asynchrone, dont la fréquence est une fonction du couple, ou d'un moteur synchrone, où la fréquence est fixe, un multiple du 50Hz de EDF. A mon avis pour ces moteurs simples c'est du synchrone, d'autant plus qu'on n'est pas en triphasé. Mais je me trompe peut-être.
Mais le moteur je pense doit imposer un débit volumique constant : volume des pistons*fréquence des pistons. Le débit massique augmente donc proportionnellement à la masse volumique moyenne dans le circuit, donc à la masse totale.
Citation : dmarco
Comme je vous le disais, les compresseur sont conçus pour aspirer des vapeurs, mais digèrent très mal les coups de liquide.
Tout à fait d'accord : son rendement va chuter, c'est-à-dire le courant électrique nécessaire à fournir un couple donné, qui lui aussi aura augmenté.
Citation : dmarco
- " ... Pourquoi l'enhalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur ne change pas ? Qu'est ce qui l'impose ?... "
Peut-être parce qu'idéalement, c'est à cet endroit que pourrait commencer la vaporisation?!
Qu'on soit en détente capillaire ( ou en détente classique ), ces pièces sont toutes deux censées être alimentées en phase liquide, et seulement à partir de cet endroit commence la détente!! Aussinon, nous sommes en plein flashgaz.
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Citation : dmarco
- " ... Pourquoi le Delta T serait plus faible ?
On parle bien de la différence entre Te du FF et la température du compartiment avec lequel il échange ?
Que Te du FF soit plus grande, oui car la pression a augmenté. Mais la température du compartiment n'est plus à -18°C. "
Ne mélangeons pas tout!!
La température de l'enceinte est une pure incidence du déroulement du cycle frigorifique, et non l'inverse.
Il est logique de concevoir que si votre ff commence sa détente dès la sortie du capillaire ... à la moitié de l'évaporateur ... ou à 20cm de la sortie de celui-ci ... votre deltaT ( et donc, le rendement frigorifique ) en sera DIRECTEMENT affecté!!
Ok, tout cela commence à faire du sens dans mon esprit.
Essayons de mettre tout cela en équations pour raisonner clairement et rester factuel, comme Netsu nous y invite.
Mise en équation
Encore désolé si je n'ai pas les mêmes notations que vous, et cela risque d'être long.
Je vais faire des hypothèses simplfificatrices, mais qui ne devraient pas impacter les principes de fond
- je me place en régime permanent, donc je ne cherche pas à comprendre les problèmes de régime transitoire, d'allumage, mais plutôt l'écart au fonctionnement nominal, qui est lui aussi en RP. Je suppose que la photo ayant été prise une semaine après allumage, et que le moteur ayant tourné en permanence, correspond à une situation de RP, et c'est ce que je cherche à comprendre.
- je suppose qu'il n'y a pas de pertes de pression dans l'évaporateur ou dans le condenseur (je néglige la viscosité du fluide dans ces parties, le tuyau a un diamètre suffisamment grand)
- je suppose le moteur parfait, et à fréquence constante (on peut remettre en cause ces hypothèses, mais je pense que cela ne va pas impacter beaucoup les conclusions)
Les caractéristiques de la machines sont (relations notées Ci):
- Débit volumique Dv constant, imposé par le moteur.
- Masse totale de fluide m connue, qui impose le débit massique Dm[kg.s^-1]
- La température extérieure est connue Text
- La résistance thermique R du compartiment est connue, donc les fuites sont Pfuites[W]=R(Text-Tint), où Tint est la température du compartiment, idéalement -18°C.
- Les échanges de l'évaporateur sont caractérisés par une résistance thermique d'échange Re[W.K^-1] (qui comprend la surface, donnée) Pf[W]=Re(Tint-Te), où Te est la température d'évaporation du FF
- Les échanges du condenseur sont caractérisés par une résistance thermique d'échange Rc[W.K^-1] (qui comprend la surface, donnée) Pc[W]=Re(Text-Tc), où Tc est la température de condensation du FF
- le capillaire impose une différence de pression constante d'après la loi de poiseuille (et contrairement à ce que j'ai dit plus haut, DM/rho est le débit volumique, qui est constant), PB-PH=cste, où PB est la pression dans l'évaporateur, et PH dans le condenseur.
- Le fluide choisit impose une relation entre chaque pression, température et enthalpie massique [J.kg^-1](lue sur le diagramme P-h)
- la détente est isenthalpique, l'évaporation isobare, même en dehors du changement d'état, la condensation idem
- le moteur impose la puissance nécessaire pour comprimer de PB à PH. Par exemple s'il a un fonctionnement parfait, cette puissance est donnée en suivant une isentropique dans le diagramme P-h
Le cycle thermo est représenté sur le diagramme P-h ci-dessous. En noir le cycle est le cycle "normal", dans le sens où c'est celui qui est optimisé par les choix tehcnologiques (fluide-échangeurs-moteur-détendeur), pour avoir un rendement maximal et Ti=-18°C.
Notez que j'ai pris des températures de fonctionnement un peu au pif, mais pour le principe de la démonstration cela n'a pas d'importance.
En rouge, celui que je suppose être en cas de surcharge, et que je vais expliquer.
Mettons un peu de physique pour relier toutes ces grandeurs ce qu'on a c'est le premier principe de la thermo qui réalise des bilans d'énergie (relations notées Bi)
- Le bilan au système intérieur nous dit qu'en régime permanent, la température Tint étant constante, on a forcément Pf=Pfuites, soit Re(Tint-Te)=R(Text-Tint)
- Le bilan pour 1-2 (évaporateur) donne Dm(h2-h1)=Re(Tint-Te)
- Le bilan pour 2-3 (moteur) nous donne une relation entre h3-h2=f(PB,PH,Dm)
- Le bilan pour 3-4 (condenseur) nous donne une relation entre Dm(h4-h3)=Rc(Text-Tc)
- Le bilan pour 4-1 (détente) nous donne h4=h1
Les autres relations qu'on a sont imposées par le fluide (relations notées Fi) :
- h1(Te,PB)
- h2(Te,PB). Pour l'instant par simplicité, je suppose des surchauffes, sous refroidissement nuls, j'étudie ce cas plus bas. C'est-à-dire que je poste les points 2, 3 et 4 sur les courbes de rosée/ébullition
- h3(Tc,PH)
- h4(Tc,PH)
- Enfin, on n'oublie pas la relation imposée par le choix technologique du capillaire : PH-PB=cste
Résolution
Bref, on cherche à connaître Te, Tc, Tint, h1, h2, h3, h4, PB et PH, soit neuf inconnues, et on a dix relations B1-B5 et C1-C5. Donc ce système est trop contraint, il risque de ne pas marcher.
Pour que le système soit solvable, pour qu'il existe une unique solution, on doit "lever" une équation. Cela veut dire par exemple qu'on n'a pas le choix de PB-PH, qui est déterminé par tout le reste, donc la conception doit être précise, et je pense que vous ne pouvez qu'être d'accord
Si on se donne maintenent la possibilité de surchauffes, désurchauffe et sous refroidissement.
Cela rajoute des points de fonctionnement, des inconnues et des relations
Par exemple avec une surchauffe dans l'évaporateur :
- On rajoute deux inconnues : Tsh, température de fin de surchauffe et l'enthalpie h2' en fin de surchauffe
- Mais on a deux relations : le fluide nous donne h2'(Tsh,PB), car la surchauffe est isobare, et un bilan thermique lors de cette surchauffe, caractérisant cette fois ci les échanges avec un fluide de température variable allant de Te à Tsh , avec le compartiment à Tint, relation qui doit s'écrire Dm(h2'-h2)=Re'*(Te-Tsh)*f(Tint,Te,Tsh)
Bref, on doit pouvoir déterminer aussi ce qu'il se passe exactement.
Et c'est pareil pour la désurchauffe et le sous refroidissement.
On note qu'au passage, la détermination des différentes puissances est aussi donnée par la connaissance de toutes ces variables.
Analyse qualitative
C'est bien gentil toutes ces équations, mais je n'ai pas envie de les résoudre à la main, et ce n'est pas la question.
Maintenant, que se passe-t-il si Dm augmente ? Comment vont réagir toutes les autres variables ?
Pour se dépêtrer de toutes ces équations je pars du résultat en faisant l'hypothèse que Tint a augmenté. Si ce n'est pas le cas, je tomberai sur une incohérence quelque part.
- Si Tint augmente, Pfuites et donc Pf diminuent d'après les relations C4 et B1.
- Si Pf diminue, alors Tint-Te diminue aussi (C5), donc Te augmente.
- Te augmente donc PB augmente (F1) et donc PH aussi (F5) et donc Tc aussi (F3)
- Pf diminue et Dm augmente, donc la différence h2-h1 est fortement diminuée (B2+C4).
- De même, Pc diminue (C6) et h3-h4 diminue fortement.
- Or (B3) implique qu'avec l'augmentation des pressions, h3-h2 augmente (fonctionnement non parfait).
- Donc le cycle n'est possible (B4) que s'il y a une surchauffe et/ou un sous refroidissement qui augmentent.
Ce qui explique que l'évaporation n'est pas terminée dans l'évaporateur et se poursuit dans le tuyau avant le compresseur
Mais je n'arrive pas à montrer que h1 reste approximativement constant
En conclusion, j'ai probablement fait des erreurs de raisonnement, mais c'est selon moi la seule façon d'avoir une démonstration implacable, et en tout cas c'est comme ça que je souhaiterais comprendre ce qu'il se passe
En tout cas merci pour votre implication à m'aider à résoudre ce problème !
Bon je rajoute deux glaçons dans le 51 pour augmenter le sous refroidissement
Ça permettra de diminuer la surchauffe de mes neurones
J'ai un mal de tête moi
Dans ce métier, si tu oublies l'humidité, l'humidité ne t'oublie pas |
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frigopathe
1494
Membre averti
| Posté : 15-10-2014 21:04
Citation : dmarco
Ouchhh .... Vous mélangez pas mal de choses!
- Nous sommes d'accord, la détente est isenthalpe, mais le condenseur n'a rien à voir là dedans!! La détente se fait à l'entrée de l'évaporateur uniquement.
- A l'entrée du capillaire, nous sommes en pure phase liquide ... tandis qu'à la sortie du capillaire, on devrait plutôt être 80%liquide et 20%gazeux ( dans l'idéal des cas, c'est à dire en marche normale ).
- Le sous-refroidissement n'est PAS une température, mais un simple delta entre deux températures. C'est d'ailleurs pour cette cause qu'on l'exprime en Kelvin ( K ), et non °K ou °C
- Ce delta a une importance capitale dans le déroulement du cycle frigorifique!
Si K=0, il n'y a aucun échange de calories, et donc ... votre enceinte ne refroidira pas!!
salut marco,
soit sérieux, à quoi servirait le détendeur si la détente se faisait dans l'évapo...???
a+ |
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antonin
8
| Posté : 15-10-2014 21:11
Citation : dmarco
Citation : antonin
La vaporisation commence dans le capillaire non ?
L'enthalpie du fluide à l'entrée de l'évaporateur est égale à l'enthalpie du fluide à la sortie du condenseur car la détente est isenthalpique. Et l'enthalpie à la sortie du condenseur dépend de la température de sous refroidissement, qui dépend des échanges dans le condenseur. Donc ce n'est pas évident.
Il est fort probable qu'au final l'influence soit faible, mais je ne comprends pas pourquoi.
Ouchhh .... Vous mélangez pas mal de choses!
- Nous sommes d'accord, la détente est isenthalpe, mais le condenseur n'a rien à voir là dedans!! La détente se fait à l'entrée de l'évaporateur uniquement.
- A l'entrée du capillaire, nous sommes en pure phase liquide ... tandis qu'à la sortie du capillaire, on devrait plutôt être 80%liquide et 20%gazeux ( dans l'idéal des cas, c'est à dire en marche normale ).
- Le sous-refroidissement n'est PAS une température, mais un simple delta entre deux températures. C'est d'ailleurs pour cette cause qu'on l'exprime en Kelvin ( K ), et non °K ou °C
- Ce delta a une importance capitale dans le déroulement du cycle frigorifique!
Si K=0, il n'y a aucun échange de calories, et donc ... votre enceinte ne refroidira pas!!
Non, je pense juste que nous n'utilisons pas les mêmes termes
En terminologie classique, le terme "vaporisation" dénote juste le changement d'état, et non l'échange thermique.
Comme cette détente est isenthalpique, en effet, il n'y a aucun échange thermique.
Le condenseur n'a rien à voir avec la détente en effet, je notais juste que h4=h1, donc que en effet la fraction de gaz en sortie du capillaire dépend de l'"état" de sous refroidissement en sortie du condenseur. Pus le sous refroidissement sera grand, moins il y aura de gaz en entrée de l'évaporateur.
La différence K/°K n'est pas reconnue par le BIPM (bureau international des poids et mesures) qui définit les notations d'unités. J'utilisais probablement le terme température de sous-refroidissement abusivement, pour décrire la température en fin de sous refroidissement, désolé, je pensais que le contexte permettait de comprendre
Et j'aurais pensé qu'un sous refroidissement nul, j'entends par là le point 4 sur la courbe d'ébullition exactement, permettait quand même au cycle de fonctionner. Je croyais que le sous-refroidissement permettait uniquement d'augmenter la taille du cycle et d'améliorer le rendement.
Merci pour votre réponse !
Message édité par : antonin / 15-10-2014 21:12 |
Profil
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antonin
8
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dmarco
5962
Modérateur
| Posté : 15-10-2014 21:23
Bonsoir fabrice,
Il me semble que l'évapo est un échangeur ... non?
Je me suis peut-être mal exprimé, mais cette vaporisation commence bien aux environs de l'entrée de l'évaporateur il me semble!? On est pas à 1cm près, maisle principe reste toujours le même: le détendeur ( qu'il soit capillaire ou pas ) doit être alimenté en LIQUIDE ... et dès la sortie on commence à mélanger liquide+gaz ( en tout cas, on est plus en 100% liquide ), ce qui, au fur et à mesure de l'avancement ( dans l'évapo ) te permet de constater la surchauffe.
@+ |
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frigopathe
1494
Membre averti
| Posté : 15-10-2014 21:24
Citation : antonin
Citation : Aircofrigo
juste oublié de grandir le SR sur le mollier rouge (moi j'aurais carrément rejoint le point 4 du graphique noir)
Ce qui ramènerait en effet h1 à sa valeur de départ, c'est toute la question
Citation : Aircofrigo
et vu que ta sortie évap est dans les courbes de mélange (absence de SC qui est exacte) le travail de ton compresseur devrait partir de ce point là et pas comme tu l'as fait.
Pour le point 2', j'ai en effet hésité mais deux choses me poussent à le mettre quand même en dehors des courbes de mélange :
-il y a eu un sacré échange thermique /après/ la sortie de l'évaporateur, par le tuyau qui le relie au compresseur (cf le glaçon). Pour moi cet échange d'enthalpie (la courbe qui continue) se fait là, et permet de finir la vaporisation
-le compresseur n'a pas eu l'air de souffrir (il n'a pas été changé, mais ce n'est pas une preuve ), et avait un son assez normal, contrairement à lorsque du liquide y rentre.
Merci,
le bloc de glace est a mon sens la résultante d'un fonctionnement continu de ton compresseur.
en régime normal, la tuyauterie d'aspiration devrait etre legerement givrée, givre disparaissant pendant les phases d'arret. |
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ancien membre
626
| Posté : 15-10-2014 21:56
Citation : antonin
Pour le point 2', j'ai en effet hésité mais deux choses me poussent à le mettre quand même en dehors des courbes de mélange :
-il y a eu un sacré échange thermique /après/ la sortie de l'évaporateur, par le tuyau qui le relie au compresseur (cf le glaçon). Pour moi cet échange d'enthalpie (la courbe qui continue) se fait là, et permet de finir la vaporisation
-le compresseur n'a pas eu l'air de souffrir (il n'a pas été changé, mais ce n'est pas une preuve ), et avait un son assez normal, contrairement à lorsque du liquide y rentre.
Merci,
Salut à tous
Antonin tant que tu n'as pas fait le mesure exacte de ta surchauffe totale tu ne peux pas en etre sûr. Vu que c'était effectivement un excès de charge et que ta détente se fait par capillaire, ton évaporateur dégueulait forcément, et vu la faible longueur de tuyauterie je pense bien que ton compresseur avalait du liquide ! |
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dmarco
5962
Modérateur
| Posté : 15-10-2014 22:03
Citation : antonin
Non, je pense juste que nous n'utilisons pas les mêmes termes
... désolé, mais bien qu'essayant de vulgariser au maximum mes explications, j'utilise les termes du métier de frigoriste.
Ce post étant sans la rubrique " Questions pour les étudiants, débutants, novices ", tant qu'à faire ... autant qu'il puisse servir également à d'autres!
Citation : antonin
Le condenseur n'a rien à voir avec la détente en effet, je notais juste que h4=h1, donc que en effet la fraction de gaz en sortie du capillaire dépend de l'"état" de sous refroidissement en sortie du condenseur. Pus le sous refroidissement sera grand, moins il y aura de gaz en entrée de l'évaporateur.
Le sous-refroidissement n'a pas pour but de changer le liquide en gaz, mais uniquement à désurchauffer un liquide!! Plus loin sur la ligne, nous sommes donc toujours en phase liquide, jusqu'à l'alimentation de l'organe de détente.
Citation : antonin
La différence K/°K n'est pas reconnue par le BIPM (bureau international des poids et mesures) qui définit les notations d'unités. J'utilisais probablement le terme température de sous-refroidissement abusivement, pour décrire la température en fin de sous refroidissement, désolé, je pensais que le contexte permettait de comprendre
Je comprends très bien ce que vous voulez dire, mais par convention, l'unité de ce delta .... est bien le kelvin!!
Je sais très bien que ce n'est qu'une question d'échelle et qu'un °K = un °C, mais c'est justement pour éviter ce genre de confusion que cette convention a été mise en place!!
Que ce soit concernant le sous-refroidissement et/ou la surchauffe, leur valeur est donc TOUJOURS exprimée en K.
@+ |
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antonin
8
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frigopathe
1494
Membre averti
| Posté : 15-10-2014 22:21
salut,
ca fait 3 jours que je me fais des noeuds dans les boyaux de la tête en tournant dans tous les sens les qques formules que l'on connait tous plus ou moins.
une chose est sur c'est qu'il y a un lien trés étroit entre les caractéristiques d'un élément A ( vapeur saturée ou surchauffée), B (liquide sous refroidit ou saturé) et le volume balayé d'un compresseur.
Simuler un exces de charge sur ce style de systeme, dit à charge critique, résume à noyer le condenseur, donc à reduire sa surface d'échange et donc d'augmenter son DT ( T° de condensation- T ambiante).
Si la condensation augmente, l'intensité du compresseur augmentera également, d'où re-augmentation de la HP et donc du DT Total du condenseur....etc etc
Puisque que la HP monte, la BP monte également.
Admettons qu'on mette en route un frigo menager, celui va marcher grosso modo, 16 heures par jour, sur thermostat -20, quand il fait 20°C dans la cuisine.
Maintenant shunter le thermostat, voudrait t'il dire qu'il descendra indéfiniment en température.....certes non, il descendra aussi bas que l'isolation le lui permettra.
En sur chargeant un circuit frigo de ce style, la BP ne monterait t'elle pas aussi jusqu'à l'équilibre que l'isolation pourra lui donner (le O°C se déplacant alors de l'extérieur vers l'intérieur)
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frigopathe
1494
Membre averti
| Posté : 15-10-2014 22:37
re salut,
d'ailleurs, aprés avoir surchargé mon frigo, je decide de décrocher le condenseur que je laisse dans une ambiance standardisée de 20°C et je mets l'enceinte du reste du frigo dans une chambre froide à -10 ou a -15, mais toujours plus chaude que l'enceinte elle même.
Que va t'il se passer, est ce que la BP va chuter, puisque la somme des apports extérieurs est nettement moindre?
Je pense que oui, pourtant la puissance de la batterie n'a pas changé |
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MicChan
135
| Posté : 15-10-2014 23:25
Bonjour,
tres intéressane didcution. Mais a ton bedoin de modelisé une installation trop remplie?
surcharge=
diminution surface échange condenseur
ce qui crée une augmentation hp ( notion de couplage compresseur et echangeur)
hp qui augmente>> BP qui augmente ( elle augmente aussi dans le cas du capillaire car trop de vapeur pour le comp qui lui a un vb fixe ... et un rend vol qui diminu)
cela créé aussi un augmentation du SR car la zone de SR au condenseur augmente. D'ou le h1 qui bouge pas trop.
Je pense qu'un modèle d'une machine simple edt deja assez complexe nr pense tu pzs?
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Karl
369
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netsu
806
| Posté : 16-10-2014 01:15
Bonjour à tous!
Oulalaaa!
En voilà un topic intéressant!
Bon, je balance en vrac:
Antonin,
Tu parle de la loi de Poiseuille à plusieurs reprise: je ne la connaissait pas, alors, j'ai demandé à mon bouquin (le bousssicaud) et il dit en gros que"la loi de Poiseuille s'utilise seulement en régime laminaire". En froid, compte tenu des vitesses minimum nécessaires pour des raisons techniques ( retour de l'huile du compresseur), de la viscosité des fluides (dans touts leurs états)... on tombe systématiquement en régime "turbulent rugueux" (soit dans le champ d'application des formules de Colebrook (et de plein d'autres)). De plus, tu semble vouloir appliquer Poiseuille au capillaire, or ces outils de calculs que sont Poiseuille, Colebrook... sont justes SEULEMENT dans le cas de fluides monophasiques et homogènes.
Je pense aussi au vu de ce que je lis de toi, que ce qui te manque est seulement une analyse plus aprofondie de chaque élément du circuit. Pour rebondir sur les pertes de charges, je commence par le capillaire.
Point sur le capilaire:
Je pose:
Fluide R600a
Température de saturation HP = 35°C (soit 3.7 bar relatifs)
Sous refroidissement =5K (soit temp liquide en amont du capilaire = 30°C)
Température de saturation BP =-30 (soit-0.5 bar relatif)
Pression de saturation à 30°C = 3.1 bar relatif
Volume massique liquide à 30°C = 1.8 l/kg
Volume massique vapeur à 30°C = 95 l/kg
Volume massique liquide à -30°C = 1.6 l/kg
Volume massique vapeur à -30°C = 727 l/kg
On as 35% de vapeur en fin de détente.
Le capillaire présente des caractéristiques mécaniques constantes de bout en bout (évidemment )
Et maintenant, je démarre :
1/Le fluide à 3.7bar et 30°C entre dans le capillaire.
2/Sa pression chute mais pas sa température et il se déplace à vitesse constante (liquide incompressible) jusqu’à 3.1 bar. Pendant cette courte phase la perte de charge est calculable avec les lois habituelles telles que Colebrook...
3/A 3.1 bar on est sur la courbe de saturation à 30°C. Ici (enfin, juste en dessous ) apparaît la première bulle de vapeur. Mettons que seulement 1/1000 de masse s'est vaporisé.
On calcule le volume massique didhasique:
0.999*1.8+0.001*95= 1.9 l/kg
Soit une augmentation de 5% par rapport au volume massique 100% liquide!!! Par extension, la vitesse augmente elle aussi de 5% et on sait que les pertes de charges évoluent de façon quadratique en fonction de la vitesse...
4/Maintenant, juste pour rigoler, je calcule le masse volumique diphasique à -30 soit juste avant l'arrivée du fluide dans l'évaporateur:
0.65*1.6+0.35*727=255.5l/kg
Soit 142 fois plus que le volume massique du liquide HP
CONCLUSIONS
L'évolution de la perte de charge le long du capillaire est extrêmement loin d'être linéaire, le delta P par centimètre de longueur parcourue augmente considérablement au fil de la longueur totale du capillaire. Les derniers centimètres sont les plus déterminants. c'est pourquoi le delta P total d'un capillaire est sensible au sous refroidissement: à delta P constant, plus le SR est grand, plus le débit massique sera grand.
Si on veut modéliser un capillaire, il faut discrétiser (travailler morceau par morceau) de façon fine, et utiliser les formules et corrélations idoines. Colebrook et consorts ne marchent pas en diphasique, ni à de telles vitesses où le décalage de vitesse entre le liquide qui reste collé contre la paroi et la vapeur au centre du tube (écoulement annulaire) peut être énorme!!! (au moint que cela rend ma démonstration ci dessus plus approximative... mais non moins parlante!) Je ne connais pas ces formules...
Les compressoristes mettent à disposition des logiciels de calcul (sélection) de capillaires. Chez l'un d'eux au moins (j'ai posé la question l'an dernier) ces données sont issues d'essais en labo qui sont ensuite transformés en corrélations utilisables.
Suite au prochain numéro.
Cordialement, a bientôt!
PS: Pour nous simplifier la vie j'ai négligé quelques éléments moins significatifs que la vitesse... 
le froid est un état d'esprit.
Message édité par : netsu / 16-10-2014 01:28 |
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frigopathe
1494
Membre averti
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ancien membre
626
| Posté : 16-10-2014 12:59
Citation : Karl
Citation : frigopathe
en régime normal, la tuyauterie d'aspiration devrait etre legerement givrée, givre disparaissant pendant les phases d'arret.
Euh... ben non, s'il y a le moindre givrage à cet endroit, c'est qu'il y a déjà surcharge !
Et si ça dégivrait à chaque cycle, on aurait rapidement un tas de rouille en guise de compresseur !
Karl
Salut à tous
On parle bien d'un congélateur, donc tu auras forcément du givre à l'entrée de ton compresseur ! Avec une BP de -30°C si tu n'as plus de givre à ton aspi c'est que tu as un souci d'alimentation de l'évapo. A moins que tu aie une SC totale de plus de 30K en fonctionnement normal ??!!! |
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MicChan
135
| Posté : 16-10-2014 13:21
Le capillaire echange avec le tuyau d'aspi sur un frigo menagé |
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dmarco
5962
Modérateur
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adelclimatisation
4245
Modérateur
| Posté : 16-10-2014 13:48
salut et bonne journee a tous
bon moi je ne bois pas d alcool mais si fifi m y invite je veux bien son 51 avec beaucoup de glacon
sur les frigo menager il n y a pas de givre meme sur les congel je ne vous dit pas pourquoi mais regarder ce soir sur votre frigo par ou passe le capillaire . les seul cas que j ai vu givrer c est que j avait forcer la charge ( on avait pas une balance precise , c etait les cylindre de charge ).
pour les formules je vous laisse entre connaisseur et je suis avec interet vos echanges
cordialement
"si l homme avait une riviere en or,il en espererais une deuxieme" |
Profil
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ancien membre
626
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netsu
806
| Posté : 16-10-2014 23:34
Bonsoir à tous!
AH OUI!!! le capillaire en contact ou dans le tube d'aspiration!!!!! Çà change tout, ça! ducoup, la détente n'est pas isenthalpique et le dimensionnement/modélisation n'est pas la même... Bah, ça complique encore plus là je passe mon chemin (pour le moment). A moins qu'un passant ait une idée...
Bon, je reviens à mes moutons:
Maintenant, je travaille sur le compresseur.
Pour me dérouiller un bon coup les neurones , je suis en train de modéliser un petit compresseur TECUMSEH THB1340Y. ça servira à illustrer et étayer ce qui suit (pas fini encore, demain, peut être, selon astreinte...)
Point sur le compresseur phase 1
Antonin, je t'ai lu parlant d'un débit constant au compresseur, de variation de vitesse du moteur en fonction de sa charge mécanique dans le cas asynchrone. et supposer la présence d'un moteur synchrone.
-> les machines ménagères de base sont équipées de moteurs ASYCHRONES MONPHASES qui ont un glissement de vitesse de rotation par rapport à la fréquence réseau quasi constant (variation généralement négligeable) dans le champ d’application du compresseur. La sécurité du compresseur (klixon) l'arrête si il force trop.
-> les compresseur à pistons ont, par nécessité et par nature un petit espace mort entre le piston et les clapets (c'est à dire que le piston ne va pas toucher les clapets au point mort haut en fin de refoulement). Alors, oui, le volume balayé qui est le volume couvert par les allers retours des pistons est bien constant. Mais, il est TRES différent du volume aspiré qui lui tiens compte à la fois des faiblesses du compresseur et des caractéristiques du fluide qui passe dedans Pour une HP et une BP données , le volume aspiré est constant, il ne varie pas en fonction de la température d'aspiration. Malgré tout, on sait que le volume massique d'un fluide change en fonction de sa température, et ce, même à pression constante. C'est pourquoi, le débit massique donné par le quotient du volume aspiré et du volume massique permet enfin de tenir compte de touts ces éléments variables. c'est ce dernier et uniquement ce dernier qu'il faut utiliser pour pouvoir manipuler sereinement les équations de la thermodynamique dans le circuit frigo.
Cordialement, a bientôt.
le froid est un état d'esprit.
PS: je joint un schéma de principe du moreur avec son relais.. Tecumseh thb1340y aussi
Message édité par : netsu / 16-10-2014 23:39 |
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MicChan
135
| Posté : 17-10-2014 00:03
Citation : dmarco
Bonjour,
Citation : MicChan Le capillaire echange avec le tuyau d'aspi sur un frigo menagé Euhh... oui, bien sûr, mais c'est toujours le cas ... quelque soit la détente employée!! Et alors??
Ce n'est pas le style de réflexion qui fait .... avancer le schmilblick!!
@+
apparement ma reflexion n'a peut être pas fait avancé le schmilibilibilik, mais certain n'y pensait plus
Je ne suis pas vraiment d'accord avec :" c'est presque toujours le cas ... quelque soit la detente employé"
Mais surement y a t'il un quiproquo
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j'avais oublié la capillaire en contact ( voire même à l'interieur ) du tuyau d'aspi ! Ce qui fausse complètement la notion de surchauffe totale ! Faut dire que j'en vois pas souvent des bêtes comme ça, et je m'en porte pas plus mal ! 
