TRAVAUX PRATIQUES DE MACHINES FRIGORIFIQUES

DÉPARTEMENT
GÉNIE THERMIQUE ET ÉNERGIE
TRAVAUX PRATIQUES
DE
MACHINES FRIGORIFIQUES
TRAITEMENT DE L’AIR
TP2
Semestre 3
2014/2015
1
2
3
4
5
6
PAC HILTON
BANC FRIGO
BANC YORK
PAC CIAT
CENTRALE DE CLIMATISATION
TOUR AEROREFRIGERANTE
N° de binôme
Tableau des permutations
N° de séance
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
2
3
4
5
6
1
3
4
5
6
1
2
4
5
6
1
2
3
5
6
1
2
3
4
6
1
2
3
4
5
Machines frigorifiques
TP2
BANC FRIGORIFIQUE
Pré-requis.
Afin d’être capable de réaliser correctement ce TP il est impératif de maîtriser un certain nombre de
notions.
Lecture de diagramme et tracé de cycle.
Température de changement d’état, température d’évaporation et température de condensation.
Puissance frigorifique.
Surchauffe de vapeur…….
Il vous est vivement recommandé de relire et d’amener votre cours ainsi que le TD n°1 de "Machines
frigo".
Présentation de l’installation.
Schéma.
5
2
1
Evaporateur
Compresseur
Condenseur
Boueille
anti-coups de
liquide
Débit-mètre
CD
4
EV
D1
Détendeurs
thermostatiques
3
D2
Ta
Ta
Réservoir
de liquide
Proportionnel
Triac
GTE S3
3
Machines frigorifiques
TP2
Descriptif.
Il s’agit d’une installation frigorifique, à compression mécanique mono étagée, fonctionnant au R134a. Sa
puissance nominale est de 5kW mais sa puissance réelle dépend évidemment des conditions de
fonctionnement et fera l’objet d’une étude dans ce TP. Le fonctionnement des ventilateurs de l’évaporateur
est continu dès que l’installation est sous tension. Le fonctionnement du groupe de condensation est piloté
par un thermostat d’ambiance "Tout Ou Rien", avec commande simultanée du compresseur, du ventilateur
du condenseur, et du système d’alimentation en fluide frigorigène. L’installation est équipée de deux
détendeurs en parallèle. Le détendeur D1 qui est correctement réglé et le détendeur D2 volontairement mal
réglé. Ce montage permet, en basculant de l’un à l’autre, l’étude d’un mauvais fonctionnement sans
modifier le réglage de la machine.
En parallèle l’enceinte frigorifique est équipée de trois séries de résistances électriques, d’une puissance
totale de 7kW, qui constituent sa charge thermique. La première série de résistances d’une puissance de
3kW est commandée en TOR par un interrupteur sur la façade de l’armoire électrique.
La seconde de 2kW est couplée à la première sur le même interrupteur, mais est pilotée par un régulateur
proportionnel dont la consigne se règle en façade de l’armoire électrique. Cet ensemble est dénommé
résistances variables. La troisième série de 2kW est commandée par un interrupteur différent. Ce
deuxième ensemble est dénommé résistances fixes. Ce montage permet de fournir à l’enceinte une
puissance variable de 0 à 7kW.
Des sondes de température (thermocouples) sont placées à différents points du circuit frigorifique comme
repéré sur le schéma ci-avant par les numéros. La sélection de ces sondes se fait par le sélecteur de voies
placé également en façade de l’armoire électrique.
Des manomètres indiquent les pressions, haute et basse, de fonctionnement.
Les schémas électriques de l’installation sont fournis en annexes.
GTE S3
4
Machines frigorifiques
TP2
Travail demandé.
Attention, dans votre compte rendu sera évaluée votre maîtrise des notions évoquées en début de TP.
Etude du schéma électrique.
(Travail préalable)
A partir des schémas électriques (pages 5 et 6) expliquer quelles conditions doivent être réunies pour que
les résistances électriques d’apport puissent fonctionner.
Etude d’une descente en température de l’installation.
Cette partie du TP fait directement référence au TD de "Machines Frigorifique", "points de
fonctionnement d’une installation".
Le but de la manipulation est d’observer l’évolution de tous les paramètres mesurables de l’installation
en fonction de la température d’évaporation. Pour cela on devra modifier la température ambiante de la
chambre froide. On va donc faire varier la puissance électrique constituant la charge thermique de
l’enceinte. (Le détendeur D1 sera en fonctionnement)
Les possibilités sont les suivantes :
Puissance fixe 2kW
amb  -5°C
Puissance variable seule (3 à 5 kW)
-1°C < amb < 15°C
Puissance totale (5 à 7 kW)
amb > 15°C
Mesures
Faire varier la température ambiante en partant de +20°C jusqu’à –5°C par paliers d’environ 10°C
(quatre valeurs équitablement réparties). Maintenir la température (pression) de condensation constante en
obstruant partiellement le passage de l’air sur le condenseur avec les cartons à votre disposition. Relever
tous les paramètres mesurables et relever, tracer ou déterminer :
Les tracés des cycles frigorifiques sur un seul diagramme.
Les pressions d’évaporation et de condensation.
Les puissances frigorifiques.
Les surchauffes des vapeurs sortie évaporateur.
Exploitation
Dans un diagramme Puissance / Température d’évaporation o, tracer l’évolution de la puissance
frigorifique o. Sur ce même diagramme tracer pour chaque point de fonctionnement la caractéristique de
l’évaporateur. On rappelle que l’évaporateur est un échangeur dont une expression de la puissance peut
se mettre sous la forme évaporateur = k.S.(amb -o)
Dans un autre diagramme tracer, toujours en fonction de o, l’évolution des différents paramètres
caractéristiques du fonctionnement de la machine.
Commenter les résultats.
Etude de l’influence du réglage du détendeur.
L’installation est réglée pour une température intérieure de 8°C. Le détendeur thermostatique D1 (bien
réglé) alimente l’évaporateur, et le condenseur est cette fois totalement libre.
Mesures
Après avoir attendu la stabilisation, relever tous les paramètres de fonctionnement de l’installation.
Répéter l’opération pour le détendeur D2 (détendeur mal réglé, le condenseur reste libre).
Exploitation
Tracer les deux cycles de fonctionnement sur le même diagramme.
Pour les deux situations vous êtes en mesure de déterminer la puissance de l’installation ainsi qu’une
valeur de la surchauffe.
Etudier l’évolution des pressions, de la puissance frigorifique et de la surchauffe et commenter les
résultats. On gardera à l’esprit que l’on ne dispose que de deux points de mesures.
GTE S3
5
Machines frigorifiques
GTE S3
TP2
6
Machines frigorifiques
L1
L2
L3
L1
L2
L3
N
Q1
Q3
1 3
Q5
Q11
5
1 3
KM 3
KM 4
2 4
Qcomp
6
Q10
Q7
1 3 5
KM 1
2 4
KM2
2 4 6
Alimentation
24V
Triac
PARTIE
PUISSANCE
1 3 5
F
2 4 6
U V W
M
3
U
V
M
U
V
M
U
V
M
N
Compresseur
Résistances Chauffantes
GTE S3
Ventilateur
condenseur
Ventilateurs
évaporateur
7
Machines frigorifiques
PARTIE COMMANDE
1 3 5
Q
2 4 6
L2
F
Q8
1
2
F
3
KA1
220
V
24
V
T
4
F
1
P
3
P
PHP>
2
1
P
PHP>
4
Resistance
carter CP
PBP<
2
3
4
3
1
KA2
KA2
2
4
A1
A1
A1
A1
A1
A1
A1
A1
A2
A2
A2
A2
A2
A2
A2
A2
KA 1
KM 2
KM 3
KM 4
KM 1
KA 2
VEM1
VEM2
Thermostat
H 1
1
GTE S3
H 2
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
8
Machines frigorifiques
GTE S3
TP4
9
Machines frigorifiques
GTE S3
TP4
10

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