Exposé présenté par : Madoune DIOP Gorgui Faye GNANGUE Retour d’huile au compre

Exposé présenté par : Madoune DIOP Gorgui Faye GNANGUE Retour d’huile au compresseur : règles de montage frigorifique à respecter, le séparateur d’huile et le régulateur de niveau d’huile Introduction : L’huile est utilisée pour lubrifier les pièces mécaniques en mouvement dans le compresseur frigorifique. L’huile et le fluide frigorigène ont tendance à se mélanger, ce qui entrainerait la circulation de l’huile dans le circuit frigorifique, alors que sa place se trouve naturellement dans le carter du compresseur. Pour éviter cette circulation anormale de l’huile dans le circuit, on doit respecter un certain nombre de règles de montage, afin d’assurer le retour de l’huile au carter du compresseur. Nous parlerons, dans notre développement, des règles de montage, des séparateurs d’huile et le régulateur de niveau d’huile. I. Règle de montage : tuyauterie et départ d’huile La forte affinité entre l’huile et le fluide frigorigène est à l’origine de nombreux problèmes, en général mal connus, qui peuvent provoqués des avaries aussi bien mécaniques (bris de clapets, grippage du compresseur etc.), électriques (moteur grillé), que thermodynamiques (manque de puissance frigorifique, coupures intempestives des sécurités etc.). Le problème de sortie d’huile en dehors du carter est à la limite inévitable. Cependant des astuces sont utilisées dans le montage du circuit pour permettre le retour de cette huile au niveau du carter. 1. Conduite d’aspiration :  Vitesse admissible dans les tubes pour un retour d’huile correct : Dans les tubes placés horizontalement et verticalement la vitesse des gaz doit être suffisante pour entrainer l'huile d'où la nécessité d'un bon calcul du dimensionnement des tuyauteries (pertes de charge). Généralement la vitesse des gaz doit être supérieur à 5m/s dans les portions verticales et 3m/s dans les portions horizontales. NB : pour les tubes verticaux, si le diamètre dépasse 2’’ ou si la température d’évaporation est inférieure à -10°C, une vitesse minimale de 8 à 9m/s devient nécessaire pour remonter l’huile dans une canalisation d’aspiration. Figure 1 : comportement de l’huile dans les conduites (horizontales/verticales)  Evaporateur plus bas que le compresseur : L'huile entrainée par le gaz à la sortie de l'évaporateur se dépose petit à petit dans le piège à huile, puis elle finit par obstruer le passage en partie basse. Plus l'huile se dépose dans le piège à huile plus la vitesse du fluide va augmenter. C'est cette vitesse qui permettra d'entrainer l'huile le long du tube vertical. Puis enfin l'huile descendra par gravité vers le compresseur, notons qu'un contre siphon ne permettra pas à l'huile de redescendre. Figure 2 : schéma illustrant le bon raccordement entre l’évaporateur et le compresseur. Le schéma situé à droite montre que pour éviter les coups de liquide à l’origine de nombreux bris de clapets, il est indispensable, quand le dénivelé dépasse 3m, d’installer un piège à huile en bas de chaque colonne montante et de bien respecter les pentes.  Technique de la double colonne : Dans le cas d'une centrale à plusieurs étages de compresseurs ou d'un compresseur à réduction de puissance, à charge partielle quand la vitesse du fluide diminue une simple colonne montante (vertical) ne permet pas d'assurer un retour d'huile correct, une double colonne montante s'avère indispensable. En réduction de puissance la vitesse des gaz n'étant pas suffisante pour assurer l'entraînement de l'huile, une certaine quantité d'huile se dépose dans le siphon créant un bouchon dans la colonne B, les gaz passent alors par la tuyauterie A, car la perte de charge est moins importante. A pleine puissance les gaz passent par la colonne A et B, la vitesse des gaz est maintenant suffisante pour que l'huile soit entrainée dans la colonne B vers la tuyauterie d'aspiration commune. Figure 3 : Technique de montage double colonne 2. Conduite de refoulement :  Condenseur plus haut que le compresseur : Si le condenseur est situé plus haut que le compresseur, avec un dénivelé dépassant 3m, provoque des problèmes de coup de liquide au niveau du compresseur. En effet, à chaque arrêt du compresseur, la vitesse des gaz devenant nulles, l’huile contenue dans le tronçon vertical retombe par gravité et risque de venir s’accumuler dans la culasse du refoulement. Quand la cote H dépasse les 3m, cette quantité d’huile pouvant revenir à la culasse n’est absolument plus négligeable. De plus, du fait de la température ambiante relativement faible autour du tube de refoulement, une quantité plus ou moins importante de fluide frigorigène peut se condenser à l’arrêt et redescendre également vers la culasse du compresseur. Cette quantité de fluide frigorigène liquide et d’huile dans la culasse risque alors de provoquer un violent coup de liquide à la remise en marche du compresseur. Figure 4: schéma illustrant le bon raccordement entre un compresseur et un condenseur (le condenseur se trouve plus haut que le compresseur). 3. Conduite liquide : A l’état liquide, la circulation du mélange fluide-huile ne pose pas de problème. II. Le séparateur d’huile : Le séparateur d’huile est un élément annexe, dont l’utilisation est obligatoire pour les installations où le fluide frigorigène est non miscible avec l’huile (par exemple le R717). Il est aussi présent dans les installations de grande puissance même si le fluide est miscible avec l’huile. Raccordé au refoulement du compresseur, il sépare l'huile du fluide par une action centrifuge et une réduction de la vitesse du fluide. L'huile se dépose au fond du séparateur et retourne au carter par gravité régulée par un flotteur à pointeau. Figure5 : séparateur d’huile-type TURBOIL de CARLY 2. Quelques exemples de montage : Figure 6 : Séparateur d’huile raccordé à un seul compresseur - Séparateur d’huile raccordé à plusieurs compresseurs : Ici le séparateur d'huile est raccordé sur la conduite commune de refoulement des compresseurs constituant la centrale frigorifique, l'huile est aspirée par le collecteur d'aspiration et retourne aux compresseurs, une tuyauterie d'équilibrage permet à l'huile de remplir chaque carter de façon identique. Chambre séparatrice huile/fluide frigorigène Réservoir d’huile Flotteur Pointeau Figure 7 : Raccordement d’un séparateur d’huile à plusieurs compresseurs. III. Régulateur du niveau d’huile : Un tel système maintient le niveau d’huile dans le carter du compresseur, il peut également déclencher une alarme ou arrêter le compresseur en cas de manque d’huile. Muni d’une électrovanne sur le retour d’huile, le régulateur mesure le niveau dans le carter, en cas de besoin il autorise le retour de l’huile vers le carter en provenance d’une bouteille intermédiaire ou directement du séparateur. Si le rétablissement du niveau d’huile ne peut pas être fait en un temps déterminer, le régulateur actionne un contact de sécurité pour déclencher une alarme. Le contact peut être aussi utilisé pour arrêter directement le compresseur. Un circuit électronique comporte des temporisations pour éviter les courts cycles ou les alarmes intempestives. Ce système s’utilise pour les centrales à plusieurs compresseurs aussi bien que pour un compresseur unitaire. Le régulateur est particulièrement intéressant pour les compresseurs non munis de pompe à huile et qui ne peuvent donc être équipés d’un pressostat de sécurité d’huile. Figure 8 : Régulateur électronique du niveau d’huile. Figure 9 : Régulateur du niveau d’huile. Figure 10 : installation frigorifique comportant un circuit de retour d’huile. Raccordement d’arrivée d’huile Raccordement relié au Carter du compresseur Voyant du niveau d’huile Séparateur d’huile Réservoir d’huile Régulateur du niveau d’huile uploads/Geographie/ retour-d-x27-huile-expose.pdf

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