Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

3.2.1 Technologie des compresseurs Il existe deux grands types de compresseurs

3.2.1 Technologie des compresseurs Il existe deux grands types de compresseurs à vapeur : les compresseurs volumétriques dans lesquels la compression des vapeurs est obtenue par la réduction du volume intérieur d’une chambre de compression, c’est le type de compresseur le plus répandu sur les installations frigorifiques. les compresseurs centrifuges aussi appelés turbocompresseurs dans lesquels la compression résulte de la force centrifuge obtenue par entraînement dynamique au moyen d’une roue à aubes, c’est un type de compresseurs destiné à des applications spécifiques et utilisés pour de grandes puissances (groupes frigorifiques de grande puissance en génie climatique par exemple). 3.2.2 Les compresseurs volumétriques Il existe plusieurs types de compresseurs volumétriques et la classification retenue permet de distinguer : les compresseurs à pistons dont le plus connu est le compresseur à pistons alternatif c’est le type de compresseur le plus répandu ; la compression des vapeurs est obtenue par le déplacement d’un ou de plusieurs pistons dans une capacité donnée (cylindre); il faut également signaler les compresseurs à pistons axial (compresseurs à plateau oscillant) rencontrés surtout dans le domaine de la climatisation automobile les compresseurs rotatifs aussi appelés compresseurs à palettes dans lesquels la compression des vapeurs est obtenue par déplacement d’un corps cylindrique creux d’une masse excentrée agissant sur une palette mobile les compresseurs à spirales aussi appelés compresseurs scroll dans lesquels la compression des vapeurs est obtenue par la rotation d’une spirale mobile dans une spirale fixe les compresseurs à vis parmi lesquels il faut distinguer les compresseurs mono vis (mono rotor) et les compresseurs double vis (bi rotors) 3.2.3 Les compresseurs centrifuges Un compresseur centrifuge est une turbomachine qui communique l’énergie au fluide frigorigène grâce à une ou plusieurs roues tournant dans un carter : l’énergie cinétique résultant de la force centrifuge est ensuite transformée en pression statique dans un canal à section croissante appelée volute. 3.2.4 Association Moteur Compresseur Lorsqu’on parle de compresseur, on sous entend moto compresseur, le compresseur étant la partie mécanique entraînée par un moteur électrique. Suivant le type de liaison ou d’association entre les deux parties, on distingue : les compresseurs hermétiques les compresseurs ouverts les compresseurs semi hermétiques ou semi ouverts 3.2.4.1 Les compresseurs hermétiques Le moteur électrique et le compresseur sont enfermés dans la même enveloppe sans possibilité d’accès « en principe » à chacune des parties de manière isolée, l’ensemble est supporté généralement par ressorts pour éviter la transmission des vibrations. Le compresseur aspire les vapeurs de fluide frigorigène à l’intérieur de l’enveloppe et le refoulement est effectué au travers d’une tuyauterie souple brasée à l’enveloppe. Le moteur électrique est alimenté par des fils reliés à des bornes étanches. L’étanchéité de ces compresseurs est assurée par des joints fixes (passage des fils et des tuyauteries). Ce type de compresseur est utilisée pour les petites puissances (réfrigérateurs, climatiseurs…) et les moyennes puissances (refroidisseurs de liquides, armoires de climatisation…). 3.2.4.2 Les compresseurs ouverts Le moteur électrique et le compresseur sont associés par un organe de liaison qui peut être un manchon d’accouplement ou une ou plusieurs courroies. L’accès aux différents éléments du compresseur de même que ceux du moteur est possible. Dans ce type de compresseur, la vitesse de rotation est ajustable et modifiable en changeant la poulie du moteur par exemple, cependant ce type nécessite un joint d’étanchéité tournant (joint rotatif) à la traversée du carter par l’arbre. Il est utilisé pour toutes les puissances. 3.2.4.3 Les compresseurs semi hermétiques ou semi ouverts Il s’agit d’un type intermédiaire entre les précédents types. Le moteur électrique et le compresseur sont montés sur un arbre commun et sur le même bâti avec la possibilité d’accès à chaque élément, ce qui fait que ces compresseurs sont également appelés compresseurs hermétiques « accessibles ». L’accessibilité est réalisée par des plaques boulonnées sur le bâti. Ce type bénéficie des avantages du groupe ouvert (accès au mécanisme) et du groupe hermétique (pas de garniture d’étanchéité). Ils sont utilisés pour les moyennes puissances. Hermétique Ouvert Semi hermétique Figure 3.5 : Associations moteur – compresseur.Les compresseurs à pistons alternatifs peuvent se retrouver suivant les trois configurations et le tableau 4.0 précise les applications associées. Tableau 3.0 : Caractéristiques des compresseurs à pistons suivant les différentes associations moteur – compresseur. Type Vitesse de rotation (tr/mn) Volume balayée (m3/h) Applications Régulation de puissance Hermétique 3000 0.6 à 95 Froid ménager Froid commercial Climatisation Moteur à deux vitesses Semi hermétique 1500 3 à 180 Froid commercial Semi industriel Hors service des cylindres Ouvert 500 à 1800 0.81 à 1700 Froid commercial Semi industriel Froid Industriel Hors service des cylindres Ouverture forcée des clapets BP 3.2.5 Comparaison des principales caractéristiques des compresseurs Le tableau ci-dessous permet de faire une comparaison entre les principales caractéristiques des différents types de compresseurs. Tableau 3.1 : Caractéristiques des différents types de compresseurs. Type Pistons Rotatif Spirales Vis Turbo Volume balayée (m3/h) Jusqu’à 1500 de 350 à 5600 Faible de 10 à 200 de 500 à 5000 De 800 à 50000 Vitesse de rotation (tr/mn) Jusqu’à 1800 Jusqu’à 4000 Jusqu’à 10000 Jusqu’à 3000 Jusqu’à 30000 Taux de compression 2 à 10 5 à 6 Environ 5 20 à 30 3.5 à 4 Applications Ménager Commercial Commercial Industriel Industriel Commercial Industriel Industriel Figure 3.6 : Cycle de fonctionnement d’un compresseur rotatif. Figure 3.7 : Compresseur à spirales « scroll ». ! Figure 3.8 : Compresseur mono-vis. Figure 3.9 : Compresseur bi-vis. à deux roues à une roue Figure 3.10 : Compresseurs centrifuges « turbo ». 3.3 COMPRESSEUR A PISTONS HERMETIQUE 3.3. Principe de fonctionnement Ce compresseur a été pendant longtemps le type le plus utilisé et le plus répandu dans le domaine du froid ménager, du froid commercial et du froid industriel. Il reste le type le plus rencontré sur les installations frigorifiques de nos jours. Le compresseur à pistons est un convertisseur d’énergie qui permet de transférer l’énergie mécanique produite par le moteur électrique (moteur d’entraînement) au fluide frigorigène suivant les deux étapes suivantes : transfert de l’énergie mécanique du moteur d’entraînement aux pistons (mécanisme de transformation du mouvement rotatif en mouvement alternatif, système d’entraînement des pistons, dispositifs comme le carter, la garniture d’étanchéité, le dispositif de lubrification et du dispositif d’entraînement) transfert de l’énergie des pistons au fluide frigorigène (le fluide frigorigène est aspiré, comprimé et refoulé ; les pièces en jeu sont bien sûr les pistons mais également les segments, les cylindres, les soupapes ou clapets et les canaux d’admission et d’échappement) Figure 3.11 : Vues éclatées du compresseur avec le moteur électrique. Le piston d’un compresseur évolue entre le point mort haut (PMH) et le point mort bas (PMB) suivant le cycle ci-dessous (cycle correspondant à un tour de l’arbre - vilebrequin) : le piston étant au PMH, le clapet d’aspiration va s’ouvrir (en effet le clapet d’aspiration s’ouvre dès la course descendante du piston sous l’effet de la pression de la chambre d’aspiration qui devient supérieure à la pression régnant dans le cylindre), l’aspiration par le clapet d’aspiration des vapeurs de fluide frigorigène provenant de l’évaporateur s’opère alors au fur et à mesure que le piston continue à descendre, pendant cette phase, le clapet de refoulement est fermé lorsque le piston atteint le PMB, le cylindre est rempli de vapeurs à la pression d’évaporation (Po), le clapet de refoulement reste fermé et le clapet d’aspiration se ferme (ou va se fermer très rapidement); en effet lorsque le piston va commencer à remonter, la pression dans le cylindre augmente et lorsqu’elle devient légèrement supérieure à la pression régnant dans la chambre d’aspiration, le clapet d’aspiration va se fermer partant du PMB, le piston remonte, le volume intérieur contenant les vapeurs se réduit permettant d’obtenir la compression de ces vapeurs et lorsque la pression devient légèrement supérieure à la pression Pc (pression régnant dans la chambre de refoulement), le clapet de refoulement s’ouvre et le refoulement des vapeurs s’opère jusqu’à ce que le piston atteigne le PMH e piston ayant atteint le PMH, les vapeurs de fluide frigorigène viennent d’être refoulées vers le condenseur, dans l’espace mort ou espace nuisible (espace entre le haut du piston en PMH et le haut du cylindre) les vapeurs sont enfermées à la pression Pc, le clapet d’aspiration est fermée et le clapet de refoulement se ferme (ou va se fermer très rapidement) ; en effet à partir de la PMH, le piston va commencer à redescendre, la pression dans le cylindre va diminuer ce qui va permettre au clapet de refoulement de se refermer (assez rapidement) lorsque la pression dans la chambre de refoulement va être supérieure à pression régnant dans le cylindre.   Figure 3.12 : Cycles de fonctionnement du compresseur à piston. Dispositifs de transfert d’énergie 3.3.2. Arbre excentrique et arbre vilebrequin Ce dispositif permet de transmettre l’énergie fournie par le moteur d’entraînement (électrique) en transformant le mouvement rotatif en mouvement alternatif. L’arbre excentrique est généralement utilisé pour les compresseurs de faible puissance (compresseurs hermétiques et semi hermétiques). Sa fabrication est plus simple que l’arbre vilebrequin et il permet la mise en place de bielles uploads/Industriel/ les-compresseur 2 .pdf