Différence entre le compresseur à vis et le compresseur à spirale dans les groupes de climatisation

Structure centrale et principe de fonctionnement

Le compresseur à vis fonctionne grâce à la rotation, dans le corps du compresseur, de deux rotors mâle et femelle qui s’engrènent mutuellement; l’aspiration, la compression et l’échappement du gaz sont réalisés par la variation du volume inter‑dents. Ce type de compresseur comporte peu d’éléments mobiles et repose principalement sur le fonctionnement synchronisé des rotors pour assurer le cycle de compression.

Le compresseur à spirale est composé d’un disque fixe et d’un disque mobile, excentré et en rotation. Le gaz se déplace progressivement de la périphérie vers le centre dans l’espace d’engrènement des deux disques, où il est comprimé, ce qui assure un processus de compression continu et régulier.

Plage de capacité et de puissance applicables

Les objectifs de conception des deux types de compresseurs sont différents, ce qui détermine directement leur rôle au sein du système de climatisation:

• À vis:Elle s’applique généralement aux puissances frigorifiques moyennes et élevées; la capacité de refroidissement d’un seul appareil peut aller de quelques dizaines à plusieurs centaines de kilowatts, ce qui la rend adaptée aux grands complexes commerciaux, aux bâtiments industriels ou aux systèmes de climatisation centralisée.
• Type à spirale:Elle est principalement utilisée dans les applications de petite et moyenne puissance frigorifique, avec une puissance unitaire généralement comprise entre quelques kilowatts et environ trente kilowatts. Elle est largement employée dans les systèmes de climatisation centralisée résidentiels, les petits groupes de conditionnement d’air commerciaux ainsi que dans les projets de sources de froid et de chaleur décentralisées.

Efficacité de fonctionnement et performance à charge partielle

En matière d’efficacité énergétique, chacun présente des avantages. Les compresseurs à vis, grâce à des chemins de fuite internes plus courts, conservent un rendement volumétrique élevé même en présence d’une pression de condensation élevée ou d’un grand différentiel de température, et sont souvent associés à des entraînements à variation de fréquence pour permettre une régulation sur une large plage.

Les compresseurs à spirales présentent une efficacité adiabatique élevée en régime de pleine charge, grâce à leur structure compacte et à leurs faibles pertes par frottement. Leur clapet d’aspiration n’a pas besoin d’être ouvert et fermé fréquemment, ce qui réduit les pertes de détente et leur confère un coefficient de performance (COP) particulièrement élevé dans des conditions de fonctionnement ordinaires.

Vibrations, bruit et caractéristiques de maintenance

Les rotors des compresseurs à vis effectuent un mouvement de rotation à grande vitesse; en cas de défaut d’équilibrage ou d’usure des roulements, ils peuvent engendrer des bruits mécaniques et des vibrations axiales à une fréquence caractéristique. Il convient de surveiller régulièrement l’usure du circuit d’huile et des joints d’étanchéité.

Le compresseur à spirales ne comporte pas de clapets d’admission et de refoulement; sa trajectoire de mouvement est particulièrement fluide, ce qui lui confère naturellement un niveau de vibration réduit et une excellente silenciosité. L’entretien courant se concentre principalement sur le système de lubrification et le module de commande électrique, tandis que le taux global de défaillance demeure relativement faible.

Références pour le choix des équipements

Dans les projets concrets, il convient d’assurer l’adéquation entre la courbe de charge du bâtiment, l’espace d’installation et les conditions d’exploitation et de maintenance ultérieures:

• Pour les systèmes dont la demande en froid dépasse cinquante kilowatts ou qui nécessitent une extension par mise en parallèle de plusieurs unités, il convient de privilégier la solution à vis.
• Pour les petits terminaux exigeant une très haute insonorisation intérieure, disposant d’un espace de salle des machines limité ou soumis à de fréquentes fluctuations de charge, la configuration à vis est plus adaptée.
• Les environnements de chaleur extrême ou les procédés spéciaux nécessitant un refroidissement à très basse température doivent faire l’objet d’un calcul prenant en compte les caractéristiques spécifiques du fluide frigorigène ainsi que les paramètres de conception du compresseur.