Conclusion principale: la relation d’interaction entre la pression d’échappement et la pression d’alimentation en liquide
Dans le fonctionnement réel d’un compresseur à vis,Plus la pression d’échappement est élevée, plus la pression d’alimentation en liquide augmente généralement.Cela s’explique par le fait que la pression d’échappement (pression de condensation) et la pression d’alimentation en liquide (pression avant le détendeur) appartiennent toutes deux au côté haute pression du système de réfrigération, et qu’elles sont étroitement reliées sur le plan structurel par le condenseur, le réservoir de liquide et les conduites de fluide. Lorsque la pression globale du côté haute pression du système augmente, la pression d’alimentation en liquide s’élève logiquement en conséquence.
Notions fondamentales de la pression d’échappement et de la pression d’alimentation en liquide
Pour comprendre la relation entre les deux, il convient d’abord de préciser leur position et leur rôle dans le cycle frigorifique:
- Pression d’échappement: Pression du fluide frigorigène gazeux à haute pression en sortie du compresseur de réfrigération lorsqu’il pénètre dans le condenseur. Elle est principalement influencée par la température de condensation, ainsi que par la température et le débit du milieu refroidissant (eau ou air).
- Pression d’alimentation en liquide: Pression du fluide frigorigène liquide à haute pression, après son passage dans le condenseur et le réservoir de stockage, avant d’atteindre l’organe de détente, tel que le détendeur thermodynamique ou l’électro‑détendeur.
Dans l’état idéal, si l’on néglige les pertes de charge le long des conduites de liquide, la pression d’alimentation est sensiblement égale à la pression de condensation, c’est‑à‑dire qu’elle se situe au même niveau que la pression de refoulement.
Pourquoi une élévation de la pression d’échappement entraîne-t-elle une augmentation de la pression d’alimentation en liquide?
Le système de réfrigération constitue un circuit fermé et homogène, dans lequel la transmission de la pression du côté haute pression est continue. Lorsque la pression d’échappement augmente, cela signifie généralement que la pression de condensation dans le condenseur s’élève également. Après s’être liquéfié dans le condenseur, le fluide gazeux sous haute pression pénètre dans le réservoir de stockage ou est acheminé directement via la conduite de liquide. Dans la mesure où les zones diphasiques gaz‑liquide ou monophasiques liquides du réservoir et de la conduite sont en communication avec le condenseur, toute élévation de la pression de condensation entraîne automatiquement une hausse de la pression statique sur l’ensemble du côté haute pression. Par conséquent, en tant que point d’alimentation situé à l’extrémité du côté haute pression, sa pression augmente nécessairement parallèlement à la montée de la pression d’échappement.
Risques potentiels et impacts d’une pression trop élevée
Bien que l’augmentation de la pression d’échappement entraîne une hausse de la pression d’alimentation en fluide, cela ne signifie pas pour autant que plus ces deux pressions sont élevées, mieux c’est. Un fonctionnement à des pressions excessives, dépassant les limites de conception, engendre toute une série d’effets néfastes:
- Augmentation de la consommation d’énergie du compresseur: Une pression de refoulement trop élevée entraîne une augmentation du taux de compression du compresseur, une forte élévation de la puissance axiale, une baisse du coefficient d’efficacité énergétique du système et une hausse des coûts d’exploitation.
- La régulation de l’élément d’étranglement est difficile.: Une pression d’alimentation trop élevée modifie la dépression différentielle amont‑aval du détendeur. Si cette dépression est excessive, les caractéristiques de débit du détendeur risquent de s’écarter de la courbe de conception, ce qui peut entraîner des fluctuations du débit d’alimentation, un givrage inhomogène de l’évaporateur ou une perte de contrôle de la surchauffe en retour.
- Vulnérabilités de sécurité du système: Le fonctionnement prolongé à très haute pression accélère le vieillissement des joints d’étanchéité, augmente le risque de fuites aux raccords de tuyauterie et, dans les cas graves, peut même déclencher l’arrêt de sécurité par protection haute pression.
Recommandations pour assurer le fonctionnement stable de la pression du système
Afin d’assurer un fonctionnement efficace et sûr du compresseur à vis, il convient de maintenir la pression de refoulement et la pression d’alimentation en liquide dans les limites autorisées par les caractéristiques techniques de l’appareil. Au cours de l’entretien quotidien, les mesures suivantes peuvent être mises en œuvre:
- Optimiser l’efficacité de la condensation: Nettoyez régulièrement les tubes de l’échangeur du condenseur afin d’éliminer le tartre ou la poussière; veillez à ce que les ventilateurs de la tour de refroidissement ou du condenseur à air fonctionnent correctement, et maintenez un débit et une température appropriés du fluide caloporteur.
- Dépistage des impuretés du système: Vérifier si des gaz incondensables (tels que l’air) se sont introduits dans le système; le cas échéant, procéder sans délai à l’évacuation du vide et à la purge.
- Résistance des conduites de surveillance: Vérifiez régulièrement que les filtres installés sur la ligne d’alimentation en liquide ne sont pas obstrués et que les vannes sont entièrement ouvertes, afin de réduire les pertes de charge inutiles le long de la conduite et d’assurer la stabilité de la pression d’alimentation.