LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
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L'amélioration de la machine frigorifique > L'entretien des échangeurs > Quel impact énergétique d'une absence d'entretien des évaporateurs ?
L'entretien des échangeurs doit aussi reprendre les évaporateurs. Ils sont souvent négligés car ils se trouvent à l'intérieur et on a tendance à croire qu'ils sont propres ou qu'ils ne présentent aucune anomalie.
Ainsi, dans un hôtel du Togo, les filtres des unités intérieures des splits étaient totalement obstruées par des poussières et des peluches provenant de la literie des chambres. Lorsque ces filtres ont été nettoyés, la chambre fût tellement froide que le client a dû arrêter la climatisation !
Que ce soit en climatiseur individuel ou sur une batterie reprise dans une climatisation centralisée, l'encrassement des ailettes est chose très fréquente lorsque le traitement d'air est inexistant, ce qui est très souvent le cas dans les bâtiments d'Afrique subsaharienne. Il arrive très régulièrement que des filtres soient enlevés purement et simplement mais cela ne fait que différer et amplifier le problème puisque ce seront les échangeurs qui s’encrasseront. En supposant une batterie d'évaporateur avec un pas d'ailettes de 7 mm, d'une puissance frigorifique de 10,7 kW, d'un débit d'air de 11.600 m3/h et d'une T° d'évaporation de -5° en R22, la surface d'échange sera de 72 m².
Ce même évaporateur avec des ailettes encrassées correspondant à un pas d'ailettes de 4 mm, pour un débit d'air et une T° d'évaporation identiques aura besoin d'une production frigorifique de 13,7 KW pour offrir le même confort. La surface d'échange à refroidir est passée à 126 m² à cause de la pellicule d'encrassement qui est venue se figer sur les ailettes.Dans la réalité cela se traduit par un temps de fonctionnement plus long du compresseur, dans ce cas, d'environ 30 %.
Une autre conséquence, c'est que la batterie risque de givrer. Pourquoi ?
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Du côté de la chambre froide
La poussière sur les tubes à ailettes de l'évaporateur gêne la circulation de l'air soufflé par le ventilateur. Le débit d'air diminue puisque la résistance à l'écoulement de l'air au travers de la batterie s'accroît. L'apport de froid vers le local se fait moins bien. La température du local monte quelque peu. -
Du côté du circuit frigorifique
Les résultats de ces effets sont :- Suite à la résistance thermique qui se crée entre la batterie et l’air (c'est une "couche isolante" entre l'échangeur et le local), le réfrigérant ne s’évapore pas entièrement dans l’évaporateur,
- La quantité de vapeur produite diminue, mais le compresseur continue d'aspirer puisque la température de consigne n'est pas atteinte. La pression à l'entrée du compresseur (BP) diminue. Si la pression diminue, la température d'évaporation diminue également. A court terme, cela augmente le froid donné à la chambre (l'écart de température "localévaporateur" augmente), mais cela augmente le travail du compresseur…,
- Le détendeur va réagir : il constate que la surchauffe des gaz est trop faible, il imagine que c'est parce que la charge frigorifique dans la chambre a diminué et il diminue le débit de fluide. La quantité de vapeur produite diminue encore, la Basse Pression diminue également. Le givrage peut apparaître ce qui diminue encore les capacités d'échange…,
- Au point que la conduite d’aspiration vers le compresseur peut complètement givrer. Quelques gouttes liquides de réfrigérant peuvent alors se retrouver à l’entrée du compresseur, avec le risque de créer des "coups de liquide" au compresseur.