Danfoss Réfrigération industrielle Applications à l’ammoniac et au CO2 Application guide [fr]

Manuel d’application

Réfrigération industrielle

Applications à l’ammoniac
et au CO

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www.danfoss.com/ir

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

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Table des matières Page

Avant-propos .....................................................................................................3

1. Introduction .................................................................................................... 4

2. Régulations du compresseur .................................................................................... 6

2.1 Régulation de la puissance frigorifique du compresseur..................................................... 6

2.2 Régulation de la température de refoulement par injection de liquide ......................................10

2.3 Régulation de la pression d'aspiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.4 Régulation contre les condensats .........................................................................14

2.5 Résumé ..................................................................................................15

2.6 Documents de référence.................................................................................. 16

3. Régulations du condenseur.....................................................................................17

3.1 Condenseurs à air.........................................................................................17

3.2 Condenseurs évaporatifs..................................................................................22

3.3 Condenseurs à eau .......................................................................................25

3.4 Résumé ..................................................................................................27

3.5 Documents de référence.................................................................................. 27

4. Régulation du niveau de liquide ................................................................................28

4.1 Système de régulation du niveau de liquide haute pression (niveau HP) ....................................28

4.2 Système de contrôle du niveau de liquide basse pression (niveau BP).......................................32

4.3 Résumé ..................................................................................................36

4.4 Documents de référence.................................................................................. 36

5. Régulations de l'évaporateur ...................................................................................37

5.1 Régulation par détente directe............................................................................37

5.2 Régulation de la circulation par pompe....................................................................42

5.3 Dégivrage par gaz chauds

5.4 Dégivrage par gaz chauds pour les refroidisseurs d'air à circulation par pompe .............................51

5.5 Régulation multitempératures ............................................................................54

5.6 Régulation de la température du médium .................................................................55

5.7 Résumé ..................................................................................................57

5.8 Documents de référence.................................................................................. 58

6. Circuits d'huile .................................................................................................59

6.1 Refroidissement de l'huile.................................................................................59

6.2 Régulateur de pression différentielle de l'huile.............................................................63

6.3 Système de récupération de l'huile ........................................................................66

6.4 Résumé ..................................................................................................68

6.5 Documents de référence.................................................................................. 69

7. Systèmes de sécurité ...........................................................................................70

7.1 Limiteurs de pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

7.2 Limiteurs de pression et de température ..................................................................74

7.3 Régulateurs de niveau de liquide.......................................................................... 75

7.4 Détecteur de fluide frigorigène ...........................................................................76

7.5 Résumé ..................................................................................................78

7.6 Documents de référence.................................................................................. 78

8. Régulations de la pompe de fluide frigorigène ..................................................................79

8.1 Protection de la pompe avec régulateur de pression différentielle ..........................................79

8.2 Régulation du débit de dérivation de la pompe............................................................81

8.3 Régulateur de pression de la pompe ......................................................................82

8.4 Résumé ..................................................................................................83

8.5 Documents de référence.................................................................................. 83

9. Autres .........................................................................................................84

9.1 Filtres déshydrateurs dans les systèmes fluorés ............................................................84

9.2 Élimination de l'eau des systèmes à l'ammoniac ...........................................................86

9.3 Systèmes d'épuration de l'air.............................................................................. 88

9.4 Système de récupération de l'huile ........................................................................90

9.5 Documents de référence.................................................................................. 92

10. Utilisation du CO2 dans les systèmes de réfrigération . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

10.1 CO2 comme fluide frigorigène ...........................................................................94

10.2 Utilisation du CO2 comme fluide frigorigène dans les systèmes industriels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

10.3 Pression de calcul .......................................................................................97

10.4 Sécurité .................................................................................................99

10.5 Efficacité ...............................................................................................100

10.6 Huile dans les systèmes au CO2..........................................................................100

10.7 Comparaison des exigences

10.8 Eau dans les systèmes au CO2 ...........................................................................104

10.9 Élimination de l'eau ....................................................................................107

10.10 Comment l'eau pénètre-t-elle dans un système au CO2 ?................................................111

10.11 Diverses caractéristiques à prendre en compte dans les systèmes de réfrigération au CO2................112

11. Systèmes de réfrigération industrielle à CO2 pompé ...........................................................115

12. Méthodes de régulation pour les systèmes au CO2 ............................................................125

13. Conception d'une installation subcritique au CO2..................................................................126

13.1 Solution électronique pour la régulation du niveau de liquide ...........................................126

13.2 Dégivrage par gaz chauds pour les refroidisseurs d'air à circulation par pompe ...........................127

14. Composants des systèmes au CO2 Danfoss ....................................................................129

15. Gamme complète de produits en acier inoxydable ...........................................................131

16. Annexe ......................................................................................................133

16.1 types de systèmes de réfrigération ......................................................................133

17. Commande tout ou rien et régulation modulante .............................................................138

17.1 Commande tout ou rien ................................................................................139

17.2 Régulation modulante..................................................................................140

Documents de référence - Présentation alphabétique ............................................................146

pour les refroidisseurs d'air DX .........................................................45

des matériaux dans les

systèmes au CO2, à l'ammoniac et au R134a............102

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Avant-propos

Ce guide d'application Danfoss a été conçu pour
être utilisé comme document de référence par
toutes les personnes concernées par les systèmes
de réfrigération industrielle.

Il apporte des réponses aux différentes questions
relatives à la régulation des systèmes de réfrigération
industrielle : Pourquoi utiliser cette méthode de
régulation pour tel ou tel système de réfrigération ?
Pourquoi doit-elle être conçue de cette façon ?
Quel type de composants peut-on utiliser ?
Comment choisir les méthodes de régulation en
fonction des différents systèmes de réfrigération
? Pour répondre à ces questions, les principes des
différentes méthodes de régulation sont présentés
avec des exemples ayant recours à des produits
Danfoss Industrial Refrigeration.

Les principales caractéristiques des composants
sont également indiquées. Des comparaisons
sont effectuées entre les différentes solutions
pour chaque méthode de régulation de façon
à ce que le lecteur puisse effectuer son choix en
toute connaissance de cause.

Les vannes ne sont pas toutes représentées et les
schémas des applications ne doivent pas être
utilisés à des fins de construction.

Pour terminer la conception de l'installation,
il est nécessaire d'utiliser d'autres outils tels que les
catalogues et les logiciels de calcul du fabricant
(le catalogue de Danfoss Industrial Refrigeration
et le logiciel DIRcalc par exemple).

DIRcalc est le logiciel qui permet de calculer et de
choisir les vannes de Danfoss Industrial Refrigeration
Le logiciel DIRcalc est livré gratuitement.
Contactez votre distributeur local Danfoss.

N'hésitez pas à contacter Danfoss si vous avez
des questions concernant les méthodes de
régulation, les applications et les régulateurs
décrits dans ce guide d'application.

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1. Introduction

Système de réfrigération avec circulation par pompe

Compresseur

Séparateur
d'huile

Refroidisseur d'huile

Évaporateur

Fluide frigorigène vapeur HP

Fluide frigorigène liquide HP

Mélange de fluide frigorigène liquide/vapeur

Condenseur

Bouteille

Détendeur
1

Séparateur de liquide

Pompe de fluide
frigorigène

Fluide frigorigène vapeur BP

Fluide frigorigène liquide BP

Huile

Régulation du compresseur

À

Pourquoi ?

– Tout d'abord : pour contrôler la pression

d'aspiration ;

– Ensuite : pour obtenir un fonctionnement

sûr du compresseur (marche/arrêt, etc.).

Comment ?

–

Contrôler la puissance frigorifique du compresseur
en fonction de la charge calorifique en dérivant
des gaz chauds depuis le côté HP vers le côté
BP, ou par une commande marche/arrêt du
compresseur ou en contrôlant la vitesse de
rotation du compresseur ;

– Installer une vanne à clapet antiretour sur la

conduite de refoulement pour empêcher le
retour du fluide frigorigène vers le
compresseur ;

– Maintenir les pressions et les températures au

niveau du compresseur afin de le maintenir
dans sa plage de fonctionnement.

Régulation de l'huile

Á

Pourquoi ?

– Maintenir une température et une pression

optimales de l'huile afin de garantir le bon
fonctionnement du compresseur.

Comment ?

– Pression : maintenir et contrôler la pression

différentielle dans le compresseur pour la
circulation de l'huile, maintenir la pression
d'aspiration (uniquement pour les compresseurs
à pistons) ;

– Température : faire passer de l'huile dans le

refroidisseur d'huile, réguler le débit d'air ou
d'eau du refroidisseur d'huile ;

– Niveau : ramener l'huile dans le compresseur

pour les installations à l'ammoniac ou aux fluides
fluorés à basse température.

4 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

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1. Introduction

(suite)

Régulation du condenseur

Â

Pourquoi ?

–

Maintenir la pression de condensation au-dessus
de la valeur minimum acceptable afin de garantir
un débit suffisant dans les vannes de détente ;

– Garantir une distribution correcte du fluide

frigorigène dans le système.

Comment ?

– Activer/désactiver ou réguler la vitesse des

ventilateurs du condenseur, réguler le débit
de l'eau de refroidissement, piéger du fluide
frigorigène liquide dans les condenseurs.

Régulation du niveau de liquide

Ã

Pourquoi ?

– Contrôler le débit de fluide frigorigène liquide

allant du côté haute pression au côté basse
pression en fonction des besoins ;

– Garantir un fonctionnement sûr et fiable des

vannes de détente.

Comment ?

– Réguler le degré d'ouverture du détendeur en

fonction du changement du niveau de liquide.

Régulation de la pompe de fluide frigorigène

Ä

Pourquoi ?

– Maintenir le débit de la pompe dans les limites

de sa plage de fonctionnement ;

– Maintenir une pression différentielle constante

dans la pompe.

Régulation de l'évaporateur

Å

Pourquoi ?

– Tout d'abord : maintenir une température de

fluide constante ;

– Ensuite : optimiser le fonctionnement des

évaporateurs ;

– Pour les systèmes à détente directe : garantir

que du fluide frigorigène liquide ne soit pas
aspiré par le compresseur.

Comment ?

– Réguler le débit du fluide frigorigène dans

les évaporateurs en fonction de la demande ;

– Dégivrer les évaporateurs.

Systèmes de sécurité

Æ

Pourquoi ?

– Éviter une pression involontaire des réservoirs ;

– Protéger le compresseur contre tout dommage

dû aux coups de liquide, aux surcharges, aux
manques d'huile, aux températures élevées, etc. ;

– Protéger la pompe contre les dommages

provoqués par une cavitation.

Comment ?

–

Installer des soupapes de sécurité sur les réservoirs
et aux endroits où elles sont nécessaires ;

–

Arrêter le compresseur et la pompe si la pression
d'entrée/sortie ou la pression différentielle est
hors de la plage autorisée ;

– Arrêter l'installation lorsque le niveau dans le

séparateur de liquide ou la bouteille dépasse
la limite autorisée.

Comment ?

– Prévoir une conduite de dérivation de façon à

maintenir un débit minimum à la pompe ;

– Désactiver la pompe si la pression différentielle

ne peut pas être maintenue à un niveau assez
élevé.

– Installer une vanne de régulation de la pression.

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2. Régulations du
compresseur

2.1

Régulation de la puissance
frigorifique du compresseur

Le compresseur constitue le « cœur » du système de
réfrigération. Il présente deux fonctions de base :

1. Maintenir la pression dans l'évaporateur de
façon à ce que le fluide frigorigène liquide
puisse s'évaporer à la température requise ;

2. Comprimer le fluide frigorigène de façon à ce
qu'il puisse se condenser à une température
normale.

La régulation de base du compresseur est donc
d'ajuster la puissance frigorifique du compresseur
en fonction de la demande réelle du système de
réfrigération de sorte que la température
d'évaporation requise puisse être maintenue.

Le compresseur frigorifique est généralement
choisi pour répondre à la charge de refroidissement
la plus élevée possible. Toutefois, la charge de
refroidissement pendant le fonctionnement
normal est généralement plus faible que la charge
de refroidissement prévue. Cela signifie qu'il
est toujours nécessaire de réguler la puissance
frigorifique du compresseur de façon à ce qu'elle
corresponde à la puissance calorifique réelle.
Il existe plusieurs moyens de réguler la puissance
frigorifique du compresseur :

1. Commande pas-à-pas

Elle est utilisée pour décharger des cylindres dans
un compresseur multicylindres, pour ouvrir et
fermer les orifices d'aspiration d'un compresseur
à vis ou pour démarrer et arrêter des compresseurs
dans un système multicompresseurs. Ce système
est simple et pratique. De plus, l'efficacité diminue
très peu pendant la charge partielle. Elle s'applique
tout particulièrement aux systèmes composés de
plusieurs compresseurs à pistons multicylindres.

2. Commande par tiroir

Le dispositif le plus utilisé pour réguler la puissance
frigorifique d'un compresseur à vis est la vanne à
tiroir. Son action permet d'ajuster la quantité de
gaz comprimés. La vanne à tiroir permet une
modulation régulière et continue de la puissance
de 100 % à 10 % mais l'efficacité baisse lors de la
charge partielle.

Si la puissance frigorifique du compresseur
est supérieure à la demande, la pression et la
température d'évaporation seront inférieures
à celles requises et inversement.

Par ailleurs, le compresseur ne pourra pas
fonctionner hors de sa plage d'utilisation et son
fonctionnement ne pourra pas être optimisé.

3. Variateur de vitesse.

Cette solution efficace

s'applique à tous les types
de compresseurs. Un moteur électrique à deux
vitesses ou un variateur de fréquence peut être
utilisé pour faire varier la vitesse du compresseur.
Le moteur électrique à deux vitesses régule la
puissance frigorifique du compresseur en
fonctionnant à vitesse élevée

lorsque la charge
thermique est élevée (p.ex. durée de refroidissement)
et à vitesse réduite lorsque la

charge thermique est
faible (p.ex. durée de stockage). Le variateur de
fréquence

peut faire varier la vitesse

de rotation
en continu pour satisfaire la demande réelle.
Le variateur de fréquence respecte les limites
minimum et maximum de la vitesse, de la
température et de régulation de la pression, la
protection du moteur du compresseur ainsi que les
limites de courant et de couple. Les variateurs de
fréquences assurent un courant de démarrage faible.

4. Dérivation de gaz chauds

Cette solution s'applique aux compresseurs à
cylindrée fixe et plus généralement à la réfrigération
commerciale. Pour réguler la puissance frigorifique
une partie du débit de gaz chaud de la conduite
de refoulement est dérivée dans le circuit basse
pression. Cela permet de réduire la puissance
frigorifique de deux façons : en diminuant
l'alimentation en fluide frigorigène liquide et en
libérant de la chaleur dans le circuit basse pression.

,

6 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

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Tapp_0016
10-2012

Capuchon

Exemple d'application 2.1.1 :
commande pas-à-pas de la
puissance frigorifique du
compresseur

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

2

Vers le
condenseur

Séparateur
d'huile

Régulateur pas-à-pas

À

Transmetteur de pression

Á

Données techniques

Compresseur piston

La solution de régulation pas-à-pas de la puissance
frigorifique du compresseur peut être obtenue en
utilisant un régulateur pas-à-pas EKC 331 À. L'EKC 331
est un régulateur pas-à-pas à quatre étages qui

Hors de la zone neutre (dans les zones hachurées
« zone + » et « zone- »), la charge et la décharge
surviennent lorsque la pression mesurée s'éloigne

des paramètres de la zone neutre.
comporte jusqu'à quatre relais de sortie. Il régule
l'enclenchement ou le déclenchement des
compresseurs/pistons ou le moteur électrique du
compresseur en fonction du signal de la pression
d'aspiration à partir du transmetteur de pression

Si la régulation a lieu hors de la zone hachurée

(appelée zone++ et zone--), les changements de

la puissance d'enclenchement interviennent un

peu plus vite que dans la zone hachurée.
AKS 33Á ou AKS 32R. L'EKC 331 peut commander
un système avec un maximum de quatr e commandes
de compresseurs de même taille ou de deux

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel

de l'EKC 331(T) de Danfoss.
compresseurs avec réduction de capacité.

La version EKC 331T peut accepter un signal de
température provenant d'une sonde PT 1000, ce
qui peut être utile pour les systèmes secondaires.

RÉF.

Régulation avec zone neutre
Une zone neutre est définie autour de la valeur
de référence. Aucune charge ou décharge ne
peut se produire dans cette zone.

Transmetteur de pression-AKS 33 Transmetteur de pression-AKS 32R

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes, y compris

le R717

Plage de fonctionnement [bar] -1 à 34 -1 à 34
Pression de service max. PB [bar] 55 (en fonction de la plage de

fonctionnement)

Plage de température de fonctionnement [°C]
Plage de température compensée [°C] BP : -30 à +40/HP : 0 à +80
Signal de sortie nominal 4 à 20 mA 10 à 90 % de la tension d'alimentation

-40 à 85

Tous les fluides frigorigènes, y compris
le R717

60 (en fonction de la plage de
fonctionnement)

Transmetteur de pression - AKS 3000 Transmetteur de pression - AKS 32

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes, y compris

le R717

Plage de fonctionnement [bar] 0 à 60 (en fonction de la plage) –1 à 39 (en fonction de la plage)
Pression de service max. PB [bar] 100 (en fonction de la plage de

fonctionnement)

Plage de température de fonctionnement [°C]

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

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Plage de température compensée [°C] BP : -30 à +40/HP : 0 à +80 BP : -30 à +40/HP : 0 à +80
Signal de sortie nominal 4 à 20 mA 1 à 5 V ou 0 à 10 V

-40 à 80 -40 à 85

Tous les fluides frigorigènes, y compris
le R717

60 (en fonction de la plage de
fonctionnement)

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Danfoss

Tapp_0017

10-2012

Exemple d'application 2.1.2 :
régulation de la puissance
frigorifique du compresseur par
dérivation de gaz chauds

Compresseur

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Réfrigérant vapeur LP
Réfrigérant liquide LP
Huile

Vanne d'arrêt

À

Régulateur de capacité

Á

Vanne d'arrêt

Â

Évaporateur

2

Vers le

Séparateur
d'huile

Depuis la bouteille

condenseur

Données techniques

La dérivation de gaz chauds peut être utilisée pour
réguler la puissance frigorifique des compresseurs
à cylindrée fixe. La servovanne pilotée ICS Á équipée
d'une vanne pilote CVC est utilisée pour réguler
la dérivation de gaz chauds en fonction de la
pression sur la conduite d'aspiration. La CVC est

retour qui ouvre l'ICS et augmente le débit de
gaz chaud lorsque la pression d'aspiration est
inférieure à la valeur définie. De cette façon, la
pression d'aspiration en amont du compresseur
reste constante et la capacité de réfrigération
répond à la charge de refroidissement réelle.

une vanne pilote de régulation de la pression de

Servovanne pilotée - ICS

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment les R717 et R744
Plage de température du fluide [°C] -60 à +120
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 150

Vanne pilote - CVC (BP)

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants
Plage de température du fluide [°C] -50 à 120
Pression de service max. [bar] Côté haute pression : 28

Plage de pression [bar] -0,45 à 7
Valeur Kv [m3/h] 0,2

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants
Plage de température du fluide [°C] -50 à 120
Pression de service max. [bar] Côté haute pression : 52

Plage de pression [bar] 4 à 28
Valeur Kv [m3/h] 0,2

Côté basse pression : 17

Vanne pilote - CVC (XP)

Côté basse pression : 28

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

8 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

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Exemple d'application 2.1.3 :
régulation de la puissance
frigorifique du compresseur
par vitesse variable

Danfoss

Tapp_0139

10-2012

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP

Depuis le
séparateur

Variateur de fréquence

À

Régulateur

Á

Transducteur de pression

Â

de liquide/
évaporateur

2

Vers le séparateur d'huile

Données techniques

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Régulateur

API/OEM

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Vers le séparateur d'huile

Vers le séparateur d'huile

La régulation par variateur de fréquence présente
les avantages suivants :

Économies d'énergie
Meilleure régulation et meilleure qualité du

produit
Atténuation du bruit
Plus longue durée de vie
Installation simplifiée
Régulation totale du système facile à utiliser

Variateur de fréquence AKD 102

Puissance frigorifique en kW 1,1 kW à 45 kW 1,1 kW à 250 kW Jusqu'à 1200 kW
Tension 200-240 V 380-480 V 200-690 V

Variateur de fréquence
VLT FC 102/FC 302

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

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Danfoss
Ta
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2

2.2
Régulation de la température
de refoulement par injection
de liquide

Exemple d'application 2.2.1 :
injection de liquide avec
détendeur d'injection
thermostatique

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Réfrigérant vapeur LP
Réfrigérant liquide LP
Huile

Vanne d'arrêt

À
Á Électrovanne
 Détendeur d'injection
à Vanne d'arrêt
Ä Thermostat

Les fabricants de compresseurs recommandent
généralement de limiter la température de
refoulement afin d'empêcher toute surchauffe,
ce qui prolonge la durée de vie des appareils et
empêche la décomposition de l'huile à des
températures élevées.

Sur le diagramme p-h, on peut constater que la
température de refoulement peut être élevée
lorsque :

le compresseur fonctionne avec une pression
différentielle élevée.

le compresseur reçoit vapeur d'aspiration
extrêmement surchauffée.

le compresseur fonctionne avec une
régulation de puissance frigorifique par
dérivation de gaz chauds.

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Injection d'huile

pp_0018

Il existe plusieurs moyens de réduire la température
de refoulement. L'une d'elles consiste à équiper
les compresseurs à pistons d'un refroidissement
de culasse à eau et l'autre à injecter du liquide.
Dans cette dernière, le fluide frigorigène liquide
du condenseur ou de la bouteille est injecté dans
la conduite d'aspiration, le refroidisseur intermédiaire
ou l'orifice latéral du compresseur à vis.

Compresseur

Vers le
séparateur
d'huile

Depuis le
réservoir

Données techniques

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

Lorsque la température de refoulement dépasse
la valeur définie du thermostat RT 107 Ä, ce dernier
alimente l'électrovanne EVRA Á qui lance l'injection
de liquide dans l'orifice latéral du compresseur à vis.

Thermostat - RT

Fluides frigorigènes Fluides frigorigènes R717 et fluorés
Protection IP 66/54
Temp. max. du bulbe [°C] 65 à 300
Temp. ambiante [°C] -50 à 70
Plage de régulation [°C] -60 à 150
Température différentielle [°C] 1,0 à 25,0

Détendeur d'injection - TEAT

Fluides frigorigènes Fluides frigorigènes R717 et fluorés
Plage de régulation [°C] Temp. max. du bulbe : 150 °C

Bande P : 20 °C

Pression de service max. [bar] 20
Capacité nominale* [kW] 3,3 à 274

* Conditions : Te = +5°C, ∆p = 8 bar, ∆T

sub

= 4°C

Le détendeur d'injection TEAT Â régule le débit
du liquide injecté en fonction de la température
de refoulement, ce qui évite que cette dernière
ne monte trop.

10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Danfoss
Ta
10-2012

Exemple d'application 2.2.2 :
injection de liquide avec vanne
motorisée

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Compresseur

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Réfrigérant vapeur LP
Réfrigérant liquide LP
Huile

2

Vers le séparateur
d'huile

Vanne d'arrêt

À
Á Électrovanne
 Vanne motorisée
à Vanne d'arrêt
Ä Régulateur
Å Sonde de température

Données techniques

Injection

d'huile

pp_0019

Une solution électronique de régulation de l'injection
de liquide peut être obtenue avec la vanne motorisée
ICM Â. Une sonde de température AKS 21 PT 1000
Å enregistre la température de refoulement et

EKC 361 Ä. L'EKC 361 contrôle l'actuateur ICAD qui

ajuste le niveau d'ouverture de la vanne motorisée

ICM de façon à limiter et maintenir la température

de refoulement.
transmet le signal au régulateur de température

ICM pour détente

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment R717 et R744
Plage de température du
fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 52 bar
DN [mm] 20 à 80
Puissance frigorifique
nominale* [kW]

* Conditions : Te = –10°C, ∆p = 8,0 bar, ∆T

Plage de température du
fluide [°C]
Signal d'entrée de régulation 0/4-10 mA ou 0/2-10
Temps d'ouverture/fermeture
avec vitesse maximum
sélectionnée

-60 à 120

72 à 22 700

= 4 K

sub

Actuateur - ICAD

-30 à 50 (ambiante)

3 à 45 secondes en fonction de la taille de la vanne

Depuis le
réservoir

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 11

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Danfoss
Tapp_0020
10-2012

2

Exemple d'application 2.2.3 :
solution compacte pour
injection de liquide avec ICF

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Réfrigérant vapeur LP
Réfrigérant liquide LP
Huile

Station de vannes avec :

À

M

Vanne d'arrêt
Filtre
Électrovanne
Robinet manuel
Vanne motorisée
Vanne d'arrêt

Á Régulateur
 Sonde de température

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Injection

d'huile

Pour l'injection de liquide, Danfoss peut fournir
une solution de régulation très compacte ICF À.
Un maximum de six modules différents peuvent
être assemblés sur le même corps. Cette solution
fonctionne de la même façon que dans l'exemple

2.2.2. Elle est très compacte et facile à installer.

Compresseur

Vers le séparateur
d'huile

Depuis le
réservoir

Données techniques

Solution de régulation ICF

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment R717 et R744
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 52 bar
DN [mm] 20 à 40

-60 à 120

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

12 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Danfoss
Ta
10-2012

2

2.3
Régulation de la pression
d'aspiration

Exemple d'application 2.3.1 :
régulation de la pression
d'aspiration avec l'ICS et la CVC

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

Régulateur de pression

À

d'aspiration

Á Vanne d'arrêt

Au démarrage ou après le dégivrage, la pression
d'aspiration doit être régulée de façon à ce qu'elle
ne monte pas trop et à éviter que le moteur du
compresseur ne soit en surcharge.

Le moteur électrique du compresseur peut être
endommagé par cette surcharge.

Deux moyens permettent de surmonter ce problème

1. Démarrer le compresseur à charge partielle.

Les méthodes de réglage de la puissance
frigorifique peuvent être utilisées pour démarrer

Depuis
l'évaporateur

pp_0021

le compresseur pendant la charge partielle,
en déchargeant par exemple les pistons des
compresseurs multipistons ou en dérivant le
gaz d'aspiration des compresseurs à vis avec
des vannes à tiroir, etc.

2. Réguler la pression d'aspiration des compresseurs
à pistons. L'installation d'une vanne de démarrage

:

sur la conduite d'aspiration du compresseur
permet de maintenir la pression d'aspiration
dans la plage de fonctionnement du compresseur

Compresseur

Vers le condenseur

Séparateur d'huile

.

Pour réguler la pression d'aspiration au démarrage,
après le dégivrage ou dans d'autres cas lorsque la
pression d'aspiration est trop élevée, la servovanne
pilotée ICS À et la vanne pilote de régulation de
la pression avale CVC sont installées sur la conduite
d'aspiration. L'ICS ne s'ouvre pas tant que la pression

Données techniques

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment les R717 et R744
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 150
Puissance frigorifique* [kW] 11 à 2440

* Conditions : T

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] Côté haute pression : 28

Plage de pression [bar] -0,45 à 7
Valeur Kv [m3/h] 0,2

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] Côté haute pression : 52

Plage de pression [bar] 4-28
Valeur Kv [m3/h] 0,2

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 13

= –10°C, Tl = 30°C, ∆p = 0,2 bar, ∆T

e

Servovanne pilotée - ICS

-60 à +120

= 8 K

sub

Vanne pilote - CVC (BP)

-50 à 120

Côté basse pression : 17

Vanne pilote - CVC (XP)

-50 à 120

Côté basse pression : 28

d'aspiration en aval ne descend pas au-dessous
de la valeur définie pour la vanne

pilote CVC.
cette façon, la pression de la conduite d'aspiration
peut être libérée progressivement dans le carter,
ce qui garantit une capacité gérable pour le
compresseur.

De

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

2.4
Régulation contre les
condensats

Exemple d'application 2.4.1 :
régulation contre les condensats

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

Vanne clapet

À

Éviter le retour des condensats de fluide frigorigène
depuis le condenseur vers le séparateur d'huile et
le compresseur. Pour les compresseurs à pistons,
ce type d'écoulement peut provoquer un coup
de liquide. Pour les compresseurs à vis, ce type
d'écoulement peut entraîner une rotation inversée
et endommager les paliers des compresseurs.

Depuis
l'évaporateur

Danfoss
Tapp_0023_02
10-2012

Par ailleurs, toute migration de fluide frigorigène
dans le séparateur d'huile puis dans le compresseur
immobilisé doit être évitée. Pour éviter ce type
d'écoulement, il convient d'installer une vanne
clapet sur la sortie du séparateur d'huile.

Compresseur

Vers le condenseur

Séparateur
d'huile

Données techniques

La vanne clapet SCA À fait office de clapet antiretour
lorsque le système fonctionne et de vanne d'arrêt
afin d'isoler la conduite de refoulement pour
l'entretien. Cette solution combinée de vanne
d'arrêt/clapet antiretour est plus facile à installer
et présente une résistance à l'écoulement plus

2. Évaluer les conditions de fonctionnement à
charge partielle et nominales. La vitesse dans
des conditions nominales doit être proche de
la valeur recommandée et la vitesse pendant
la charge partielle doit être supérieure à la vitesse
minimum recommandée.

faible par rapport à une installation normale de
vanne d'arrêt et clapet antiretour.

Pour plus de détails concernant le choix des vannes

consulter le catalogue des produits.
Avant de choisir une vanne clapet, il convient de
procéder comme suit :

1. Sélectionner une vanne en fonction de la

puissance frigorifique et non de la taille de
la conduite.

Vanne clapet - SCA-X

Matériau Boîtier :

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -60 à 150
Pression différentielle d'ouverture [bar] 0,04 (ressort pour 0,3 bar disponible en pièce détachée)
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 15 à 125

acier résistant au froid spécial approuvé pour un fonctionnement à basse température.

Tige : acier inoxydable poli

,

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

14 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

2.5
Résumé

Solution Application Avantages Limites

Régulation de la puissance frigorifique du compresseur

Commande pas-à-pas de
la puissance frigorifique
du compresseur avec le
régulateur
capteur AKS 32/33

Régulation de la puissance
frigorifique du compresseur
avec une dérivation de gaz
chauds via l'ICS et la CVC

Régulation de la puissance
frigorifique du compresseur
par vitesse variable

EKC 331 et le

S'applique aux compresseurs
multicylindres, aux
compresseurs à vis avec
plusieurs orifices d'aspiration
et aux systèmes équipés de
plusieurs compresseurs en
parallèle.

S'applique aux compresseurs
à cylindrée fixe.

S'applique à tous les
compresseurs pouvant
tourner à vitesse réduite.

Simple.
Presque aussi efficace à charge
partielle qu'en pleine charge.

Efficace pour réguler
continuellement la puissance
frigorifique en fonction de
la

puissance calorifique réelle.

Le

gaz chaud peut permettre
à l'huile de revenir de
l'évaporateur.

Faible courant de démarrage
Économies d'énergie
Bruit réduit
Plus longue durée de vie
Installation simplifiée

La régulation n'est pas
continue lorsqu'il n'y a que
quelques pas. Fluctuations
de la pression d'aspiration.

Inefficace à charge partielle.
Consomme de l'énergie.

Le compresseur doit être
adapté au fonctionnement
à vitesse réduite.

Régulation de la température de refoulement par injection de liquide

Solution mécanique pour
l'injection de liquide avec
TEAT, EVRA(T) et RT

Solution électronique pour
la régulation de l'injection de
liquide avec l'EKC 361 et l'ICM

Solution électronique pour
la régulation de l'injection de
liquide avec l'EKC 361 et l'ICF

S'applique aux systèmes
dont les températures de
refoulement peuvent être
trop élevées.

S'applique aux systèmes
dont les températures de
refoulement peuvent être
trop élevées.

Régulation de la pression d'aspiration

Régulation de la pression
d'aspiration avec l'ICS et la CVC

Régulation de la pression
d'aspiration avec l'ICS et la CVP

S'applique aux
compresseurs à pistons.
Normalement utilisé pour
les systèmes de petite taille
ou de taille moyenne.

Régulation contre les condensats

Régulation contre les
condensats avec la SCA

S'applique à toutes les
installations frigorifiques.

Simple et efficace.

Flexible et compacte.
Commande et surveillance
à distance.

Simple et fiable. Efficace
pour protéger les
compresseurs à pistons
au démarrage ou après le
dégivrage par gaz chauds.

Simple.
Facile à installer.
Faible résistance à
l'écoulement.

L'injection de fluide frigorigène
liquide peut être dangereuse
pour le compresseur. Pas aussi
efficace que le refroidisseur
intermédiaire.

Ne convient pas pour
les fluides frigorigènes
inflammables. L'injection
de fluide frigorigène liquide
peut être dangereuse pour
le compresseur. Pas aussi
efficace que le refroidisseur
intermédiaire.

Entraîne une chute de pression
constante dans la conduite
d'aspiration.

Entraîne une chute de
pression constante dans la
conduite de refoulement.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 15

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

2.6
Documents de référence

Pour obtenir une liste de tous les
documents de référence dans
l'ordre alphabétique, veuillez
vous reporter à la page 146

Fiche technique/manuel

Type
AKD 102 PD.R1.B
AKS 21 RK0YG
AKS 33 RD5GH
CVC PD.HN0.A
CVP PD.HN0.A
EKC 331 RS8AG
EKC 361 RS8AE
EVRA(T ) PD.BM0.B

Pour télécharger la dernière version de la documentation, visitez le site Internet de Danfoss.

Réf. du document

Type
ICF PD.FT1.A
ICM PD.HT0.B
ICS PD.HS2.A
REG PD.KM1.A
SCA PD.FL1.A
SVA PD.KD1.A
TEAT PD.AU0.A

Réf. du document

Instruction produit

Type
AKD 102 MG11L
AKS 21 RI14D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
CVC-XP PI.HN0.A
CVC-LP PI.HN0.M
CVP PI.HN0.C
EKC 331 RI8BE
EKC 361 RI8BF
EVRA(T ) PI.BN0.L

Réf. du document

Type
ICF PI.FT0.C
ICM 20-65 PI.HT0.A
ICM 100-150 PI.HT0.B
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
REG PI.KM1.A
SCA PI.FL1.A
SVA PI.KD1.A
TEAT PI.AU0.A

Réf. du document

16 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

3. Régulations du
condenseur

3.1

Condenseurs à air

Dans les zones soumises à de grandes variations
de température de l'air ambiant et/ou de charge,
il convient de réguler la pression de condensation
pour éviter qu'elle ne descende trop bas. Des
pressions de condensation trop faibles entraînent
une pression différentielle insuffisante dans le
détendeur et l'évaporateur est alimenté par
une trop faible quantité de fluide frigorigène.
Cela signifie que la régulation de la capacité du
condenseur est principalement utilisée dans les
zones tempérées et dans une moindre mesure
dans les zones subtropicales et tropicales.

L'idée essentielle vise à réguler la capacité du
condenseur lorsque la température

ambiante est
faible de façon à ce que la pression de condensation
puisse être maintenue à un niveau minimum
acceptable.

Un condenseur à air est composé de tuyaux montés
dans un bloc d'ailettes. Il peut être horizontal, vertical
ou en forme de V. L'air ambiant, poussé par des
ventilateurs axiaux ou centrifuges, traverse la surface
de l'échangeur de chaleur.

3.1.1 : commande pas-à-pas du condenseur à air

La première méthode utilise des régulateurs de
pression Danfoss RT-5 qui enclenchent et arrêtent
les ventilateurs en fonction du besoin.

La deuxième méthode de régulation des ventilateurs
consiste à utiliser un régulateur de pression de la
zone neutre Danfoss RT-L .Elle était utilisée à l'origine
en association avec un régulateur pas-à-pas et le
nombre de contacts requis en fonction du nombre

Cette régulation de la capacité de condensation
est obtenue en régulant le débit d'air ou d'eau
circulant dans le condenseur ou en réduisant la
surface d'échange.

Différentes solutions peuvent être mises au point
pour les différents types de condenseurs :

3.1 Condenseurs à air

3.2 Condenseurs évaporatifs

3.3 Condenseurs à eau

Les condenseurs à air sont utilisés dans les systèmes
de réfrigération industrielle où l'humidité relative de
l'air est élevée. La régulation de la pression de
condensation des condenseurs à air peut être
obtenue en procédant comme suit :

de ventilateurs. Ce système a souvent des réactions
trop rapides et des minuteries ont donc été utilisées
pour retarder l'enclenchement et le déclenchement
des ventilateurs.

La troisième méthode est le régulateur pas-à-pas
EKC-331 de Danfoss.

3.1.2 : régulation de la vitesse des condenseurs à air

Cette méthode de régulation du ventilateur du
condenseur est généralement utilisée lorsqu'une
réduction du niveau sonore est souhaitée pour
des raisons écologiques.

Sur ce type d'installation, le variateur de fréquence
AKD Danfoss peut être utilisé.

3.1.3 : régulation de la surface d'échange des
condenseurs à air

Pour réguler la surface d'échange et la capacité
des condenseurs à air, une bouteille est nécessaire.
Cette bouteille doit présenter un volume

suffisant
pour pouvoir s'adapter aux variations de la
quantité

de fluide frigorigène dans le condenseur

Cette régulation de la surface d'échange du
condenseur peut être réalisée de deux façons :

1. Vanne principale ICS ou PM associée à une

vanne pilote à pression constante CVP (HP)
montée sur la conduite de gaz chauds à l'entrée
du condenseur et vanne ICV associée à une
vanne pilote à pression différentielle CVPP (HP)
montée sur le tuyau situé entre la conduite de
gaz chauds et la bouteille. Sur le tuyau situé
entre le condensateur et la bouteille, un clapet
antiretour NRVA a été monté pour empêcher
la migration de liquide entre la bouteille et le
condenseur.

.

2. Vanne principale ICS associée à la vanne pilote
à pression constante CVP (HP) montée sur le
tuyau entre le condenseur et la bouteille et
une vanne ICS associée à une vanne pilote à
pression différentielle CVPP (HP) montée sur le
tuyau situé entre la conduite de gaz chauds et
la bouteille. Cette méthode est souvent utilisée
dans la réfrigération commerciale.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 17

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 3.1.1 :
commande pas-à-pas des
ventilateurs avec régulateur
pas-à-pas EKC 331

De
la conduite de
refoulement

Condenseur

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP

À Régulateur pas-à-pas
Á Transmetteur de pression
 Vanne d'arrêt
à Vanne d'arrêt
Ä Vanne d'arrêt

Danfoss
Tapp_0031_02
10-2012

2

Bouteille

Vers le
détendeur

L'EKC 331 À est un régulateur pas-à-pas à quatre
étages qui comporte jusqu'à quatre relais de sortie
Il régule la commutation des ventilateurs en fonction
du signal de pression de condensation émis par
un transmetteur de pression AKS 33 Á ou AKS 32R.
En fonction de la régulation avec zone neutre,
l'EKC 331 À peut réguler la capacité de condensation
de façon à ce que la pression de
maintenue au-dessus du niveau

condensation soit

minimum requis.

Pour plus d'informations sur la régulation avec
zone neutre, consulter la section 2.1.

La conduite de dérivation sur laquelle la vanne
SVA Ä est installée est une conduite d'égalisation
qui permet d'équilibrer la pression dans la bouteille
avec la pression d'entrée du condenseur de façon
à ce que le fluide frigorigène liquide du condenseur

Sur certaines installations, la version EKC 331T est
utilisée. Dans ce cas, le signal d'entrée peut être

.

obtenu à partir d'une sonde de température PT 1000
par exemple l'AKS 21. La sonde de température
est généralement installée à la sortie du condenseur

Important ! La solution EKC 331T + sonde de
température PT1000 n'est pas aussi précise que
la solution EKC 331 + transmetteur de pression
car la température de sortie ne peut pas refléter
correctement la pression de condensation à cause
du sous-refroidissement du liquide ou de la présence
de gaz non condensables dans le système de
réfrigération. Si le sous-refroidissement est trop
faible, une vapeur instantanée peut apparaître au
démarrage des ventilateurs.

puisse être drainé dans la bouteille.

Données techniques

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717
Plage de fonctionnement [bar] -1 à 34 -1 à 34
Pression de service max. PB [bar]
Plage de température de fonctionnement [°C] -40 à 85
Plage de température compensée [°C] BP : -30 à +40/HP : 0 à +80
Signal de sortie nominal 4 à 20 mA 10 à 90 % de la tension d'alimentation

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717
Plage de fonctionnement [bar] 0 à 60 (en fonction de la plage) –1 à 39 (en fonction de la plage)
Pression de service max. PB [bar]
Plage de température de fonctionnement [°C] -40 à 80 -40 à 85
Plage de température compensée [°C] BP : -30 à +40/HP : 0 à +80 BP : -30 à +40/HP : 0 à +80
Signal de sortie nominal 4 à 20 mA 1 à 5 V ou 0 à 10 V

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

Transmetteur de pression-AKS 33 Transmetteur de pression-AKS 32R

Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717

55 (en fonction de la plage de fonctionnement)

Transmetteur de pression - AKS 3000 Transmetteur de pression - AKS 32

100 (en fonction de la plage de fonctionnement)

60 (en fonction de la plage de fonctionnement)

Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717

60 (en fonction de la plage de fonctionnement)

18 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

,

.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

T

Exemple d'application 3.1.2 :
régulation de la vitesse des
ventilateurs des condenseurs à air

Depuis la
conduite de
refoulement

Condenseur

2

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP

À Variateur de fréquence
Á Transducteur de pression

Données techniques

Bouteille

Danfoss

app_0141_02

10-2012

Vers le détendeur

La régulation par variateur de fréquence présente
les avantages suivants :

Économies d'énergie
Meilleure régulation et meilleure qualité du

produit
Atténuation du bruit
Plus longue durée de vie
Installation simplifiée
Régulation totale du système facile à utiliser

Variateur de fréquence AKD 102

Puissance frigorifique en kW 1,1 kW à 45 kW 1,1 kW à 250 kW Jusqu'à 1200 kW
Tension 200-240 V 380-480 V 200-690 V

Variateur de fréquence
VLT FC 102/FC 302

Les vannes ne sont pas toutes représentées
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 19

.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 3.1.3 :
régulation de la surface
d'échange des condenseurs à air

Conduite
d'aspiration

Compresseur

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP

À Régulateur de pression
Á Vanne d'arrêt
 Clapet antiretour
à Vanne d'arrêt
Ä Vanne d'arrêt
Å Régulateur de pression

différentielle

Æ Vanne d'arrêt

Danfoss
Tapp_0148_02
10-2012

Cette solution de régulation maintient la pression
dans la bouteille à un niveau suffisamment élevé
en cas de température ambiante basse.

Vers le refroidisseur
d'huile

une pression suffisante dans la bouteille
régulateur de pression différentielle Å peut
également être une vanne de décharge OFV.

2

Condenseur

Bouteille

Vers le détendeur

. Ce

Données techniques

La servovanne pilotée ICS À s'ouvre lorsque la
pression de refoulement atteint la pression définie
sur la vanne pilote CVP. Elle se ferme lorsque la
pression descend en dessous de la pression définie
sur la vanne pilote CVP.

Le clapet antiretour  garantit une pression du
condenseur élevée par un blocage de liquide
dans le condenseur. Cela requiert une bouteille
suffisamment grande. Le clapet antiretour NRVA
empêche également le liquide de la bouteille de

repartir vers le condenseur lorsque ce dernier est
La servovanne pilotée ICS Å associée à une
vanne pilote à pression constante CVPP,

Servovanne pilotée - ICS

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment les R717 et R744
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 150
Puissance nominale* [kW] Sur la conduite de refoulement : 20 à 3950

* Conditions : R717, T

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] CVPP (BP) : 17

Plage de régulation [bar] CVPP (BP) : 0 à 7

Valeur Kv m3/h 0,4

= 30°C, P

liq

-60 à 120

Sur la ligne liquide HP : 179 à 37 000

= 12 bar, ∆P = 0,2 bar, T

refoul.

Vanne pilote de pression différentielle-CVPP

-50 à 120

CVPP (HP) : jusqu'à 40

CVPP (HP) : 0 à 22

maintient

plus froid, pendant les périodes d'arrêt du

compresseur.

= 80°C, Te = -10°C

refoul.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

20 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Données techniques
(suite)

Vanne pilote à pression constante - CVP

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment R717 et R744

Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] CVP (BP) : 17

Plage de pression [bar] CVP (BP) : -0,66 à 7

Valeur Kv m3/h CVP (BP) : 0,4

Matériau Corps : acier
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 40
DN mm 20/25
Plage de pression différentielle
d'ouverture [bar]

-50 à 120

CVP (HP) : jusqu'à 40
CVP (XP) : 52

CVP (HP) : -0,66 à 28
CVP (XP) : 25 à 52

CVP (HP) : 0,4
CVP (XP) : 0,2

Vanne de décharge - OFV

-50 à 150

2 à 8

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 21

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

3.2
Condenseurs évaporatifs

Un condenseur évaporatif est un condenseur à air
en association avec une pulvérisation d'eau en
contre sens dans les orifices et les déflecteurs d'air
En se vaporisant les gouttes d'eau augmentent la
capacité du condenseur.

Les condenseurs évaporatifs d'aujourd'hui sont
carrossés en tôle ou en plastique et équipés de
ventilateurs axiaux ou centrifuges.

La surface de l'échangeur de chaleur dans le courant
d'air humide est constituée de tuyaux en acier.
Au dessus de la rampe de pulvérisation d'eau (dans
l'air sec), on trouve souvent un désurchauffeur en
acier équipé d'ailettes pour refroidir les gaz chauds
avant qu'ils n'atteignent l'échangeur de chaleur
dans le courant d'air humide. Ce pré refroidissement

3.2.1 - Régulation des condenseurs évaporatifs

La régulation de la pression de condensation
des condenseurs évaporatifs ou de la puissance
frigorifique des condenseurs peut être obtenue
de différentes façons :

1. Régulateurs de pression, RT ou KP pour

commander la pompe à eau et le ventilateur.

2. Régulation de la pression de la zone neutre,

RT-L pour commander la pompe à eau et le
ventilateur.

3. Régulateur pas-à-pas permettant de réguler les

ventilateurs à deux vitesses et la pompe à eau.

4. Variateurs de fréquence pour réguler la vitesse

du ventilateur et de la pompe à eau.

5. Détecteur de débit Saginomiya pour l'alarme

en cas de mauvaise circulation de l'eau.

réduit la formation de tartre sur les tuyaux de

l'échangeur de chaleur principal.

.

Ce type de condenseur réduit considérablement la

consommation d'eau par rapport à un condenseur

à eau normal. La régulation de la capacité d'un

condenseur évaporatif peut être obtenue par un

ventilateur à deux vitesses ou à

vitesse variable.
Dans les conditions de température extérieure très
basse, on peut être amené à couper
de la pompe de circulation d'eau.

L'utilisation de condenseurs évaporatifs est limitée

l'alimentation

aux zones présentant une humidité relative élevée.
Dans des environnements froids (températures
ambiantes < 0 °C), la prévention des dommages
causés par le froid doit être assurée en éliminant
l'eau du condenseur évaporatif.

22 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 3.2.1 :
commande pas-à-pas du
condenseur évaporatif avec
régulateur de pression RT

Conduite
d'aspiration

Compresseur

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Eau

À Régulateur de pression
Á Régulateur de pression
 Vanne d'arrêt
à Vanne d'arrêt

Danfoss
Tapp_0033_02
10-2012

Vers le refroidisseur
d'huile

Ä Vanne d'arrêt

2

Pompe
à eau

Condenseur

Bouteille

Vers le détendeur

Données techniques

Cette solution permet de maintenir la pression de
condensation ainsi que la pression dans la bouteille à
un niveau suffisamment élevé pour des températures
ambiantes faibles.

Lorsque la pression d'entrée du condenseur passe
sous le point de consigne du régulateur de pression
RT 5A Á, le régulateur désactive le ventilateur
pour réduire la capacité de condensation.

Régulateur de pression HP - RT 5A

Fluides frigorigènes Fluides frigorigènes R717 et fluorés
Protection IP 66/54
Temp. ambiante [°C] -50 à 70
Plage de régulation [bar] RT 5A 4 à 17
Pression de service max. [bar] 22
Pression maxi de test. [bar] 25

Pour des températures ambiantes extrêmement
basses, lorsque la pression de condensation descend
sous le point de consigne du RT 5A À et après la
désactivation de tous les ventilateurs, le RT 5A À
arrête la pompe à eau.

Lorsque la pompe est arrêtée, le condenseur
et les tuyaux d'eau doivent être vidés pour
éviter l'entartrage et le gel.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 23

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Capuchon

Exemple d'application 3.2.2 :
Commande pas-à-pas du
condenseur évaporatif avec
régulateur pas-à-pas EKC331

Conduite
d'aspiration

Compresseur

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Eau

À Régulateur pas-à-pas
Á Transmetteur de pression
 Vanne d'arrêt
à Vanne d'arrêt
Ä Vanne d'arrêt

Danfoss
Tapp_0034_02
10-2012

Cette solution fonctionne de la même façon que
l'exemple 3.2.1 mais via un régulateur pas-à-pas

dans

EKC 331À.
Pour plus d'informations sur l'EKC 331, veuillez vous
reporter à la page 7.

Une solution de régulation de capacité pour les
condenseurs

évaporatifs peut être obtenue à l'aide d'un
régulateur de puissance EKC 331 et d'un transmetteur
de pression AKS.La commande séquentielle pour la pompe
à eau doit être sélectionnée en dernier lieu. La commande
séquentielle signifie que les étapes doivent toujours
s'enclencher et s'interrompre dans le même ordre.

La version EKC 331T peut accepter un signal de température
provenant d'une sonde PT 1000, ce qui peut être utile
pour les systèmes secondaires.

Régulation avec zone neutre
Une zone neutre est définie autour de la valeur de référence
Aucune charge ou décharge ne peut se produire dans
cette zone.
Hors de la zone neutre (dans les zones hachurées « zone
+ » et « zone- »), la charge et la décharge surviennent

Vers le refroidisseur
d'huile

lorsque la pression mesurée s'éloigne des paramètres
de la zone neutre.

Si la régulation a lieu hors de la zone hachurée (appelée
zone++ et zone--), les changements de la puissance
d'enclenchement interviennent un peu plus vite que
dans la zone hachurée.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel de
l'EKC 331(T) de Danfoss.

RÉF.

.

2

Pompe
à eau

Condenseur

Bouteille

Vers le détendeur

Données techniques

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717
Plage de fonctionnement [bar] -1 à 34 -1 à 34
Pression de service max. PB [bar]
Plage de température de fonctionnement [°C] -40 à 85
Plage de température compensée [°C] BP : -30 à +40/HP : 0 à +80
Signal de sortie nominal 4 à 20 mA 10 à 90 % de la tension d'alimentation

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717
Plage de fonctionnement [bar] 0 à 60 (en fonction de la plage) –1 à 39 (en fonction de la plage)
Pression de service max. PB [bar]
Plage de température de fonctionnement [°C] -40 à 80 -40 à 85
Plage de température compensée [°C] BP : -30 à +40/HP : 0 à +80 BP : -30 à +40/HP : 0 à +80
Signal de sortie nominal 4 à 20 mA 1 à 5 V ou 0 à 10 V

Transmetteur de pression-AKS 33 Transmetteur de pression-AKS 32R

Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717

55 (en fonction de la plage de fonctionnement)

Transmetteur de pression - AKS 3000 Transmetteur de pression - AKS 32

100 (en fonction de la plage de fonctionnement) 60 (en fonction de la plage de fonctionnement)

60 (en fonction de la plage de fonctionnement)

Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717

24 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

3.3
Condenseurs à eau

Exemple d'application 3.3.1 :
régulation du débit des
condenseurs à eau avec
une vanne à eau

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Eau

Le condenseur à eau était à l'origine un échangeur
de chaleur multitubulaire. Aujourd'hui, il s'agit
souvent un échangeur de chaleur à plaques moderne.

Les condenseurs à eau sont généralement peu
utilisés car il est souvent interdit d'utiliser ce type
de condenseurs qui requièrent de grosses quantités
d'eau (pénuries d'eau et/ou prix élevés de l'eau).

Aujourd'hui, les condenseurs à eau sont couramment
utilisés dans les refroidisseurs où l'eau est refroidie
par une tour de réfrigération. Ces condenseurs

Conduite
d'aspiration

Compresseur

peuvent être utilisés comme condenseurs de
récupération de chaleur pour fournir de l'eau
chaude.

La régulation de la pression de condensation peut
être obtenue par une vanne à eau pressostatique
ou par une vanne à eau motorisée commandée
par un régulateur électronique permettant de
réguler le débit d'eau de refroidissement en fonction
de la pression de condensation.

Sortie d'eau de
refroidissement

Condenseur Entrée d'eau de

refroidissement

À Vanne d'arrêt
Á Vanne d'arrêt
 Vanne à eau

Données techniques

Danfoss
Tapp_0035_02
10-2012

Cette solution permet de maintenir la pression de
condensation à un niveau constant. La pression
de condensation du fluide frigorigène est envoyée
dans un tube capillaire vers le haut de la vanne à
eau WVS Â, ce qui permet d'ajuster l'ouverture de
la WVS Â en fonction des besoins. La vanne WVS
est un régulateur proportionnel.

Vanne à eau - WVS

Matériaux Corps de vanne : fonte

Soufflets : aluminium et acier inoxydable

Fluides frigorigènes R717, CFC, HCFC, HFC
Fluide Eau douce, savon neutre
Plage de température du fluide [°C] -25 à 90
Pression de fermeture réglable [bar] 2,2 à 19
Pression de service max. du côté du fluide
frigorigène [bar]
Pression de service max. du côté du liquide
[bar]
DN [mm] 32 à 100

26,4

10

Vers le détendeur

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 25

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 3.3.2 :
régulation du débit des
condenseurs à eau avec
une vanne motorisée

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Eau

À Transmetteur de pression
Á Régulateur
 Vanne motorisée
à Vanne d'arrêt
Ä Vanne d'arrêt

Conduite
d'aspiration

Compresseur

Danfoss
Tapp_0036_02
10-2012

Le régulateur Á reçoit le signal de pression de
condensation du transmetteur de pression AKS 33 À
puis envoie un signal de modulation correspondant
à l'actuateur AMV 20 de la vanne motorisée VM 2 Â.
De cette façon, le débit d'eau de refroidissement
est ajusté et la pression de condensation reste
constante.

Régulateur

Sortie d'eau de
refroidissement

Condenseur

Vers le détendeur

Entrée d'eau de
refroidissement

Dans cette solution, la régulation PI ou PID peut
être configurée dans le régulateur.

,

Les VM 2 et VFG 2 sont des vannes motorisées
conçues pour le chauffage urbain et elles peuvent
également être utilisées pour réguler le débit des
installations frigorifiques.

Données techniques

Vanne motorisée - VM 2

Matériau Corps : bronze rouge
Fluide Eau de circulation/eau glycolée jusqu'à 30 %
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 25
DN [mm] 15 à 50

2 à 150

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

26 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

3.4
Résumé

Solution Application Avantages Limites

Régulation du condenseur à air

Commande pas-à-pas
avec régulateur EKC331

Régulation de la vitesse
des ventilateurs des
condenseurs à air

Régulation du condenseur évaporatif

Commande pas-à-pas du
condenseur évaporatif avec
régulateur de pression RT

De
la conduite de
refoulement

Condenseur

Condenseur

Condenseur

Bouteille

Utilisé principalement pour
la réfrigération industrielle
sous des climats chauds et
dans une moindre mesure

Bouteille

sous des climats plus froids.

S'applique à tous les
condenseurs pouvant
fonctionner à vitesse réduite.

Bouteille

Réfrigération industrielle
de grande puissance
frigorifique.

Régulation du débit d'air
par étapes ou avec un
régulateur de vitesse.
Économie d'énergie.
Pas d'utilisation d'eau.

Faible courant de démarrage
Économies d'énergie
Bruit réduit
Durée de vie plus longue
Installation simplifiée

Importante réduction de la
consommation d'eau par
rapport aux condenseurs
à eau et régulation de
la puissance frigorifique
relativement facile.
Économies d'énergie.

Températures ambiantes
très basses. La commande
pas-à-pas du ventilateur
peut être bruyante.

Températures ambiantes
très basses.

Ne convient pas dans des
pays où l'humidité relative
est élevée.
Sous des climats froids, il
convient de veiller à ce que
l'eau ne stagne pas dans les
tuyaux pendant les périodes
d'inactivité de la pompe.

Commande pas-à-pas du
condenseur évaporatif avec
régulateur pas-à-pas EKC331

De
la conduite de
refoulement

Régulation du condenseur à eau

Régulation du débit
avec une vanne à eau

Compresseur

pressostatique

Régulation du débit avec
une vanne motorisée

Compresseur

3.5
Documents de référence

Pour obtenir une liste de tous les
documents de référence dans
l'ordre alphabétique, veuillez
vous reporter à la page 146

Pompe

Entrée d'eau de
refroidissement

Sortie d'eau de
refroidissement

Entrée d'eau de
refroidissement

Sortie d'eau de
refroidissement

à eau

Condenseur

Bouteille

Condenseur

Condenseur

Fiche technique/manuel

Type
AKD 102 PD.R1.B
AKS 21 RK0YG
AKS 33 RD5GH
AMV 20 ED95N
CVP PD.HN0.A
CVPP PD.HN0.A

Réf. du document

Réfrigération industrielle
de grande puissance
frigorifique.

Importante réduction de la
consommation d'eau par
rapport aux condenseurs
à eau et régulation de
la puissance frigorifique
relativement facile.
Contrôlable à distance.
Économies d'énergie.

Récupération de chaleur. Régulation de la capacité

simple.

Récupération de chaleur. La régulation de la capacité

du condenseur et la
récupération de chaleur
sont simples. Contrôlable à
distance.

Instruction produit

Type
ICS PD.HS2.A
NR VA PD.FK0.A
RT 5A PD.CB0.A
SVA PD.KD1.A
VM 2 ED97K
WVS PD.DA0.A

Réf. du document

Type
AKD 102 MG11L
AKS 21 RI14D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
AMV 20 EI96A
CVP, CVPP PI.HN0.C
CVP-XP PI.HN0.J

Réf. du document

Ne convient pas dans des
pays où l'humidité relative
est élevée.
Sous des climats froids, il
convient de veiller à ce que
l'eau ne stagne pas dans les
tuyaux pendant les périodes
d'inactivité de la pompe.

Ne convient pas lorsque
la disponibilité de l'eau
constitue un problème.

Ce type d'installation
est plus onéreux qu'une
configuration normale.
Ne convient pas dans des
situations où la disponibilité
de l'eau constitue un problème

Type
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
NR VA PI.FK0.A
RT 5A RI5BC
SVA PI.KD1.A
VM 2 VIHBC
WVS PI.DA0.A

Réf. du document

.

Pour télécharger la dernière version de la documentation, visitez le site Internet de Danfoss.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 27

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

4. Régulation du niveau
de liquide

4.1
Système de régulation
du niveau de liquide
haute pression (niveau HP)

La régulation du niveau de liquide est un élément
important dans la conception des systèmes de
réfrigération industrielle. Elle permet de commander
l'injection de liquide afin de maintenir le niveau
de liquide constant.

Deux principaux principes peuvent être utilisés
pour concevoir un système de régulation du niveau
de liquide :

Système de régulation du niveau de liquide haute
pression (niveau HP)

Système de régulation du niveau de liquide
basse pression (niveau BP)

Les systèmes de régulation du niveau de liquide
haute pression présentent généralement les
caractéristiques suivantes :

1.

Une attention particulière est accordée au niveau
du liquide du côté de la condensation du système

2. Une charge en fluide frigorigène critique.

3. Petite bouteille ou absence de bouteille.

4. Ils conviennent principalement aux refroidisseurs

et aux systèmes avec faible charge en fluide
frigorigène (de petits congélateurs par exemple).

Avant de concevoir un système de régulation du
niveau de liquide HP, il convient de tenir compte
des points suivants :

Dès que du liquide se forme dans le condenseur,
il est envoyé dans l'évaporateur (du côté basse
pression).

Le liquide qui quitte le condenseur présente un
sous-refroidissement faible voire nul. Il est important
de savoir quand le liquide coule vers le côté basse
pression. En cas de perte de pression dans les tuyaux
ou les composants, de la vapeur instantanée peut
se former et entraîner la réduction de l'écoulement

La charge en fluide frigorigène peut être calculée
avec précision afin de garantir la présence d'une
quantité adéquate de fluide frigorigène dans le
système. Une surcharge augmente le risque de
noyer l'évaporateur ou le séparateur de liquide
causant un coup de liquide dans le compresseur.
Si le système manque de fluide frigorigène, le
compresseur sera sous alimenté. Le réservoir

Les systèmes basse pression présentent
généralement les caractéristiques suivantes :

1.

Une attention particulière est accordée au niveau
du liquide du côté de l'évaporation du système.

2.

La bouteille est généralement de grande capacité

3. La charge en fluide frigorigène est importante.

4. Ils conviennent principalement aux systèmes
décentralisés.

Les deux principes sont possibles, avec des
composants mécaniques et électroniques.

.

basse pression (séparateur de liquide ou évaporateur
multitubulaire) doit être correctement dimensionné
car il doit pouvoir recevoir tout le fluide frigorigène
sans entraîner de coup de liquide au compresseur.

Pour les raisons exposées ci-dessus, les systèmes
de régulation du niveau de liquide HP conviennent
tout particulièrement aux systèmes qui requièrent
une faible charge en fluide frigorigène tels que
les refroidisseurs ou les petits congélateurs. Les
refroidisseurs de liquide n'ont
besoin de bouteilles. Cependant

généralement pas
, si une bouteille

est nécessaire afin d'installer les pilotes et

.

d'alimenter un refroidisseur d'huile en fluide
frigorigène, la bouteille peut être de petite taille.

.

28 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Danfoss

Tapp_0044_02

10-2012

2

Exemple d'application 4.1.1 :
solution mécanique pour
la régulation de niveau de
liquide HP

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt
Á Filtre
 Vanne principale

servo-commandée

à Vanne d'arrêt
Ä Vanne à flotteur
Å Vanne d'arrêt
Æ Vanne d'arrêt

Depuis le condenseur

Depuis la
conduite de
refoulement

Bouteille

Vers le
refroidisseur
d'huile

Sur les systèmes de régulation du niveau de liquide
HP, la vanne à flotteur SV1 Ä ou SV3 est utilisée
comme vanne pilote pour une vanne principale
PMFH Â. Comme présenté sur le schéma ci-dessus,
lorsque le niveau de liquide dans la bouteille
dépasse le seuil défini, la vanne à flotteur SV1 Ä
envoie un signal à la vanne principale PMFH pour
qu'elle s'ouvre.

Vers le
séparateur

Données techniques

La fonction de la bouteille ici est de fournir un
signal plus stable pour la vanne à flotteur Ä.

PMFH 80 - Entre 1 et 500

Matériau Fonte sphérique basse température
Fluides frigorigènes R717, HFC, HCFC et CFC
Plage de température du fluide [°C] -60 à +120
Pression de service max. [bar] 28
Pression d'essai max. [bar] 42
Capacité nominale* [kW] 139-13 900

* Conditions : R717, +5/32 °C, Tl = 28 °C

Vanne à flotteur - SV1 et SV3

Matériau Boîtier : acier

Capot : fonte basse température
Flotteur : acier inoxydable

Fluides frigorigènes R717, HFC, HCFC et CFC
Plage de température du fluide [°C] -50 à 65
Bande P [mm] 35
Pression de service max. [bar] 28
Pression d'essai max. [bar] 36
Valeur Kv [m3/h] 0,06 pour SV 1

0,14 pour SV 3

Capacité nominale* [kW] SV1 : 25

SV3 : 64

* Conditions : R717, +5/32 °C, Tl = 28 °C

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 29

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 4.1.2 :
solution mécanique pour
la régulation de niveau de
liquide HP avec HFI

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Fluide frigorigène liquide BP
Eau

À Vanne à flotteur HP

Tuyau de purge (option 1)

Du
compresseur

Entrée d'eau de refroidissement

Condenseur à plaques

Danfoss
Tapp_0045_02
10-2012

Si le condenseur est un échangeur de chaleur à
plaques, la vanne à flotteur mécanique HFI À peut
être utilisée pour commander le niveau de liquide.

La HFI est une vanne à flotteur haute pression
à action directe. Aucune pression différentielle
n'est donc nécessaire pour activer la vanne.

Sortie d'eau de refroidissement

≠ HFI

tuyau de purge

Vers le séparateur
de liquide

L'option 1 est la solution la plus simple. L'option 2
nécessite l'installation d'une électrovanne sur la
conduite d'égalisation.

Si la HFI n'est pas montée directement sur le
condenseur, il est nécessaire de raccorder une
conduite d'égalisation.

(option 2)

Données techniques

Il peut être nécessaire de raccorder une conduite
d'égalisation sur le côté HP ou BP (option 1 ou 2)
comme indiqué sur le schéma pour éliminer la
vapeur de fluide frigorigène du boîtier du flotteur
car celle-ci peut empêcher le liquide d'entrer dans
le boîtier du flotteur et donc empêcher l'ouverture
de la vanne HFI.

HFI

Matériau Acier spécial approuvé pour les applications basse température
Fluides frigorigènes R717 et autres fluides frigorigènes ininflammables. Pour les fluides frigorigènes d'une densité

supérieure à 700 kg/m3, consulter Danfoss.

Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 25 bar
Pression d'essai max. [bar] 50 bar (sans flotteur)
Capacité nominale* [kW] 400 à 2400

* Conditions : R717, -10/35°C

-50 à 80

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

30 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 4.1.3 :
solution électronique pour
la régulation de niveau de
liquide HP

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt
Á Filtre
 Vanne motorisée
à Vanne d'arrêt
Ä Régulateur
Å Transmetteur de niveau
Æ Vanne d'arrêt
Ç Vanne d'arrêt

Depuis le condenseur

Depuis la
conduite de
refoulement

Bouteille

Vers le refroidisseur
d'huile

Lors de la conception d'une solution électronique
de contrôle de niveau de liquide, le signal du niveau
de liquide peut être donné par un AKS 38 qui est
un contacteur de niveau (tout ou rien) ou un
AKS 4100

/4100U qui est un transmetteur de niveau

(4-20 mA).

Le signal électronique est envoyé à un régulateur
électronique EKC 347 qui commande la vanne
d'injection.

Avec un robinet régleur REG qui agit comme
détendeur et une électrovanne EVRA pilotée
par une commande tout ou rien.

Le système présenté est un transmetteur de
niveau AKS 4100/4100U Å qui envoie un signal
de niveau à un régulateur de niveau de liquide
EKC 347 Ä. La vanne motorisée ICM Â agit
comme détendeur.

Danfoss

Vers le
séparateur

Tapp_0046_02

10-2012

Données techniques

L'injection de liquide peut être commandée de
différentes façons :

Avec une vanne motorisée modulante de type
ICM avec un actuateur ICAD.

Avec un détendeur électrique de type AKVA.
La vanne AKVA doit être utilisée uniquement
lorsque l'alimentation par pulsation est acceptable.

Vanne motorisée - ICM pour détente

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment R717 et R744
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 80
Puissance nominale* [kW] 73 à 22 700

* Conditions : R717, Te = –10 °C, ∆p = 8,0 bar, ∆T

Matériau Filet et tuyau : acier inoxydable

Fluides frigorigènes R717, R22, R404a, R134a, R718, R744
Plage de température du fluide [°C]
Pression de service -1 bar g à 100 bar g (-14,5 psig à 1450 psig)
Plage de mesure [mm] 800 à 8000

-60 à 120

= 4 K ;

sub

Transmetteur de niveau - AKS 4100/4100U

Section haute : aluminium moulé

-60 à 100

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 31

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

4.2
Système de contrôle du
niveau de liquide basse
pression (niveau BP)

Exemple d'application 4.2.1 :
solution mécanique pour la
régulation de niveau de liquide BP

Avant de concevoir un système de régulation du
niveau de liquide BP, il convient de tenir compte
des points suivants :

Le niveau de liquide dans le réservoir basse pression
(séparateur de liquide/évaporateur multitubulaire)
est maintenu à un niveau constant. Cela permet
de sécuriser le système car un niveau de liquide
trop élevé dans le séparateur de liquide peut
provoquer un coup de liquide dans le compresseur
Un niveau trop faible peut entraîner une cavitation
des pompes de fluide frigorigène dans un système
à circulation par pompe.

La bouteille doit être assez grande pour accumuler
le fluide frigorigène liquide en provenance des
évaporateurs lorsque le contenu de fluide frigorigène
de certains évaporateurs varie en fonction de
la charge de refroidissement, lorsque certains
évaporateurs sont arrêtés pour être entretenus
ou lorsqu'une partie des évaporateurs est vidangée
avant le dégivrage.

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Par conséquent, les systèmes de régulation du
niveau de liquide BP conviennent aux systèmes
décentralisés qui comportent de nombreux
évaporateurs et où la charge en fluide frigorigène
est importante, dans des entrepôts frigorifiques
par exemple. Avec un système de régulation
du niveau de liquide BP, ces systèmes peuvent
fonctionner en toute sécurité même lorsque la
charge en fluide frigorigène est impossible à

.

calculer de façon précise.

En conclusion, les systèmes de régulation du niveau
de liquide HP conviennent aux systèmes compacts
tels que les refroidisseurs. L'avantage principal
réside dans leur faible coût (petite bouteille ou
sans bouteille). Les systèmes de régulation du
niveau de liquide BP conviennent parfaitement
aux systèmes décentralisés qui comportent de
nombreux évaporateurs et de longs tuyaux, dans
les entrepôts frigorifiques par exemple. Leur sécurité
et leur fiabilité constituent leurs principaux atouts.

Depuis l'évaporateur

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP

Séparateur de
liquide

Depuis la
bouteille

Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt
Á Filtre
 Électrovanne
à Vanne à flotteur BP
Ä Vanne d'arrêt

Vers l'évaporateur

Danfoss
Tapp_0047_02
10-2012

Å Vanne d'arrêt

Les vannes à flotteur SV contrôlent le niveau du
liquide dans les réservoirs basse pression. Si la
puissance frigorifique est faible, les vannes SV Ã
peuvent directement faire office de détendeur
dans le réservoir basse pression comme indiqué.

Données techniques

Matériau Boîtier : acier

Fluides frigorigènes R717, HFC, HCFC et CFC
Plage de température du fluide [°C]
Bande P [mm] 35
Pression de service max. [bar] 28
Pression d'essai max. [bar] 42
Valeur Kv [m3/h] 0,23 pour SV 4

Capacité nominale* [kW] SV4 : 102

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

* Conditions : R717, +5/32 °C, ∆T

32 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

SV 4-6

Capot : fonte basse température (sphérique)
Flotteur : acier inoxydable

-50 à +120

0,31 pour SV 5
0,43 pour SV 6

SV5 : 138
SV6 : 186

= 4 K.

sub

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 4.2.2 :
solution mécanique pour
la régulation de niveau de
liquide BP

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt
Á Filtre
 Vanne principale

servo-commandée

à Vanne d'arrêt
Ä Vanne à flotteur BP
Å Vanne d'arrêt
Æ Vanne d'arrêt

Données techniques

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Séparateur de
liquide

Vers l'évaporateur

Si la puissance frigorifique est importante, la vanne à
flotteur SV Ä est utilisée comme vanne pilote pour la
vanne principale PMFL. Comme présenté sur le schéma
ci-dessus, lorsque le niveau de liquide dans la bouteille
descend au-dessous du niveau défini, la vanne à flotteur
SV Ä envoie un signal à la vanne PMFL pour qu'elle s'ouvre.

PMFL 80 - Entre 1 et 500

Matériau Fonte sphérique basse température
Fluides frigorigènes R717, HFC, HCFC et CFC
Plage de température du fluide [°C] -60 à +120
Pression de service max. [bar] 28
Pression d'essai max. [bar] 42
Capacité nominale* [kW] 139-13 900

* Conditions : R717, +5/32 °C, ∆T

sub

= 4 K.

Depuis
l'évaporateur

Depuis la
bouteille

Danfoss
Tapp_0048_02
10-2012

Exemple d'application 4.2.3 :
solution électronique pour la
régulation de niveau de liquide BP

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt

Séparateur de
liquide

Depuis la
bouteille

Á Filtre
 Électrovanne

Depuis l'évaporateur

à Vanne motorisée
Ä Vanne d'arrêt
Å Régulateur
Æ Transmetteur de niveau

Vers l'évaporateur

Danfoss
Tapp_0049_02
10-2012

Ç Contacteur de niveau

Le transmetteur de niveau AKS 4100/4100U Æ
surveille le niveau de liquide du séparateur et envoie
un signal de niveau au régulateur de niveau de

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 33

modulant à l'actuateur de la vanne motorisée ICM Ã.
La vanne motorisée ICM agit comme détendeur.

liquide EKC 347 Å, qui envoie à son tour un

signal

Le régulateur de niveau de liquide EKC 347 Å
dispose également de sorties relais pour les
limites supérieure et inférieure et pour le niveau
d'alarme. Il est toutefois recommandé d'utiliser
un contacteur de niveau AKS 38 Ç comme
alarme de niveau haut.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 4.2.4 :
solution électronique pour la
régulation de niveau de liquide BP

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

Séparateur
de liquide

À Vanne d'arrêt
Á Filtre
 Électrovanne
à Vanne de détente électrique
Ä Vanne d'arrêt
Å Régulateur

Vers l'évaporateur

Æ Transmetteur de niveau

2

Depuis la
bouteille

Depuis l'évaporateur

Danfoss
Tapp_0050_02
10-2012

Cette solution est semblable à la solution 4.2.3.
Toutefois, dans cet exemple, la vanne motorisée ICM
est remplacée par une vanne de détente électrique
AKVA. La servovanne EVRAT Â est utilisée comme
électrovanne supplémentaire pour garantir une

Le régulateur de niveau de liquide EKC 347 Å
dispose également de sorties relais pour les limites
supérieures et inférieures et pour le niveau d'alarme.
Il est toutefois recommandé d'utiliser un contrôleur
de niveau AKS 38 comme alarme de niveau haut.

fermeture totale pendant les cycles d'arrêt.

Données techniques

Matériau AKVA 10 : acier inoxydable

Fluides frigorigènes R717
Plage de température du fluide [°C] AKVA 10 : -50 à +60

Pression de service max. [bar] 42
DN [mm] 10 à 50
Puissance nominale* [kW] 4 à 3150

* Conditions : R717, +5/32 °C, ∆T

AK VA

AKVA 15 : fonte
AKVA 20 : fonte

AKVA 15/20 : -40 à +60

= 4 K.

sub

Exemple d'application 4.2.5 :
solution électronique pour la
régulation de niveau de liquide BP

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

À Station de vannes ICF avec :

M

Vanne d'arrêt

Séparateur de
liquide

Depuis la
bouteille

Depuis
l'évaporateur

Filtre
Électrovanne
Robinet manuel
Vanne motorisée
Vanne d'arrêt

Á Régulateur
 Transmetteur de niveau

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

Vers l'évaporateur

Danfoss peut fournir une solution de vanne
ICF À très compacte. Jusqu'à six modules différents
peuvent être assemblés sur le même corps et
sont faciles à installer.

Le module ICM agit comme un détendeur et le
module ICFE est une électrovanne.
Cette solution fonctionne de la même façon que
dans l'exemple 4.2.3. La solution ICF semblable à
l'exemple 4.2.4 est également disponible. Consulter
les brochures ICF pour plus d'information.

Danfoss
Tapp_0051_02
10-2012

34 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 4.2.6 :
solution électronique pour la
régulation de niveau de liquide BP

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur

Séparateur de
liquide

Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt
Á Électrovanne
Â

Vanne de régulation manuelle

Vers l'évaporateur

à Vanne d'arrêt
Ä Contrôleur de niveau

Cette solution commande l'injection de liquide
via la commande tout ou rien. Le contrôleur de
niveau AKS 38 Ä, commande la commutation de
l'électrovanne EVRA Á, en fonction du niveau de
liquide dans le séparateur. Le robinet régleur REG
 agit comme un détendeur.

2

Depuis la
bouteille

Depuis
l'évaporateur

Danfoss
Tapp_0052_02
10-2012

Données techniques

AKS 38

Matériau Boîtier : fonte chromate de zinc
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à +65
Pression de service max. [bar] 28
Plage de mesure [mm] 12,5 à 50

REG

Matériau Acier spécial résistant au froid approuvé pour un fonctionnement à basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à +150
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 6 à 65
Valeur Kv [m3/h] 0,17 à 81,4 pour les vannes complètement ouvertes

EVRA

Fluides frigorigènes R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502
Plage de température du fluide [°C] -40 à +105
Pression de service max. [bar] 42
Capacité nominale* [kW] 21,8 à 2368
Valeur Kv [m3/h] 0,23 à 25,0

* Conditions : R717, -10/+25 °C, ∆p = 0,15 bar

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 35

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

4.3
Résumé

Solution Application Avantages Limites

Solution mécanique haute
pression :
SV1/3 + PMFH

Solution mécanique haute
pression :
HFI

Bouteille

Condenseur
à plaques

S'applique aux systèmes à faibles
charges de fluides frigorigènes
tels que les refroidisseurs.

S'applique à des systèmes
à faibles charges de fluides
frigorigènes et à des
condenseurs à plaques.

Mécanique pure.
Large plage de puissance
frigorifique.

Mécanique pure.
Solution simple.
Convient tout particulièrement
aux échangeurs de chaleur à
plaques.

Commande à distance
impossible. La distance entre SV
et PMFH est limitée à plusieurs
mètres.
Réponse un peu lente.

Refroidissement de l'huile par
thermosiphon impossible.

Solution électronique haute
pression :
AKS 4100/4100U+
EKC 347 + ICM

Solution mécanique
basse pression :
SV4-6

Solution mécanique
basse pression :
SV 4-6 + PMFL

Solution électronique basse
pression :
AKS 4100/4100U +
EKC 347 + ICM

Solution électronique basse
pression :
AKS 4100/4100U +
EKC 347 + AKVA

Solution électronique basse
pression :
AKS 4100/4100U +
EKC 347 + ICF

Bouteille

Séparateur de liquide

Séparateur de liquide

Séparateur de liquide

Séparateur de liquide

Séparateur de liquide

S'applique aux systèmes à faibles
charges de fluides frigorigènes
tels que les refroidisseurs.

Flexible et compacte.
Commande et surveillance à
distance.
Couvre une large plage de
puissance frigorifique.

Convient aux petits systèmes. Mécanique pure.

Solution simple et peu onéreuse.

Convient tout particulièrement
aux systèmes décentralisés tels
que les entrepôts frigorifiques.

Convient tout particulièrement
aux systèmes décentralisés tels
que les entrepôts frigorifiques.

Mécanique pure.
Large plage de puissance
frigorifique.

Flexible et compacte.
Commande et surveillance à
distance.
Couvre une large plage de
puissance frigorifique.

Convient tout particulièrement
aux systèmes décentralisés tels
que les entrepôts frigorifiques.

Flexible et compacte.
Commande et surveillance à
distance.
Large plage de puissance
frigorifique.
Plus rapide que la vanne
motorisée.

Vanne à sécurité intégrée (NC).
Convient tout particulièrement
aux systèmes décentralisés tels
que les entrepôts frigorifiques.

Flexible et compacte.

Commande et surveillance à

distance.

Couvre une large plage de

puissance frigorifique.

Facile à installer.

Interdit aux fluides frigorigènes
inflammables.

Puissance frigorifique limitée.

Commande à distance
impossible. La distance entre SV
et PMFL est limitée à plusieurs
mètres.
Réponse un peu lente.

Interdit aux fluides frigorigènes
inflammables.

Interdit aux fluides frigorigènes
inflammables.
Le système a besoin d'autoriser
les pulsations.

Interdit aux fluides frigorigènes
inflammables.

Solution électronique basse
pression :
AKS 38 + EVRA + REG

Séparateur

de liquide

Convient tout particulièrement
aux systèmes décentralisés tels
que les entrepôts frigorifiques.

Simple.

Peu onéreuse.

Seulement 40 mm pour le
réglage du niveau.
Dépend fortement du réglage
de la vanne REG.
Ne convient pas aux systèmes
présentant d'importantes
fluctuations de puissance
frigorifique.

4.4
Documents de référence

Pour obtenir une liste de tous les
documents de référence dans
l'ordre alphabétique, veuillez
vous reporter à la page 146

Fiche technique/manuel

Type
AKS 38 PD.GD0.A
AKS 4100/
4100U
AK VA PD.VA1.B
EKC 347 PS.G00.A
EVRA(T ) PD.BM0.B
ICM PD.HT0.B

Réf. du document

PD.SC0.C

Type

Réf. du document

PMFH/L PD.GE0.C
ICF PD.FT1.A
REG PD.KM1.A
SV 1-3 PD.GE0.B
SV 4-6 PD.GE0.D

Instruction produit

Type
AKS 38 PI.GD0.A
AKS 4100/
4100U
AK VA PI.VA1.C /

EKC 347 PI.RP0.A
EVRA(T ) PI.BN0.L
ICM 20-65 PI.HT0.A

Réf. du document

PI.SC0.D
PI.SC0.E

PI.VA1.B

Type

Réf. du document

ICM 100-150 PI.HT0.B
PMFH/L PI.GE0.D /

PI.GE0.A
ICF PI.FT0.C
REG PI.KM1.A
SV 1-3 PI.GE0.C
SV 4-6 PI.GE0.B

Pour télécharger la dernière version de la documentation, visitez le site Internet de Danfoss.

36 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

5. Régulations de
l'évaporateur

5.1
Régulation par détente
directe

L'évaporateur correspond à la partie du système
de réfrigération où la chaleur est transférée du
fluide que vous voulez refroidir (l'air, la saumure
ou le produit directement) vers le fluide frigorigène

Par conséquent, la principale fonction du système
de régulation de l'évaporateur est d'atteindre la
température souhaitée pour le fluide. Le système
de régulation doit assurer un fonctionnement
performant et sûr.

De façon plus spécifique, les méthodes de
régulation ci-après peuvent être nécessaires
pour les évaporateurs :

Les sections 5.1 et 5.2 relatives à la régulation
de l'alimentation en liquide décrivent deux
types différents de détente directe (DX) pour
l'alimentation en liquide et la circulation par
pompe.

Le dégivrage (sections 5.3 et 5.4), nécessaire
pour les refroidisseurs d'air fonctionnant à des
températures inférieures à 0 °C.

Pour définir l'alimentation en liquide des
évaporateurs à détente directe, les conditions
suivantes doivent être remplies :

Le fluide frigorigène liquide est injecté dans
l'évaporateur où il est entièrement évaporé.
Ceci est nécessaire pour protéger le
compresseur contre les coups de liquide.

La température du medium refroidi doit être
maintenue dans la plage souhaitée.

La régulation multitempératures (section 5.5)
pour les évaporateurs qui ont besoin de
fonctionner à de faibles températures.

.

La régulation par température du fluide
(section 5.6) lorsque cette dernière doit être
maintenue à un niveau constant de façon
très précise.

En ce qui concerne la régulation par température
du fluide et le dégivrage, les évaporateurs à détente
directe (DX) et les évaporateurs à circulation par
pompe sont évalués séparément car il existe des
différences concernant les systèmes de régulation.

L'injection de liquide est régulée par un détendeur
piloté en fonction de la surchauffe des vapeurs à
la sortie de l'évaporateur. Ce détendeur peut être
un détendeur thermostatique ou un détendeur
électronique.

La régulation par température est normalement
obtenue via la commande tout ou rien qui active
et coupe l'alimentation en liquide vers l'évaporateur
en fonction de la température du fluide.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 37

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 5.1.1 :
évaporateur DX, détendeur
thermostatique

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/

vapeur

Fluide frigorigène vapeur BP

À Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Á Filtre
 Électrovanne
à Détendeur thermostatique
Ä Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Å Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Æ Évaporateur
Ç Thermostat numérique
È Sonde de température

Danfoss
Tapp_0062_02
10-2012

De
la bouteille

L'exemple d'application 5.1.1 présente une
installation type pour un évaporateur DX sans
dégivrage par gaz chauds.

L'injection de liquide est commandée par un
détendeur thermostatique TEA Ã, qui maintient
la surchauffe du fluide frigorigène à la sortie de
l'évaporateur à un niveau constant. Le TEA a été
conçu pour l'ammoniac. Danfoss fournit également
des détendeurs thermostatiques pour les fluides
frigorigènes fluorés.

Vers la conduite d'aspiration

Évaporateur

Cette solution peut également être utilisée pour
les évaporateurs DX avec dégivrage naturel ou
électrique.

Le dégivrage naturel est obtenu en arrêtant le
débit de fluide frigorigène vers l'évaporateur et
en maintenant le ventilateur en fonctionnement.
Le dégivrage électrique est obtenu en arrêtant le
débit de fluide frigorigène vers l'évaporateur et le
ventilateur et en activant un chauffage électrique
placées dans le bloc d'ailettes de l'évaporateur.

La température du fluide est régulée par le
thermostat numérique EKC 202 Ç, qui commande
la commutation de l'électrovanne EVRA Â en
fonction du signal de température du fluide à partir

Régulateur d'évaporateur EKC 202

Le thermostat numérique régule toutes les fonctions
de l'évaporateur notamment le thermostat, le
ventilateur, le dégivrage et les alarmes.

de la sonde de température PT 1000 AKS 21 È.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel
de l'EKC 202 de Danfoss.

Données techniques

Les vannes ne sont pas toutes représentées
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

Fluides frigorigènes R717
Plage de température d'évaporation [°C]
Temp. max. du bulbe [°C] 100
Pression de service max. [bar] 19
Capacité nominale* [kW] 3,5 à 295

* Conditions : –15 °C/+32 °C, ∆T

Fluides frigorigènes R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502
Plage de température du fluide [°C] -40 à +105
Pression de service max. [bar] 42
Capacité nominale* [kW] 21,8 à 2368
Valeur Kv [m3/h] 0,23 à 25,0

* Conditions : R717, -10/+25 °C, ∆p = 0,15 bar

Fluides frigorigènes Fluides frigorigènes à l'ammoniac et fluorés
Plage de température du fluide [°C] -50 à +140
Pression de service max. [bar] 28
DN [mm] 15/20
Insert de filtre Conception en acier inoxydable 150 

.

Valeur Kv [m3/h] 3,3/7,0

Détendeur thermostatique - TEA

-50 à 30

= 4 °C

sub

Électrovanne - EVRA(T)

Filtre - FA

38 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 5.1.2 :
évaporateur DX, détente
électronique

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide frigorigène
liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP

À Vanne d'arrêt - Entrée liquide

Vers la conduite
d'aspiration

Á Filtre
 Électrovanne
à Détendeur électronique
Ä

Vanne d'arrêt - Entrée évaporateur

Å Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Æ

Évaporateur

Ç

Régulateur

È

Sonde de température
Transmetteur de pression
Sonde de température

Depuis la bouteille

2

Danfoss
Tapp_0063_02
10-2012

Évaporateur

Données techniques

L'exemple d'application 5.1.2 présente une
installation type pour un évaporateur DX
électronique sans dégivrage par gaz chauds.

L'injection de liquide est commandée par la vanne
motorisée ICM Ã, elle-même commandée par le
régulateur d'évaporateur de type EKC 315A Ç. Le
régulateur EKC 315A mesure la surchauffe au moyen
du transmetteur de pression AKS et de la sonde de

Contrairement à la solution 5.1.1, cette solution
fait fonctionner l'évaporateur à une surchauffe
optimisée et s'adapte constamment au degré
d'ouverture de la vanne d'injection afin de garantir
une puissance frigorifique et une efficacité
maximum. La surface de l'évaporateur est
entièrement utilisée. Cette solution offre par
ailleurs une grande précision de régulation par

température du fluide.
température AKS 21 È à la sortie de l'évaporateur
et contrôle l'ouverture de l'ICM pour maintenir la
surchauffe au niveau optimal.

Régulateur d'évaporateur EKC 315A

Le régulateur numérique régule toutes les fonctions

de l'évaporateur notamment le thermostat, le
En même temps, le régulateur EKC 315A fonctionne

détendeur et les alarmes.
comme un thermostat numérique, lequel contrôle
la commutation de l'électrovanne EVRA Â en
fonction du signal de température du fluide à

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel

de l'EKC 315A de Danfoss.
partir de la sonde de température AKS 21 .

Vanne motorisée - ICM pour détente

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment R717 et R744
Plage de température du fluide
[°C]
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 80
Puissance nominale* [kW] 73 à 22700

* Conditions : R717, Te = –10 °C, ∆p = 8,0 bar, ∆T

-60 à 120

sub

= 4 K ;

Transmetteur de pression - AKS 3000 Transmetteur de pression - AKS 32

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717 Tous les fluides frigorigènes, y compris le R717
Plage de fonctionnement [bar] 0 à 60 (en fonction de la plage) –1 à 39 (en fonction de la plage)
Pression de service max. PB [bar] 100 (en fonction de la plage de

fonctionnement)

Plage de température de
fonctionnement [°C]
Plage de température compensée
[°C]
Signal de sortie nominal 4 à 20 mA 1 à 5 V ou 0 à 10 V

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 39

-40 à 80 -40 à 85

BP : -30 à +40/HP : 0 à +80 BP : -30 à +40/HP : 0 à +80

60 (en fonction de la plage de
fonctionnement)

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 5.1.3 :
évaporateur DX, détente
électronique avec solution
de régulation ICF

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP

À Solution de régulation ICF

avec :

Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Filtre
Électrovanne
Robinet manuel
Vanne de détente électrique

ICM

Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

M

Á Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

 Évaporateur
à Régulateur
Ä Sonde de température
Å Transmetteur de pression
Æ Sonde de température

Vers la conduite
d'aspiration

Depuis la bouteille

L'exemple d'application 5.1.3 présente la nouvelle
solution de régulation ICF pour un évaporateur
DX électronique sans dégivrage par gaz chauds
similaire à l'exemple 5.1.2.

L'ICF peut recevoir jusqu'à six modules différents
assemblés sur le même corps, ce qui constitue une
solution de régulation compacte et facile à installer.

Danfoss
Tapp_0064_02
10-2012

Évaporateur

Comme dans l'exemple 5.1.1, cette solution
fait fonctionner l'évaporateur à une surchauffe
optimisée et s'adapte constamment au degré
d'ouverture de la vanne d'injection afin de garantir
une capacité et une efficacité maximum. La surface
de l'évaporateur est entièrement utilisée. Cette
solution offre par ailleurs une grande précision
de régulation par température du fluide.

L'injection de liquide est commandée par la vanne
motorisée ICM, elle-même commandée par le
régulateur d'évaporateur de type EKC 315A Ã.
Le

régulateur EKC 315A mesure la surchauffe au
moyen du transmetteur de pression AKS Å et de
la sonde de
l'évaporateur et contrôle l'ouverture de l'ICM
pour maintenir la surchauffe au niveau optimal.

En même temps, le régulateur EKC 315A fonctionne
comme un thermostat numérique, lequel commande
la commutation de l'électrovanne ICFE en fonction
du signal de température du fluide depuis la sonde
de température AKS 21 Æ.

température AKS 21 Ä

à la sortie de

Régulateur d'évaporateur EKC 315A

Le régulateur numérique régule toutes les fonctions
de l'évaporateur notamment le thermostat, le
détendeur et les alarmes.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel
de l'EKC 315A de Danfoss.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

40 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 5.1.4 :
évaporateur DX, détente
électronique avec solution de
régulation ICF

Fluide frigorigène liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP

À Solution de régulation ICF

avec :

Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Filtre
Détendeur
Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Á Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

 Évaporateur
à Régulateur
Ä Sonde de température
Å Transmetteur de pression
Æ Sonde de température

Vers la conduite
d'aspiration

Depuis la bouteille

L'exemple d'application présente une solution de
régulation ICF pour un évaporateur DX électronique
sans dégivrage par gaz chauds.

L'ICF peut recevoir jusqu'à six modules différents
assemblés sur le même corps, ce qui constitue une
solution de régulation compacte et facile à installer.

Danfoss
Tapp_0160_02
10-2012

Évaporateur

Régulateur d'évaporateur EKC 315A

Le régulateur numérique régule toutes les fonctions
de l'évaporateur notamment le thermostat, le
détendeur et les alarmes.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel
de l'EKC 315A de Danfoss.

L'injection de liquide est commandée par le
détendeur électronique ICFA, lequel est
commandé par le régulateur d'évaporateur
EKC 315A. Le régulateur EKC 315A mesure la
surchauffe au moyen du transmetteur de pression
AKS 33 et de la sonde de température AKS 21 
à la sortie de l'évaporateur et contrôle l'ouverture
du détendeur ICFA pour maintenir la surchauffe à
un niveau optimal.

Cette solution fait fonctionner l'évaporateur à une
surchauffe optimisée et s'adapte constamment
au degré d'ouverture de la vanne d'injection afin
de garantir une puissance frigorifique et une
efficacité maximum. La surface de l'évaporateur
est entièrement utilisée. Cette solution offre par
ailleurs une grande précision de régulation par
température du fluide.

La solution de régulation ICF présentée ici peut
également être remplacée par une solution de vanne
conventionnelle (vanne d'arrêt SVA, filtre FA/FIA,
détendeur électronique AKVA et vanne d'arrêt SVA).
Le régulateur EKC 315A peut être utilisé avec l'ICF
et avec une solution de vanne conventionnelle.

Les vannes ne sont pas toutes représentées
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 41

.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

5.2
Régulation de la
circulation par pompe

Exemple d'application 5.2.1 :
évaporateur à circulation par
pompe, sans dégivrage par gaz
chauds

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Á Filtre
 Électrovanne
Å Détendeur manuel
Ä Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Å Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Æ Évaporateur
Ç Thermostat numérique
È Sonde de température

La régulation des systèmes à circulation par pompe
à l'ammoniac est plus simple que celle des systèmes
DX à l'ammoniac car un séparateur de pompe bien
dimensionné protège les compresseurs des coups
de liquide.

Depuis le
séparateur
de liquide

Le séparateur de pompe garantit que seule de la
vapeur de fluide frigorigène « sèche » retourne
vers les compresseurs.
La régulation de l'évaporation est également
simplifiée car seule une commande de liquide tout
ou rien basique est nécessaire vers les évaporateurs

Danfoss
Tapp_0065_02
10-2012

Vers le
séparateur
de liquide

Évaporateur

.

Données techniques

L'exemple d'application 5.2.1 présente une
installation type pour un évaporateur à circulation
par pompe sans dégivrage par gaz chauds et peut
également s'appliquer aux évaporateurs à circulation
par pompe avec dégivrage naturel ou électrique.

La température du fluide est maintenue au niveau
souhaité par le thermostat numérique EKC 202 Ç,
qui commande la commutation de l'électrovanne
EVRA Â en fonction du signal de température du
fluide à partir de la sonde de température PT 1000
AKS 21 È.

Le débit de fluide frigorigène injecté dans
l'évaporateur est régulé par l'ouverture de la vanne
de régulation manuelle REG Ã. Son réglage doit
être ajusté en fonction des besoins. Un degré

REG

Matériau Acier spécial résistant au froid approuvé pour un fonctionnement à basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à +150
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 6 à 65
Valeur Kv [m3/h] 0,17 à 81,4 pour les vannes complètement ouvertes

d'ouverture trop important entraîne une utilisation
fréquente de l'électrovanne et par conséquent
son usure. S'il est trop faible, il prive l'évaporateur
de fluide frigorigène liquide.

Régulateur d'évaporateur EKC 202

Le thermostat numérique régule toutes les fonctions
de l'évaporateur notamment le thermostat, le
ventilateur, le dégivrage et les alarmes.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel
de l'EKC 202 de Danfoss.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

42 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 5.2.2 :
évaporateur à circulation par
pompe, solution de régulation
de l'ICF, sans dégivrage par gaz
chauds

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

À

Solution de régulation ICF avec :

2

Danfoss
Tapp_0066_02
10-2012

Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Filtre
Électrovanne
Robinet manuel
Détendeur manuel
Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Á Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

 Évaporateur
à Thermostat numérique
Ä Sonde de température

Depuis le
séparateur
de liquide

L'exemple d'application 5.2.2 comprend la nouvelle
solution de régulation ICF qui fonctionne de la
même façon que dans l'exemple 5.2.1 et peut
également s'appliquer aux évaporateurs à circulation
par pompe avec dégivrage naturel ou électrique.
L'ICF peut recevoir jusqu'à six modules différents
assemblés sur le même corps, ce qui constitue une
solution de régulation compacte et facile à installer

La température du fluide est maintenue au niveau
souhaité avec le thermostat numérique EKC 202 Ã
lequel commande la commutation de l'électrovanne
ICFE dans l'ICF en fonction du signal de température
du fluide à partir de la sonde de température
PT 1000 AKS 21 Ä.

Vers le
séparateur
de liquide

Évaporateur

Le débit de fluide frigorigène injecté dans
l'évaporateur est réglé par l'ouverture de la
vanne de régulation manuelle ICFR. Son réglage
doit être ajusté en fonction des besoins.
Un degré d'ouverture trop important entraîne
une utilisation fréquente de l'électrovanne et par
conséquent son usure. S'il est trop faible, il prive

.

l'évaporateur de fluide frigorigène liquide.

Régulateur d'évaporateur EKC 202

,

Le thermostat numérique régule toutes les fonctions
de l'évaporateur notamment le thermostat, le
ventilateur, le dégivrage et les alarmes.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel
de l'EKC 202 de Danfoss.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 43

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Danfoss
Tapp_0155_02
10-2012

app_0156_02

Application 5.2.3
Injection de liquide dans un
refroidisseur d'air dans un
système noyé à l'aide d'une
vanne à modulation
d'impulsions en durée AKVA/
ICFA avec dégivrage électrique
ou par saumure.

Depuis le

séparateur

de liquide

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

Vanne d'arrêt - Ligne liquide

À

Filtre

Á

Vanne de détente électrique

Â

Vanne d'arrêt - Entrée

Ã

Évaporateur

évaporateur

Vanne d'arrêt - Conduite

Ä

d'aspiration

Thermostat numérique

Å

Sonde de température

Æ

Évaporateur

Ç

Solution de régulation ICF

È

avec :

Depuis le
séparateur
de liquide

Évaporateur

2

Vers le
séparateur
de liquide

Danfoss
T
10-2012

Vers le
séparateur
de liquide

Vanne d'arrêt
Filtre
Détendeur électronique
Vanne d'arrêt

Dans un système noyé traditionnel, l'injection de
liquide est contrôlée par un thermostat qui mesure
constamment la température de l'air.

L'électrovanne est ouverte pendant plusieurs
minutes au moins, jusqu'à ce que la température
de l'air atteigne le point de consigne. Pendant
l'injection, la masse du débit de fluide frigorigène
est constante.

Il s'agit là d'un moyen très simple pour contrôler
la température de l'air mais les variations de
température entraînées par le thermostat peuvent
parfois avoir des effets secondaires indésirables dans
certaines applications, tels que la déshumidification
ou une régulation imprécise.

Au lieu de procéder à une injection périodique,
comme décrit plus haut, il est également possible
d'adapter en continu l'injection de liquide en
fonction des besoins réels. Ceci peut être effectué
à l'aide d'une vanne à modulation d'impulsions
en durée AKVA Â ou d'une ICF È avec module
d'électrovanne ICFA.

La température de l'air est constamment mesurée
et comparée à la température de référence.
Lorsque la température de l'air atteint le point de
consigne, l'ouverture de la vanne AKVA Â est

réduite. Ceci diminue le degré d'ouverture durant
le cycle, ce qui réduit la puissance frigorifique.
La durée d’un cycle peut être réglée sur 30 à
900 secondes.

Dans un système noyé, cela signifie que le débit
moyen de fluide frigorigène est constamment
régulé et adapté à la demande. Lorsque la quantité
de fluide frigorigène injectée diminue, le débit de
circulation diminue.

Il en résulte l'évaporation d'une plus grande
quantité de fluide frigorigène, ce qui crée une
certaine quantité de gaz surchauffé dans le
refroidisseur d'air.

Ceci a pour effet direct de réduire la température
de surface moyenne du refroidisseur d’air, ce qui
entraîne une réduction de la température entre le
fluide frigorigène et l’air.

Cette approche de l'injection de liquide dans un
système noyé est très polyvalente. La quantité de
liquide injecté peut être régulée avec exactitude,
ce qui améliore la précision et le rendement
énergétique du système.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel
de l’AK-CC 450 de Danfoss.

Les vannes ne sont pas toutes représentées
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

.

44 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

5.3
Dégivrage par gaz chauds
pour les refroidisseurs d'air DX

Sur des applications où le refroidisseur d'air
fonctionne à des températures d'évaporation
inférieures à 0 °C, du givre se forme sur la surface
de l'échangeur de chaleur et son épaisseur augmente
avec le temps. La formation de givre entraîne une
baisse de performance de l'évaporateur en réduisant
le coefficient de transfert de chaleur et la circulation
d'air. Ces refroidisseurs d'air doivent donc être
dégivrés régulièrement afin de maintenir leur
performance au niveau souhaité.

Voici différents types de dégivrage couramment
utilisés dans la réfrigération industrielle :

Dégivrage naturel
Dégivrage électrique
Dégivrage par gaz chauds

Le dégivrage naturel est obtenu en arrêtant le débit
de fluide frigorigène vers l'évaporateur et en
maintenant le ventilateur en fonctionnement.
Ce dégivrage peut uniquement être utilisé pour
des températures ambiantes supérieures à 0 °C.
La durée de dégivrage est longue.

Le dégivrage électrique est obtenu en arrêtant le
ventilateur et le débit de fluide frigorigène vers
l'évaporateur et en alimentant des résistances
électriques placées dans le bloc de l'évaporateur.
Grâce à une fonction de minuterie et/ou à un
thermostat
se terminer

de fin de dégivrage, le dégivrage peut

lorsque la surface de l'échangeur de
chaleur est complètement dégivrée. Cette solution
est facile à installer et l'investissement de départ
est faible mais les frais de fonctionnement (électricité)
sont bien supérieurs à ceux d'autres solutions.

Pour les systèmes à dégivrage par gaz chauds,
du gaz chaud est injecté dans l'évaporateur pour
dégivrer la surface. Cette solution requiert plus
de commandes automatiques que d'autres systèmes
mais présente des frais de fonctionnement plus
réduits. L'injection de gaz chauds dans l'évaporateur
permet par ailleurs l'élimination et le retour d'huile
Pour garantir la puissance des gaz chauds, cette
solution doit être utilisée uniquement sur des
systèmes de réfrigération avec trois évaporateurs
ou plus. Seulement un tiers de la puissance totale
de l'évaporateur peut être dédiée au dégivrage à
un moment donné.

.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 45

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 5.3.1 :
évaporateur DX avec système de
dégivrage par gaz chauds

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP

Ligne liquide

À Vanne d'arrêt - Entrée liquide

Vers la
bouteille

Vers le
condenseur

Compresseur

Vers d'autres
évaporateurs

Depuis d'autres
évaporateurs

Á Filtre
 Électrovanne
à Détendeur
Ä Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Conduite d'aspiration

Depuis la
bouteille

Å Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Æ Électrovanne à deux temps

Danfoss
Tapp_0067_02
10-2012

Ç Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Conduite de gaz chauds

È

Vanne d'arrêt
Filtre
Électrovanne
Vanne d'arrêt

Clapet antiretour

Conduite de refoulement

Vanne clapet sur la conduite

de refoulement
Régulateur de pression

différentielle
Régulateur
Sondes de température
Sondes de température
Sondes de température
Clapet antiretour

Les vannes ne sont pas toutes représentées
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

L'exemple d'application présenté ci-dessus est un
système d'évaporateur DX avec dégivrage par gaz
chauds. Cette méthode de dégivrage n'est pas
courante et elle l'est encore moins pour les
systèmes d'évaporation à l'ammoniac DX. Elle
convient davantage aux systèmes fluorés.

Cycle de réfrigération

L’électrovanne EVRAT Â de la ligne liquide est
maintenue ouverte. L'injection de liquide est

commandée par le détendeur électronique AKVA Ã.

L'électrovanne GPLX Æ de la conduite d'aspiration
est maintenue ouverte et l'électrovanne de dégivrage
ICS est maintenue fermée par son électrovanne
pilote EVM. Le clapet antiretour NRVA empêche
la formation de glace dans le bac de vidange.

La servovanne ICS est maintenue ouverte par
son électrovanne pilote EVM.

Cycle de dégivrage

Après le début du cycle de dégivrage, l'électrovanne
d'alimentation en liquide EVRAT Â se ferme. Le
ventilateur continue de tourner pendant 120 à
600 secondes en fonction de la taille de l'évaporateur
afin d'évacuer le liquide piégé dans l'évaporateur.

Les ventilateurs s'arrêtent et la GPLX se ferme. La
vanne GPLX Æ est maintenue en positon ouverte
par du gaz chaud.

Le gaz chaud se condense dans la vanne froide
et produit du liquide sur le haut du servopiston.
Lorsque les vannes pilotes changent de position
pour fermer la vanne, la pression des pistons
devient égale à la pression d'aspiration.

Cette égalisation prend du temps car du liquide
condensé est présent dans la vanne. Le délai exact
entre le changement de position des vannes pilotes
et la fermeture totale de la vanne dépend de la
température, de la pression, du fluide frigorigène
et de la taille de la vanne.

.

Il n'est donc pas possible de définir un délai de
fermeture exact pour les vannes, mais une pression

plus basse entraîne généralement une durée de
fermeture plus longue.

Il est très important de tenir compte des durées
de fermeture lors de l'utilisation du dégivrage par
gaz chauds dans les évaporateurs.

Un délai supplémentaire de 10 à 20 secondes est
nécessaire pour que le liquide de l'évaporateur
s'installe au fond sans bulles de vapeur.
L'électrovanne ICS est ensuite ouverte par
l'électrovanne pilote EVM et envoie du gaz
chaud dans l'évaporateur.

Pendant le cycle de dégivrage, l'électrovanne
pilote EVM de la servovanne ICS se ferme de
façon à ce que l'ICS soit commandée par la
vanne pilote à pression différentielle CVPP.
L'ICS crée ensuite une pression différentielle
∆p entre la pression du gaz chaud et la pression
du réservoir. Cette chute de pression garantit que
le liquide condensé pendant le dégivrage est
envoyé dans la ligne liquide via le clapet
antiretour NRVA .

Lorsque la température dans l'évaporateur
(mesurée par l'AKS 21 ) atteint la valeur définie,
le dégivrage se termine, l'électrovanne ICS se
ferme, l'électrovanne EVM de l'ICS et
l'électrovanne GPLX Æ s'ouvrent.

En raison de la pression différentielle élevée
entre l'évaporateur et la conduite d'aspiration,
il est nécessaire d'utiliser une électrovanne à
deux temps comme la Danfoss GPLX ou ICLX.
Les vannes GPLX/ICLX ont une puissance frigorifique
de seulement 10 % à une pression différentielle
élevée, ce qui permet d'égaliser la pression avant
qu'elles ne s'ouvrent complètement pour garantir
un fonctionnement régulier et éviter un coup de
bélier dans la conduite d'aspiration.

Après l'ouverture complète de la GPLX, l'EVRAT Â
s'ouvre pour redémarrer le cycle de réfrigération.
Le ventilateur démarre après un délai pour geler
les gouttes de liquide restantes à la surface de
l'évaporateur.

2

Évaporateur

46 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Danfoss
Tapp_0157_02
10-2012

Exemple d'application 5.3.2 :
injection de liquide dans un
refroidisseur d'air dans un
système noyé à l'aide d'une
vanne à modulation
d'impulsions en durée AKVA
avec dégivrage par gaz chauds.

Fluide frigorigène vapeur HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

Depuis le
séparateur de
liquide

Évaporateur

2

Vers le
séparateur
de liquide

Solution de régulation ICF

À

avec :

Vanne d'arrêt
Filtre
Détendeur électronique
Clapet antiretour
Raccord à souder
Vanne d'arrêt

Régulateur de pression

Á

Régulateur de pression

Â

Vanne d'arrêt - Conduite

Ã

d'aspiration

Thermostat numérique

Ä

Sonde de température

Å

Évaporateur

Æ

Solution de régulation ICF

Ç

avec :

Vanne d'arrêt
Filtre
Détendeur électronique
Vanne d'arrêt

Gaz chauds

L'exemple d'application 5.3.2 présente une
installation pour des évaporateurs à circulation
par pompe avec dégivrage par gaz chauds
utilisant la solution de régulation ICF.
L'ICF peut recevoir jusqu'à six modules différents
assemblés sur le même corps, ce qui constitue
une solution de régulation facile à installer.

Cycle de réfrigération

Le module d'électrovanne ICFA de l'ICF  adapte
constamment l'injection de liquide à la demande
réelle.
La vanne motorisée ICM  de la conduite
d'aspiration est maintenue ouverte et l'électrovanne
de dégivrage ICFE de l'ICF  est maintenue fermée.

Cycle de dégivrage

Après le début du cycle de dégivrage, le module
de l'électrovanne d'alimentation en liquide ICFA
de l'ICF  se ferme. Le ventilateur continue de
tourner pendant 120 à 600 secondes en fonction
de la taille de l'évaporateur afin d'évacuer le liquide
piégé dans l'évaporateur.
Les ventilateurs s'arrêtent et la vanne ICM se ferme.
Un délai de 10 à 20 secondes est nécessaire pour que
le liquide de l'évaporateur s'installe au fond sans
bulles de vapeur. L'électrovanne ICFE de l'ICF 
s'ouvre ensuite et alimente l'évaporateur en gaz
chaud.

Lorsque la température dans l'évaporateur atteint
la valeur définie ou que le dégivrage se termine,
l'électrovanne ICFE de l'ICF  se ferme, et après
un bref délai la vanne motorisée ICM  s'ouvre.

En raison de la pression différentielle élevée
entre l'évaporateur et la conduite d'aspiration,
il est nécessaire de libérer lentement la pression,
ce qui permet d'égaliser la pression avant l'ouverture
complète pour garantir un fonctionnement régulier et
éviter un coup de bélier dans la conduite d'aspiration

La vanne motorisée ICM  présente l'avantage
de pouvoir égaliser la pression de dégivrage en
ouvrant lentement la vanne. Une manière
économique d'effectuer cela est d'utiliser le
mode tout ou rien de l'ICM et de sélectionner
une vitesse très faible. Ce résultat peut également
être obtenu en utilisant le mode modulant, où le
degré d'ouverture et la vitesse sont entièrement
contrôlés par l'API.

Après l'ouverture totale de l'ICM, l'électrovanne
d'alimentation en liquide ICFA de l'ICF  s'ouvre
pour lancer le cycle de réfrigération. Le ventilateur
démarre après un délai pour geler les gouttes de
liquide restantes à la surface de l'évaporateur.

.

Pendant le cycle de dégivrage, le gaz chaud
condensé de l'évaporateur est injecté dans le
côté basse pression. La pression de dégivrage est
régulée par les vannes ICS et CVP. .

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 47

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Données techniques

Servovanne pilotée - ICS

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment les R717 et R744
Plage de température du fluide [°C] -60 à 120
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 150
Puissance nominale* [kW] Sur une conduite de gaz chauds : 20 à 4 000

Sur ligne liquide sans changement de phase : 55 à 11 300

* Conditions : R717, T

. = 30 °C, P

liq

= 12 bar, ∆P = 0,2 bar, T

refoul.

= 80 °C, Te = –10 °C, taux de recirculation = 4

refoul.

Électrovanne à deux temps - GPLX Électrovanne à deux temps - ICLX

Matériau Corps : acier basse température Corps : fonte basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants

ininflammables, notamment le R717

Tous les fluides frigorigènes courants
ininflammables, notamment le R717

Plage de température du fluide [°C] -60 à 150 -60 à 120
Pression de service max. [bar] 40 52
DN [mm] 80 à 150 32 à 150
Puissance nominale* [kW] Sur conduite d'aspiration sèche : 442 à 1910

Sur conduite d'aspiration humide : 279 à 1205

* Conditions R717, ∆P = 0,05 bar, Te = –10°C, T

= 30 °C, taux de recirculation = 4

liq

Sur conduite d'aspiration sèche : 76 à 1299
Sur conduite d'aspiration humide : 48 à 820

Clapet antiretour - NRVA

Matériau Corps : acier
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à 140
Pression de service max. [bar] 40
DN [mm] 15 à 65
Puissance nominale* [kW] Sur ligne liquide sans changement de phase : 160,7 à 2411

* Conditions : R717, ∆P = 0,2 bar, Te = –10 °C, taux de recirculation = 4

Filtre - FIA

Matériau Corps : acier
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -60 à 150
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 15 à 200
Insert de filtre Maillage en acier inoxydable 100/150/250/500 

Vanne motorisée - ICM comme vanne de régulation

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment les R717 et R744
Plage de température du fluide [°C] -60 à 120
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 150
Puissance nominale* [kW] Sur conduite de gaz chauds : 2,3 à 4230

Sur conduite d'aspiration humide : 0,85 à 1570

* Conditions : R717, T

. = 30 °C, P

liq

= 12 bar, ∆P = 0,2 bar, T

refoul.

= 80 °C, Te = –10 °C, taux de recirculation = 4

refoul.

48 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 5.3.3 :
évaporateur DX et système de
dégivrage par gaz chauds avec
solution de régulation ICF

Vers la
bouteille

2

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP

À Ligne liquide ICF avec :

M

Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Filtre
Électrovanne

Vers le
condenseur

Compresseur

Depuis la bouteille

Depuis d'autres
évaporateurs

Vers d'autres
évaporateurs

Évaporateur

Robinet manuel
Détendeur ICM
Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Á Vanne d'arrêt - Sortie

d'évaporateur

 Électrovanne à deux temps
à Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Ä Conduite de gaz chauds ICF

avec :

Vanne d'arrêt
Filtre
Électrovanne
Vanne d'arrêt

Å Clapet antiretour
Æ Clapet antiretour
Ç Vanne clapet sur la conduite

de refoulement

È Clapet différentiel

Régulateur

Régulateur de surchauffe
Sondes de température
Sondes de température
Sondes de température
Sondes de température
Transmetteur de pression

Danfoss
Tapp_0068_02
10-2012

L'exemple d'application 5.3.3 présente une
installation pour des évaporateurs DX avec
dégivrage par gaz chauds utilisant la nouvelle
solution de régulation ICF.

L'ICF peut recevoir jusqu'à six modules différents
assemblés sur le même corps, offrant ainsi une
solution de régulation compacte et facile à installer

Cycle de réfrigération

L'électrovanne ICFE de l'ICF À de la ligne liquide
est maintenue ouverte. L'injection de liquide est
commandée par la vanne motorisée ICM de l'ICF À.

L'électrovanne GPLX Â de la conduite d'aspiration est
maintenue ouverte et l'électrovanne de dégivrage
ICFE de l'ICF Ä est maintenue fermée.

La servovanne ICS È est maintenue ouverte par
son électrovanne pilote EVM.

Cycle de dégivrage

A

près le début du cycle de dégivrage, l'électrovanne
d'alimentation en liquide ICFE de l'ICF À se ferme.
Le ventilateur continue de tourner pendant 120 à
600 secondes en fonction de la taille de l'évaporateur
afin d'évacuer le liquide piégé dans l'évaporateur.

Les ventilateurs s'arrêtent et la GPLX se ferme. La
vanne GPLX Â est maintenue en positon ouverte
par du gaz chaud.

Le gaz chaud se condense dans la vanne froide
et produit du liquide sur le haut du servopiston.
Lorsque les vannes pilotes changent de position
pour fermer la vanne, la pression des pistons
devient égale à la pression d'aspiration.

plus basse entraîne généralement une durée de
fermeture plus longue.

Il est très important de tenir compte des durées
de fermeture lors de l'utilisation du dégivrage par
gaz chauds dans les évaporateurs.

Un délai supplémentaire de 10 à 20 secondes est

.

nécessaire pour que le liquide de l'évaporateur
s'installe au fond sans bulles de vapeur.
L'électrovanne ICFE de l'ICF Ä s'ouvre ensuite et
alimente l'évaporateur en gaz chaud.

Pendant le cycle de dégivrage, l'électrovanne pilote
EVM de la servovanne ICS È se ferme de façon à
ce que l'ICS È soit commandée par la vanne pilote
à pression différentielle CVPP. L'ICS È crée ensuite
une pression différentielle ∆p entre la pression du
gaz chaud et la pression de la bouteille.
Cette chute de pression garantit que le liquide
condensé pendant le dégivrage est envoyé dans
la ligne liquide via le clapet antiretour NRVA Æ.

Lorsque la température dans l'évaporateur (mesurée
par l'AKS 21 ) atteint la valeur définie, le dégivrage
se termine, l'électrovanne ICFE de l'ICF Ä se ferme,
l'électrovanne pilote EVM de l'ICS È et l'électrovanne
GPLX Â s'ouvrent

En raison de la pression différentielle élevée entre
l'évaporateur et la conduite d'aspiration, il est
nécessaire d'utiliser une électrovanne à deux temps
comme la Danfoss GPLX Â ou ICLX. Les vannes
GPLX Â/ICLX ont une puissance frigorifique de
seulement 10 % à une pression différentielle élevée,
ce qui permet d'égaliser la pression avant qu'elles
ne s'ouvrent complètement pour garantir un

fonctionnement régulier et éviter un coup de
Cette égalisation prend du temps car du liquide
condensé est présent dans la vanne. Le délai exact
entre le changement de position des vannes pilotes
et la fermeture totale de la vanne dépend de la
température, de la pression, du fluide frigorigène
et de la taille de la vanne.

bélier dans la conduite d'aspiration.

Après l'ouverture totale de la GPLX Â, l'électrovanne

d'alimentation en liquide ICFE de l'ICF À s'ouvre

pour lancer le cycle de réfrigération. Le ventilateur

démarre après un délai pour geler les gouttes de

liquide restantes à la surface de l'évaporateur.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 49

Il n'est donc pas possible de définir un délai de
fermeture exact pour les vannes, mais une pression

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

10-2012

2

Exemple d'application 5.3.4 :
évaporateur DX et système de
dégivrage par gaz chauds avec
ICF/ICM entièrement soudées

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP

À Ligne liquide ICF avec :

M

Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Filtre
Électrovanne
Robinet manuel
Détendeur ICM
Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Á Vanne d'arrêt - Sortie

d'évaporateur

 Régulateur de pression

(vanne motorisée)

à Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Ä Conduite de gaz chauds ICF

avec :

Vanne d'arrêt
Filtre
Électrovanne
Vanne d'arrêt

Å Clapet antiretour
Æ Clapet antiretour
Ç Vanne clapet sur la conduite

de refoulement

È Clapet différentiel

Régulateur

Régulateur de surchauffe
Sondes de température
Sondes de température
Sondes de température
Sondes de température
Transmetteur de pression

Vers la
bouteille

Vers le
condenseur

Compresseur

Depuis la bouteille

Danfoss
Tapp_0158_02

L'exemple d'application 5.3.3 présente une
installation pour des évaporateurs DX avec dégivrage
par gaz chauds utilisant la solution de régulation ICF.

L'ICF peut recevoir jusqu'à six modules différents
assemblés sur le même corps, ce qui constitue
une solution de régulation facile à installer.

Cycle de réfrigération

L'électrovanne ICFE de l'ICF  de la ligne liquide
est maintenue ouverte. L'injection de liquide est
commandée par la vanne motorisée ICM de l'ICF .

La vanne motorisée ICM  de la conduite
d'aspiration est maintenue ouverte et l'électrovanne
de dégivrage ICFE de l'ICF est maintenue fermée.

La servovanne ICS  est maintenue ouverte par
son électrovanne pilote EVM.

Cycle de dégivrage

Après le début du cycle de dégivrage, l'électrovanne
d'alimentation en liquide ICFE de l'ICF  se ferme.
Le ventilateur continue de tourner pendant 120 à
600 secondes en fonction de la taille de l'évaporateur
afin d'évacuer le liquide piégé dans l'évaporateur.

Les ventilateurs s'arrêtent et la vanne motorisée
ICM  se ferme.

Un délai de 10 à 20 secondes est nécessaire pour que
le liquide de l'évaporateur s'installe au fond sans
bulles de vapeur. L'électrovanne ICFE de l'ICF 
s'ouvre ensuite et alimente l'évaporateur en gaz
chaud.

Depuis d'autres
évaporateurs

Vers d'autres
évaporateurs

Régulateur

Évaporateur

Cette chute de pression garantit que le liquide
condensé pendant le dégivrage est envoyé dans
la ligne liquide via le clapet antiretour SCA .

Lorsque la température dans l'évaporateur
(mesurée par l'AKS 21) atteint la valeur définie, le
dégivrage se termine, l'électrovanne ICFE de l'ICF
 se ferme, l'électrovanne pilote EVM de l'ICS 
et la vanne motorisée ICM  s'ouvrent.

En raison de la pression différentielle élevée entre
l'évaporateur et la conduite d'aspiration, il est
nécessaire de libérer lentement la pression, ce qui
permet d'égaliser la pression avant l'ouverture
complète pour garantir un fonctionnement régulier
et éviter un coup de bélier dans la conduite
d'aspiration.

La vanne motorisée ICM  présente l'avantage
de pouvoir égaliser la pression de dégivrage en
ouvrant lentement la vanne. Une manière
économique d'effectuer cela est d'utiliser le
mode tout ou rien de l'ICM et de sélectionner une
vitesse très faible ou d'utiliser le mode modulant,
pour que l'API contrôle entièrement le degré
d'ouverture et la vitesse.

Après l'ouverture totale de la vanne motorisée
ICM , l'électrovanne d'alimentation en liquide
ICFE de l'ICF  s'ouvre pour lancer le cycle de
réfrigération. Le ventilateur démarre après un
délai pour geler les gouttes de liquide restantes
à la surface de l'évaporateur.

Pendant le cycle de dégivrage, l'électrovanne pilote
EVM de la servovanne ICS  se ferme de façon à
ce que l'ICS  soit commandée par la vanne pilote
à pression différentielle CVPP. L'ICS  crée ensuite

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

50 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

une pression différentielle ∆p entre la pression du
gaz chaud et la pression de la bouteille.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

5.4
Dégivrage par gaz chauds
pour les refroidisseurs d'air

Danfoss
Tapp_0069_02
10-2012

à circulation par pompe

Exemple d'application 5.4.1 :
évaporateur à circulation
par pompe, avec système de
dégivrage par gaz chauds

Vers le séparateur de liquide

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

Depuis le
séparateur
de liquide

Conduite de liquide

À Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Á Filtre
 Électrovanne
à Clapet antiretour
Ä

Régleur manuel

Depuis la conduite
de refoulement

Évaporateur

Å Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Conduite d'aspiration

Æ Vanne d'arrêt - Sortie

d'évaporateur

Ç Électrovanne à deux temps
È Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Conduite de gaz chauds

Vanne d'arrêt

Filtre
Électrovanne
Vanne d'arrêt
Clapet antiretour

Conduite de retour en cuve

Vanne de décharge

Régulations

Régulateur

Sonde de température

Sonde de température

Sonde de température

Données techniques

Les vannes ne sont pas toutes représentées
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 51

L'exemple d'application 5.4.1 présente une
installation type pour un évaporateur à circulation
par pompe avec dégivrage par gaz chauds.

Cycle de réfrigération

L'électrovanne ICS Â de la ligne liquide est
maintenue ouverte. L'injection de liquide est régulée
par la vanne de régulation manuelle REG Ä.

Il est très important de tenir compte des durées
de fermeture lors de l'utilisation du dégivrage par
gaz chauds dans les évaporateurs.

Un délai supplémentaire de 10 à 20 secondes est
nécessaire pour que le liquide de l'évaporateur
s'installe au fond sans bulles de vapeur.
L'électrovanne ICS s'ouvre ensuite et alimente

l'évaporateur en gaz chaud.
L'électrovanne GPLX Ç de la conduite d'aspiration
est maintenue ouverte et l'électrovanne de dégivrage
ICS est maintenue fermée.

Pendant le cycle de dégivrage, la vanne de décharge

OFV s'ouvre automatiquement en fonction de

la pression différentielle. La vanne de décharge

Cycle de dégivrage

Après le début du cycle de dégivrage, l'électrovanne
d'alimentation en liquide ICS Â se ferme. Le
ventilateur continue de tourner pendant 120 à
600 secondes en fonction de la taille de l'évaporateur
afin d'évacuer le liquide piégé dans l'évaporateur.

permet de libérer les gaz chauds condensés de

l'évaporateur vers la conduite d'aspiration humide.

L'OFV peut également être remplacée par un

régulateur de pression ICS+CVP en fonction de la

puissance frigorifique ou par une vanne à flotteur

haute pression SV1/3 qui vidange uniquement le

liquide vers le côté basse pression.
Les ventilateurs s'arrêtent et la GPLX se ferme. La
vanne GPLX  est maintenue en positon ouverte
par du gaz chaud.

Lorsque la température dans l'évaporateur

(mesurée par l'AKS 21 ) atteint la valeur définie,

le dégivrage se termine, l'électrovanne ICS se ferme
Le gaz chaud se condense dans la vanne froide

et l'électrovanne GPLX à deux temps Ç s'ouvre.
et produit du liquide sur le haut du servopiston.
Lorsque les vannes pilotes changent de position
pour fermer la vanne, la pression des pistons
devient égale à la pression d'aspiration.

Après l'ouverture totale de la GPLX, l'électrovanne

d'alimentation en liquide ICS Â s'ouvre pour

lancer le cycle de réfrigération. Le ventilateur

démarre après un délai pour geler les gouttes
Cette égalisation prend du temps car du liquide

de liquide restantes à la surface de l'évaporateur.
condensé est présent dans la vanne. Le délai exact
entre le changement de position des vannes pilotes
et la fermeture totale de la vanne dépend de la
température, de la pression, du fluide frigorigène
et de la taille de la vanne.

La vanne ICLX a la même fonction (électrovanne

à deux temps) qu'une vanne GPLX. La vanne

GPLX/ICLX a une puissance frigorifique de

seulement 10% à une pression différentielle

élevée, ce qui permet d'égaliser la pression avant
Il n'est donc pas possible de définir un délai de
fermeture exact pour les vannes, mais une pression
plus basse entraîne généralement une durée de

qu'elle ne s'ouvre complètement pour garantir

un fonctionnement régulier et éviter un coup de

bélier dans la conduite d'aspiration.
fermeture plus longue.

Vanne de décharge - OFV

Matériau Corps : acier
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à 150
Pression de service max. [bar] 40

.

DN [mm] 20/25
Plage de pression différentielle d'ouverture [bar] 2 à 8

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 5.4.2 :
évaporateur à circulation
par pompe, avec système de
dégivrage par gaz chauds utilisant
la station de vannes ICF et la vanne

Danfoss
Tapp_0070_02
10-2012

à flotteur SV 1/3

Vers le

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP

séparateur
de liquide

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

À

Ligne liquide ICF avec :

Vanne d'arrêt - Entrée liquide

Depuis le séparateur de liquide

Filtre
Électrovanne
Clapet antiretour
Régleur manuel
Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Á Vanne d'arrêt - Sortie

Depuis la conduite
de refoulement

Évaporateur

d'évaporateur

 Électrovanne à deux temps
à Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Ä Conduite de gaz chauds

ICF avec :

Vanne d'arrêt
Filtre
Électrovanne
Vanne d'arrêt

Å Clapet antiretour
Æ Vanne à flotteur
Ç Régulateur
È Sondes de température

Sondes de température
Sondes de température

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

52 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

L'exemple d'application 5.4.2 présente une installation
pour les évaporateurs à circulation par pompe avec
un dégivrage par gaz chauds utilisant la nouvelle
solution de régulation ICF et la vanne à flotteur SV 1/3.

L'ICF peut recevoir jusqu'à six modules différents
assemblés sur le même corps, ce qui constitue une
solution de régulation compacte et facile à installer.

Cycle de réfrigération

L'électrovanne ICFE de l'ICF À de la ligne liquide
est maintenue ouverte. L'injection de liquide est
commandée par la vanne de régulation manuelle
ICFR de l'ICF À.

L'électrovanne GPLX Â de la conduite d'aspiration
est maintenue ouverte et l'électrovanne de
dégivrage ICFE de l'ICF Ä est maintenue fermée.

Cycle de dégivrage

Après le début du cycle de dégivrage, le module de
l'électrovanne d'alimentation en liquide ICFE de l'ICF À
se ferme. Le ventilateur continue de tourner pendant 120
à 600 secondes en fonction de la taille de l'évaporateur
afin d'évacuer le liquide piégé dans l'évaporateur.

Les ventilateurs s'arrêtent et la GPLX se ferme. La
vanne GPLX Â est maintenue en positon ouverte
par du gaz chaud.

Le gaz chaud se condense dans la vanne froide
et produit du liquide sur le haut du servopiston.
Lorsque les vannes pilotes changent de position
pour fermer la vanne, la pression des pistons
devient égale à la pression d'aspiration.

Cette égalisation prend du temps car du liquide
condensé est présent dans la vanne. Le délai exact
entre le changement de position des vannes pilotes
et la fermeture totale de la vanne dépend de la
température, de la pression, du fluide frigorigène
et de la taille de la vanne.

Il n'est donc pas possible de définir un délai de
fermeture exact pour les vannes, mais une pression
plus basse entraîne généralement une durée de
fermeture plus longue.

Il est très important de tenir compte des durées
de fermeture lors de l'utilisation du dégivrage par
gaz chauds dans les évaporateurs.

Un délai supplémentaire de 10 à 20 secondes est
nécessaire pour que le liquide de l'évaporateur
s'installe au fond sans bulles de vapeur. L'électrovanne
ICFE de l'ICF Ä s'ouvre ensuite et alimente l'évaporateur
en gaz chaud.

Pendant le cycle de dégivrage, le gaz chaud condensé
de l'évaporateur est injecté dans le côté basse pression
L'injection est commandée par la vanne à flotteur
haute pression SV 1 ou 3 Æ complétée par un kit
spécial interne. Par rapport à la vanne de décharge
OFV de la solution 5.4.1, cette vanne à flotteur
commande la décharge en fonction du niveau de
liquide dans la chambre de flottement.

L'utilisation d'une vanne à flotteur garantit que les
gaz chauds ne quittent pas l'évaporateur tant qu'ils
n'ont pas été condensés en liquide, ce qui améliore
nettement l'efficacité globale. Par ailleurs, la vanne à
flotteur a été conçue tout spécialement pour la
commande de modulation, offrant une solution de
contrôle très stable.

Lorsque la température dans l'évaporateur (mesurée
par l'AKS 21 ) atteint la valeur définie, le dégivrage
se termine, l'électrovanne ICFE de l'ICF Ä se ferme et
après un bref délai, l'électrovanne GPLX Â s'ouvre.

Après l'ouverture totale de la GPLX, l'électrovanne
d'alimentation en liquide ICFE de l'ICF À s'ouvre
pour lancer le cycle de réfrigération. Le ventilateur
démarre après un délai pour geler les gouttes de
liquide restantes à la surface de l'évaporateur.

La vanne ICLX a la même fonction (électrovanne à
deux temps) qu'une vanne GPLX. La vanne GPLX/

ICLX a une puissance frigorifique de seulement
10% à une pression différentielle élevée, ce qui

permet d'égaliser la pression avant qu'elle ne s'ouvre
complètement pour garantir un fonctionnement
régulier et éviter un coup de bélier dans la conduite
d'aspiration.

.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

app_0159_02

2

Exemple d'application 5.4.3 :
évaporateur à circulation par
pompe, avec système de dégivrage
par gaz chauds, entièrement
soudé, utilisant la station de
vannes ICF et l'ICS avec la CVP

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

À Ligne liquide ICF avec :

Vanne d'arrêt - Entrée liquide
Filtre
Électrovanne
Clapet antiretour
Détendeur manuel
Vanne d'arrêt - Entrée

évaporateur

Á Vanne d'arrêt - Sortie

d'évaporateur

 Régulateur de pression

(vanne motorisée)

à Vanne d'arrêt - Conduite

d'aspiration

Ä Conduite de gaz chauds ICF

avec :

Vanne d'arrêt
Filtre
Électrovanne
Vanne d'arrêt

Å Clapet antiretour
Æ Régulateur de pression
Ç Régulateur
È Sondes de température

Sondes de température
Sondes de température

Régulateur

Vers le
séparateur
de liquide

Depuis le séparateur de liquide

Depuis la conduite
de refoulement

L'exemple d'application 5.4.3 présente une
installation pour des évaporateurs à circulation
par pompe avec dégivrage par gaz chauds utilisant
la nouvelle solution de régulation ICF.

L'ICF peut recevoir jusqu'à six modules différents
assemblés sur le même corps, ce qui constitue
une solution de régulation facile à installer.

Cycle de réfrigération

L'électrovanne ICFE de l'ICF  de la ligne liquide
est maintenue ouverte. L'injection de liquide est
commandée par la vanne de régulation manuelle
ICFR de l'ICF .

La vanne motorisée ICM de la conduite d'aspiration
est maintenue ouverte et l'électrovanne de
dégivrage ICFE de l'ICF est maintenue fermée.

Cycle de dégivrage

Après le début du cycle de dégivrage, le module
de l'électrovanne d'alimentation en liquide ICFE
de l'ICF  se ferme. Le ventilateur continue de
tourner pendant 120 à 600 secondes en fonction
de la taille de l'évaporateur afin d'évacuer le liquide
piégé dans l'évaporateur.
Les ventilateurs s'arrêtent et la vanne ICM se ferme.
Un délai de 10 à 20 secondes est nécessaire pour que
le liquide de l'évaporateur s'installe au fond sans
bulles de vapeur. L'électrovanne ICFE de l'ICF 
s'ouvre ensuite et alimente l'évaporateur en gaz
chaud.

Danfoss
T
10-2012

Évaporateur

Lorsque la température dans l'évaporateur

(mesurée par l'AKS 21) atteint la valeur définie, le

dégivrage se termine, l'électrovanne ICFE de l'ICF 

se ferme et après un bref délai, la vanne motorisée

ICM  s'ouvre.

En raison de la pression différentielle élevée

entre l'évaporateur et la conduite d'aspiration,

il est nécessaire de libérer lentement la pression,

ce qui permet d'égaliser la pression avant l'ouverture

complète pour garantir un fonctionnement régulier

et éviter un coup de bélier dans la conduite

d'aspiration.

La vanne motorisée ICM  présente l'avantage de

pouvoir égaliser la pression de dégivrage en ouvrant

lentement la vanne. Une manière économique

d'effectuer cela est d'utiliser le mode tout ou rien

de l'ICM et de sélectionner une vitesse très faible.

Ce résultat peut également être obtenu en utilisant

le mode modulant, ainsi l'API contrôle entièrement

le degré d'ouverture et la vitesse.

Après l'ouverture totale de l'ICM, l'électrovanne

d'alimentation en liquide ICFE de l'ICF  s'ouvre

pour lancer le cycle de réfrigération. Le ventilateur

démarre après un délai pour geler les gouttes de

liquide restantes à la surface de l'évaporateur.

Pendant le cycle de dégivrage, le gaz chaud
condensé de l'évaporateur est injecté dans le
côté basse pression. La pression de dégivrage est

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 53

régulée par les vannes ICS+CVP .

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

5.5
Régulation
multitempératures

Exemple d'application 5.5.1 :
régulation de la pression
d'évaporation, changement
entre deux pressions

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne de régulation de

pression

Á Vanne pilote de régulation de

pression

 Vanne pilote de régulation de

pression

à Électrovanne pilote

Dans les processus de production, il est très
courant d'utiliser un évaporateur pour différents
réglages de température.

Lorsque le fonctionnement d'un évaporateur
est nécessaire à deux pressions d'évaporation
différentes, cela peut être obtenu en utilisant
une servovanne ICS avec deux vannes pilotes à
pression constante.

Vers le séparateur de liquide

Depuis le
séparateur de
liquide

Évaporateur

Danfoss
Tapp_0071_02
10-2012

L'exemple d'application 5.5.1 présente une solution
de régulation de deux pressions d'évaporation
dans les évaporateurs. Cette solution peut être
utilisée pour les évaporateurs DX ou à circulation
par pompe avec n'importe quel type de système
de dégivrage.

La servovanne ICS est équipée d'une électrovanne
EVM (NC) dans l'orifice S1 et de deux vannes pilotes
à pression constante CVP dans les orifices S2 et P
respectivement.

La CVP de l'orifice S2 est réglée sur la pression de
fonctionnement la plus basse et la CVP de l'orifice
P est réglée sur la pression de fonctionnement la
plus élevée.

Lorsque l'électrovanne de l'orifice S1 est alimentée,
la pression de l'évaporateur suit le réglage de la
vanne pilote CVP de l'orifice S1. Lorsque
l'électrovanne est fermée, la pression de

l'évaporateur suit le réglage de la vanne pilote
CVP de l'orifice P.

Exemple :

I II
Température de l'air à la
sortie
Température d'évaporation -2 °C +2°C
Changement de température 5 K 6K
Fluide frigorigène R 717 R717
Pression d'évaporation 3,0 3,6

+3 °C +8°C

S2 : la CVP est réglée sur 3,0 bar et
P : la CVP est réglée sur 3,6 bar.

I : la vanne pilote EVM s'ouvre.
La pression d'évaporation est donc

commandée par S2 : CVP.
II : la vanne pilote EVM se ferme.
La pression d'évaporation est donc

commandée par P : CVP.

Les vannes ne sont pas toutes représentées
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

.

54 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

5.6
Régulation de la
température du médium

Exemple d'application 5.6.1 :
régulation de la température du
médium via la vanne pilotée ICS

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne de régulation de

pression

Á Vanne pilote de régulation de

pression

 Électrovanne pilote
à Bouchon borgne
Ä Régulateur
Å Électrovanne avec filtre
Æ Sonde de température

Des solutions sont fournies en cas de conditions
sévères exigeant une régulation précise par
température en association avec la réfrigération.
Exemple :

Les entrepôts frigorifiques prévus pour les
fruits et les produits alimentaires

Les locaux de l'industrie alimentaire
Le refroidissement de liquides

Vers le séparateur
de liquide

Depuis le
séparateur
de liquide

Évaporateur

Danfoss
Tapp_0072_02
09-2013

L'exemple d'application 5.6.1 présente une
solution de régulation précise de la température
du médium. Il est par ailleurs nécessaire de
protéger l'évaporateur contre une pression
trop faible afin d'éviter le gel des produits dans
l'application.

Cette conception peut être utilisée pour les
évaporateurs DX ou à circulation par pompe
avec n'importe quel système de dégivrage.

La vanne de commande de type ICS 3 avec CVQ
dans l'orifice S2 est commandée par le régulateur
de température du fluide EKC 361 et CVP dans
l'orifice S1. L'orifice P est isolé via le bouchon
obturateur A+B.

La CVP est réglée en fonction de la pression la
plus faible autorisée pour l'application.

Le régulateur de température EKC 361 règle la
température de l'application au niveau souhaité,
en contrôlant l'ouverture de la vanne pilote
CVQ puis la pression d'évaporation pour qu'elle
s'adapte à la charge de refroidissement et à la
température.

Cette solution permet de réguler la température
avec une précision de +/- 0,25 °C. Si la température
passe au-dessous de cette limite, le régulateur
EKC peut fermer l'électrovanne de la ligne liquide.

Le régulateur de température du fluide EKC 361
commande toutes les fonctions de l'évaporateur
notamment le thermostat et les alarmes.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel
du régulateur EKC 361.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 55

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 5.6.2 :
régulation de la température du
médium via la vanne à action
directe

Vers le séparateur
de liquide

2

Danfoss
Tapp_0073_02
10-2012

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP

À Régulateur de pression

(vanne motorisée)

Á Régulateur
Å Électrovanne avec filtre

Depuis le
séparateur
de liquide

L'exemple d'application 5.6.2 présente une
solution de régulation précise de la température
du médium sans commande marche ou arrêt.

Cette conception peut être utilisée pour les
évaporateurs DX ou à circulation par pompe avec
n'importe quel type de système de dégivrage.

La vanne motorisée de type ICM commandée par
le régulateur de température du fluide EKC 361 est
sélectionnée.

Le régulateur de température EKC 361 commande
la température dans l'application au niveau souhaité
en contrôlant l'ouverture de la vanne pilote ICM
puis en contrôlant la pression d'évaporation pour
qu'elle s'adapte à la charge de refroidissement et
à la température.

Évaporateur

Cette solution permet de réguler la température
du fluide avec une précision de +/- 0,25 °C. Si la
température passe au-dessous de cette limite,
le régulateur EKC peut fermer l'électrovanne de
la ligne liquide.

Le régulateur de température du fluide EKC 361
commande toutes les fonctions de l'évaporateur
notamment le thermostat et les alarmes.

Pour plus détails, veuillez vous reporter au manuel
du régulateur EKC 361 de Danfoss.

,

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

56 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

5.7
Résumé

Solution Application Avantages Limites

Régulation par détente directe

Évaporateur DX,
régulation du détendeur
thermostatique avec TEA,
EVRA et EKC 202

Évaporateur

Évaporateur DX, régulation
du détendeur électronique
avec ICM/ICF, EVRA et
EKC 315A

Évaporateur

Régulation de la circulation par pompe

Évaporateur à circulation
par pompe, régulation
du détendeur avec REG,
EVRA et EKC 202

Évaporateur

Dégivrage par gaz chauds pour les refroidisseurs d'air DX

Évaporateur DX avec
dégivrage par gaz chauds

Évaporateur

Tous les systèmes DX. Installation simple sans

séparateur et système de
pompe.

Tous les systèmes DX. Surchauffe optimisée.

Réponse rapide. Commande
à distance possible. Large
puissance frigorifique.

Systèmes à circulation
par pompe.

Évaporateur à grande
puissance frigorifique
et efficacité.

Tous les systèmes DX. Dégivrage rapide. Le gaz

chaud peut permettre
d'éliminer l'huile en trop
dans l'évaporateur à basse
température.

Puissance frigorifique et
efficacité plus faibles que sur
les systèmes à circulation.
Ne convient pas aux fluides
frigorigènes inflammables.

Ne convient pas aux fluides
frigorigènes inflammables.

Fluctuations et charge
en fluide frigorigène
importante.

Ne convient pas aux
systèmes comportant
moins de 3 évaporateurs.

Dégivrage par gaz chauds pour les refroidisseurs d'air à circulation par pompe

Évaporateur à circulation par
pompe avec dégivrage par
gaz chauds

Évaporateur

Évaporateur à circulation par
pompe avec dégivrage par
gaz chauds commandée par
la SV1/3

Évaporateur

Tous les systèmes à
circulation par pompe.

Tous les systèmes à
circulation par pompe.

Régulation multitempératures

Régulation multitempératures
avec l'ICS et la CVP

Régulation de la température du médium

Régulation de la température
du médium avec l'ICS, la
CVQ et la CVP

Évaporateurs qui ont besoin
de fonctionner à différentes
températures.

Évaporateur

Régulation très précise de la
température associée à une
protection de la pression
minimum (dégivrage).
Option de fonctionnement à

Évaporateur

différentes températures

Dégivrage rapide. Le gaz
chaud peut permettre
d'éliminer l'huile en trop
dans l'évaporateur à basse
température.

Dégivrage rapide. Le gaz
chaud peut permettre
d'éliminer l'huile en trop
dans l'évaporateur à basse
température. La vanne à
flotteur est efficace et stable
dans la régulation du débit
de gaz chaud.

L'évaporateur peut basculer
entre 2 niveaux différents de
température.

La CVQ régule très
précisément la température,
la CVP peut maintenir la
température au-dessus du
niveau minimum requis.

Ne convient pas aux
systèmes comportant
moins de 3 évaporateurs.

Ne convient pas aux
systèmes comportant
moins de 3 évaporateurs.

Chute de pression dans
la conduite d'aspiration.

Chute de pression dans
la conduite d'aspiration.

Régulation de la température
du médium avec la vanne
motorisée ICM.

Évaporateur

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 57

Régulation très précise de la
température.

Option de fonctionnement à
différentes températures

L'ICM régule très
précisément la température
en ajustant le degré
d'ouverture.

La puissance frigorifique
maximum est ICM 65.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

5.8
Documents de référence

Pour obtenir une liste de tous les
documents de référence dans
l'ordre alphabétique, veuillez
vous reporter à la page 146

Fiche technique/manuel

Type
AKS 21 RK0YG
AKS 33 RD5GH
AK VA PD.VA1.B
CVP PD.HN0.A
CVQ PD.HN0.A
EVM PD.HN0.A
EKC 202 RS8DZ
EKC 315A RS8CS
EKC 361 RS8AE
EVRA(T ) PD.BM0.B
FA PD.FM0.A

Pour télécharger la dernière version de la documentation, visitez le site Internet de Danfoss.

Réf. du document

Type
FIA PD.FN1.A
GPLX PD.BO0.A
ICF PD.FT1.A
ICM PD.HT0.B
ICS PD.HS2.A
NR VA PD.FK0.A
OFV PD.HQ0.A
ICLX PD.HS1.A
REG PD.KM1.A
SV 1-3 PD.GE0.B
SVA PD.KD1.A
TEA PD.AJ0.A

Réf. du document

Instruction produit

Type
AKS 21 RI14D
AKS 32R PI.SB0.A
AKS 33 PI.SB0.A
AK VA PI.VA1.C /

CVP PI.HN0.C
CVQ PI.VH1.A
EVM PI.HN0.N
EKC 202 RI8JV
EKC 361 RI8BF
EVRA(T ) PI.BN0.L
FA PI.FM0.A

Réf. du document

PI.VA1.B

Type
FIA PI.FN1.A
GPLX PI.BO0.A
ICF PI.FT0.C
ICM 20-65 PI.HT0.A
ICM 100-150 PI.HT0.B
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
NR VA PI.FK0.A
OFV PI.HX0.B
ICLX PI.HS1.A/B
REG PI.KM1.A
SV 1-3 PI.GE0.C
SVA PI.KD1.A
TEA PI.AJ0.A

Réf. du document

58 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

6. Circuits d'huile

6.1
Refroidissement de l'huile

Généralement, les compresseurs frigorifiques
industriels sont lubrifiés avec de l'huile, laquelle
est envoyée par la pompe à huile ou par la différence
de pression entre haute et basse pressions vers
les pièces mobiles des compresseurs (paliers,
rotors, parois de cylindres, etc.). Pour garantir un
fonctionnement sûr et efficace du compresseur,
il convient de réguler les paramètres relatifs à
l'huile, qui sont les suivants :

Température de l'huile. Elle doit être maintenue
dans les limites spécifiées par le fabricant.
L'huile doit présenter une bonne viscosité et la
température doit être maintenue sous le point
d'inflammabilité.

Pression de l'huile. La différence de pression de
l'huile doit être maintenue au-dessus du niveau
minimum acceptable.

Des composants et du matériel de support
sont généralement utilisés sur les systèmes de

Les compresseurs en réfrigération (notamment tous
les compresseurs à vis et certains compresseurs à
pistons) requièrent généralement un refroidissement
de l'huile. Des températures de refoulement trop
élevées peuvent détruire l'huile et provoquer par
conséquent des dommages sur le compresseur. Il
est aussi important de veiller à ce que l'huile
présente une viscosité correcte, ce qui dépend
fortement de la température. La température doit
être maintenue sous un seuil critique mais elle
doit également être régulée. Normalement, la
température de l'huile est spécifiée par le fabricant
du compresseur.

réfrigération pour le traitement de l'huile,
la séparation de l'huile du fluide frigorigène,
le retour de l'huile du côté basse pression,
l'égalisation du niveau d'huile sur des systèmes
avec plusieurs compresseurs à pistons et des
points de désactivation de la purge d'huile.
La plupart sont fournis par le fabricant du
compresseur.

La conception du système à huile d'une
installation frigorifique industrielle dépend du
type de compresseur (à vis ou à pistons) et du
fluide frigorigène (ammoniac, HFC/HCFC ou
CO2). De l'huile non miscible est souvent utilisée
pour l'ammoniac et de l'huile miscible est utilisée
pour les fluides frigorigènes fluorés.
Comme les systèmes à huile dépendent souvent
du compresseur, certains points mentionnés ci­dessus ont été décrits dans la section 2 (Régulations
du compresseur) et dans la section 7 (Systèmes
de sécurité).

L'huile peut également être refroidie en injectant
le fluide frigorigène liquide directement dans
l'orifice intermédiaire des compresseurs à vis.
Sur les compresseurs à pistons, il est assez courant
de ne pas rencontrer de systèmes spéciaux de
réfrigération à l'huile.

Plusieurs types de systèmes de refroidissement
d'huile sont utilisés dans la réfrigération. Voici les
plus courants :

refroidissement par eau
refroidissement par air
refroidissement par thermosiphon

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 59

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 6.1.1 :
refroidissement de l'huile avec
de l'eau

Entrée d'huile chaude

2

Eau
Huile

À Vanne à eau
Á Vanne d'arrêt
 Vanne d'arrêt

Refroidisseur d'huile

Sortie d'huile
chaude

Ces types de systèmes sont généralement utilisés
sur des installations utilisant une source d'eau bon
marché. Il est dans le cas contraire nécessaire
d'installer une tour de refroidissement pour
refroidir l'eau. Les circuits d'huile refroidis à
l'eau sont assez courants sur les installations
frigorifiques marines.

Le débit d'eau est régulé par la vanne à eau de
type WVTS À, qui régule le débit en fonction de
la température de l'huile.

Sortie d'eau de refroidissement

Entrée d'eau de
refroidissement

Danfoss
Tapp_0083_02
10-2012

Contacter le revendeur local Danfoss pour vérifier
la disponibilité des composants à utiliser avec de
l'eau de mer comme fluide de refroidissement.

Données techniques

Vanne à eau - WVTS

Matériaux Corps de vanne : fonte
Fluide Eau douce, savon neutre
Pression de service max. [bar] 10
Plage de température de
fonctionnement [°C]
DN [mm] 32 à 100
Valeur Kv max. [m3/h] 12,5 à 125

Fluide Eau douce, savon neutre
Pression de service max. [bar] 16
Plage de température de
fonctionnement [°C]
DN [mm] 10 à 25
Valeur Kv max. [m3/h] 1,4 à 5,5

Bulbe : 0 à 90
Liquide : -25 à 90

Vanne à eau - AVTA

Bulbe : 0 à 90
Liquide : -25 à 130

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

60 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 6.1.2 :
refroidissement de l'huile par
thermosiphon

2

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Réfrigérant vapeur LP
Huile

À Vanne de régulation d'huile
Á Filtre
 Voyant liquide
à Vanne d'arrêt
Ä Vanne de régulation manuelle
Å Voyant liquide
Æ Vanne d'arrêt

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Danfoss
Tapp_0084_02
10-2012

Compresseur

Refroidisseur d'huile

Ces types de systèmes sont très pratiques car l'huile
est refroidie dans le système. Il est uniquement
nécessaire de surdimensionner le condenseur en
fonction de la quantité de chaleur obtenue du
refroidisseur d'huile. A l'inverse, le refroidissement
de l'huile par thermosiphon nécessite une tuyauterie
supplémentaire et il est parfois également nécessaire
d'installer un autre réservoir prioritaire (lorsque la
bouteille de liquide HP est placée trop bas ou n'est
pas installée).

Le fluide frigorigène de liquide haute pression
s'écoule de la bouteille par gravité dans le
refroidisseur d'huile où il s'évapore et refroidit
l'huile. La vapeur du fluide frigorigène revient
dans la bouteille, ou dans certains cas, à l'entrée
du condenseur. Il est essentiel de réduire au
minimum la chute de pression dans les tuyaux
d'alimentation et de retour.

Séparateur d'huile

Le fluide frigorigène risque dans le cas contraire de

Condenseur

Bouteille

Vers le
séparateur
de liquide

ne pas sortir du refroidisseur d'huile et le système
risque de ne plus fonctionner. Seul un nombre
minimum de vannes d'arrêt SVA doit être installé.
Aucune électrovanne dépendante de la pression
ne peut être utilisée. Sur la conduite de retour, il
est conseillé d'installer un voyant liquide MLI Å.

La température de l'huile est maintenue au niveau
qui convient par la vanne trois voies ORV À. La
vanne ORV maintient la température de l'huile
dans les limites définies par son élément
thermostatique. Si la température de l'huile
augmente trop, l'huile revient dans le refroidisseur
d'huile. Si elle est trop basse, l'huile ne traverse
pas refroidisseur d'huile.

* La vanne de régulation REG peut être utile si le
refroidisseur d'huile est surdimensionné.

Données techniques

Matériaux Corps de vanne : acier résistant au froid
Fluide Toutes les huiles réfrigérantes et les fluides frigorigènes courants, notamment le R717
Pression de service max. [bar] 40
Plage de température [°C] Fonctionnement continu : -10 à 85

DN [mm] 25 à 80

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 61

Vanne de régulation d'huile - ORV

Fonctionnement bref : -10 à 120

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 6.1.3 :
refroidissement de l'huile avec
de l'air

Compresseur

Depuis le
séparateur/
évaporateur

Refroidisseur d'huile

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

2

Vers le
condenseur

Séparateur d'huile

À Vanne de régulation d'huile
Á Filtre
 Voyant liquide

Danfoss
Tapp_0085_02
10-2012

Il est assez courant d'utiliser des refroidisseurs
d'huile à air avec des ensembles de réfrigération
à compresseurs à vis semi-hermétiques.

La vanne de température de l'huile est commandée
par la vanne de régulation d'huile ORV À.

Dans ce cas, l'ORV divise le débit en provenance
du séparateur d'huile et le régule en fonction du
changement de la température de refoulement
de l'huile.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

62 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

6.2
Régulateur de pression
différentielle de l'huile

Exemple d'application 6.2.1 :
régulation de la pression
différentielle de l'huile avec
l'ICS et la CVPP

Pendant le fonctionnement normal du compresseur
frigorifique, l'huile circule grâce à la pompe à huile
et/ou à la différence de pression entre les côtés
HP et BP. La phase la plus critique est la phase de
démarrage.

La montée en pression de l'huile doit avoir lieu
rapidement afin de ne pas endommager le
compresseur.

Deux méthodes principales permettent de faire
monter rapidement la pression différentielle de
l'huile dans le compresseur frigorifique.

Compresseur

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

La première consiste à utiliser une pompe à huile
externe et la deuxième consiste à installer une
vanne de régulation sur la conduite de refoulement
du compresseur après le séparateur d'huile.

Avec cette dernière méthode, il convient de
vérifier si le fabricant du compresseur autorise
un

fonctionnement à sec pendant quelques

secondes

. Normalement, cela est possible pour
les compresseurs à vis avec des paliers à billes
mais impossible avec des paliers horizontaux.

Vers le
condenseur

Séparateur d'huile

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

À

Régulateur de pression

différentielle

Données techniques

Depuis le refroidisseur d'huile

Danfoss
Tapp_0086_02
10-2012

Dans cette application, une vanne servo-commandée
ICS À équipée d'une vanne pilote différentielle CVPP
doit être utilisée. La conduite pilote de la vanne
CVPP est raccordée à la conduite d'aspiration avant
le compresseur. L'ICS À se ferme au démarrage

Le principal avantage de cette solution réside
dans sa flexibilité car la pression différentielle
peut être réajustée sur place et l'ICS peut
également servir pour d'autres fonctions utilisant
d'autres pilotes.

Vers le refroidisseur d'huile

du compresseur.

Comme le tuyau qui relie le compresseur à la vanne
est très court, la pression de refoulement augmente
rapidement. Très vite, la vanne s'ouvre complètement
et le compresseur fonctionne dans des conditions
normales.

Servovanne pilotée - ICS

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment les R717 et R744
Plage de température du fluide [°C] -60 à 120
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 150
Puissance nominale* [kW] 20 à 4000

* Conditions : R717, conduite de gaz chauds, T

= 30 °C, P

liq

= 12 bar, ∆P = 0,2 bar, T

refoul.

= 80 °C, Te = –10°C

refoul.

Vanne pilote de pression différentielle-CVPP

Matériau Corps : acier inoxydable
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à 120
Pression de service max. [bar] CVPP (BP) : 17

CVPP (HP) : jusqu'à 40

Plage de régulation [bar] CVPP (BP) : 0 à 7

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 63

Valeur Kv m3/h 0,4

CVPP (HP) : 0 à 22

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 6.2.2 :
régulation de la pression
différentielle de l'huile avec
la KDC

2

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

À

Vanne multifonction

Á Clapet antiretour

(normalement intégré

dans le compresseur)

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Clapet antiretour

Depuis le refroidisseur d'huile

Danfoss
Tapp_0087_02
10-2012

Le principe de fonctionnement de cet exemple
est le même que dans l'exemple 6.2.1. La vanne
multifonction KDC À ne s'ouvre que jusqu'à ce
que la différence de pression entre le séparateur
d'huile et la conduite d'aspiration dépasse la
valeur de réglage et jusqu'à ce que la pression
dans le séparateur d'huile soit supérieure à la
pression de condensation.

La vanne KDC À présente certains avantages
car elle peut aussi faire office de clapet antiretour
(elle ne peut pas s'ouvrir par contre-pression)
et elle permet une chute de pression moindre
pendant l'ouverture.

Compresseur

Vers le refroidisseur d'huile

Vers le
condenseur

Séparateur d'huile

Toutefois, la KDC À présente également des limites
La vanne n'est pas ajustable et le nombre de réglages
de pression différentielle disponibles est limité.
Un clapet antiretour Á est par ailleurs nécessaire
dans la conduite d'aspiration.

En l'absence de clapet antiretour, l'écoulement
inversé peut être très important dans le compresseur
depuis le séparateur d'huile. Il n'est pas non plus
possible de placer un clapet antiretour entre le
compresseur et le séparateur d'huile. Dans le cas
contraire, la vanne KDC mettrait trop de temps à
se fermer.

.

Données techniques

Matériau Acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment le R717
Plage de température du
fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 40
DN [mm] 65 à 200
Puissance nominale* [kW] 435 à 4207

* Conditions : R717, +35 °C/-15 °C, ∆P = 0,05 bar

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

Vanne multifonction - KDC

-50 à 150

64 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 6.2.3 :
régulation de la pression
différentielle de l'huile avec les
vannes pilotes KDC et EVM

2

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

À Vanne multifonction
Á Électrovanne pilote

(normalement fermée)

 Électrovanne pilote

(normalement ouverte)

Compresseur

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

Depuis le refroidisseur d'huile

Danfoss
Tapp_0088_02
10-2012

Lorsqu'il est impossible d'installer un clapet
antiretour sur la conduite d'aspiration ou si un
clapet antiretour est installé entre le compresseur
et le séparateur d'huile, il est possible d'utiliser la
KDC À équipée de vannes pilotes EVM.

Ces vannes EVM sont installées sur des conduites
externes via des corps CVH comme présenté sur
le schéma. Au démarrage du compresseur, le système
fonctionne comme dans l'exemple précédent (6.2.2).

Vers le
condenseur

Séparateur d'huile

Vers le refroidisseur d'huile

Lorsque le compresseur s'arrête, l'EVM NC Á doit
être fermée et l'EVM NO Â s'ouvre. Cela égalise la
pression sur le ressort de la KDC, ce qui permet
de la fermer.

Noter le sens d'installation des vannes pilotes
CVH et EVM.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 65

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

6.3
Système de récupération de
l'huile

Exemple d'application 6.3.1 :
vidange de l'huile des systèmes
à l'ammoniac

Les compresseurs au sein des systèmes de réfrigération
industrielle à l'ammoniac sont généralement les seuls
composants qui nécessitent une lubrification. Par
conséquent, la fonction du séparateur d'huile du
compresseur est d'éviter que l'huile de lubrification
ne passe dans le système de réfrigération.

Toutefois, l'huile peut traverser le séparateur d'huile
vers le système de réfrigération et elle s'accumule
souvent du côté basse pression des séparateurs de
liquide et des évaporateurs, ce qui réduit leur efficacité.

Si la quantité d'huile issue du compresseur et envoyée
dans le système est trop importante, le niveau d'huile
dans le compresseur diminue et il risque de chuter en
dessous de la limite minimum définie par le fabricant

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

du compresseur. Les systèmes de récupération d'huile
sont essentiellement utilisés avec des fluides frigorigènes
qui peuvent être mélangés avec de l'huile, comme les
systèmes HFC/HCFC. Le système de récupération
d'huile peut donc avoir deux fonctions :

Éliminer l'huile du côté basse pression ;
Renvoyer l'huile vers le compresseur.

Il est cependant extrêmement important de garder à
l'esprit que l'huile éliminée du côté basse pression du
système de refroidissement à l'ammoniac est généralement
inadaptée pour un usage ultérieur avec le compresseur
et qu'elle doit être extraite du système de réfrigération
et mise au rebut.

Depuis
l'évaporateur

Depuis la
bouteille

Séparateur de liquide

Fluide frigorigène vapeur HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide B

P

Huile

À Vanne d'arrêt
Á Vanne d'arrêt
 Vanne d'arrêt
à Vanne de purge d'huile à

fermeture rapide

Ä Vanne de régulation

Danfoss
Tapp_0089_02
10-2012

Vers la pompe de fluide
frigorigène

Entrée de gaz chauds

Bouteille d'huile

Å Soupape de sécurité

Dans des systèmes à l'ammoniac, de l'huile non miscible
est utilisée. Comme l'huile est plus lourde que l'ammoniac
liquide, elle reste au fond du séparateur de liquide et ne
peut pas retourner dans le compresseur via la conduite
d'aspiration.

Par conséquent, l'huile des systèmes à l'ammoniac est
normalement vidangée du séparateur de liquide dans
la bouteille d'huile. Cela facilite la séparation de l'huile
et de l'ammoniac.

Lors de la vidange de l'huile, fermer la vanne d'arrêt À
et Á, puis ouvrir la conduite de gaz chauds, ce qui permet
d'augmenter la pression et de chauffer l'huile froide.

Données techniques

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

Matériau Boîtier : acier
Fluides frigorigènes Généralement utilisé avec du R717. Convient à tous les fluides frigorigènes ininflammables

Plage de température du
fluide [°C]
Pression de service max. [bar] 25
DN [mm] 15

Robinet de vidange à fermeture rapide - QDV

courants.

-50 à 150

66 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Vidanger ensuite l'huile en utilisant la vanne de purge
d'huile QDV Ã, qui peut être fermée rapidement après
l'évacuation de l'huile et lorsque l'ammoniac commence
à s'écouler.

Une vanne d'arrêt SVA Â doit être installée entre le QDV
et la bouteille. Cette vanne s'ouvre avant l'évacuation
de l'huile et se ferme après.

Toutes les précautions nécessaires doivent être prises
pendant la vidange de l'huile de l'ammoniac.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 6.3.2 :
vidange de l'huile à partir des
systèmes fluorés

Vers le séparateur
d'huile

Depuis l'évaporateur

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

Séparateur

À Vanne d'arrêt

de liquide

Á Électrovanne
 Vanne de régulation
à Échangeur de chaleur
Ä Voyant liquide
Å Vanne d'arrêt
Æ Vanne d'arrêt
Ç Électrovanne

Vers la pompe de fluide
frigorigène

È Vanne de régulation

Vanne d'arrêt

2

Depuis la
bouteille

Danfoss
Tapp_0090_02
10-2012

Données techniques

L'huile miscible est généralement utilisée sur les
systèmes fluorés. Sur des systèmes qui ont recours
à de bonnes pratiques en matière de canalisations
(pentes, boucles d'huile, etc.), il n'est pas nécessaire
de récupérer l'huile car elle revient avec la vapeur
de fluide frigorigène.

Sur des installations basse température, l'huile peut
toutefois stagner dans les réservoirs basse pression
L'huile est plus légère que les fluides frigorigènes
fluorés courants. Il est donc impossible de la vidanger
de façon simple comme sur les systèmes à
l'ammoniac.

L'huile stagne au-dessus du fluide frigorigène et
le niveau fluctue en fonction du niveau de fluide
frigorigène.

Dans ce système, le fluide frigorigène passe du
séparateur de liquide dans l'échangeur de chaleur Ã
par gravité.

Échangeur de chaleur - HE

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes fluorés
Plage de température du
fluide [°C]
Pression de service max. [bar] HE0.5, 1.0, 1.5, 4.0 : 28

DN [mm] Ligne liquide : 6 à 16

-60 à 120

HE8.0 : 21,5

Conduite d'aspiration : 12 à 42

Le fluide frigorigène basse pression est chauffé
par le fluide frigorigène liquide haute pression et
s'évapore.

La vapeur de fluide frigorigène mélangée à l'huile
revient dans la conduite d'aspiration. Le fluide
frigorigène du séparateur de liquide est obtenu à
partir du niveau de fonctionnement.

.

La vanne de régulation REG Â est réglée de façon
à ce qu'aucune goutte de fluide frigorigène liquide
soit visible au niveau du voyant liquide MLI Ä.
L'échangeur de chaleur Danfoss de type HE peut
être utilisé pour récupérer l'huile.

Le fluide frigorigène peut également être obtenu
des conduites de refoulement de la pompe. Dans
ce cas, peu importe que le fluide frigorigène soit
obtenu du niveau opérationnel ou non.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 67

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

6.4
Résumé

Solution Application Avantages Limites

Systèmes de refroidissement de l'huile

Refroidisseur d'huile

Compresseur

Entrée d'huile chaude

Sortie d'eau de refroidissement

Séparateur d'huile

Refroidisseur d'huile

Installations marines,
installations disposant d'une

Entrée d'eau de

source d'eau peu onéreuse.

refroidissement

Tous types d'installations
frigorifiques.

Condenseur

Bouteille

Séparateur d'huile

commerciaux lourds avec
blocs d'alimentation.

Refroidissement par l'eau,
vanne à eau thermostatique

Refroidisseur d'huile

WVTS

Sortie d'huile chaude

Refroidissement par

Compresseur

thermosiphon, ORV

Refroidissement par l'air, ORV Systèmes de réfrigération

Régulateur de pression différentielle de l'huile

ICS + CVPP

Compresseur

Séparateur d'huile

Simple et efficace. Peut être onéreux, requiert

des tuyaux d'eau séparés.

L'huile est refroidie par le
fluide frigorigène sans perte
d'efficacité de l'installation.

Requiert l'installation de
tuyaux supplémentaires et
d'une bouteille de liquide
HP installé à une hauteur
bien définie.

Simple, sans tuyaux et sans
eau supplémentaires.

Possibilité de fluctuations
importantes de la
température de l'huile en
fonction des saisons. Le
refroidisseur d'air peut
être trop gros pour des
installations importantes.

Flexible, différents réglages
possibles.

Requiert l'installation
du clapet antiretour.

Depuis le refroidisseur d'huile

KDC Clapet antiretour non

Compresseur

Vers le refroidisseur d'huile

Séparateur d'huile

Compresseurs à vis (à
confirmer par le fabricant

nécessaire, chute de
pression inférieure à la
solution ICS.

du compresseur).

Depuis le refroidisseur d'huile

Vers le refroidisseur d'huile

KDC+EVM Comme précédemment

Compresseur

Séparateur d'huile

mais l'installation du clapet
antiretour de la conduite
d'aspiration n'est pas
nécessaire.

Depuis le refroidisseur d'huile

Vers le refroidisseur d'huile

Systèmes de récupération de l'huile

Récupération de l'huile
à partir des systèmes à
l'ammoniac, QDV

Récupération de l'huile à
partir des systèmes fluorés,
HE

Séparateur de liquide

Vers les réservoirs BP

Bouteille d'huile

Compresseur

Toutes les installations à
l'ammoniac.

Systèmes fluorés à basse
température.

Simple et sûr. Requiert un fonctionnement

Ne requiert aucun
fonctionnement manuel.

Il convient d'installer le
clapet antiretour sur la
conduite d'aspiration.
Impossible de changer
les réglages.

Requiert des tuyaux
externes. Impossible
de changer les réglages.

manuel.

Le réglage peut être
compliqué.

Séparateur de liquide

68 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

6.5
Documents de référence

Pour obtenir une liste de tous les
documents de référence dans
l'ordre alphabétique, veuillez
vous reporter à la page 146

Fiche technique/manuel

Type
BSV PD.IC0.A
CVPP PD.HN0.A
EVM PD.HN0.A
FIA PD.FN0.A
HE PD.FD0.A
ICS PD.HS2.A
KDC PD.FQ0.A

Pour télécharger la dernière version de la documentation, visitez le site Internet de Danfoss.

Réf. du document

Type
MLI PD.GH0.A
ORV PD.HP0.B
QDV PD.KL0.A
REG PD.KM1.A
SVA PD.KD1.A

Réf. du document

Instruction produit

Type
BSV PI.IC0.A
CVPP PI.HN0.C
EVM PI.HN0.N
FIA PI.FN0.A
HE PI.FD0.A
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
KDC PI.FQ0.A

Réf. du document

Type
MLI PI.GH0.A
ORV PI.HP0.A
QDV PI.KL0.A
REG PI.KM1.A
SVA PI.KD1.A

Réf. du document

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 69

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

7. Systèmes de sécurité

7.1
Limiteurs de pression

Tous les systèmes de réfrigération industrielle ont
été conçus avec différents systèmes de sécurité
qui les protègent des éventuels risques tels qu'une
pression excessive.
Une pression interne excessive prévisible doit
être évitée ou libérée avec un risque minimum
sur les personnes, les biens et l'environnement.

L'état des systèmes de sécurité est lourdement
contrôlé par les autorités et il est donc toujours
nécessaire de vérifier les conditions de la législation
locale de chaque pays.

Les limiteurs de pression, comme les
soupapes de sécurité, ont été conçus pour libérer
automatiquement toute pression excessive afin
qu'elle ne dépasse pas la limite autorisée. Elles se
ferment dès que la pression passe sous la limite
acceptable.

Le limiteur de température ou régulateur de
température est un dispositif actionné par
température, conçu pour éviter les températures
dangereuses de façon à ce que le système puisse
s'arrêter partiellement ou complètement en cas
de défaut ou de dysfonctionnement.

Des soupapes de sécurité sont installées afin
d'empêcher la pression du système de dépasser
le niveau maximum autorisé sur chaque composant
et sur le système dans son ensemble. En cas de
pression excessive, les soupapes de sécurité
libèrent du fluide frigorigène du système de
réfrigération.

Le limiteur de pression est un dispositif qui protège
des pressions trop faibles ou trop élevées par un
réarmement automatique.

Pressostat de sécurité
Les pressostats de sécurité ont été conçus pour
limiter la pression par un réarmement manuel.

La coupure de niveau de liquide

est un dispositif
actionné par le niveau de liquide, conçu pour
éviter les niveaux de liquide trop dangereux.

Le détecteur de fluide frigorigène est un
dispositif détectant une concentration prédéfinie
de gaz fluide frigorigène dans l'environnement.
Danfoss produit des détecteurs de fluide
frigorigène de type GD. Consulter le guide
d'application spécifique pour en savoir plus.

Les principaux paramètres des soupapes de
sécurité sont la surpression et la pression de
fermeture. Normalement, la surpression ne doit
pas excéder 10 % des pressions définies. Par
ailleurs, si la soupape ne se ferme pas ou se
ferme à une pression trop faible, on peut assister
à une perte significative de fluide frigorigène.

70 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 7.1.1 :
soupape de sécurité SFA + DSV

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP

Depuis le condenseur

Depuis la
conduite de
refoulement

Bouteille

AUCUN MEMBRE
DU PERSONNEL NE
DOIT

TRAVAILLER

DANS

LA ZONE DE
SORTIE DU TUYAU
DE DÉLESTAGE

Niveau
d'huile

À

Vanne double

Á Soupape de sécurité
 Soupape de sécurité
à Voyant liquide

Danfoss
Tapp_0099_02
10-2012

Vers le refroidisseur d'huile

Des limiteurs de pression doivent être installés
sur tous les réservoirs des systèmes ainsi que sur
les compresseurs.

Des soupapes de sécurité dont l'actionnement
dépend de la contre-pression (SFA) sont
généralement utilisées. Des soupapes de sécurité
doivent être montées avec un robinet de jumelage
DSV À pour permettre l'entretien d'une soupape
pendant que l'autre est en fonctionnement.

Des limiteurs de pression doivent être montés près
de la partie du système qu'ils protègent. Pour vérifier
si la soupape de sécurité s'est déchargée dans
l'atmosphère, un purgeur en U rempli d'huile et
équipé d'un voyant liquide MLI Ã peut être monté
après la vanne.

Vers le séparateur de liquide

Remarque : dans certains pays, l'installation d'un
purgeur en U est interdite.

Les tuyaux de sortie de la soupape de sécurité
doivent être conçus pour garantir la sécurité des
personnes en cas de libération du fluide frigorigène

La chute de pression dans les tuyaux de sortie
vers les soupapes de sécurité est importante
pour le fonctionnement des soupapes. Il est
conseillé de vérifier les normes correspondant aux
recommandations relatives au dimensionnement
de ces tuyaux.

.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 71

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Données techniques

Soupape de sécurité - SFA 15 (dont l'actionnement dépend de la contre-pression)

Matériau Boîtier : acier spécial approuvé pour un fonctionnement à basse température
Fluides frigorigènes R717, R744, HFC, HCFC, autres fluides frigorigènes (en fonction de la compatibilité avec

le matériau d'étanchéité)

Plage de température du fluide [°C] -30 à 100
Surface du flux [mm2] 133
Pression de consigne [bar] 10 à 40

Soupape de sécurité - SFV 20-25 (dont l'actionnement dépend de la contre-pression)

Matériau Boîtier : acier spécial approuvé pour un fonctionnement à basse température
Fluides frigorigènes R717, R744, HFC, HCFC, autres fluides frigorigènes (en fonction de la compatibilité avec

le matériau du joint)

Plage de température du fluide [°C] -30 à 100
Surface du flux [mm2] SFV 20 : 254/SFV 25 : 415
Pression de consigne [bar] 10 à 25

Vanne double - DSV 1/2

Matériau Boîtier : acier spécial approuvé pour un fonctionnement à basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à 100
Pression de service max. [bar] 40
Valeur Kv [m3/h] DSV1 : 17,5

DSV2 : 30

72 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 7.1.2 :
soupape de sécurité interne ­BSV et POV

AUCUN MEMBRE DU PERSONNEL
NE DOIT TRAVAILLER DANS LA
ZONE DE SORTIE DU TUYAU DE
DÉLESTAGE

2

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

À Soupape de sécurité interne

pilotée

Á Soupape de sécurité interne
Â

Vanne double

à Voyant liquide
Ä Soupape de sécurité

Compresseur

Depuis
l'évaporateur

Danfoss
Tapp_0100_02
10-2012

Pour libérer le fluide frigorigène du côté haute
pression vers le côté basse pression, il convient
d'utiliser uniquement des soupapes de sécurité
dont l'actionnement ne dépend pas de la contre­pression (BSV/POV).

Les soupapes BSV Á peuvent agir comme soupapes
de sécurité directe avec une faible puissance
frigorifique ou comme soupape pilote pour la
vanne principale POV À. Lorsque la pression de
refoulement dépasse la pression établie, la BSV
ouvre la POV pour libérer de la vapeur sous haute
pression du côté basse pression.

Les soupapes de sécurité dont l'actionnement ne
dépend pas de la contre-pression sont montées

Vers le
condenseur

Séparateur d'huile

sans robinet de jumelage. Pour remplacer ou
réajuster les soupapes, il convient d'arrêter le
compresseur.

Si une vanne d'arrêt est montée sur la conduite
de refoulement après le séparateur d'huile, il
convient de protéger le séparateur d'huile et le
compresseur contre toute pression excessive
provoquée par une chaleur externe ou engendrée
par la compression.

Cette protection peut être obtenue avec des
soupapes de sécurité standard SFA Ä associées
à un robinet de jumelage DSV Â.

Données techniques

Matériau Boîtier : acier spécial approuvé pour un fonctionnement à basse température
Fluides frigorigènes R717, R744, HFC, HCFC et autres fluides frigorigènes (en fonction de la compatibilité avec le

Plage de température du fluide [°C] -30 à 100 en tant que soupape de sécurité externe

Pression de consigne [bar] 10 à 25
Surface du flux [mm2] 50

Matériau Boîtier : acier
Fluides frigorigènes R717, HFC, HCFC et autres fluides frigorigènes (en fonction de la compatibilité du matériau

Plage de température du fluide [°C] -50 à 150 en tant que vanne pilote pour POV
Pression de consigne [bar] 15 à 25
Surface du flux [mm2] POV 600 : 835

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 73

DN [mm] 40/50/80

Soupape de sécurité - BSV (dont l'actionnement ne dépend pas de la contre-pression)

matériau d'étanchéité)

-50 à 100 en tant que vanne pilote pour POV

Soupape de sécurité interne pilotée - POV

d'étanchéité)

POV 1050 1244
POV 2150 : 2734

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

7.2
Limiteurs de pression
et de température

Exemple d'application 7.2.1 :
coupure de la pression/
température des compresseurs

Fluide frigorigène vapeur HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

Depuis le
séparateur
de liquide/
évaporateur

À Coupure de la basse pression
Á Coupure de la basse pression

différentielle

 Coupure de la haute

température

Depuis le refroidisseur d'huile

Compresseur

 Coupure de la haute pression

2

Vers le séparateur d'huile

Danfoss
Tapp_0101_02
10-2012

Données techniques

Pour protéger le compresseur contre une pression
et une température de refoulement trop élevées
ou contre une pression d'aspiration trop faible,
on utilise des pressostats KP/RT.

Pour les compresseurs à pistons, le pressostat
différentiel d'huile MP 54/55 Á est utilisé pour
arrêter les compresseurs lorsque la pression de

l'huile est trop faible.
Le RT1A À est un régulateur de basse pression,
le RT 5A Ã est un régulateur de haute pression et
le RT 107 Â est un thermostat.

Le pressostat différentiel d'huile coupe le compresseur

s'il ne crée par assez de pression différentielle au

démarrage au bout d'un certain temps (0-120 s).
Le point de consigne haute pression doit être
inférieur à celui des soupapes de sécurité du côté
haute pression. Le point de consigne basse
pression est spécifié par le fabricant du compresseur.

Thermostat - RT

Fluides frigorigènes Fluides frigorigènes R717 et fluorés
Protection IP66/54
Température max. du bulbe [°C] 65 à 300
Température ambiante [°C] -50 à 70
Plage de régulation [°C] -60 à 150
Température différentielle [°C] 1,0 à 25,0

Régulation de la pression différentielle - MP 54/55/55A

Fluides frigorigènes MP 54/55 : fluides frigorigènes fluorés

MP 55A : R717

Protection IP 20
Plage de régulation [bar] MP 54 : 0,65/0,9

MP 55/55A : 0,3 à 4,5

Pression de service max. [bar] 17
Pression maxi de test. [bar] 22
Plage de fonctionnement
du côté BP [bar]

-1 à 12

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

74 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

7.3
Régulateurs de niveau de
liquide

2

Exemple d'application 7.3.1 :
commandes bas/haut niveau du
séparateur de liquide

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

À

Contrôleur de niveau haut

Á Contrôleur de niveau bas

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Séparateur de liquide

Vers l'évaporateur

Les réservoirs du côté haute pression et du côté
basse pression sont équipés d'indicateurs de
niveau de liquide.

Depuis la bouteille

Depuis
l'évaporateur

Danfoss
Tapp_0102_02
10-2012

Le contrôleur de niveau bas est installé dans le
but de garantir que la hauteur de fluide frigorigène
est suffisante pour éviter la cavitation des pompes.

Données techniques

Les bouteilles haute pression doivent seulement
être équipées de contrôleur de niveau bas (AKS 38)

Un contrôleur de niveau haut est installé pour

protéger les compresseurs des coups de liquide.
afin de garantir un niveau minimum de fluide
frigorigène permettant d'alimenter les dispositifs
détente.

Un indicateur de niveau de liquide LLG pour le

contrôle visuel du niveau doit également être

installé.
Un indicateur de niveau de liquide LLG permettant
de contrôler visuellement le niveau de liquide peut
également être installé.

Des indicateurs de niveau de liquide LLG dans les

réservoirs basse pression peuvent nécessiter le

montage d'un adaptateur de voyant liquide qui
Les réservoirs basse pression sont normalement
équipés de contrôleur de niveau haut et bas.

Contrôleur de niveau - AKS 38

Matériau Boîtier : fonte chromate de zinc
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à +65
Pression de service max. [bar] 28
Plage de mesure [mm] 12,5 à 50

Indicateur de niveau de liquide - LLG

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -10 à 100 ou -50 à 30
Pression de service max. [bar] 25
Longueur [mm] 185 à 1550

permet d'observer le niveau, même lorsque du

gel est présent sur l'indicateur de niveau de liquide

.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 75

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

7.4
Détecteur de fluide
frigorigène

7.4.1
Technologie des capteurs

Un détecteur de gaz est généralement utilisé dans
une installation fixe équipée de divers capteurs
situés dans des zones où le fluide frigorigène
peut s'accumuler en cas de fuite de l'installation.

Ces emplacements dépendent de la configuration
de la salle des machines et des espaces adjacents,
de la configuration de l'installation et du fluide
frigorigène en question.

Avant de sélectionner le détecteur de gaz approprié,
il convient de répondre aux questions suivantes :

Quels gaz doivent être mesurés et dans quelles
quantités ?
Quel type de capteur convient le mieux ?

Danfoss a sélectionné, en fonction du fluide
frigorigène et de la plage réelle de ppm requis,
le capteur le plus approprié pour le gaz fluide
frigorigène cible.

Quel capteur convient à un fluide frigorigène donné ?

Semi-conducteur Électrochimique Catalytique Infrarouge

Concentration en ammoniac « faible »
(< 100 ppm)

Concentration en ammoniac « moyenne »
(< 1 000 ppm) 1)

Concentration en ammoniac « élevée »
(< 10 000 ppm)

Concentration en ammoniac « très élevée »
(> 10 000 ppm)

Dioxyde de carbone
CO₂

HC
Hydrocarbures

HCFC - HFC
Hydrocarbures halogénés

Combien de capteurs sont requis ? Où et quand
doivent-ils être positionnés et étalonnés ?
Quelles alarmes de limite sont appropriées ?
Combien d'alarmes sont requises ? Comment les
informations des alarmes sont-elles traitées ?

–

(4) 4

4

– –

– – –

(4)

4

4

–

–

– –

– –

–

4 (4)

4 (4)

4 (4)

(4)

4

(4)

Meilleure solution

1

) Plage de mesure de 0 à1 000 ppm. Peut être ajustée sur toute la plage.

Adaptée - mais moins attrayante Inadaptée

76 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

7.4.2
Détection de gaz nécessaire

Il existe différentes raisons pour lesquelles la
détection de gaz est requise. Il est évident que la
régulation est un élément de poids, ainsi que

• la réduction des frais d'entretien (coûts de

remplacement du gaz et des interventions),

• la réduction du coût de la consommation

d'énergie due à manque de fluide frigorigène,

• le risque d'endommagement des produits

stockés suite à une fuite importante,

• l'éventuelle réduction des frais d'assurance,

• les taxes sur les fluides frigorigènes non

écologiques,

• différentes application de réfrigération

nécessitent la détections de gaz pour
différentes raisons.

L'ammoniac est classé parmi les substances
toxiques, et son odeur caractéristique en fait un
produit « à alarme intégrée ». Il est cependant
très utile de disposer de détecteurs de gaz dans
la salle des machines car, souvent, le personnel
n'est pas présent pour prendre les mesures
nécessaires. De plus, l'ammoniac est le seul
fluide frigorigène courant plus léger que l'air.

Les hydrocarbures sont classés comme
inflammables. Il est donc essentiel de vérifier
que la concentration autour du système de
réfrigération ne dépasse pas la limite
d'inflammabilité.

Les fluides frigorigènes fluorés

ont tous un
certain impact sur l'environnement. Il est donc
essentiel d'éviter les fuites de ces derniers.

Le CO2 (dioxyde de carbone) intervient
directement dans le processus respiratoire et doit
être traité en conséquence. Environ 0,04 % de CO2
est présent dan l'air. En cas de concentration plus
élevée, certains effets indésirables sont signalés,
comme l'augmentation du rythme respiratoire
(~100 % à une concentration en CO2 de 3 %) qui
entraîne la perte de perte de connaissance et la
mort à des concentration en CO2 supérieures à 10 %.

Oxygène - Des capteurs de manque d'oxygène
peuvent être utilisés dans certaines applications,
mais ils ne sont pas proposés par Danfoss et ne
sont pas décrits en détail dans ce guide.
Remarque : les capteurs d'oxygène ne doivent
jamais être utilisés dans des installations au CO2.

Législation et normes

Les exigences en matière de détection de gaz sont
différentes dans de nombreux pays.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 77

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

7.5
Résumé

Solution Application

Soupapes de sécurité

Soupapes de sécurité SFA + robinet de
jumelage DSV

Bouteille

Protection des réservoirs, des compresseurs
et des échangeurs de chaleur contre l'excès
de pression.

Vanne de décharge BSV + vanne de décharge
pilotée POV

Protection des compresseurs et des pompes
contre l'excès de pression.

Pressostats et thermostats de sécurité

Pressostat : RT Protection des compresseurs contre un

refoulement trop élevé et une pression
d'aspiration trop faible.

Pressostats différentiels d'huile MP 55 Protection des compresseurs à pistons contre

une pression trop faible de l'huile.

Thermostat RT Protection des compresseurs contre une

température de refoulement trop élevée.

Régulateurs de niveau du liquide

Contrôleurs de niveau du liquide - AKS 38 Protection du système contre un niveau de fluide

frigorigène trop faible/élevé dans les réservoirs.

Indicateur de niveau liquide LLG Contrôle visuel du niveau de fluide frigorigène

Séparateur de liquide

liquide dans les réservoirs.

Détection de fluide frigorigène

Détecteurs de gaz, GD Détection de gaz fluide frigorigène dans

l'atmosphère.

7.6
Documents de référence

Pour obtenir une liste de tous les
documents de référence dans
l'ordre alphabétique, veuillez
vous reporter à la page 146

78 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Fiche technique/manuel Instruction produit

Type
AKS 38 PD.GD0.A
BSV PD.IC0.A
DSV PD.IE0.A
LLG PD.GG0.A
MLI PD.GH0.A
MP 55 A PD.CG0.B

Pour télécharger la dernière version de la documentation, visitez le site Internet de Danfoss.

Réf. du document

Type
POV PD.ID0.A
RT 1A PD.CB0.A
RT 107 PD.CB0.A
RT 5A PD.CB0.A
SFA PD.IF0.A
GD PD.S00.A

Réf. du document

Type
AKS 38 PI.GD0.A
BSV PI.IC0.A
DSV
LLG PI.GG0.A
MLI PI.GH0.A
MP 55 A PI.CG0.E

Réf. du document

PI.IE0.A / PI.IE0.B1

Type
POV PI.ID0.A
RT 1A RI5BC
RT 5A RI5BC
SFA PI.IB0.A
GD PI.S00.A

Réf. du document

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

10-2012

min.

max.

2

8.
Régulations de la pompe
de fluide frigorigène

Généralement, les systèmes de réfrigération
industrielle sont équipés d'un système à circulation
par pompe du fluide frigorigène liquide. La
circulation par pompe présente plusieurs avantages
par rapport aux systèmes de type DX :

Les pompes offrent une distribution
efficace de fluide frigorigène liquide dans
les évaporateurs et retournent un mélange
liquide-vapeur dans le séparateur de pompe ;

Il est possible de réduire la surchauffe jusqu'à
quasiment 0 K, ce qui augmente l'efficacité des
évaporateurs, sans risque de coup de liquide
au compresseur.

Il convient d'éviter la cavitation pendant l'utilisation
de la pompe. La cavitation peut survenir si la pression
de liquide fluide frigorigène statique à l'entrée de
la pompe est inférieure à la pression de saturation
correspondant à la température du liquide à ce point.

La hauteur du liquide H au-dessus de la pompe doit
donc au moins pouvoir compenser la perte de
pression de friction ∆Hf dans le tuyau et les vannes,
la perte à l'entrée du tuyau ∆Hd, et l'accélération
du liquide dans la roue de la pompe ∆Hp (hauteur
d'aspiration positive nette ou NPSH) comme indiqué
sur le schéma 8.1.

Fig. 8.1
Mise en place de la pompe

Danfoss
Tapp_0107_02

Fluide frigorigène liquide BP

Séparateur de liquide

Pompe
de fluide
frigorigène

8.1
Protection de la pompe
avec régulateur de pression
différentielle

Pour maintenir la pompe de fluide frigorigène
en fonctionnement, le débit dans la pompe doit
être maintenu dans la plage de fonctionnement
autorisée, fig. 8.2

Si le débit est trop bas, la chaleur du moteur peut
entraîner l'évaporation du fluide frigorigène et
provoquer une marche à sec ou une cavitation
de la pompe.

Lorsque le débit est trop élevé, la NPSH (hauteur
d'aspiration positive nette) caractéristique de la
pompe se détériore de telle sorte que la hauteur
d'aspiration positive disponible devient trop faible
pour empêcher la cavitation.

Les systèmes ont donc été conçus pour que la pompe
de fluide frigorigène maintienne ce débit dans la
plage de fonctionnement.

Les pompes sont facilement endommagées par la
cavitation. Pour éviter la cavitation, il est important
de maintenir une hauteur d'aspiration positive
suffisante pour la pompe. Pour atteindre une hauteur
d'aspiration suffisante, le contrôleur de niveau bas
AKS 38 est installé sur le séparateur de liquide.

Toutefois, même si le contrôleur de niveau bas est
installé sur le séparateur de liquide et maintenu au

­dessus du niveau minimum admissible, la cavitation
peut toujours survenir.

Fig. 8.2
Courbe Q-H type pour les pompes

Plage de fonctionnement autorisée

H

H

Des opérations incorrectes réalisées sur les
évaporateurs peuvent par exemple provoquer
l'augmentation du débit dans la pompe, le
contrôleur de niveau bas peut tomber en panne,
le filtre devant la pompe peut se boucher, etc.

Tout cela peut entraîner une cavitation. Il est donc
nécessaire d'arrêter la pompe pour la protéger
lorsque la pression différentielle descend au­dessous de H2 sur la fig. 8.2 (équivalent à Q

Danfoss

Tapp_0108_02

10-2012

max.

).

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 79

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 8.1.1 :
protection de la pompe
avec régulateur de pression
différentielle
RT 260A

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt
Á Filtre
 Pressostat différentiel
à Clapet antiretour
Ä Vanne d'arrêt
Å Vanne d'arrêt
Æ Filtre
Ç Pressostat différentiel
È Clapet antiretour

Vanne d'arrêt

Danfoss
Tapp_0109_02
10-2012

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Depuis
l'évaporateur

Depuis la bouteille

Séparateur de liquide

Pompe de fluide
frigorigène

Vers l'évaporateur

Des pressostats différentiels sont utilisés éviter
une différence de pression trop faible. Des
régulateurs RT 260A Â et Ç sont fournis sans
relais de temporisation et entraînent une coupure
momentanée lorsque la pression différentielle chute
au-dessous du point de réglage des régulateurs
de pression.

Les filtres FIA Á et Æ sont installés sur la conduite
de la pompe afin d'éliminer les particules et protéger
les vannes de régulation automatique et les pompes
contre les dommages, les blocages et l'usure
générale. Le filtre peut être installé sur la conduite
d'aspiration ou sur la conduite de refoulement de
la pompe.

Si le filtre est installé sur la conduite d'aspiration
avant la pompe, il protège d'abord la pompe contre
les particules. Il est particulièrement important
de les nettoyer lors la mise en service.

Comme une chute de pression peut entraîner
une cavitation, il est recommandé d'installer une
maille de 500 µ. Des mailles plus fines peuvent être

Données techniques

Fluides frigorigènes Fluides frigorigènes R717 et fluorés
Protection IP 66/54
Température ambiante [°C] -50 à 70

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

80 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Plage de régulation [bar] 0,1 à 11
Pression de service max. [bar] 22/42

Régulateur de pression différentielle - RT 260A/252A/265A/260AL

utilisées pendant le nettoyage mais il convient de
prendre en compte la chute de pression lors de la
conception des canalisations. Il est par ailleurs
nécessaire de remplacer la maille au bout d'un
certain temps.

Si un filtre est installé sur la conduite de refoulement
l

a chute de la pression n'est pas aussi cruciale et un
filtre de 150-200 µ peut être utilisé. Il est important
de noter que sur cette installation, des particules
peuvent toujours entrer dans la pompe avant d'être
éliminées du système.

Les clapets antiretour NRVA Ã et È sont installées
sur les conduites de refoulement des pompes pour
protéger les pompes contre l'écoulement inverse
(contre pression) pendant l'arrêt. La vanne clapet
SCA peut également être utilisée à cette fin (les NRVA
et SVA sont remplacées par la SCA, voir l'exemple
d'application 8.1.2).

,

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

8.2
Régulation du débit de
dérivation de la pompe

Exemple d'application 8.2.1 :
régulation du débit de dérivation
de la pompe avec OFV

La méthode la plus utilisée pour maintenir le débit
dans la pompe au-dessus de la valeur minimum
autorisée (Q
une conduite de dérivation.

sur la fig. 8.2) consiste à installer

min

La conduite de dérivation peut être conçue avec
une vanne de régulation REG, une vanne de
décharge de pression différentielle OFV ou un
simple orifice calibré.

Danfoss
Tapp_0110_02
10-2012

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Séparateur de liquide

Même si la distribution de liquide dans tous les
évaporateurs du système est interrompue, la
conduite de dérivation peut maintenir un débit
minimum dans la pompe.

Depuis
l'évaporateur

Depuis la
bouteille

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne de décharge

Pompe de fluide
frigorigène

Á Vanne d'arrêt
 Vanne de décharge
à Vanne d'arrêt
Ä Soupape de sécurité interne

Vers l'évaporateur

Å Soupape de sécurité interne

La conduite de dérivation a été conçue pour chaque
pompe avec une vanne de décharge OFV.
La vanne de décharge interne BSV a été conçue
pour faire office de sécurité en cas de pression

Données techniques

Matériau Corps : acier
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à 150
Pression de service max. [bar] 40
DN [mm] 20/25
Plage de pression différentielle d'ouverture [bar] 2 à 8

Matériau Boîtier : acier spécial approuvé pour un fonctionnement à basse température
Fluides frigorigènes R717, R744, HFC, HCFC et autres fluides frigorigènes (en fonction de la compatibilité

Plage de température du fluide [°C] -30 à 100 en tant que soupape de sécurité externe

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 81

Pression de consigne [bar] 10 à 25
Surface du flux [mm2] 50

Vanne de décharge - OFV

Soupape de sécurité - BSV (dont l'actionnement ne dépend pas de la contre-pression)

avec le matériau d'étanchéité)

-50 à 100 en tant que vanne pilote pour POV

excessive. Par exemple, lorsque les vannes d'arrêt
sont fermées, le fluide frigorigène liquide bloqué
dans les conduites peut atteindre une pression
trop élevée.

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

8.3
Régulateur de pression de la
pompe

Exemple d'application 8.3.1 :
régulation de la pression
différentielle de la pompe
avec l'ICS et la CVPP

Sur certains types de systèmes à circulation par
pompe, il est très important de maintenir une
pression différentielle constante dans la vanne
d'étranglement réglée de manière fixe avant
l'évaporateur.

Danfoss
Tapp_0111 _02
10-2012

Vers la conduite
d'aspiration du
compresseur

Séparateur de liquide

En utilisant une servovanne pilotée ICS et une
vanne pilote CVPP, il est possible de maintenir
une pression différentielle constante dans la
pompe et donc une pression différentielle
constante dans la vanne d'étranglement.

Depuis l'évaporateur

Depuis la bouteille

Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP

À Vanne d'arrêt
Á Clapet différentiel
 Vanne d'arrêt

Données techniques

Pompe
de fluide
frigorigène

Vers l'évaporateur

Servovanne pilotée - ICS

Matériau Corps : acier basse température
Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants, notamment les R717 et R744
Plage de température du fluide [°C] -60 à 120
Pression de service max. [bar] 52
DN [mm] 20 à 150

Vanne pilote de pression différentielle-CVPP

Fluides frigorigènes Tous les fluides frigorigènes courants ininflammables, notamment le R717
Plage de température du fluide [°C] -50 à 120
Pression de service max. [bar] CVPP (BP) : 17

CVPP (HP) : jusqu'à 40

Plage de régulation [bar] CVPP (BP) : 0 à 7

CVPP (HP) : 0 à 22

Valeur Kv m3/h 0,4

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

82 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

8.4
Résumé

Solution Application Avantages Limites

Protection de la pompe avec régulateur de pression différentielle

Protection de la pompe
avec régulateur de pression
différentielle RT 260A

Filtre et clapet antiretour

Filtre FIA et clapet antiretour
NRVA sur la conduite de la
pompe

Séparateur de liquide

Séparateur de liquide

S'applique à tous les
systèmes à circulation par
pompe.

S'applique à tous les
systèmes à circulation par
pompe.

Simple.
Efficace pour protéger
la pompe contre une
pression différentielle faible
(correspondant à un débit
élevé).

Simple.
Efficace pour protéger la
pompe contre un retour
d'eau et des particules.

Ne convient pas pour
les fluides frigorigènes
inflammables.

Le filtre de la conduite
d'aspiration peut entraîner
une cavitation lorsqu'il est
bouché.
Le filtre de la conduite de
refoulement laisse toujours
des particules pénétrer dans
la pompe.

Régulation du débit de dérivation de la pompe

Régulation du débit
dérivation de la pompe avec
une REG et protection avec
une soupape de sécurité BSV

Séparateur de liquide

Régulateur de pression de la pompe

Régulateur de pression de la
pompe avec une ICS et une
CVPP

8.5
Documents de référence

Pour obtenir une liste de tous les
documents de référence dans
l'ordre alphabétique, veuillez
vous reporter à la page 146

Séparateur de liquide

Fiche technique/manuel

Type
BSV PD.IC0.A
CVPP PD.HN0.A
FIA PD.FM1.A
ICS PD.HS2.A

Pour télécharger la dernière version de la documentation, visitez le site Internet de Danfoss.

Réf. du document

S'applique à tous les
systèmes à circulation par
pompe.

S'applique aux systèmes à
circulation par pompe qui
requièrent une pression
différentielle constante dans
les vannes de régulation
avant les évaporateurs.

Type
NR VA PD.FK0.A
REG PD.KM1.A
RT 260A PD.CB0.A
SVA PD.KD1.A

Réf. du document

Simple.
Efficace et sûr pour
maintenir le débit minimum
de la pompe.
La soupape de sécurité peut
empêcher efficacement
toute pression excessive.

Envoie une pression
différentielle et un taux de
circulation constants pour
les évaporateurs.

Instruction produit

Type
BSV PI.IC0.A
CVPP PI.HN0.C
FIA PI.FN1.A
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B

Réf. du document

Une partie de l'énergie de la
pompe est gaspillée.

Une partie de l'énergie de la
pompe est gaspillée.

Type
NR VA PI.FK0.A
REG PI.KM1.A
RT 260A RI5BB
SVA PI.KD1.A

Réf. du document

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 83

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

9. Autres

2

9.1
Filtres déshydrateurs
dans les systèmes fluorés

L'eau, les acides et les particules apparaissent
naturellement dans les systèmes de réfrigération
fluorés. L'eau peut entrer dans le système suite à
l'installation, à l'entretien, à des fuites, etc.

L'acide est généré par la décomposition de fluides
frigorigènes et d'huiles.

Les particules sont souvent issues des résidus de
soudage et de brasage, de la réaction entre des
fluides frigorigènes et de l'huile, etc.

L'impossibilité de maintenir la teneur en acide, la
quantité d'eau et de particules dans des limites
acceptables réduit la durée de vie du système de
réfrigération et entraîne l'arrêt du compresseur.

Un taux d'humidité trop élevé dans les systèmes
associé à des températures d'évaporation inférieures
à 0 °C risque de provoquer la formation de glace,
ce qui peut ensuite entraîner un blocage des vannes
de régulation, des électrovannes, des filtres, etc.
Les particules peuvent provoquer l'usure du
compresseur et des vannes et entraîner un blocage
Les acides ne sont pas corrosifs s'il n'y a pas d'eau.
Mais dans une solution aqueuse, les acides peuvent
corroder les canalisations et électrogalvaniser les
surfaces chauffées dans le compresseur.

Cette électrogalvanisation se produit sur les surfaces
chaudes, notamment la pompe à huile, le vilebrequin
les bielles, les bagues de pistons, les cavités des
vannes d'aspiration et de refoulement, etc. Cette
électrogalvanisation entraîne une augmentation
de la chaleur des paliers et la lubrification dans
les paliers se réduit lorsque l'électrogalvanisation
s'épaissit.

Le refroidissement des paliers est réduit car l'huile
circule peu dans les paliers. Par conséquent, ces
composants chauffent. Les plaques porte-soupapes
commencent à fuir, ce qui provoque un effet de
surchauffe plus important sur le refoulement.
Lorsque les problèmes s'accumulent, la panne
du compresseur devient imminente.

Des filtres déshydrateurs ont été conçus pour
éviter les problèmes décrits ci-dessus. Les filtres
déshydrateurs ont deux fonctions : une fonction
de déshumidification et une fonction de filtration.

La fonction de déshumidification est une protection
chimique et permet l'absorption d'eau et d'acides.
L'objectif est d'éviter la corrosion des surfaces
métalliques, la décomposition de l'huile et du
fluide frigorigène et la casse des moteurs.

La fonction de filtration permet la protection
physique mais aussi la rétention des particules et
impuretés de toutes sortes. Cela réduit l'usure du
compresseur, le protège contre les dommages et

.

prolonge significativement sa vie.

,

84 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 9.1.1 :
filtre déshydrateur dans les
systèmes fluorés

2

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène vapeur BP
Huile

À Filtre déshydrateur
Á Filtre déshydrateur
 Filtre déshydrateur
à Vanne d'arrêt
Ä Vanne d'arrêt
Å Vanne d'arrêt
Æ Voyant liquide
Ç Voyant liquide
È Voyant liquide

Vanne d'arrêt
Vanne d'arrêt

Vanne d'arrêt

Compresseur

Évaporateur

Danfoss
Tapp_011 6_02
10-2012

Pour des systèmes fluorés, des filtres déshydrateurs
sont normalement installés sur la ligne liquide avant
le détendeur. Sur cette ligne, seul un débit liquide
pur traverse le filtre déshydrateur (contrairement
à l'écoulement diphasique après le détendeur).

La chute de pression dans le filtre déshydrateur
est

faible et la chute de pression dans cette ligne

a peu

d'influence sur la performance du système.
L'installation d'un filtre déshydrateur empêche
également la formation de glace dans le détendeur

Sur les installations industrielles, la capacité d'un filtre
déshydrateur n'est normalement pas suffisante
pour sécher le système complet. Plusieurs filtres
déshydrateurs peuvent donc être installés en
parallèle.

Le DCR est un filtre déshydrateur à cartouches
solides interchangeables. Il existe trois types de
cartouches solides : DM, DC et DA.

DM - Cartouches solides composées de 100 %
de tamis moléculaire adaptées pour les fluides
frigorigènes HFC CO2 ;

DC - Cartouches solides composées de 80 %
de tamis moléculaire et de 20 % d'alumine
activée adaptées pour les fluides frigorigènes
CFC et HCFC et compatible avec des fluides
frigorigènes HFC ;

Séparateur d'huile

Condenseur

Bouteille

DA - Cartouches solides composées de 30 %
de tamis moléculaire et de 70 % d'alumine
activée adaptées pour le nettoyage après
l'arrêt du compresseur et compatible avec les

fluides frigorigènes CFC/HCFC/HFC.
Outres les cartouches solides classiques mentionnées
ci-dessus, Danfoss fournit également d'autres
cartouches solides personnalisées. Danfoss propose
également des filtres déshydrateurs avec cartouches
solides fixes. Pour plus d'informations, veuillez

.

vous reporter au catalogue des produits ou contacter
le revendeur local.

Le voyant liquide avec indicateur pour HCFC/CFC, de
type SGRI, est installé après le filtre déshydrateur pour
indiquer la teneur en eau après déshumidification.
Des voyants liquides avec indicateur pour d'autres
types de fluides frigorigènes peuvent également
être fournis. Pour plus d'informations, veuillez
vous reporter au catalogue des produits Danfoss.

Données techniques

Fluides frigorigènes CFC/HFC/HCFC/R744
Matériau Boîtier : acier
Pression de service max. [bar] HP : 46
Plage de température de

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 85

fonctionnement [°C]
Cartouches solides DM/DC/DA

Filtre déshydrateur - DCR

-40 à 70

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

9.2
Élimination de l'eau des
systèmes à l'ammoniac

Le problème de l'eau dans les systèmes à l'ammoniac
est unique par rapport aux systèmes fluorés et au
CO2 :
la structure moléculaire de l'ammoniac et de l'eau
est similaire. Les deux présentent une structure petite
et polaire et sont par conséquent complètement
solubles.

A cause de la similarité moléculaire de l'ammoniac
et de l'eau, aucun filtre déshydrateur n'est efficace
pour l'ammoniac. Par ailleurs, à cause de la haute
solubilité de l'eau dans l'ammoniac, il est difficile
d'extraire l'eau libre de la solution.

L'eau et l'ammoniac cohabitent et agissent comme
une sorte de fluide frigorigène zéotrope dont la
relation P-T saturée n'est plus la même que celle
de l'ammoniac anhydre.

Ces facteurs font que les systèmes à l'ammoniac
sont rarement conçus comme des systèmes DX :
d'une part, l'ammoniac liquide est difficile à
vaporiser complètement en présence d'eau, ce
qui entraîne des coups de liquide. D'autre part,
comment un détendeur thermostatique peut-il
fonctionner correctement lorsque la relation P-T
saturée change ?

Les systèmes à circulation par pompe peuvent
éviter les dommages potentiels de l'eau sur les
compresseurs. En faisant uniquement pénétrer
de la vapeur dans la conduite d'aspiration, les
coups de bélier sont évités. Et tant qu'il n'y a pas
trop d'eau dans le liquide, la vapeur ne contient
presque pas d'eau (< à la valeur maximum
recommandée de 0,3 %), ce qui permet de lutter
efficacement contre la pollution de l'huile par l'eau.

Il existe trois moyens de traiter la contamination
de l'eau :

Changement de la charge

Cette méthode convient aux petites charges
(les refroidisseurs équipés d'évaporateurs à
plaques) et doit être conforme à la législation
locale.

Purge à partir de certains évaporateurs

Cette méthode convient aux systèmes drainés
par gravité sans dégivrage par gaz chauds. Sur
ces systèmes, l'eau reste dans le liquide lorsque
l'ammoniac est vaporisé et s'accumule dans
les évaporateurs.

Rectificateur

Une partie de l'ammoniac contaminé est
drainé dans le rectificateur, où il est chauffé.
L'ammoniac est ensuite vaporisé et l'eau est
drainée. Cela constitue le seul moyen d'éliminer
l'eau des systèmes à circulation par pompe.

Pour plus d'informations sur la contamination
de l'eau et son élimination dans des systèmes de
réfrigération à l'ammoniac, veuillez vous reporter
au bulletin 108 IIAR.

Il est nécessaire d'indiquer la présence éventuelle
d'une faible teneur en eau car il existe un risque de
corrosion de l'acier. Elle est toutefois peu probable
sur une installation réelle.

Alors que les systèmes à circulation par pompe
permettent de lutter efficacement contre les
dommages sur les compresseurs, ils ont par ailleurs
d'autres conséquences invisibles sur l'eau :

Le COP du système est réduit
En cas de teneur en eau, la relation P-T saturée
du fluide frigorigène est différente de l'ammoniac
pur. Le fluide frigorigène s'évapore à une
température plus élevée pour une pression
donnée. Cela réduit la puissance frigorifique du
système et augmente la consommation d'énergie.

Corrosion

L'ammoniac devient corrosif en présence d'eau
et commence à corroder les canalisations, les
vannes, les réservoirs, etc.

Problèmes de compresseur

Si de l'eau entre dans les compresseurs, à cause
de l'inefficacité des séparateurs de liquide par
exemple, cela pose des problèmes d'huile et
de corrosion.

Par conséquent, pour maintenir le système en état
de fonctionnement il est recommandé de surveiller
régulièrement l'eau et d'utiliser une méthode
d'élimination de l'eau lorsque la teneur de cette
dernière est supérieure au niveau acceptable.

86 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d’application 9.2.1 :
rectificateur chauffé par gaz
chaud régulé par des vannes à
flotteur

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Fluide frigorigène vapeur BP
Fluide frigorigène liquide BP
Huile

À Électrovanne
Á Vanne à flotteur
 Vanne de régulation

manuelle

Vers la conduite

d’aspiration

Sight
glass

Sight
glass

Liquide
condensé
HP dans

à Vanne de régulation de

pression

Ä Électrovanne
Å Vanne de régulation

manuelle

Æ Soupape de sécurité

interne

Ç Vanne de purge rapide

Sortie de liquide condensé HP
(vers le séparateur de la pompe)

È Vanne d’arrêt

2

Entrée
d’ammoniac
contaminé

Danfoss
Tapp_0121_02
09-2014

Procédure d’élimination de l’eau :

1. Ouvrir les électrovannes EVRAT À et ICS+EVM
Ã. L’ammoniac contaminé est vidangé dans le
rectificateur. La vanne à flotteur SV4 Á se
ferme dès que le niveau de liquide dans le
réservoir atteint le niveau défini.

Ouvrir l’électrovanne EVRA Ä.

2. Du liquide condensé est envoyé dans la bobine
qui se trouve à l’intérieur du réservoir et
commence à chauffer l’ammoniac contaminé.
L’ammoniac commence à s’évaporer et le liquide
contaminé reste dans le réservoir. Lorsque
l’ammoniac s’évapore dans le réservoir et que
niveau de liquide baisse, la vanne à flotteur
SV4 Á s’ouvre et envoie davantage d’ammoniac
contaminé dans le réservoir.

D’après nos constatations, après un certain

temps, la préparation de la purge du liquide
contaminé peut commencer.

3. Fermer l’électrovanne EVRAT À.
Après un certain temps, tout l’ammoniac
s’évapore et seul le liquide contaminé reste
dans le réservoir.

Pour purger le liquide contaminé du réservoir,

la pression à l’intérieur du réservoir doit être
augmentée et dépasser 0 °C.

Pour ce faire, fermer l’électrovanne ICS+EVM Ã.

La pression à l’intérieur du réservoir est à
présent régulée par les vannes ICS+CVP Ã.
Ouvrir la vanne d’arrêt SVA  de quelques
tours, ouvrir la vanne de purge QDV Ç avec
précaution et purger le liquide contaminé
restant dans le réservoir.

Les vannes ne sont pas toutes
représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 87

4. Fermer la vanne de purge QDV Ç et la vanne
d’arrêt SVA .

Fermer ensuite l’électrovanne Ä pour arrêter le

processus d’élimination du liquide contaminé ou
répéter l’étape 1 si nécessaire pour poursuivre
le processus.

Pour des raisons de sécurité, la vanne de

sécurité BSV Æ est installée sur le réservoir
pour éviter tout excès de pression.

le

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

9.3
Systèmes d'épuration de l'air

Présence de gaz non condensables

Des gaz non condensables sont présents dans
des systèmes réfrigération au début du processus
d'installation avec des tuyaux et des raccords pleins
d'air. Par conséquent, sans un système d'évacuation
efficace, l'air peut rester dans le système.

L'air peut par ailleurs pénétrer dans le système
à cause d'une fuite dans le système, lorsque le
système est ouvert pour la maintenance, en cas
de pénétration dans les composants du système,
en cas de fuite au niveau des soudures où la
pression de l'ammoniac est inférieure à la pression
atmosphérique (température d'évaporation
inférieure à -34 °C), en cas d'ajout d'huile, etc.

De plus, des impuretés dans le fluide frigorigène
et/ou une décomposition du fluide frigorigène ou
de l'huile de lubrification à cause de températures
de refoulement élevées peuvent générer des gaz
non condensables (l'ammoniac se décompose en
azote et en hydrogène par exemple).

Emplacement et détection

Des gaz non condensables sont contenus du
côté haute pression du système de réfrigération,
principalement au niveau des points les plus
froids et les moins agités du condenseur.

Un moyen simple de vérifier la présence de gaz non
condensables dans le système est de comparer
la différence de pression entre la pression de
condensation réelle lue avec le manomètre de la
bouteille et la pression saturée correspondant à
la température mesurée à la sortie du condenseur.

Par exemple, si une température de 30 °C est
mesurée à la sortie du condenseur dans un
système à l'ammoniac, la température saturée
correspondante est de 10,7 bar. Si le manomètre
indique 11,7 bar, la différence est donc de 1 bar et
ceci est dû à la présence de gaz non condensables.

Problèmes générés

L'air a tendance à former un film sur les tuyaux du
condenseur, ce qui isole la surface de transfert de
chaleur du fluide frigorigène dans le condenseur.
Ceci entraîne une réduction de la puissance
frigorifique du condenseur puis une augmentation
de la pression de condensation. L'efficacité
énergétique diminue donc et en fonction de la
pression de condensation, le risque de problèmes
associés à l'huile augmente.

La puissance frigorifique réduite dans le condenseur
est une réalité mais elle est très difficile à déterminer.
Les fabricants de systèmes d'épuration de l'air ont

fourni des données qui indiquent une réduction
de 9-10 % de la puissance frigorifique pour chaque
bar d'augmentation de la pression de condensation
Si un calcul plus précis est nécessaire, ASHRAE
donne des conseils sur la façon de l'estimer ainsi
que des exemples de recherches entreprises avec
les résultats obtenus. (Manuel sur les systèmes et
les équipements HVAC, gaz non condensables).

D'autres fabricants évaluent les risques et les coûts
dérivés du compresseur. Lorsque la pression de
condensation et la température de refoulement
augmentent, les risques pour les paliers dus à des
problèmes d'huile et les coûts de fonctionnement
du compresseur augmentent également. L'estimation
du coût est associée au type de compresseur et à
sa taille sur l'installation.

Dans tous les cas, la présence de gaz non
condensables est aussi indésirable qu'inévitable
et des équipements d'épuration de l'air sont
souvent utilisés.

Systèmes d'épuration de l'air

L'air et les gaz non condensables peuvent être
éliminés du système manuellement. Ces opérations
sont réalisées par le personnel de maintenance et
peuvent entraîner des pertes excessives de fluide
frigorigène.

Il existe une autre méthode de purge appelée
« purge réfrigérée » : les gaz issus des points
d'échantillonnage sont refroidis dans une
chambre avec une bobine de refroidissement
pour condenser le fluide frigorigène avant de le
renvoyer dans le système. Les gaz restés dans la
chambre doivent être purgés dans l'atmosphère.
Le refroidissement et la condensation visent à
réduire la quantité de fluide frigorigène libéré.

Le fluide frigorigène utilisé dans la bobine de
refroidissement peut être identique à l'installation
frigorifique. Il peut aussi être différent.

L'emplacement du raccord de purge est assez difficile
à définir et dépend du système et du type de
condenseur. Voici quelques exemples de points
de purge. Sur le schéma, les flèches des batteries
du condenseur et des réservoirs représentent les
vitesses d'écoulement. La longueur des flèches
diminue lorsque la vitesse diminue.

L'accumulation d'air est indiquée par les points
noirs. Les endroits où la teneur en air est élevée
sont les endroits où des purges doivent être réalisées.

.

Condenseur multitubulaire
horizontal

Condenseur évaporatif

Condenseur

multitubulaire

vertical

Danfoss
Tapp_0124_02
10-2012

Bouteille

88 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

Exemple d'application 9.3.1 :
système d'épuration de l'air via
le fluide frigorigène à partir de
l'installation

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Mélange de fluide
frigorigène liquide/vapeur
Fluide frigorigène liquide BP
Air

À Électrovanne
Á Électrovanne

Vers le séparateur de liquide

Depuis la
pompe
de fluide
frigorigène

 Électrovanne
à Vanne à flotteur
Ä Pressostat
Å Électrovanne
Æ Vanne de régulation manuelle

Danfoss
Tapp_0125_02
09-2014

Bouteille

Ç Vanne de régulation manuelle

2

Réservoir d'eau

Depuis la
conduite de
refoulement

Condenseur

Procédure d'épuration de l'air :

1. Ouvrir l'électrovanne EVRA À de façon à ce
que le fluide frigorigène liquide basse pression
pénètre dans la bobine et refroidisse le fluide
frigorigène contenu dans le réservoir.

2.

Ouvrir l'électrovanne EVRAT Á ou  (uniquement
l'UNE des deux). Le fluide frigorigène gazeux et
l'air accumulé sont envoyés dans le réservoir à
l'intérieur du quel la vapeur du fluide frigorigène
se condense et où l'air monte jusqu'en haut. La
vanne à flotteur SV1 Ã draine automatiquement
le fluide frigorigène liquide condensé.

La vanne de régulation Æ doit être réglée à

un degré d’ouverture relativement faible afin
qu’elle puisse créer une chute de pression
pour permettre une pression aussi basse que
possible à l’intérieur du purgeur d’air. Un petit
orifice peut également être installé en aval de
la vanne de régulation Æ.

3.

Comme l'air s'accumule dans le haut du réservoir
la pression totale à l'intérieur du réservoir par
rapport à la pression saturée du fluide frigorigène
liquide augmente. Lorsque cette pression atteint
le réglage sur le pressostat, le RT 280A Ä ouvre
l'électrovanne EVRA Å et purge l'air du réservoir.

La vanne de régulation Ç doit être réglée à

un degré d’ouverture relativement faible pour
permettre une purge régulée/lente de l’air du
réservoir.

,

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 89

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

9.4
Système de récupération de
l'huile

Exemple d'application 9.4.1 :
commande de la disposition
en série du condenseur et de
l'échangeur de chaleur de
récupération

La chaleur gratuite issue de la désurchauffe et/
ou de la condensation dans le condenseur peut
être utilisée en cas de besoin de chauffage dans
l'installation. Cela comprend le chauffage de l'air
dans les bureaux ou les magasins, le chauffage
de l'eau pour le nettoyage ou le traitement, le
préchauffage de l'eau d'alimentation de
chaudière, etc.

Pour que la récupération de chaleur constitue
une solution économique, il est important de
garantir que la chaleur gratuite et les conditions
de chauffage répondent aux conditions de temps,
de température et de flux de chaleur. Pour la
production d'eau chaude par exemple, c'est-à­dire lorsqu'une température élevée est nécessaire,
la désurchauffe peut être utilisée. Pour chauffer
l'ensemble du bureau, il convient généralement
de récupérer toute la chaleur du condenseur.

Un système de régulation bien conçu est
essentiel pour un fonctionnement efficace et
sans problèmes d'installations frigorifiques avec
récupération de chaleur.

Vers la
conduite
d'aspiration

L'objet de cette régulation est de coordonner
la récupération de chaleur et la réfrigération :

1. La fonction de base de la réfrigération doit
être garantie, que la récupération de chaleur
fonctionne ou non. La pression de condensation
ne doit pas être trop élevée lorsque la récupération
de chaleur cesse. Sur les systèmes DX, la pression
de condensation ne doit pas être trop faible
(voir la section 3).

2. Les conditions relatives à la récupération de
chaleur, la température et le flux de chaleur
par exemple, doivent être respectées.

3. Activation/désactivation sans problèmes de la
boucle de récupération de chaleur en fonction
de la demande.

La régulation de la récupération de chaleur doit être
conçue de façon sophistiquée et peut varier d'une
installation à une autre. Voici quelques exemples :

Danfoss

Tapp_0126_02

10-2012

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Réfrigérant vapeur LP
Eau

À Régulateur de pression
Á Électrovanne
 Clapet antiretour
à Électrovanne
Ä

Vanne de régulation manuelle

Condenseur de
récupération de chaleur

Sortie d'eau

Depuis la
conduite de
refoulement

Ce système de récupération de chaleur s'applique
à l'air et à l'eau.

Cycle de refroidissement sans récupération de chaleur

Le gaz chaud de la conduite de refoulement est
envoyé directement dans le condenseur principal
via la servovanne pilotée ICS À avec une vanne
pilote à pression constante CVP (HP). Le clapet
antiretour NRVA Â empêche l'écoulement inversé
vers le condenseur de récupération de chaleur.

Cycle de récupération de chaleur

La servovanne pilotée ICS Á est commandée par
la commutation du pilote EVM, via une minuterie,
un thermostat, etc. Les gaz chauds entre dans le
condenseur de récupération.

Entrée d'eau

Condenseur

Vers la bouteille

L'ICS À se ferme normalement en raison de
l'augmentation de la capacité de condensation
et de la réduction de la pression de refoulement.
Si la pression de refoulement augmente, la vanne
pilote à pression constante CVP (HP) ouvre la
servovanne ICS À. Cette partie des gaz chauds
peut alors s'écouler vers le condenseur principal.

Durant l'été, le condenseur de récupération de
chaleur reste inactif pendant de longues périodes.
Pour éviter le risque d'accumulation de liquide
dans ce condenseur, une électrovanne EVRA Ã
et une vanne de régulation REG Ä garantissent
l'évaporation périodique des condensats dans le
condenseur de récupération.

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

90 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

Exemple d'application 9.4.2 :
commande de la disposition
en série du condenseur et de
l'échangeur de chaleur de
récupération

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant liquide HP
Eau

À Clapet différentiel
Á Thermostat
 Clapet antiretour

Condenseur de
récupération de chaleur

Sortie d'eau

Depuis la
conduite de
refoulement

Ce système de récupération de chaleur convient
aux installations frigorifiques centrales avec
plusieurs compresseurs.

A faible puissance frigorifique, tout le gaz de
refoulement traverse le condenseur de récupération
et entre dans le condenseur principal.

Plus la puissance frigorifique du compresseur
utilisée est élevée, plus la chute de pression est
importante dans le condenseur de récupération.

Entrée d'eau

Condenseur

Vers la bouteille

Lorsque cette chute de pression dépasse le réglage
de la vanne pilote de pression différentielle CVPP
(HP) sur la servovanne, l'ICS À s'ouvre partiellement
et le gaz en surpression est envoyé directement
dans le condenseur principal.

Dès que la température de l'eau ou de l'air souhaitée
a été atteinte via le condenseur de récupération
de chaleur, le thermostat RT 107 Á active la vanne
pilote tout ou rien EVM et la servovanne ICS À
s'ouvre complètement.

Danfoss

Tapp_0127_02

10-2012

Exemple d'application 9.4.3 :
commande de la disposition
en parallèle du condenseur et
de l'échangeur de chaleur de
récupération

Fluide frigorigène vapeur HP
Réfrigérant

liquide

HP

Eau

Sortie d'eau

Depuis la
conduite de
refoulement

Condenseur de
récupération de chaleur

Entrée d'eau

Vers la bouteille

Danfoss

Tapp_0128_02

10-2012

À Régulateur de pression et

électrovanne

Á Thermostat
 Clapet antiretour

Ce système de récupération de chaleur convient
aux systèmes équipés de plusieurs compresseurs,
pour le chauffage de l'eau d'un chauffage central
par exemple.

En fonctionnement normal, la servovanne ICS À
est maintenue ouverte par la commutation de
l'électrovanne pilote EVM activée par un régulateur

Les vannes ne sont pas toutes représentées.
Ce schéma ne doit pas être utilisé à des
fins de construction.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 91

externe raccordé au thermostat RT 107.

En hiver, lorsque la demande de chauffage nécessite

une récupération de chaleur, l'électrovanne pilote
EVM se ferme, ce qui entraîne la fermeture de la
servovanne ICSÀ. Si la pression de condensation
dépasse le réglage de la vanne pilote à pression
constante CVP (HP), la servovanne ICS 3 s'ouvre
et le trop-plein de gaz en surpression est envoyé
dans le condenseur principal.

Le clapet antiretour NRVA empêche le retour de fluide
frigorigène vers le condenseur de récupération.

Condenseur

Vers la bouteille

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

9.5
Documents de référence

Pour obtenir une liste de tous les
documents de référence dans
l'ordre alphabétique, veuillez
vous reporter à la page 146

Fiche technique/manuel

Type
BSV PD.IC0.A
CVP PD.HN0.A
DCR PD.EJ0.A
EVM PD.HN0.A
EVRA(T ) PD.BM0.B
ICS PD.HS2.A
NR VA PD.FK0.A

Pour télécharger la dernière version de la documentation, visitez le site Internet de Danfoss.

Réf. du document

Type
REG PD.KM1.A
RT 107 PD.CB0.A
SGR PD.EK0.A
SNV PD.KB0.A
SVA PD.KD1.A
SV 1-3 PD.GE0.B
SV 4-6 PD.GE0.D

Réf. du document

Instruction produit

Type
BSV PI.IC0.A
CVP PI.HN0.C
DCR PI.EJ0.B
EVM PI.HN0.N
EVRA(T ) PI.BN0.L
ICS 25-65 PI.HS0.A
ICS 100-150 PI.HS0.B
NR VA PI.FK0.A

Réf. du document

Type
REG PI.KM1.A
SGR PI.EK0.A
SNV PI.KB0.A
SVA PI.KD1.A
SV 1-3 PI.GE0.C
SV 4-6 PI.GE0.B

Réf. du document

92 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

10.
Utilisation du CO2 dans les
systèmes de réfrigération

L'utilisation de dioxyde de carbone (CO2) dans les
systèmes de réfrigération n'est pas nouvelle. Le
dioxyde de carbone a été proposé comme fluide
frigorigène pour la première fois par Alexander
Twining (réf. [1]), qui l'a mentionné dans son brevet
anglais en 1850. Thaddeus S.C. Lowe a réalisé des
expériences avec du CO2 pour des ballons militaires
et il a également conçu une machine à glace au
CO2 en 1867. Lowe a créé une machine à bord d'un
bateau pour le transport de la viande surgelée.

La documentation révèle que les systèmes de
réfrigération au CO2 ont été développés au cours
des années suivantes et qu'ils ont atteint leur apogée
dans les années1920 et au début des années 1930.
Le CO2 était généralement préféré dans l'industrie
du transport car il n'était ni toxique ni inflammable,
alors que l'ammoniac (NH3 ou R717) était plus courant
dans les applications industrielles (réf. [2]). Le CO2 a
disparu du marché, principalement car le Fréon,
nouveau « fluide frigorigène miracle », était disponible
et commercialisé avec beaucoup de succès.

L'ammoniac est resté, au fil des ans, le fluide
frigorigène principal des application de réfrigération
industrielle. Dans les années 1990, les avantages de
l'utilisation du CO2 ont connu un regain d'intérêt,
en raison du PACO (potentiel d'appauvrissement
de la couche d'ozone) et du PRG (potentiel de
réchauffement global), ce qui a restreint l'utilisation
des CFC et des HFC et a entraîné la limitation des
charges de fluide frigorigène dans les systèmes à
l'ammoniac de grande taille.

Le CO2 est classé comme fluide frigorigène naturel,
tout comme l'ammoniac, l'eau et les hydrocarbures
comme le propane et le butane. Tous ces fluides
frigorigènes présentent des inconvénients respectifs.
L'ammoniac est toxique, les hydrocarbures sont
inflammables et l'eau a un potentiel d'application
limité. À l'inverse, le CO2 est non toxique et
ininflammable.

Le CO2 diffère des autres fluides frigorigènes
communs à de nombreux égards et il est doté de
propriété uniques. Les évolutions techniques depuis
1920 ont supprimé de nombreux obstacles relatifs
à l'utilisation du CO2 mais les utilisateurs doivent
demeurer parfaitement conscients de ses propriétés

,

uniques et prendre les précautions nécessaires afin
d'éviter des problèmes dans leurs systèmes de
réfrigération.

Le graphique de la figure 10.1 représente les courbes
de pression/température du CO2, du R134a et de
l'ammoniac. Les points forts des propriétés du CO2 par
rapport aux autres fluides frigorigènes comprennent

Une pression de fonctionnement plus élevée
pour une température donnée

Une plage plus restreinte de températures de
fonctionnement

Un point triple à une pressure beaucoup
plus élevée

Un point critique à une température très basse.

Alors que le point triple et le point critique ne sont
normalement pas importants pour les fluides
frigorigènes courants, le CO2 est différent. Le point
triple est relativement élevé à 5,2 bar [75,1 psi],
mais il est surtout supérieur à la pression
atmosphérique normale.
Ceci peut générer des problèmes si les précautions
nécessaires ne sont pas prises. Le point critique du
CO2 est également très bas : 31,1 °C [88,0 °F], ce qui
a une forte incidence sur les exigences de
conception.

Dans le tableau ci-dessous. différentes propriétés
du CO2 sont comparées à celles du R134a et de
l'ammoniac.

:

Pression

Figure 10.1

Fluide frigorigène R 134a NH

Substance naturelle NON OUI OUI
Potentiel d'appauvrissement de la couche
d'ozone (PACO)*
Potentiel de réchauffement global (PRG)* 1300 - 1

Point critique bar [psi]

°C [°F]

Point triple bar [psi]

°C [°F]

Inflammable ou explosif NON (OUI) NON
Toxique NON OUI NON

Pression - Température

Température

0 0 0

40,7 [590]
101,2 [214]
0,004 [0,06]

-103 [-153]

113 [1640]
132,4 [270]
0,06 [0,87]

-77,7 [-108]

Point triple

Point critique

3

CO

73,6 [1067]
31,1 [87,9]
5,18 [75,1]

-56,6 [-69,9]

2

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 93

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

10.1
CO2 comme fluide
frigorigène

Le CO2 peut être utilisé comme fluide frigorigène
dans de nombreux types de systèmes différents,
notamment subcritique et supercritique. Pour
chaque type de système au CO2, le point critique
et le point triple doivent être pris en considération.

Le cycle de réfrigération classique que nous
connaissons tous est subcritique, c.-à-d. que la
gamme complète des températures et des pressions
est inférieure au point critique et supérieure au
point triple.
Un système subcritique au CO2 à un seul étage est
simple, mais il présente également des inconvénients
en raison de sa plage de température limitée et
de sa pression élevée (figure 10.1.2).

Pression

Diagramme Log p-h-du CO

Liquide

Solide ­Liquide

Solide

Les systèmes transcritiques au CO2 sont actuellement
uniquement intéressant pour les applications de
petite taille et commerciales, comme les systèmes
de climatisation mobiles, les petites pompes à chaleur
et les systèmes de réfrigération de supermarchés
mais ils ne conviennent pas aux systèmes industriels
(figure 10.1.3). Les systèmes transcritiques ne sont
pas décrits dans ce manuel.

Les pressions de fonctionnement pour les cycles
subcritiques sont généralement comprises dans
une plage allant de 5,7 à 35 bar [83 à 507 psi], ce
qui correspond à –55 à 0 °C [–67 à 32 °F]. Si les
évaporateurs sont dégivrés à l'aide de gaz chauds,
la pression de fonctionnement est alors
supérieure d'environ 10 bar [145 psi].

2

Supercritique

Point critique :

Vapeur

Liquide - Vapeur

Figure 10.1.1

Pression

Solide - Vapeur

Point triple (conduite) :

Enthalpie

Processus de réfrigération subcritique

Subcritique

Figure 10.1.2

Enthalpie

94 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

10.1
CO2 comme fluide
frigorigène

(suite)

Pression

Processus de réfrigération transcritique

Figure 10.1.3

Le CO2est le plus souvent utilisé dans des systèmes
de réfrigération industrielle en cascade ou hybrides
car sa pression peut être limitée pour permettre
l'utilisation de composants déjà disponibles sur le
marché, comme des compresseurs, des régulateurs
et des vannes.

Refroidissement

du gaz

Enthalpie

Les systèmes en cascade au CO2 peuvent être
conçus de différentes manières. Il peut s'agir par

,

exemple de systèmes à détente, de systèmes à
circulation par pompe, de systèmes de saumure
secondaire volatile au CO2 ou d'une combinaison
de ces systèmes.

10.2
Utilisation du CO2 comme
fluide frigorigène dans les
systèmes industriels

La figure 10.2.1 représente un système basse
température fonctionnant à -40 °C [–40 °F] et
utilisant du CO2 comme fluide frigorigène de
changement de phase dans un système en
cascade, avec de l'ammoniac côté haute pression.

Schéma principal

R717 : système en cascade au CO

Échangeur de chaleur

Compresseur au CO

Bouteille de CO

2

2

Pression

2

Enthalpie

Pression

Enthalpie

Évaporateur au CO

2

Figure 10.2.1

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 95

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

10.2
Utilisation du CO2 comme
fluide frigorigène dans les
systèmes industriels

(suite)

Bouteille de CO

Évaporateur au CO

Figure 10.2.2

Schéma principal

R717 : système en cascade au CO2 avec dégivrage par gaz chauds au CO

Pression

Échangeur de chaleur

Compresseur au CO

2

2

Compresseur
de dégivrage
au CO

2

Enthalpie

2

Pression

Enthalpie

2

Le système au CO2 est un système à circulation
par pompe, dans lequel le CO2 liquide est pompé
depuis la bouteille jusqu'à l'évaporateur, puis est
partiellement évaporé avant de retourner dans la
bouteille. Le CO2 évaporé est ensuite compressé
dans un compresseur au CO2 et condensé dans
l'échangeur de chaleur au CO2-NH3. L'échangeur
de chaleur fait office d'évaporateur dans le

Schéma principal

R717 : système de saumure au CO

Échangeur de chaleur

Bouteille de CO

2

système au NH3. Par rapport à un système à
ammoniac traditionnel, la charge d'ammoniac
dans le système en cascade mentionné ci-dessus
peut être réduite par un facteur d'environ 10.

La figure. 10.2.2 représente le même système que
la figure 10.2.1, mais inclut un système de dégivrage
par gaz chauds au CO2.

2

Pression

Enthalpie

Pression

Enthalpie

Évaporateur au CO

2

Figure 10.2.3

96 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO

2

10.2
Utilisation du CO2 comme
fluide frigorigène dans les
systèmes industriels

(suite)

Figure 10.2.4

Schéma principal

Système en cascade au CO2 avec 2 niveaux de température

(p. ex. réfrigération de supermarché)

Système à circulation par pompe

Système DX

10.3
Pression de calcul

La figure 10.2.3 représente un système basse
température fonctionnant à -40 °C [–40 °F] et
utilisant du CO2 comme système de saumure,
avec de l'ammoniac côté haute pression.
Le système au CO2 est un système à pompe de
circulation dans lequel le CO2 liquide est pompé
depuis la bouteille vers l'évaporateur. Il est alors
évaporé en partie avant de retourner dans la
bouteille.

Lors de la définition de la pression de calcul pour
les systèmes au CO2, les deux principaux facteurs
à prendre en compte sont :

La pression à l'arrêt
la pression requise lors du dégivrage.

Lors d'un arrêt, (système désactivé, par exemple),
lorsqu'il n'y a pas de régulateur de pression, la
pression augmente en raison de l'absorption de
la chaleur de l'air ambiant. Si la température
atteint 0 °C [32 °F], la pression est de 34,9 bar
[505 psi] ou de 57,2 bar [830 psi] à 20 °C [68 °F].
Pour les systèmes de réfrigération industrielle,
il peut être coûteux de concevoir un système
pouvant résister à l'équilibrage de pression (par
exemple la pression de saturation correspond à
la température ambiante) lors d'un arrêt.
L'installation d'un petit groupe de condensation
auxiliaire est une solution couramment utilisée
pour limiter la pression maximum à l'arrêt un
niveau raisonnable, autour de 30 bar [435 psi].

Le CO2 évaporé est ensuite condensé dans
l'échangeur de chaleur au CO2- NH3. L'échangeur
de chaleur fait office d'évaporateur dans le système
au NH3.

La figure 10.2.4 représente un système mixte
avec un système noyé et DX, pour un système de
réfrigération de supermarché par exemple, où 2
niveaux de température sont requis.

Avec le CO2, de nombreuses méthodes de dégivrage
peuvent être utilisées (par exemple le dégivrage
naturel, à l'eau, électrique ou par gaz chauds).
Le dégivrage par gaz chauds constitue la solution
la plus efficace, en particulier à basse température,
mais elle nécessite également la pression la plus
élevée. Avec une pression de calcul de 52 bar-g
[754 psig], il est possible d'atteindre une
température

de dégivrage d'environ 10 °C [50 °F].

La pression saturée à 10 °C [50 °F] est de 45 bar
[652 psi]. En ajoutant 10 % pour les soupapes de
sécurité et environ 5 % pour les pics de pression,
la pression de service maximum autorisée doit être
d'environ 52 barg [754 psig] (figures 10.3.2 et 10.3.3).

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 97

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2

10.3
Pression de calcul

(suite)

Refroidisseur
en cascade

Evaporateur

Bouteille de

CO

2

basse pression

Sans dégivrage
par gaz chauds :

40 bar (580 psi)

Avec dégivrage
par gaz chauds :

52 bar (750 psi)

24/40 bar

(350/580 psi)

40 bar

(580 psi)

24 bar

(350 psi)

Figure 10.3.1 : système en cascade au CO2/NH3, pressions de calcul généralement utilisées

Pression/température de calcul du CO

2

Danfoss
Tapp_0161
10-2012

Pression de calcul

Figure 10.3.2

Limite pratique : PS > P

Pics de pression

Température de calcul

+ 15 %

saturée

Pression de calcul
« p » + 15 %
(barg/psig)

« p » + 10 %
(barg/psig)

Pression
« saturée » « p »
(barg/psig)

Température de calcul

Soupape de sécurité

Pression saturée

Figure 10.3.3

98 DKRCI.PA.000.C6.04 / 520H2563 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10