How it Works
Danfoss
Loading...
Réfrigération industrielle Applications à l’ammoniac et au CO2
Application guide [fr]
152 pgs13.12 Mb0

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
2
www.danfoss.com/ir
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
2
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
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
2
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.
.
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
Danfoss
Tapp_0015_02
10-2012
2
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
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
2
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.
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
2
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
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
Danfoss 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.
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)
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
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
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
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.
Manuel d'application Applications de réfrigération industrielle à l'ammoniac et au CO
Danfoss Ta 10-2012
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.
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.
= –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.
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.
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.
.
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
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.
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.
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.
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
Loading...
+ 122 hidden pages
Buy Points How it Works FAQ Contact Us Questions and Suggestions Privacy Policy Cookie Policy Terms of Use