AIDE-M‰MOIRE Froid industriel - dunod.com .4.2 Description succincte d’une machine   compression

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  • AIDE-MMOIRE

    Froid industriel

    9782100709434-livre.fm Page I Jeudi, 13. fvrier 2014 10:52 10

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  • AIDE-MMOIRE

    Froid industriel

    Jean Desmons

    3e dition

    Prface de Louis LucasPrsident de lAssociation franaise du froidDirecteur honoraire de lInstitut internationale du froid

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  • Graphisme de couverture : Nicolas HUBERT

    Photographie de couverture : AP fotolia.com

    Illustrations intrieures : Ursula et Alain BOUTEVEILLE-SANDERS

    Dunod, Paris, 2006, 2010, 2014ISBN 978-2-10-070943-4

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    PRFACE

    Le froid artificiel est associ la plupart de nos activits : alimentation,ambiance des logements et lieux de travail, dplacements, loisirs, santCeci rsulte notamment de la miniaturisation des installations, possible partir des annes 1935-1950 par le dveloppement des chlorofluorocarbures(CFC), qui a mis notre porte rfrigrateurs, conglateurs, climatiseursdomestiques et automobiles, vitrines de vente, fontaines deau glace, etc.Cette explosion des petits quipements nenlve rien limportance ni auxmerveilleuses volutions de ces machines frigorifiques industrielles qui,caches au grand public, contribuent la conservation ou la prparation desaliments, permettent de produire de leau glace pour les procds ou lamatrise des ambiances, de garnir les patinoires Ce froid industriel peutcertes impressionner le dbutant, comme le dit si bien Jean Desmons, avantde devenir la passion de celui qui apprend le matriser !Un aide-mmoire ? Que lon sinitie ou que lon uvre chaque jour surdes machines, chacun en a besoin, tant ce froid industriel recouvre deprocds diffrents, pour apporter des rponses adaptes aux situationsrencontres. Ce champ dactivit, aussi exigeant que vari, est aussi le terraindvolutions considrables, qui chappent au public : les compresseurs, pistoncomme vis, ne cessent de se perfectionner, tout comme les changeurs,composants varis, modes de commande et automatismes ; lvolution est,entre autres, stimule par les contraintes environnementales (protection delozone stratosphrique, lutte contre le rchauffement climatique), des mesuresde scurit plus strictes, le cot des salaires et de lnergie. Cet ouvrage rendbien compte de cette volution ; il intgre les nouveauts, mme en coursdadoption dans lindustrie, ce qui sera prcieux pour les praticiens autantque pour les tudiants.

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  • Prface

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    Aide-mmoire , cet ouvrage lest, certes, en aidant, de faon classique, retrouver ce dont on a besoin ; il lest aussi en aidant le lecteur faire travaillersa crativit et son intelligence. Ainsi, dans ses tudes de cas, fort intressantes,il ne traite pas toutes les solutions mais guide le lecteur dans une analyse quiattire lattention sur les cueils viter et les analyses faire.Une telle approche supposait la fois une grande exprience industrielle etun grand sens de la pdagogie. Jean Desmons est lhomme idal pour nousle proposer, lui qui a combin avec bonheur, dans sa carrire, entreprise etenseignement.Lattention lautre et le sens du bien commun qui guident son action, apprciepar tous, au sein de lAssociation franaise du froid, transparaissent du restedans lapproche quil propose tout au long de ce livre.Puisse le lecteur en accepter la contagion et progresser aussi dans ces qualitshumaines. Tout en profitant la qualit du travail accompli, cet ouvragecontribuera alors aussi donner une saveur toute spciale aux efforts quilimplique.

    Louis LucasPrsident de lAssociation franaise du froid

    Directeur honoraire de lInstitut international du froid

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    TABLE DES MATIRES

    Prface V

    Avant-propos XVII

    Avertissement XIX

    Quelques symboles graphiques utiliss dans louvrage XX

    AGnralits

    sur le froid industriel

    1 Spcificits du froid industriel 32 Les fluides frigorignes utiliss en froid industriel 5

    2.1 Qualits dun bon fluide frigorigne 52.2 Quelques lments de physiques se rapportant aux fluides

    frigorignes 72.3 Le R22 112.4 Le R134a 142.5 Le R404A (FX 70) 162.6 Le R407F (Performax LT) 202.7 Lammoniac (NH3) 232.8 Le dioxyde de carbone (CO2) 262.9 tude comparative entre le R404A, le R507, le R717 et le R407F 28

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    3 Spcificits de la compression monotage 374 Principe de la compression bitage 41

    4.1 tude comparative entre la compression monotage et la compression bitage 41

    4.2 Description succincte dune machine compression bitage 42

    4.3 Dtermination de la pression intermdiaire 43

    4.4 Exemple de machines bitages disponibles 44

    5 Compresseurs industriels pistons monotags 475.1 Principales caractristiques des compresseurs

    pistons monotags 475.2 Rduction de puissance 495.3 Lubrification 53

    6 Compresseurs vis 596.1 Comportement des compresseurs vis comparativement

    aux compresseurs pistons 606.2 Principe de fonctionnement des compresseurs vis 616.3 Rendement volumtrique des compresseurs vis 626.4 Compresseurs monovis 636.5 Compresseurs bivis 656.6 Rduction de puissance des compresseurs vis 666.7 Suralimentation des compresseurs vis 716.8 Fonctionnement dun compresseur vis en dehors

    des conditions normales de marche 766.9 Volume index (Vi) des compresseurs vis 776.10 Lubrification 79

    6.11 Exemples de centrales frigorifiques quipes de compresseurs vis 83

    7 Pompes fluide frigorigne 878 Diffrentes technologies possibles des machines industrielles 91

    8.1 Installation compression bitage sans sous-refroidissement intermdiaire 91

    8.2 Installation compression bitage avec contrle de la temprature de fin de compression du compresseur haute pression par injection de fluide frigorigne la pression intermdiaire 94

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    8.3 Installation compression bitage avec bouteille intermdiaire injection partielle sans sous-refroidissement 96

    8.4 Installation compression bitage avec bouteille intermdiaire injection partielle avec sous-refroidissement 97

    8.5 Installation compression tage avec bouteille intermdiaire injection totale 99

    8.6 Installation compression bitage injection totale avec refroidisseur intermdiaire, bouteille sparatrice basse pression et alimentation par pompe des vaporateurs 101

    8.7 Installation compression bitage avec production de froid la pression intermdiaire 103

    8.8 Installation comportant plusieurs fluides frigorignes, appele machine en cascade 105

    109

    9 Diffrentes technologies permettant lalimentation en fluide frigorigne liquide dvaporateurs ou de sparateurs 111

    9.1 Alimentation en fluide frigorigne liquide partir dun rgleur manuel et dun rgulateur de niveau lment thermostatique et pressostatique 111

    9.2 Contrle de niveau par contrleur lectromagntique 1149.3 Contrleur de niveau lectronique 1159.4 Contrleur de niveau optolectronique 1169.5 Contrle de niveau partir dun rgulateur modulant

    servocommande et flotteur basse pression 1179.6 Contrle de niveau partir dun rgulateur modulant

    servocommande et flotteur haute pression 120

    10 Comparaison des alimentations sches et noyes des vaporateurs 125

    10.1 Alimentation sche 125

    10.2 Alimentation noye 127

    11 Problmes dhuile avec les fluides frigorignes en alimentation de type noye 131

    11.1 Cas o lhuile est moins dense et miscible avec le fluide frigorigne 131

    11.2 Cas o lhuile est plus dense et non miscible avec le fluide frigorigne 135

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    12 Dgivrages 13712.1 Dgivrage par les gaz chauds avec diffrentiel de pression

    entre les gaz chauds et la ligne liquide 13812.2 Dgivrage par les gaz chauds sans diffrentiel de pression 14212.3 vaporateur en froid industriel 145

    13 Les Centrales frigorifiques 14713.1 Gnralits 14713.2 Centrales plusieurs compresseurs 14713.3 Rgulation 14813.4 Lhuile dans les centrales frigorifiques 15013.5 Exemple de modularit des centrales frigorifiques 15413.6 tude dune centrale frigorifique existante dun hypermarch

    de conception spcifique 15513.7 Quelques exemples de centrales frigorifiques 159

    14 Rgulateurs de pression et vannes 16314.1 Vannes amont et aval 16314.2 Vannes commande directe 16514.3 Rgulateurs frigorifiques servocommande 16514.4 Diffrents pilotages des vannes principales 168

    15 Les fluides frigoporteurs 17315.1 Gnralits 17315.2 Refroidissement direct 17315.3 Refroidissement indirect 17315.4 Avantages des installations fluide frigoporteur 17515.5 Inconvnients de la rfrigration indirecte 17515.6 Les diffrents types de fluide frigoporteurs 17615.7 Les circuits frigoporteurs 190

    16 Le CO2 comme fluide frigorigne 19516.1 Gnralits 19516.2 Avantages du CO2 20316.3 Inconvnients du CO2 20316.4 Le CO2 vis--vis de leau 20416.5 Le CO2 et lammoniac 20616.6 Dgivrage des installations au CO2 209

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