Mai 1999 RZ.1A.H1.04

Guidedu monteurDétendeurs

thermostatiques

Guide du monteur

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Guide du monteur - Détendeurs thermostatiques

Guide du monteurDétendeurs thermostatiquesDétendeurs thermostatiques ....................................................................................... 3Charges ...................................................................................................................... 5Sélection du détendeur thermostatique ...................................................................... 7Identification ............................................................................................................... 7Montage ..................................................................................................................... 8Réglage .................................................................................................................... 10Dépannage ............................................................................................................... 12

Cet ouvrage de référence est basé surune farde distribuée en 1992, et parconséquence peut faire référence à des

produits ou des applications modifiésdepuis lors.

Attention

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DétendeursthermostatiquesUn détendeur thermostatique est constitué parun élément thermostatique (1) séparé du corpsde vanne par une membrane.

Un tube capillaire relie l’élémentthermostatique à un bulbe (2), un corps devanne avec un siège (3) et un ressort (4).

Son fonctionnement dépend de 3 pressionsfondamentales:P1 : pression du bulbe exercée sur la face

supérieure de la membrane (ouverturedu détendeur),

P2: pression d’évaporation exercée sur laface inférieure de la membrane (ferme-ture du détendeur)

P3: pression du ressort exercée elle aussi surla face inférieure de la membrane(fermeture du détendeur).

La régulation assurée par le détendeur est enfait le maintien de l’équilibre entre la pressiondu bulbe, d’un côté de la membrane, et lapression d’évaporation plus la pression duressort du côté opposé.Le ressort permet le réglage de la surchauffe.

Principe du détendeurthermostatique

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P1

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La surchauffe se mesure au point d’installationdu bulbe sur la conduite d’aspiration ; elle estégale à la différence entre la température prèsdu bulbe et la pression (ou la température)d’évaporation au même point.La surchauffe, qui s’exprime en Kelvin (K)sert de signal pour la régulation de l’injectionde liquide par le détendeur.

Le sous-refroidissement se définit comme ladifférence entre la température du fluidefrigorigène liquide et la pression (outempérature) de condensation, à l’entrée dudétendeur.Le sous-refroidissement s’exprime en Kelvin(K). Il est nécessaire afin éviter les bulles devapeur dans le liquide, à l’entrée du détendeur.Les bulles de vapeur réduisent la capacité dudétendeur et gênent l’alimentation en liquidede l’évaporateur.Un sous-refroidissement de 4 à 5 K suffit dansla plupart des cas.

Il faut toujours utiliser les détendeurs àégalisation de pression externe dans lesinstallations à distributeur de liquide.Généralement, la perte de charge dans ledistributeur et les capillaires du distributeurest de 1 bar.Les détendeurs à égalisation de pressionexterne sont recommandés pour lesinstallations à petits évaporateurs compacts(échangeurs de chaleur à plaques, parexemple) où la perte de charge dépassesouvent la pression correspondant à 2 K.

Surchauffe

Sous-refroidissement

Egalisation de pressionexterne

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ChargesTrois types de charges existent sur lesdétendeurs thermostatiques, à savoir:1. charge universelle,2. charge MOP,3. charge MOP ballast (norme pour le

détendeur Danfoss avec MOP).

Les détendeurs à charge universelle sontfréquents dans les installations frigorifiquesoù la limitation de pression n’est pasnécessaire et dont la température du bulbe estparfois supérieure à celle de l’élémentthermostatique. Ils sont aussi très utilisés enprésence de températures et de pressionsd’évaporation élevées.

Les détendeurs à charge MOP conviennentsurtout aux systèmes monoblocs où unelimitation de la pression d’aspiration estpréférable lors du démarrage (transportfrigorifique et conditionnement d’air, parexemple).Les détendeurs avec MOP ont tous un bulbe àpetite charge. Par conséquent, le détendeur oul’élément thermostatique doit être plus chaudque le bulbe. Sinon il y a migration de lacharge du bulbe vers l’élément, et ledétendeur ne fonctionne plus.

Les détendeurs à charge MOP ballast sontconçus pour les installations frigorifiques avecévaporateurs « à haute dynamique » enconditionnement d’air, par exemple, ou pourles échangeurs de chaleur à plaques à forttransfert de chaleur.La charge MOP ballast permet une surchauffede 2 à 4 K au-dessous de celle obtenue avecles autres types de charge.

Les détendeurs àcharge universelle

Les détendeurs àcharge MOP

Les détendeurs àcharge MOP ballast

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Pour la charge universelle, la quantité defluide dans le bulbe est suffisante pour qu’ilen reste toujours dans le bulbe quelle qu’ensoit la température par rapport à celle del’élément thermostatique.

Pour la charge MOP, la quantité de fluidedans le bulbe est limitée. MOP signifie"Maximum Operating Pressure" (pressionmaximum de service), c’est à dire la pressiond’aspiration et/ou d’évaporation maximaleadmissible dans la conduite d’aspiration et/oud’évaporation. Au-dessus du point MOP, lacharge s’est évaporée. Lorsque la pressiond’aspiration augmente, le détendeurcommence à se fermer à environ 0.3 ou 0.4bar sous le point MOP jusqu’à fermeturetotale lorsque la pression d’aspiration estégale à la pression MOP

Pour la charge MOP ballast, le bulbecomporte à l’intérieur un matériau à grandeporosité, c’est à dire à grande surface parrapport au poids. Ce ballast exerce un effetamortisseur sur la régulation fournie par ledétendeur : ouverture lente lors d’uneaugmentation de la température du bulbe etfermeture rapide à température décroissante.MOP se traduit aussi couramment par "MotorOverload Protection", c’est à dire protectiondu moteur contre les surcharges.

Les détendeurs àcharge universelle

Les détendeurs àcharge MOP

Les détendeurs àcharge MOP ballast

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Sélection du détendeurthermostatique

Pour déterminer le détendeur qui convient, ilfaut disposer des paramètres suivants :

type du réfrigérantcapacité de l’évaporateurpression d’évaporationpression de condensationsous-refroidissementperte de charge dans le détendeurégalisation de pression interne ou externe.

IdentificationLa plaque de l’élément thermostatique portela couleur du réfrigérant à utiliser :jaune = R 12 = Fvert = R 22 = Xjaune à raie bleue = R 134a = Nmauve = R 502 = Yblanc = R 717 (NH3) = Ablanc à raie mauve = R 404A = Sblanc à raie mauve = R 507 = SLes lettres font partie des désignationsutilisées par Danfoss. La plaque indique letype, la plage de température d’évaporation, lepoint MOP éventuel, le type du réfrigérant etla pression de service admissible PB/MWP.

Les cartouches d’orifices pour T 2 et TE 2sont marquées par exemple "02", ce quisignifie l’orifice 02.Les cartouches d’orifices pour TE 5, TE 12,TE 20 portent leur marquage à la surface de lacoupelle du ressort.Le marquage supérieur (TE 12 surl’illustration) indique le type de détendeurdestinataire.Le marquage inférieur (03 sur l’illustration)est le numéro de l’orifice.

Attention !L’etiquette de couleur setrouvant sur l’ élément thermiquea été remplacé depuis septembre1997 par une inscription gravéeau laser.

50TR22

N B

TEX 55

TE 12

No. 03

OR

IFICE

NO

. 03

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MontageMonter le détendeur sur la conduite de liquideen amont de l’évaporateur, en fixant le bulbesur la conduite d’aspiration aussi près del’évaporateur que possible.En cas d’égalisation de pression externe,relier la conduite d’égalisation à la conduited’aspiration après le bulbe.

Il est recommandé d’installer le bulbe sur unesection horizontale de la conduite d’aspirationdans une position entre 1 et 4 heures à l’écrand’une montre. L’emplacement est fonction dela dimension de la conduite d’aspiration (voirl’illustration).Attention : Ne jamais installer le bulbe au«fond» de la conduite d’aspirationl’huile peut gêner le signal du bulbe.

Ne pas installer le bulbe près d’élémentsprésentant une masse importante ; il enrésulterait l’envoi de fausses informations derégulation.

Le bulbe doit contrôler la température de lavapeur d’aspiration surchauffée. Il faut doncl’installer de façon à éviter toute influence desources étrangères de chaleur ou de froid.Si le bulbe risque d’être exposé à un courantd’air chaud, il vaut mieux l’isoler.

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4)

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Ne pas installer le bulbe après un échangeurde chaleur ; il en résulterait l’envoi de faussesimpulsions de régulation.

Monter toujours le bulbe du détendeur enamont des siphons.

Comme déjà dit : fixer le bulbe sur unesection horizontale de la conduite d’aspirationimmédiatement après l’évaporateur.L’installation sur un collecteur ou uneconduite verticale après une poche d’huile està proscrire.

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RéglageLe réglage départ usine du détendeur convientà la plupart des installations. Si un ajustagevenait à s’imposer, utiliser la tige de réglagedu détendeur.Quand on tourne celle-ci vers la droite (senshoraire), on augmente la surchauffe ; quandon la tourne vers la gauche (sens antihoraire),on la diminue.Pour le détendeur T 2/TE 2, un tour completde la tige donne une modification d'environ 4K de la surchauffe pour une température de C.Si la surchauffe est exagérée dans

Pour éviter les débordements de liquide del’évaporateur, procéder ainsi:Augmenter la surchauffe en tournant la tige deréglage vers la droite (sens horaire) jusqu’àl’arrêt des pompages. Tourner la tige vers lagauche, petit à petit jusqu’au point depompage. Tourner alors la tige à droite de 1tour environ (1/4 de tour pour les T 2/TE 2 etTKE).Avec ce réglage, il n’y a plus de pompages, etl’utilisation de l’évaporateur est optimale. Lesvariations de surchauffe de ±0.5°C ne sont pasconsidérées comme des pompages.

A partir du TE 5, un tour complet de la tigedonne une modification d'environ 0.5 K de lasurchauffe pour une températured’évaporation de 0°CA partir du TKE 3, un tour complet de la tigedonne une modification d'environ 3 K de lasurchauffe pour une températured’évaporation de 0 °C.

°C/°F °C/°F °C/°F °C/°F °C/°F

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l’évaporateur, ceci peut être dû à un manqued’alimentation en liquide.Pour réduire la surchauffe, on peut tourner latige de réglage du détendeur vers la gauche(sens antihoraire), petit à petit, jusqu’àprovocation de pompages. Depuis cetteposition, tourner la tige vers la droite de 1 tourenviron (1/4 de tour seulement pour lesdétendeurs T 2/TE 2 et TKE). Avec ceréglage, il n’y a plus pompages, et l’utilisationde l’évaporateur est optimale. Les variationsde la surchauffe de ±0.5°C ne sont pasconsidérées comme des pompages.

Remplacement de lacartouche d’orifice

Si on ne réussit pas à trouver un réglage de lasurchauffe qui supprime les pompages, lacapacité du détendeur est peut-être tropgrande. Dans ce cas, changer la cartouched’orifice ou le détendeur pour réduire le débit.Si la surchauffe de l’évaporateur est tropgrande, la capacité du détendeur est troppetite. Changer alors la cartouche d’orificepour augmenter le débit. Le type TE Danfossest livrable avec cartouche d’orificeremplaçable. Le type TKE Danfoss est àorifice fixe.

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°C/°F °C/°F °C/°F °C/°F

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Symptôme Cause possible Intervention

Température ambiante trop élevée

Perte de charge dans l'évaporateur trop grande.

Installer un détendeur à égalisation de pression externe. Régler la surchauffe (tige du détendeur) s'il y a lieu. .

Manque de sous-refroidissement à l'entrée du détendeur.

Contrôler le sous-refroidissement du liquide à l'entrée du détendeur. L'augmenter éventuellement.

Perte de charge dans le détendeur inférieure au dimensionnement.

Contrôler la perte de charge dans le détendeur. Installer une cartouche d'orifice ou un détendeur plus grand. Régler la surchauffe (tige du détendeur) s'il y a lieu.

Bulbe mal placé, après un échangeur de chaleur ou trop près de lourdes vannes, brides ou similaire.

Contrôler la position du bulbe. L’éloigner des composants lourds

Détendeur obstrué de givre, cire ou autres impuretés.

Nettoyer le détendeur. Contrôler la couleur du voyant (vert = trop d'humidité). Changer le déshydrateur si requis. Vidange ou appoint d'huile ? Remplacement du compresseur ? Nettoyer les filtres.

Détendeur trop petit.

Comparer la capacité de l'installation frigorifique avec celle du détendeur. Installer une cartouche d'orifice ou un détendeur plus grand. Régler la surchauffe (tige du détendeur).

Le détendeur a perdu sa charge.

Contrôler si c'est le cas. Changer le détendeur. Régler la surchauffe (tige du détendeur).

Migration de la charge.

Contrôler la charge du détendeur. Identifier et éliminer la cause de la migration de la charge. Régler la surchauffe (tige du détendeur).

Dépannage

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Symptôme Cause possible Intervention

Température ambiante trop élevée. Le contact entre le bulbe et la conduited'aspiration n'est pas adéquat.

Contrôler la fixation du bulbe sur laconduite d'aspiration.Isoler le bulbe si nécessaire.

Evaporateur entièrement ou partielle-ment givré.

Dégivrer l'évaporateur si besoin est.

Pompages de l'installation. La surchauffe du détendeur est régléetrop bas.

Régler la surchauffe (tige du déten-deur).

La capacité du détendeur est tropgrande.

Mettre un détendeur ou une cartouched'orifice plus petit.Régler la surchauffe (tige détendeur) sirequis.

Pompages de l'installation à tempéra-ture élevée.

Bulbe mal placé, sur un collecteur, uneconduite verticale après une poched'huile ou près de lourdes vannes, bri-des ou similaire.

Contrôler l'emplacement du bulbe.Le placer pour qu'il reçoive des infor-mations correctes.S'assurer qu'il est correctement fixé surla conduite d'aspiration.Régler la surchauffe (tige du déten-deur) s'il y a lieu.

Pression d'aspiration trop élevée. Passage de liquide non évaporé.-détendeur trop grand.-réglage détendeur incorrect.

Augmenter la surchauffe (tige du dé-tendeur).Comparer la capacité du détendeuravec celle de l'évaporateur.Mettre un détendeur ou une cartouched'orifice plus petit.Régler la surchauffe (tige du déten-deur) s'il y a lieu.

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Symptôme Cause possible Intervention

Pression d'aspiration trop basse. Perte de charge dans l'évaporateur tropgrande.

Mettre un détendeur avec égalisationde pression externe.Régler la surchauffe (tige du déten-deur) s'il y a lieu.

Manque de sous-refroidissement àl'entrée du détendeur.

Contrôler le sous-refroidissement duliquide à l'entrée du détendeur.Assurer un sous-refroidissement supé-rieur.

Surchauffe de l'évaporateur tropgrande.

Contrôler la surchauffe.La régler ( tige du détendeur ) s'il y alieu.

Perte de charge dans le détendeur infé-rieure au dimensionnement.

Contrôler la perte de charge dans ledétendeur.Installer une cartouche d'orifice ou undétendeur plus grand.

Bulbe mal placé, dans un courant d'airfroid ou près de lourdes vannes, bridesou similaire.

Contrôler la position du bulbe.L’isoler si besoin est.Eloigner le bulbe des composantslourds.

Détendeur obstrué de givre, cire ouautres impuretés.

Comparer la capacité de l'installationfrigorifique avec celle du détendeur.Installer une cartouche d'orifice ou undétendeur plus grand.Régler la surchauffe (tige du déten-deur) s'il y a lieu.

Détendeur trop petit. Nettoyer le détendeur.Contrôler la couleur du voyant(jaune = trop d'humidité).Changer le déshydrateur si requis.Vidange ou appoint d'huile ?Remplacement du compresseur ?Nettoyer les filtres.

Le détendeur a perdu sa charge. Contrôler la charge du détendeur.Remplacer le détendeur.Régler la surchauffe (tige du déten-deur) s'il y a lieu.

Migration de la charge. Contrôler la charge du détendeur. Ré-gler la surchauffe (tige du détendeur)s'il y a lieu.

Evaporateur entièrement ou partielle-ment givré.

Dégivrer l'évaporateur.

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Symptôme Cause possible Intervention

Débordements de liquide vers le com-presseur.

Capacité du détendeur trop grande. Mettre une cartouche d'orifice ou undétendeur plus petit.Régler la surchauffe (tige du déten-deur) s'il y a lieu.

Surchauffe réglée trop bas (tige dudétendeur).

Augmenter la surchauffe (tige du dé-tendeur).

Contact insuffisant entre bulbe et con-duite d'aspiration.

Contrôler la fixation du bulbe sur laconduite d'aspiration.L'isoler si nécessaire.

Bulbe mal placé, sur un collecteur, unecolonne après une poche d'huile ouprès de lourdes vannes, brides ou si-milaire.

Contrôler la position du bulbe sur laconduite d'aspiration.Le déplacer en un point mieux appro-prié.

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