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Ministredel'EnseignementSuprieur,delaRechercheScientifiqueetdelaTechnologie
UniversitdeSousse
InstitutSuprieurdesSciencesAppliquesetdeTechnologiedeSousse
FasciculedeTravauxPratiques
ETUDE DES CHAMBRES
FROIDES TTrrooiissiimmeeaannnneeLLMMDDEEnneerrggttiiqquuee
RRaalliissppaarr::NNiizzaarrBBEENNEEZZZZIINNEE
Anneuniversitaire20092010
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KIT COMPLET DUNE CHAMBRE FROIDE 2009
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1. Prsentation Gnrale Ce banc permet l'tude complte d'une
installation frigorifique de rfrigration positive avec deux
chambres froides temprature diffrentes.
THEME ABORDE NUMERO
VIDANGE ET NETTOYAGE DE LINSTALLATION
1
CHARGEMENT DU GAZ ET CONTROLE DE LETANCHEITE DU CIRCUIT
2
MISE EN MARCHE DE LINSTALLATION ET VERIFICATION DE LINTERVENTION
DES DISPOSITIFS DE SECURITE
3
ANALYSE DU FONCTIONNEMENT ET DE LUTILITE DU REGULATEUR DE
PRESSION ET ETALONNAGE DES DETENDEURS THERMOSTATIQUE DES DEUX
CHAMBRES FRIGORIFIQUE
4
UTILISATION DU DIAGRAMME DE MOLLIER COMME INSTRUMENT DE
DIAGNOSTIC
5
CALCUL DU RENDEMMENT GLOBAL
6
CALCUL DES COEFFICIENTS DECHANGE THERMIQUE
7
ANALYSE DU COMPORTEMENT DE LINSTALLATION FRIGORIFIQUE EN
FONCTION DE LA VARIATION DU DEBIT DE LIQUIDE, DU DEBIT DAIR ENVOYE
AU CONDENSEUR ET DE LA PRESSION EXERCEE PAR LE REGULATEUR DE
PRESSION
8
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2. DESCRIPTIF DES SOUS PARTIES
2.1. PARTIE COMPRESSEURS L'installation possde un groupe de
condensation comme le montre la photo ci dessous.
1 Variateur du ventilo-condenseur
2 Condenseur
3 Rservoir de liquide
4 Ventilo-condenseur
5 Electrovanne de simulation condenseur encrass
6 Soupape de scurit
7 Vanne de service Haute Pression
8 Compresseur hermtique
9 Electrovanne de simulation de dfaut clapet compresseur
1 6
2
3
4
5
7
8
9
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2.2. CAISSONS ISOTHERMES Linstallation est pourvut de deux
caissons isothermes afin de permettre le fonctionnement deux
tempratures diffrentes.
1 : Ventilateur vaporateur
2 : Evaporateur 1
3 : Evaporateur 2
4 : Caisson isotherme
5 : Porte du caisson isotherme
1
3
4
2
5
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2.3. CIRCUIT FLUIDIQUE
Ci-dessous la photo du circuit fluidique
1 : Manomtre Basse Pression
2 : Manomtre Haute Pression
3 : Pressostat Haute Pression de rgulation
4 : Pressostat Basse Pression de rgulation
5 : Pressostat Haute et Basse pression de scurit
6 : Echangeur liquide vapeur
7 : Dtendeur thermostatique galisation de pression interne
8 : Electrovanne de simulation de prise en glace de
lvaporateur
9 : Dbitmtre fluide frigorigne
10 : Deshydrateur
11 : Voyant liquide
12 : Vanne pression constante dvaporation
13 : Thermostat lectronique
1
2
3
4
5
7
13
6
8
10
11
12
9
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2.4. COFFRET ELECTRIQUE
Le coffret lectrique de linstallation frigorifique permet
l'alimentation de l'installation et comprend la puissance et la
commande.
1. Voltmtre
2. Ampremtre
3. Wattmtre
4. Bornier de raccordement des terres
5. Disjoncteur
6. Contacteur
7. Sectionneur cadenassable
8. Bouton rotatif pour les pannes
9. Variateur du ventilo-condenseur
10. Transformateur
1
2
3
5
4
7
8
10
9
6
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2.5. TABLEAU DE COMMANDE
En face avant de linstallation ce trouve le panneau de commande
et la partie interface homme-machine.
1. Voyant de mise sous tension
2. Bouton rotatif pour mise en place des pannes dtaill
ci-aprs
3. Variateur pour ventilo-condenseur
4. Ampremtre
5. Voltmtre
6. Wattmtre
7. Mise en route systme
8. Arrt durgence
6
5
4
3
1
2
7
8
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3. LISTE DES PANNES
3.1. PANNE 1 : DEFAUT KLIXON DU COMPRESSEUR La panne sactionne
en tournant le bouton rotatif dsign sur la photo ci-dessous
Linterrupteur ouvre le contact du klixon.
Le KLIXON est un bilame plac sur le corps du compresseur qui
permet de couper lalimentation du compresseur en cas de surchauffe
excessive de celui-ci
Les causes dune surchauffe au compresseur peuvent tre dues
plusieurs causes telles que :
Temprature de condensation trop leve.
Manque dhuile.
Trop de fluide (condenseur noy).
Piston ou autres organes du compresseur gripps.
Vanne de service ferm.
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3.2. PANNE 2 : DEFAUT PRESSOSTAT BP DE REGULATION
La panne sactionne en tournant le bouton rotatif dsign sur la
photo ci-dessous
Linterrupteur bloque le fonctionnement du pressostat de
rgulation basse pression.
Le pressostat Basse Pression de rgulation permet darrter le
fonctionnement du compresseur lorsque la basse pression atteint la
consigne rgle, la rgulation utilis sur linstallation tant une
rgulation pump down chaque arriv temprature llectrovanne seras coup
provoquant le tirage au vide de la partie BP de linstallation le
compresseur seras coup par le pressostat BP de rgulation
Les causes du disfonctionnement du pressostat Basse Pression de
rgulation peuvent tre les suivantes :
Erreur de cblage.
Pressostat Hors Service.
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3.3. PANNE 3 : ARRET CONDENSEUR La panne sactionne en tournant
le bouton rotatif dsign sur la photo ci-dessous
Linterrupteur arrte le fonctionnement du ventilateur
condenseur.
Le ventilateur condenseur ne tourne plus causant une
augmentation important de la Haute Pression jusqu' coupure par le
pressostat Haute Pression de scurit.
Les causes du disfonctionnement ventilateur condenseur peuvent
tre les suivantes :
Erreur de cblage.
Pressostat Hors Service.
Relais thermique coup suite une surcharge sur le moteur
(encrassement bloquant sa rotation ou objet)
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3.4. PANNE 4 : DEFAUT COMBINE PRESSOSTATIQUE DE SECURITE
La panne sactionne en tournant le bouton rotatif dsign sur la
photo ci-dessous
Linterrupteur arrte le fonctionnement du pressostat HBP de
scurit.
Le Pressostat HBP est coup empchant le fonctionnement du
compresseur
Les causes du disfonctionnement du combin pressostatique de
scurit peuvent tre les suivantes :
Erreur de cblage.
Pressostat Hors Service.
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3.5. PANNE 5 : ARRET VENTILATEUR EVAPORATEUR La panne sactionne
en tournant le bouton rotatif dsign sur la photo ci-dessous
Linterrupteur arrte le fonctionnement du ventilateur de
lvaporateur.
Le ventilateur de lvaporateur ne fonctionne plus, la basse
pression descend jusqu' coupure du pressostat Basse Pression de
rgulation, la temprature dans la chambre froide descend trs
difficilement
Les causes du disfonctionnement ventilateur condenseur peuvent
tre les suivantes :
Erreur de cblage.
Relais thermique coup suite une surcharge sur le moteur (prise
en glace complte de lvaporateur).
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3.6. PANNE 6 : ENCRASSEMENT CONDENSEUR
La panne sactionne en tournant le bouton rotatif dsign sur la
photo ci-dessous
Linterrupteur arrte ouvre llectrovanne de bypass du
condenseur.
En actionnant le bouton rotatif on alimente la bobine de
llectrovanne permettant ainsi au fluide de by-passer le condenseur,
entrainant un accroissement de la Haute Pression pouvant aller
jusqu' la coupure par le pressostat HBP de scurit
Les causes du disfonctionnement condenseur peuvent tre les
suivantes :
Encrassement du ventilateur condenseur entrainant une diminution
des changes.
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3.7. PANNE 7 : DEFAUT CLAPETS COMPRESSEURS
La panne sactionne en tournant le bouton rotatif dsign sur la
photo ci-dessous
Linterrupteur ouvre llectrovanne de bypass du compresseur.
En actionnant le bouton rotatif on alimente la bobine de
llectrovanne permettant ainsi au fluide de by-passer le
compresseur, le gaz sortant du compresseur haute pression est
directement aspir par le cots basse pression du compresseur,
entrainant un accroissement de la Basse Pression et une diminution
de la Haute pression.
Les causes du disfonctionnement des clapets du compresseur :
Coup de liquide rpt au niveau du compresseur. Mauvais
fonctionnement du dtendeur ou mauvais rglage. Charge fait du cots
Basse Pression en phase liquide.
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3.8. PANNE 8 : DESHYDRATEUR BOUCHE
La panne sactionne en tournant le bouton rotatif dsign sur la
photo ci-dessous
Linterrupteur ouvre llectrovanne ou est plac le deshydrateur
bouch et ferme le passage standrard.
En actionnant le bouton rotatif on ds alimente llectrovanne de
circulation classique pour bifurquer le passage du fluide vers le
deshydrateur bouch.La basse pression diminue jusqu' atteindre la
valeur de consigne du pressostat BP de rgulation
Les causes dun deshydrateur bouch :
Limailles de cuivre dans linstallation. Pates dtanchit bouchant
lorifice du deshydrateur
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3.9. PANNE 9 : EVAPORATEUR PRIS EN GLACE
La panne sactionne en tournant le bouton rotatif dsign sur la
photo ci-dessous
Linterrupteur ouvre llectrovanne Bypass de lvaporateur.
En actionnant le bouton rotatif on alimente la bobine de
llectrovanne situ sur la ligne by passant le passage dans
lvaporateur. Ceci entraine une diminution de la basse pression
pouvant entrainer une coupure au niveau du pressostat BP de
rgulation.
Les causes dun vaporateur pris en glace :
Problme de lhorloge de dgivrage. Disjoncteur des rsistances de
dgivrage coup.
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3.10. PANNE 10 : DEFAUT ELECTROVANNE
La panne sactionne en tournant le bouton rotatif dsign sur la
photo ci-dessous
Linterrupteur ouvre llectrovanne Bypass de llectrovanne de
rgulation.
En actionnant le bouton rotatif on alimente la bobine de
llectrovanne situ sur la ligne by pass de llectrovanne de
rgulation. Lorsque que la chambre atteint sa temprature le
thermostat coupe llectrovanne de rgulation mais le fluide continu
passer par le bypass on continue donc a refroidir la chambre.
Les causes dune lectrovanne dfectueuse :
Corps dlectrovanne HS. Pate dtanchit qui bloque la fermeture de
llectrovanne. Problme de cblage de llectrovanne Problme de cblage
du thermostat
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3. TRAVAUX PRATIQUES : MANIPULATIONS
TP 1 : VIDANGE ET NETTOYAGE DE LINSTALLATION
Objectif :
Llve doit tre capable en 4 heures deffectuer la vidange dune
installation frigorifique et den assurer le nettoyage.
On donne : 9 Le kit complet dune chambre froide. 9 La notice
technique et dutilisation de linstallation. 9 Le dossier
pdagogique. 9 Un manifold. 9 Une station de rcupration. 9 Une
balance lectronique. 9 Une bouteille de rcupration.
On demande:
1. Prise en main de linstallation
1 Raliser le schma fluidique complet de linstallation en saidant
des documentations votre disposition (annexe 1).
2 Effectuer une description de linstallation frigorifique sur
pages (annexe 2).
2. Manipulations
1 Installaler le manifold sur les lignes de rcupration 27 et
33.
2 Raccorder la station de rcupration et la bouteille de
rcupration de fluide frigorigne.
3 A laide des documentations techniques de la station de
rcupration effectuer la rcupration du fluide frigorigne contenu
dans linstallation frigorifique (annexe 3).
4 Remplir la fiche dintervention (annexe 4).
5 Procder au nettoyage complet de linstallation.
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TP 2 : CHARGEMENT DU GAZ ET CONTROLE DE LETANCHEITE DU
CIRCUIT
Objectif :
Llve doit tre capable en 4 heures deffectuer la charge en fluide
frigorigne dune installation frigorifique et de vrifier ltanchit du
circuit.
On donne : 9 Le kit complet dune chambre froide. 9 La notice
technique et dutilisation de linstallation. 9 Le dossier
pdagogique. 9 Un manifold. 9 Une clef cliquet frigoriste 9 Une
balance lectronique. 9 Une bouteille de R134a. 9 Un dtecteur de
fuite lectronique.
On demande:
1. Prise en main de linstallation
1 Raliser le schma fluidique complet de linstallation en saidant
des documentations votre disposition (annexe 1).
2 Effectuer une description de linstallation frigorifique sur
pages (annexe 2).
3 Complter en rouge le schma de principe en faisant apparaitre
les lments ncessaire la charge dune installation frigorifique.
4 Lister les tapes de montage dun manifold (annexe 3).
5 Lister les tapes ncessaires pour la charge dune installation
frigorifique (annexe 3).
2. Manipulations
1 Installaler le manifold sur les vannes de service 14 et
21.
2 Raccorder la bouteille de fluide frigorigne.
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3 Raliser une pr-charge de linstallation en phase liquide par la
vanne de service Haute Pression.
4 Raliser le complment de charge en phase gazeuse par
lintermdiaire de la vanne de service Basse Pression.
5 Remplir la fiche dintervention (annexe 4)
6 Une fois la charge de linstallation terminer remplir le
tableau de relevs (annexe 5).
7 A laide du dtecteur de fuite lectronique procder la dtection
de fuite sur toute linstallation.
8 Remplir la fiche de contrle dtanchit (annexe 6)
9 Nettoyage complet de linstallation.
TP 3 : MISE EN MARCHE DE LINSTALLATION ET VERIFICATION DE
LINTERVENTION DES DISPOSITIFS DE SECURITE
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Objectif :
Llve doit tre capable en 4 heures deffectuer la mise en marche
de linstallation et de vrifier lintervention des dispositifs de
scurit.
On donne : 9 Le kit complet dune chambre froide. 9 La notice
technique et dutilisation de linstallation. 9 Le dossier
pdagogique.
On demande:
1. Prise en main de linstallation
1 Raliser le schma fluidique complet de linstallation en saidant
des documentations votre disposition (annexe 1).
2 Effectuer une description de linstallation frigorifique sur
pages (annexe 2).
3 Entourer en rouge les lments de scurit de linstallation.
2. Manipulations
1 Lister les vrifications prliminaires effectuer sur
linstallation avant de procder la mise en route (annexe 3).
2 Lister les tapes de la mise en route de linstallation (annexe
3).
3 Mettre en route linstallation.
4 En actionnant le commutateur S6 vrifier le seuil de coupure du
pressostat Haute Pression de scurit.
5 En actionnant les commutateurs S2 et S8 vrifier le seuil de
coupure du pressostat Basse Pression de scurit.
6 Consigner les rglages sur la fiche dintervention (annexe
4).
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7 Rgler le pressostat Basse Pression de scurit sur 0,5 bar et le
pressostat Haute Pression sur 16 bars en vous aidant des documents
constructeur.
8 Nettoyage complet de linstallation.
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TP 4 : ANALYSE DU FONCTIONNEMENT ET DE LUTILITE DU REGULATEUR DE
PRESSION ET ETALONNAGE DES DETENDEURS
THERMOSTATIQUE DES DEUX CHAMBRES FRIGORIFIQUE
Objectif :
Llve doit tre capable en 4 heures danalyser le fonctionnement du
rgulateur de pression et dtalonner les dtendeurs
thermostatiques.
On donne : 9 Le kit complet dune chambre froide. 9 La notice
technique et dutilisation de linstallation. 9 Le dossier
pdagogique.
On demande:
1. Prise en main de linstallation
1 Raliser le schma fluidique complet de linstallation en saidant
des documentations votre disposition (annexe 1).
2 Effectuer une description de linstallation frigorifique sur
pages (annexe 2).
3 Entourer en rouge le rgulateur de pression dvaporation et les
dtendeurs thermostatiques.
2. Manipulations
1 Mettre en route linstallation.
2 Ouvrir la vanne 32 laisser linstallation ce stabiliser et
analyser les pressions dvaporation de la chambre 1 et de la chambre
2 (annexe3).
3 Fermer la vanne 32 laisser linstallation ce stabiliser et
analyser les pressions dvaporation de la chambre 1 et de la chambre
2 (annexe 3).
4 Oter le capuchon de la vanne de rgulation de pression de
condensation et rgler la pression dvaporation de la chambre 2
8C.
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5 Oter lcrou du dtendeur de la chambre 1 et visser la vis de
rglage au maximum.
6 Dvisser la vis de rglage du dtendeur par de tour et consigner
les relevs dans le tableau (annexe 4) attendre la stabilisation du
systme aprs chaque intervention environ 10 minutes jusqu'
lobtention dune surchauffe de 5K.
7 Effectuer la mme opration sur le dtendeur thermostatique de la
chambre 2 (annexe 5 )
8 Nettoyage complet de linstallation.
TP 5 : UTILISATION DU DIAGRAMME DE MOLLIER COMME INSTRUMENT DE
DIAGNOSTIC
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Objectif :
Llve doit tre capable en 4 heures de tracer sur un diagramme
enthalpique le cycle thermodynamique de linstallation sur un
diagramme de mollier et dez lutiliser comme un instrument de
diagnostic
On donne : 9 Le kit complet dune chambre froide. 9 La notice
technique et dutilisation de linstallation. 9 Le dossier
pdagogique.
On demande:
1. Prise en main de linstallation
1 Raliser le schma fluidique complet de linstallation en saidant
des documentations votre disposition (annexe 1).
2 Effectuer une description de linstallation frigorifique sur
pages (annexe 2).
2. Manipulations
1 Mettre en route linstallation.
2 Attendre que linstallation ce stabilise (10 minutes) et
procder au premier relev de temprature (annexe 3).
3 Effectuer un second relev aprs 20 minutes de fonctionnement
(annexe 3).
4 Tracer sur le diagramme enthalpique le cycle de linstallation
aprs 10 minutes de fonctionnement et aprs 20 minutes (annexe 4 et
5)
5 Actionner le bouton rotatif S5, attendre 10 minutes et
effectuer un nouveau relev (annexe 6).
6 Tracer le diagramme enthalpique (annexe 7).
7 Analyser le nouveau trac en comparaison avec les premiers
tracs et commenter (annexe 8).
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8 Ouvrir les vannes 36 et 37 et fermer la vanne 22 (utilisation
de lchangeur liquide vapeur)
9 Aprs dix minutes de fonctionnement faire un nouveau relev
(annexe 9)
10 Trac le nouveau cycle sur le diagramme (annexe 10)
11 Commenter ce cycle par apport aux autres (annexe 11)
12 Nettoyage complet de linstallation.
TP 6 : CALCUL DU RENDEMMENT GLOBAL
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Objectif :
Llve doit tre capable en 4 heures de tracer sur un diagramme
enthalpique le cycle thermodynamique de linstallation sur un
diagramme de mollier et calculer le rendement global de
linstallation
On donne : 9 Le kit complet dune chambre froide. 9 La notice
technique et dutilisation de linstallation. 9 Le dossier
pdagogique.
On demande:
1. Prise en main de linstallation
1 Raliser le schma fluidique complet de linstallation en saidant
des documentations votre disposition (annexe 1).
2 Effectuer une description de linstallation frigorifique sur
pages (annexe 2).
2. Manipulations
1 Mettre en route linstallation.
2 Attendre que linstallation ce stabilise (15 minutes) et
procder au relev de temprature (annexe 3).
3 Tracer sur le diagramme enthalpique le cycle de linstallation
(annexe 4)
4 Calculer la puissance consomme par le compresseur.
5 Calculer la puissance au condenseur.
6 Calculer la puissance lvaporateur de la chambre 1.
7 Calculer la puissance lvaporateur de la chambre 2.
8 Calculer le COP froid de linstallation.
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9 Calculer le COP chaud de linstallation.
10 Nettoyage complet de linstallation.
TP 7 : CALCUL DES COEFFICIENTS DECHANGE THERMIQUE
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KIT COMPLET DUNE CHAMBRE FROIDE 2009
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Objectif :
Llve doit tre capable en 4 heures de tracer sur un diagramme
enthalpique le cycle thermodynamique de linstallation sur un
diagramme de mollier et de calculer les coefficients dchange
thermique.
On donne : 9 Le kit complet dune chambre froide. 9 La notice
technique et dutilisation de linstallation. 9 Le dossier
pdagogique. 9 Un anmomtre.
On demande:
1. Prise en main de linstallation
1 Raliser le schma fluidique complet de linstallation en saidant
des documentations votre disposition (annexe 1).
2 Effectuer une description de linstallation frigorifique sur
pages (annexe 2).
2. Manipulations
1 Mettre en route linstallation.
2 Attendre que linstallation ce stabilise (15 minutes) et
procder au relev de temprature (annexe 3).
3 Tracer sur le diagramme enthalpique le cycle de linstallation
(annexe 4)
4 Calculer la puissance au condenseur cot fluide frigorigne
(annexe 5).
5 Calculer la puissance au condenseur cot air (annexe 5).
6 Calculer le rendement du condenseur (annexe5).
7 Modifier le rglage du variateur condenseur en diminuant la
vitesse de rotation.
8 Attendre que linstallation ce stabilise (15 minutes) et
procder au relev de temprature (annexe 6).
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9 Tracer sur le diagramme enthalpique le cycle de linstallation
(annexe 7)
10 Calculer la puissance au condenseur cot fluide frigorigne
(annexe8).
11 Calculer la puissance au condenseur cot air (annexe 8).
12 Calculer le rendement du condenseur (annexe 8).
13 Remettre le variateur du ventilateur condenseur en puissance
maximale.
14 Actionner le bouton rotatif S5.
15 Attendre que linstallation ce stabilise (15 minutes) et
procder au relev de temprature (annexe 9).
16 Tracer sur le diagramme enthalpique le cycle de linstallation
(annexe 10)
17 Calculer la puissance lvaporateur 1 (annexe 11).
18 Calculer la puissance sur lvaporateur 2 (annexe 11)
19 Commenter les rsultats (annexe 11)
20 Nettoyage complet de linstallation.
ANNEXE 1
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LMDnergtique Page31
RELEVES FRIGORIFIQUES, ELECTRIQUES
Nature du fluide frigorigne
Pression dvaporation
Pression de condensation
Temprature dvaporation
Temprature de condensation
Temprature au bulbe dtendeur
Temprature aspiration compresseur
Temprature refoulement compresseur
Temprature sortie condenseur
Temprature entre dtendeur
Intensit absorbe au compresseur
Tension absorbe au compresseur
Puissance absorb par le compresseur
ANNEXE 2
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ANNEXE 3
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P cond ff =
___________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
P cond air =
__________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Rend cond
=__________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________