Introduction
Dans le fonctionnement réel de
systèmes de réfrigération , les compresseurs ne fonctionnent pas en continu. Parfois, ils s'arrêtent normalement (par exemple, après avoir atteint la température réglée), et parfois ils s'arrêtent anormalement en raison du déclenchement de divers mécanismes de protection. Pour les acheteurs du commerce extérieur dans l’industrie des équipements de réfrigération, comprendre les différentes raisons pour lesquelles
Les compresseurs qui s'arrêtent de fonctionner peuvent aider non seulement à spécifier les exigences techniques correctes lors de l'approvisionnement, mais également à diagnostiquer rapidement les problèmes lors du service après-vente, améliorant ainsi la satisfaction du client.
Cet article catégorise systématiquement les raisons pour lesquelles les compresseurs de réfrigération s'arrêtent de fonctionner, couvrant les arrêts normaux, les activations des dispositifs de protection et les arrêts liés à des pannes, fournissant ainsi un guide de référence complet pour les acheteurs.
1. Arrêt normal : le rythme régulier de fonctionnement du système
1.1 Atteindre la température réglée
La raison la plus courante pour
l'arrêt du compresseur dans un système de réfrigération signifie que le thermostat a atteint la température réglée. Lorsque la température à l'intérieur de la chambre froide ou de l'espace climatisé chute à la valeur prédéfinie, le thermostat envoie un signal pour couper l'alimentation au compresseur, provoquant son arrêt. Cela fait partie d’un cycle marche-arrêt normal et contribue à un fonctionnement économe en énergie.
1.2 Dégivrage minuté
Dans les chambres froides et les systèmes de congélation, l’accumulation de givre sur les serpentins de l’évaporateur réduit l’efficacité de l’échange thermique. Le système entrera périodiquement dans un mode de dégivrage, pendant lequel le
le compresseur met son fonctionnement en pause. Une fois le dégivrage terminé, le compresseur redémarre.
1.3 Délai anti-court-cycle
Pour éviter les dommages causés par des démarrages et des arrêts fréquents, la plupart des systèmes de réfrigération intègrent un délai anti-court-cycle. Après l'arrêt du compresseur, il doit généralement attendre une période spécifique (par exemple, 10 minutes prédéfinies) avant de pouvoir redémarrer. Il s’agit d’un arrêt de protection normal et non d’un dysfonctionnement.
2. Activation du dispositif de protection : les « gardes de sécurité » du système
Les compresseurs frigorifiques sont équipés de plusieurs dispositifs de protection. Lorsque ces dispositifs détectent des conditions de fonctionnement anormales, ils déclenchent automatiquement un arrêt pour protéger le compresseur de dommages plus graves. C'est la cause la plus courante d'arrêts anormaux.
2.1 Protection contre les températures de décharge élevées
Lorsque la température de refoulement du compresseur dépasse la limite supérieure de sécurité, le dispositif de protection de la température s'active, forçant le compresseur à s'arrêter.
En prenant comme exemple les compresseurs Copeland Scroll, leur série ZB est équipée d'un dispositif ASTP (Advanced Scroll Temperature Protection). Cet appareil installe un disque à action instantanée sensible à la température à l'intérieur du compresseur. Lorsque le gaz de décharge devient excessivement chaud, le disque s'actionne, séparant les ensembles de volutes et arrêtant l'aspiration et la décharge. Par la suite, le protecteur du moteur se déclenche, arrêtant complètement le compresseur. La réinitialisation de l'ASTP prend généralement un temps considérable, potentiellement plus d'une heure, en fonction de l'efficacité de la chaleur et du refroidissement internes du système. compresseur.
Les déclencheurs courants incluent :
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Fuite de réfrigérant, réduisant le débit massique du système et le refroidissement du moteur.
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Mauvaise dissipation thermique du condenseur.
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Charge excessive du système.
2.2 Protection contre la pression de décharge élevée (protection haute pression)
Lorsque la pression de refoulement du système dépasse le seuil de sécurité, le pressostat haute pression s'active, coupant l'alimentation du compresseur.
Pour les compresseurs scroll Copeland série ZB58 ~ ZB114, bien qu'ils ne disposent pas de soupape de surpression intégrée, le système doit être configuré avec un interrupteur haute pression réglé pour s'activer à une pression ne dépassant pas 30 bars (pression manométrique). Dès que la pression dépasse cette limite, le pressostat haute pression déclenche immédiatement un arrêt.
Les déclencheurs courants incluent :
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Mauvaise ventilation du condenseur ou court-circuit d’air.
Surcharge de réfrigérant.
Blocage dans la tuyauterie du système.
2.3 Protection contre les basses pressions d'aspiration (protection contre les basses pressions)
Lorsque la pression d'aspiration descend en dessous d'une valeur prédéfinie, le pressostat de protection basse pression s'active, arrêtant le
compresseur. Le réglage basse pression est généralement de 0,6 à 1,0 bar en dessous de la pression d'évaporation de conception.
Les déclencheurs courants incluent :
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Fuite de réfrigérant ou sous-charge.
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Mauvais réglage ou blocage du détendeur.
Accumulation excessive de givre sur l’évaporateur.
2.4 Protection contre les surcharges du moteur
Lorsque le courant consommé par le moteur du compresseur dépasse sa valeur nominale, le protecteur de surcharge (relais thermique ou protecteur de surcharge interne) se déconnecte, arrêtant le compresseur.
Les déclencheurs courants incluent :
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Faible tension d'alimentation ou tension triphasée déséquilibrée.
Pression de refoulement élevée augmentant la charge du moteur.
Saisie ou grippage des pièces mobiles du compresseur.
Il est important de noter que le temps de récupération après le déclenchement d'un protecteur de surcharge est souvent long, empêchant le compresseur de redémarrer immédiatement.
2.5 Protection contre la pression différentielle d'huile
Pour les compresseurs équipés d'une pompe à huile, le système surveille la pression différentielle entre l'entrée et la sortie d'huile. Lorsque cette pression différentielle tombe en dessous d'un seuil de sécurité, indiquant une lubrification insuffisante ou une alimentation en huile anormale, le système force un arrêt pour éviter l'usure des roulements, le grippage de l'arbre ou même le grillage du moteur.
Les déclencheurs courants incluent :
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Huile lubrifiante sale, filtre à huile obstrué.
Mauvais retour d'huile dans le système, l'huile étant entraînée dans le système.
Panne de la pompe à huile.
2.6 Protection contre la séquence de phases et la perte de phase
Les compresseurs triphasés sont équipés d'un protecteur de séquence de phases. Ses deux fonctions principales sont :
1. Prévenir la rotation inverse due à une séquence de phases incorrecte.
2. Prévenir le monophasé (perte de phase).
Si une perte de phase se produit pendant que le compresseur est en marche, celui-ci peut continuer à fonctionner mais consommera un courant de charge très élevé, provoquant une surchauffe rapide des enroulements du moteur et déclenchant l'arrêt de la protection thermique. La variation de la tension d'alimentation ne doit pas dépasser ± 10 % de la tension nominale et le déséquilibre de tension entre les phases ne doit pas dépasser 5 %.
3. Arrêts liés à des pannes : les « problèmes de santé » propres au compresseur
Au-delà de l’activation des dispositifs de protection, des défauts au sein même du compresseur peuvent également entraîner un arrêt.
3.1 Coupage de liquide (compression de liquide)
Les coups de liquide sont l’un des défauts les plus dommageables pour un compresseur. Lorsque le réfrigérant liquide pénètre dans le compresseur, les liquides étant incompressibles, des forces de cisaillement latérales extrêmement élevées sont générées dans la chambre de compression. Cela pourrait briser les enveloppes de défilement ou saisir le compresseur. Des fragments de pièces cassées tombant sur le moteur peuvent également provoquer des courts-circuits et un grillage du moteur.
Trois formes courantes de pénétration de liquide :
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Slugging : Une grande quantité de réfrigérant liquide et/ou d’huile lubrifiante pénètre dans le compresseur en peu de temps.
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Retour de retour : le réfrigérant liquide retourne continuellement au compresseur avec le gaz aspiré.
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Démarrage inondé : le réfrigérant migre vers le compresseur pendant le cycle d'arrêt, provoquant des coups de liquide au démarrage.
Déclencheurs courants :
3.2 Pénurie de pétrole et mauvais rendement du pétrole
Les compresseurs dépendent de l’huile lubrifiante pour lubrifier toutes les pièces mobiles. Lorsque le système connaît un mauvais retour d'huile, le compresseur ne peut pas fournir suffisamment d'huile aux points de lubrification. Cela conduit à une friction accrue, provoquant finalement un grillage du manchon de roulement, voire un grippage.
Déclencheurs courants :
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L'installation de la tuyauterie ne dispose pas de pièges à huile appropriés.
Longues conduites avec des différences d'élévation significatives sans ajout d'huile lubrifiante supplémentaire.
Fuite du système entraînant une perte d’huile.
3.3 Manque de réfrigérant (sous-charge)
Lorsque le système manque de réfrigérant, le compresseur fonctionne dans un état de faim. La température au centre des volutes orbitales et fixes augmente fortement. Cela peut faire fondre les joints d'étanchéité et, dans les cas graves, provoquer le grippage ou la rupture du compresseur.
3.4 Fonctionnement sous vide
Faire fonctionner un compresseur sous vide est extrêmement dangereux. Dans cet état, la température au centre des volutes augmente rapidement. Les joints des pointes fondent, provoquant des fuites internes. Les volutes se dilatent à cause de la chaleur et, dans les cas graves, le compresseur se grippe. Il est strictement interdit d'utiliser un compresseur comme pompe à vide.
3.5 Contamination du système
Les corps étrangers tels que les débris de soudure, l'humidité, etc. qui pénètrent dans le système peuvent provoquer des problèmes tels qu'un grippage des roulements, une défaillance de l'isolation et un placage de cuivre dans le compresseur.
3.6 Rotor bloqué du compresseur ou roulements grippés
Lorsque les pièces mobiles internes du compresseur se bloquent, le courant de démarrage augmente anormalement, déclenchant la protection du rotor bloqué et arrêtant le compresseur.
4. Facteurs externes provoquant l'arrêt
4.1 Problèmes d'alimentation électrique
-
Panne de courant : Interruption de l’alimentation électrique principale.
Fusible grillé ou disjoncteur déclenché.
Tension trop élevée ou trop basse : en dehors de la plage autorisée pour le moteur.
4.2 Température ambiante élevée
Lorsque la température ambiante autour de l'unité extérieure est excessivement élevée, la pression de condensation augmente, déclenchant potentiellement l'arrêt de la protection haute pression.
4.3 Défaillance du contacteur CA
Le contacteur CA est un composant essentiel du circuit de commande du moteur. Les contacteurs avec des valeurs nominales sous-spécifiées ou de mauvaise qualité peuvent souffrir de broutages de contact, de soudure ou même de casse. Cela peut conduire à une monophasée du moteur ou à des démarrages/arrêts fréquents, provoquant éventuellement un arrêt de protection ou des dommages au moteur.
5. Situations d'arrêt spécifiques aux compresseurs Scroll
Certaines causes d'arrêt uniques s'appliquent spécifiquement aux compresseurs scroll :
5.1 Rotation inversée
Lorsqu'un compresseur à spirale tourne dans le mauvais sens, du gaz à haute pression reste emprisonné entre les éléments à spirale, poussant potentiellement les composants à spirale vers l'arrière. Le système utilise le protecteur de séquence de phases pour couper immédiatement l'alimentation.
5.2 Protection contre la température ASTP (spécifique à Copeland)
Comme mentionné précédemment, les compresseurs scroll Copeland série ZB sont dotés du dispositif ASTP (Advanced Scroll Temperature Protection). Lorsque la température de refoulement devient trop élevée, les spirales se séparent, arrêtant l'aspiration et le refoulement, suivi du déclenchement du protecteur du moteur.
5.3 Activation de la soupape de surpression interne (vanne IPR)
Les compresseurs Copeland de la série ZB15~48 sont dotés d'une soupape de surpression interne (soupape IPR) située entre le côté haute pression et le côté basse pression. Lorsque la différence de pression dépasse 26 ~ 32 bars, la vanne IPR s'ouvre. Le gaz de décharge chaud entre en contact avec l'élément de détection du protecteur de moteur, déclenchant un arrêt.
6. Recommandations d'achat et d'utilisation pour les acheteurs
Considérations lors de l'approvisionnement
Vérifiez la configuration du dispositif de protection : assurez-vous que le modèle de compresseur sélectionné est équipé des dispositifs de protection nécessaires (protection haute/basse pression, protection contre les surcharges, protection de séquence de phases, etc.).
Faites attention à la compatibilité de tension : confirmez que la tension nominale du compresseur correspond aux normes de réseau du marché cible. Le déséquilibre de tension triphasé doit être contrôlé dans les 5 %.
Choisissez des contacteurs de marque fiable : le courant nominal du contacteur ne doit pas être inférieur au courant nominal de la plaque signalétique du compresseur. Des contacteurs de mauvaise qualité sont une cause fréquente de dommages au moteur.
Confirmer la compatibilité du réfrigérant : assurez-vous que le compresseur est compatible avec le type de réfrigérant utilisé sur le marché cible.
Recommandations d'installation et d'utilisation
Assurer la propreté du système : empêcher les corps étrangers et l'humidité de pénétrer dans le système pendant l'installation.
Chargez correctement le réfrigérant et l’huile lubrifiante : évitez de surcharger ou de sous-charger.
Assurer une bonne ventilation : le condenseur a besoin d’un espace adéquat pour la dissipation de la chaleur. Nettoyez-le régulièrement.
Installer des pièges à huile : installez des pièges à huile appropriés dans le réseau de tuyauterie pour assurer un retour d'huile normal.
Interdire le fonctionnement sous vide : interdire strictement d'utiliser le compresseur comme pompe à vide.
Attendez avant de redémarrer : après l'arrêt du compresseur, prévoyez suffisamment de temps (généralement plus de 10 minutes) avant de redémarrer pour éviter des cycles fréquents.
Conclusion
Les raisons pour lesquelles un compresseur frigorifique s'arrête de fonctionner sont diverses, allant des arrêts normaux de commande thermostatique aux arrêts de sécurité déclenchés par des dispositifs de protection, en passant par les arrêts anormaux causés par des défauts. Pour les acheteurs, comprendre ces causes permet de faire des choix techniques plus éclairés lors de l'approvisionnement et de fournir un support après-vente plus précieux aux clients après l'exportation de l'équipement.
Choisir des compresseurs de marque dotés de fonctions de protection complètes (telles que
Copeland
,
Bitzer
,
Danfoss,
, etc.), combinés à une installation correcte et à des pratiques de maintenance standard, peuvent réduire considérablement la probabilité d'arrêts anormaux, prolonger la durée de vie des équipements et créer une plus grande valeur à long terme pour vos clients.
