TYAUTERIE DES SYSYEMES FRIGORIFIQUE

OFPPT

ROYAUME DU MAROC

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail
DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION

RESUME THEORIQUE
&
GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES

MODULE N°18: TUYAUTERIE DES SYSTEMES FRIGORIFIQUES

SECTEUR : FROID GENIE THERMIQUE
SPECIALITE : FROID INDUSTRIEL

NIVEAU : TECHNICIEN

JUIN 2003

0

Tuyauterie du système frigorifique
10/10/2005

REMERCIEMENT

La DRIF remercie les personnes qui ont participé ou permis l’élaboration de ce module

Pour la supervision :
•

.M : GHRAIRI RACHID : Chef de projet froid et génie thermique.

•

M: BOUJNANE MOHAMED: Coordonnateur .CFF-FGT à l’ISGTF.

Pour l’élaboration :
BOUAFIA AHMED

ISGTF

DRGC

Pour la validation :
Mr Abdelilah FATENE
: Formateur à l’ISGTF
Mr Hamid BELGHANDOUR : Formateur à l’ISTA Lâayoune
Mr Hachemi SAFIH
: Formateur à l’ISGTF
Mr Ahmed BOUAFIA
: Formateur à l’ISGTF

Les utilisateurs de ce document sont
Les
utilisateurs de ce document sont invités à
communiquer à la DRIF toutes les remarques et
suggestions
afin
de
les
prendre
en
considération
pour
l’enrichissement
et
l’amélioration de ce programme.

MR. SAID SLAOUI
DRIF

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Tuyauterie du système frigorifique
10/10/2005

SOMMAIRE
Présentation du module

Page
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Résumé de théorie
I. Notion de perte de charge
II. Expression générale de la perte de charge
III. Pose des tuyauteries
IV. Raccordement du détendeur
V. Thermostat et Pressostats
VI. Dimensionnement d’un circuit frigorifique
Guide de travaux pratique
I. TP1 intitulé du TP
I.1. Objectif(s) visé(s) :
I.2. Durée du TP :
I.3. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe :
a. Equipement
b. Matière d’œuvre
I.4. Description du TP :
I.5. Déroulement du TP

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12
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15
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55
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55

II. TP2 intitulé du TP
II.1. Objectif(s) visé(s) :
II.2. Durée du TP :
II.3. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe :
a. Equipement
b. Matière d’œuvre
II.4. Description du TP :
II.5. Déroulement du TP

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56
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56
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56
56

III. TP3 intitulé du TP
III.1. Objectif(s) visé(s) :
III.2. Durée du TP :
III.3. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe :
a. Equipement
b. Matière d’œuvre
III.4. Description du TP :
III.5. Déroulement du TP

56
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Evaluation de fin de module

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Liste bibliographique

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MODULE :

11- CONDENSEUR ET EVAPORATEUR
Durée :45 H
60% : théorique
40% : pratique

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU
DE COMPORTEMENT
Comportement attendu
Pour démontrer sa compétence le stagiaire doit dimensionner la tuyauterie d’une
installation industriel selon les conditions , les critères et les précautions qui suivent
Condition d ‘évaluation
• A l’aide de la documentation technique nécessaire
• A l’aide des outils et instrument nécessaire
• A l’aide des tableaux et abaques de calcule des dimensions
Critères généraux de performance
• Travail méthodique et minutieux
• Utilisation approprie des documents et des abaques fournis
• Exactitude des résultats

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PRECISION SUR LE
COMORTEMENT ETTENDU
A : Appliquer des notions de base
. de pertes de charge

CRITERES PARTICULIERES DE
PERFERMANCE
- Application des notions.

B :Comprendre clairement les effets
de la conception des différents points
du circuit .

- Satisfaction de diffèrent point .
- Capacité maximale
- Prix minimale .
- Puissance absorbé faible
- Retour d’huile correcte
- Minimum de charge en réfrigérant
- Niveau sancerre bas.

C : Calculer les dimensions des
tuyauteries d’une installation
frigorifique industrielle

- Contrôle correct du réfrigérant.
- Exactitude des calculs.
- Vitesse de circulation VI
- Débit volume
- Perte de charge

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Le stagiaire doit maîtriser les savoir savoir-faire savoir percevoir préalables aux
apprentissages directement requis pour m’attente de l’objectif de premier niveau
bloques
Avant d’apprendre à appliquer les notions de bases de perte de charge
1. Définir l’extension générale de la perte de charges
2. Analyser les conséquence de la perte de charges
Avant d’apprendre clairement des effets de la conception des différentes point du
circuit (b)
1.
Appliquer les règles générales pour la réalisation des tuyauteries frigorifiques lors
d’un montage d’un installation pour les différentes point tel que : capacité maximale prix
minimale , puissance absorbé faible …etc
Avant d’apprendre à calculer les dimension des tuyauterie frigorifiques
1. Tracer le cycle d’une installation dans un diagramme enthalpique
2. Faire le bilan énergétique du cycle frigorifique
3. Calculer les dimension des tuyauterie d’aspiration de refoulement et de liquide à partir
des abaque fournie et selon les critère de choix . tel que vitesse de circulation débit
volume et pertes de charges minimales

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Tuyauterie du système frigorifique
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PRESENTATION DU MODULE
Le stagiaire doit analyser les conséquences des pertes de charge d’une installation
frigorifique réelles
- Brancher le manomètre de service d’aspiration et de refoulement
- Prendre les mesures de pression de température BP et HP
- Tracer le cycle sur un diagramme enthalpique
- analyser les résultats

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Tuyauterie du système frigorifique
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Objectif poursuivi : Définir l’expression générale de la perte de charge
Description sommaire du contenu : Le résumé théorique comprend une notion de perte de
charge et l ‘expression générale des perte de charge

Lieu d’activité : Salle de cours.

Directives particulières :

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-

Rétroprojecteur
Tableau
Stylos

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Tuyauterie du système frigorifique
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Objectif poursuivi : Définir l’expression générale de la partie de charge
Description sommaire du contenu : le stagiaire doit : définir l’expression générale de la perte
de charge
Lieu d’activité : Salle de cours
Liste de matériel requis – Cours théorique

Directives particuliers

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-

Effacer le tableau
faire le résumé du cours théorique
Donner des questions
Faire le correctif si nécessaire

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Objectif poursuivi: appliquer les règles générales de réalisation des tuyauteries frigorifique

Description sommaire du contenu: Ce résume théorique comprend un schémas frigorifique
d'une installation commerciale avec son diagramme enthalpique théorique et réel

Lieu d'activité :Salle de cours.

Directives particulières :
- Préparer Le Matériel Nécessaire
- Digrammes enthalpiques
- Transparents
- Rétroprojecteurs

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Module : Tuyauterie des systèmes Frigorifiques.
RESUME THEORIQUE

Principes de base :
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Notion de perte de charge
Considérons l'ensemble formé par un réservoir alimentant une conduite dont l'extrémité une
vanne d'arrêt
La vanne V est fermée (fig. 1). Il n'y a pas de débit, et le manomètre indique une pression P
proportionnelle à la hauteur H. Le système est en équilibre statique.

Si cette tuyauterie comportait des coudes ou des appareils de robinetterie (vanne, soupape,
filtre, etc…), la chute de pression serait encore plus sensible.
La différence P, appelée "parte de charge " "pour cause"
La vanne V est ouverte (fig. 2). Le fluide s'écoute par l'orifice O. et constante que le
manomètre indique une pression P, inférieure à P.

Si cette tuyauterie comportait des coudes ou des appareils de robinetterie (vanne, soupape,
filtre, etc.…), la chute de pression serait encore plus sensible.
La différence P.P,appelée « perte de charge » a pour cause.
Notion de perte de charge
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Considérons l'ensemble forme par réservoir alimentant une conduite dont l'extrémité
comporte une vanne d'arrêt.
La vanne V est fermée (fig. 1). Il n'y a pas de débit, et le
- le frottement du fluide sur la paroi interne de la tuyauterie
- la résistance à l'écoulement provoquée par les accidents du parcours (coudes,
élargissement ou rétrécissement de section, oranges de réglage, etc…). ce sont les pertes de
charge "accidentelles". " Locales" ou " singulières"

Expression générale de la perte de charge
La perte de charge ∆p est donnée par la formule générale suivants :

Dans laquelle λ nombre sans dimension. Est le coefficient de perte de charge.
Si l'on veut exprimer la perte de charge en mètre de colonne de fluide, on a :

Pour les calculs, on utilise souvent la perte de charge unitaire J et l'on a :

J est exprimé en mètres de colonne de fluide par mètre de conduite

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Principe de base :
I Schéma frigorifique

II Diagramme enthalpqiue

P' k- Pk = perte de charge au refoulement
Po - P' o = perte de charge à l'aspiration
Le tracé au dessus démontre que les pertes de charge Entraînent :
• Augmentation de la température de refoulement
• Augmentation de la puissance absorbée
• Diminution du volume aspiré
• Diminution de la puissance frigorifique

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Principes de base
I - Pose des tuyauteries :
l En règle générale, il est préférable de cintrer le tube plutôt que de le couper et de mettre des
coudes. Il faut également éviter les coudes inutiles.
2. Pendant le montage, il est important de penser à de futures interventions éventuelles à l'
occasion d' un dépannage ou de l' entretien de l'installation.
3. Poser la tuyauterie d'aspiration en adaptant une pente de 3 cm par mètre pour permettre à
l'huile de retourner facilement au compresseur. Eviter également les contre-pentes où l'huile
peut s'accumuler.
4. Effectuer le montage du déshydrateur qui se pose sur la conduite liquide entre le réservoir
de liquide et le détendeur. Toujours respecter le sens de passage qui est repéré par une
flèche sur le corps de l' appareil.
5. Effectuer le montage du voyant liquide qui se pose sur la conduite liquide, de préférence en
aval du déshydrateur et dans une position bien visible.
6. Faire passer côte à côte la conduite d'aspiration et la conduite liquide; l'échange de
chaleur produit a pour effet d'améliorer le rendement de l'installation.
Il - Raccordement du détendeur :
1. Monter le détendeur aussi près que possible e l'évaporateur. Il peut être monté dans
n'importe quelle position.
2. Placer le bulbe de préférence sur une longueur horizontale de la conduite d'aspiration et
sur la partie supérieure du tube. On peut, s'il n'y a pas d'autre solution, le fixer verticalement à
un endroit où le fluide frigorigène circule de haut en bas.
3. Le contact du bulbe avec la conduite d'aspiration doit être aussi bon que possible; pour ce
faire, le fixer solidement avec le collier prévu
-III - Thermostat et Pressostats :
Ces appareils sont livrés avec une fiche technique sur laquelle on trouve les
recommandations du constructeur qu'il faut suivre pour leur montage {voir plus loin)

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Double colonne montant de refoulement dans le cas ou la vitesse des gaz dans une
seul tuyauteries tomberait en dessous 7.5m/s a charge minima

Calculer la colon montant
pour une vitsse minima de
7.5 m/s a charge minima
Calculer les deux colon
montant pour une vitsse
minima de 7.5 m/s a charge
maxima
L’huile s’accumulera dans le
piège en charge minima et le
bouchera permettant un flux
totale de gaz de façon modulée
dans le colon montant étroite

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Tuyauterie d’aspiration dans le cas ou le
groupe est place a plus de 6 m au dessus de
l’évaporateur

Tuyauterie d’aspiration calculer
pour une vitesse minima de 7.5
m/s a puissance minima
Piège a huile évitant le retour a
l’évaporateur pendent l’arrêt et
favorisant le retour ou groupe
pendant la marche

liquide

évaporateur

Aussi court que possible

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Tuyauterie d’aspiration pour système avec
évaporateur situes au dessus et en dessous de la
tuyauterie principale

Contre- siphon à placer au niveau de
la partie supérieur de l ‘évaporation
lorsqu’on ne fait pas de prépompage
Contre-syphon non
indispensable
lorsqu’on fait le prepompage
Contre- syphon non
indispensable puisque il
n’y a pas d’évaporateur
branché en amont

Ce piège permet au liquide de s’écouler ou de
la du bulbe sans affecter la marche du
détendeur

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Double colon montant d’aspiration pour systéme
a variation de puissance

Variation obtenu par variation de
capacité du compresseur

A) évite accumulation de huile et de
réfrigérant
sur le clapet a l’arrêt
Vers
compresseur
B) Tuyauteries
colon montante
prévoir un siphon
d’aspiration
tous lespour
6 mune
double
colon si
calculer
vitesse
nécessaire
diagramme
diamètre
minima de 7.5m/s à puissance
pour
vitesse
minimale
en
fonction
minima
de fluide et du régime
Tuyautries calculées pour
une vitesse minima de 7.5
C) point haut
m/s a puissance maxima
D) clapet de retenue il évite la
migration de la vapeur si le
compresseur devient plus froid
que le condenseur ce pendant les
temps d’arrêt
E) gravée vert le compresseur

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Charge réduite

La bouteille anti-coup de liquide évite l'aspiration accidentelle de fluide frigorigène non
vaporisé au compresseur.
Elle se monte principalement dans les installations commerciales à fluide chlorofluorés et dont
les évaporateurs sont alimentés par détendeur thermostatique.
La bouteille anti-coup s'installe sur la tuyauterie d'aspiration, le plus près possible du
compresseur. Elle ne doit pas être isolée pour permettre la
re-évaporation du liquide.
Un orifice calibré assure le retour d'huile. Il arrive que, par étourderie, la bouteille soit montée
à l' envers, la conséquence est une détérioration rapide du compresseur par manque d'huile.
La bouteille. Ayant piégé l'huile.
•
•
•
•
•

Le " coup de liquide " peut être la cause de :
Un détendeur surdimensionné ;
Un détendeur mal réglé (surchauffe trop faible) ;
Un détendeur qui ferme mal pendant le temps d'arrêt ;
Evaporateur mal conçu ;

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Objectif poursuivi :. Appliquer les règles générales de réalisation des tuyauteries
frigorifiques
Description sommaire du contenu: le stagiaire doit. Appliquer les règles générales pour la
réalisation des tuyauteries frigorifiques.

Détails d’une double colon montante
d’aspiration

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Lieu d'activité :Atelier.
Liste de matériel requis :
- Tous matériel nécessaire au travail de tube de cuivre. - Diagramme
enthalpique
- Manifold de service
- Clés approprié
Directive particulières : Préparer les lieux de travail

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Le stagiaire doit. réaliser une installation frigorifique en respectant les règles de montage des
tuyauteries d' aspiration de refoulement et de liquide.
•

Montage de la tuyauterie d'aspiration

•

Montage de la tuyauterie de refoulement

•

Montage de la tuyauterie liquide

•

Réalisation d'une double colonne montante

•

Réalisation du siphon et contre siphon

•

Réalisation de montage de plusieurs évaporateurs

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Objectif poursuivi: Tracer le cycle d'une installation dans un diagramme enthalpique

Description sommaire du contenu: Ce résume théorique comprend l'explication des
différents points d'un diagramme enthalpique pour différents fluides frigorigènes

Lieu d'activité :Salle de cours.

Directive particulières :
Préparer :
- diagramme enthalpique pour différents fluides
- transparents
- rétroprojecteur
- stylos tableau blanc

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Objectif poursuivi : Tracer le cycle d'une installation dans un diagramme enthalpique
Description sommaire du contenu; le stagiaire doit : Tracer le cycle d'une installation
donnée sur le diagramme enthalpique
Lieu d'activité : salle de cours
Liste du matériel requis; diagramme enthalpique
Directives particulières :
Préparer :
- Diagramme enthalpiques
- Transparents
- Rétroprojecteur
- Stylos

Le stagiaire doit être capable de tracer le cycle frigorifique sur le diagramme enthalpique

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Données .
• Φο = 17 KW
•

θο = - 10° c

•

θκ = + 40° c

•

Fluide frigorigène R 134 a

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RESUME THEORIQUE
Objectif poursuivi : Tracer le cycle d’une installation dans un diagramme enthalpique
Description sommaire du contenu : Ce résume théorique comprend l’explication des différents
points d’un diagramme enthalpique pour différents fluides frigorigènes.

Lieu d’activité :Salle de cours.

Directive particulières : Préparer
- Diagramme enthalpique pour différents fluides
- Transparents
- Retroprojecter
- Stylos tableau blanc

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RESUME DE THEORIE III – Diagramme enthalpique réel R 717

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EXERCICE PRATIQUE
Objectif poursuivi : Tracer le cycle d’une installation dans un diagramme enthalpique
Description sommaire du contenu : le stagiaire doit :Tracer le cycle d’une installation
donnée sur le diagramme enthalpique

Lieu d’activité :Salle de cours.

Liste du matériel requis : Diagramme enthalpique

Directive particulières : - Préparer
- Diagramme enthalipiques
- Transparents
- Rétroprojecteur
- Stylos

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EXERCICE PRATIQUE
Le stagiaire doit être capable de tracer le cycle frigorifiques sur le diagramme enthalpique

-

Données :
Ø0 = 17 KW

-

θ0

= - 10° C

-

θk

= + 40° C

- Fluides frigorigène R 134 a

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Tuyauterie du système frigorifique
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DIMENSIONNEMENT
D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE
Une autre utilité du diagramme enthalpique est celle d’aider à la détermination aisée des
composants du circuit frigorifique.
Pour mieux illustrer cette utilisation, nous allons traiter l’exemple ci-après.
Chambre froide (-2°C) pour la conservation de dattes sèches.
Les besoins frigorifiques du client sont les suivants :
Puissance frigorifique à installer
Température d’évaporation
Température de condensation

Ф = 17 KW
θ0 = - 10° C
θk = + 40° C

Fluide frigorigène R 134 a
Pour effectuer les calculs, on admet :
Surchauffe à l’aspiration
15°C
Sous-refroidissement du liquide 10°C
Calculs :
Traçons le cycle :

RESUME DE THEORIE
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Tuyauterie du système frigorifique
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Objectif poursuivi : Calculer le bilan énergétique d’une installation frigorifique
Description sommaire du contenu : Ce résume théorique comprend l’énumération et le
calcul des différentes caractéristiques d’une installation frigorifique tel que : Débit masse,
volume aspiré, volume balayé etc.

Lieu d’activité :Salle de cours.

Directive particulières : - Préparer
- Tableaux
- Diagramme enthalpique.
- Calculatrice.
- Rétroprojecteur
- Stylos

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Tuyauterie du système frigorifique
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RESUME DE THEORIE I Bilan énergétique :
Procédons aux calculs :
qm =
Volume aspiré :

Débit masse :
Φo
17
=
h2 - h1
395,7 – 241,4

=

0,11 kg/s

Va = qm . v˝ = 0.11 x 0.106 – 0.01166 m3/s

Taux de compression :

τ

Pr
Pa

=

10,1
2

=

= 5,05

Rendement volumétrique :
η v = 1 – 0.05 = 1 – 0.05 x 5.05 = 0.74
Volume balayé du compresseur :
Va
Vb =
ηv

=

0,01166
0,74

=

0,015598
m3/s

Vb =56,1 m3/h
Puissance théorique pour la compression :
Pth = qm (h4 – h3) = 0.11 (422 – 404.5) = 4.125 kW
Puissance réelle pour la compression :
Pth
Pr =
=
ηi

4,125
0,74

=

5,57 kW

(rappel, le ni est sensiblement égal au nv)
Puissance utile à l’arbre du compression :
Pr
Pua =
=
ηm

5,57
0,9

=

6,18 kW

Puissance utile du moteur électrique :
Le moteur électrique doit avoir une puissance d’au moins 10 à 20% supérieure à celle
sollicitée par le compresseur.
Pum = 6,18 x 1,15 = 7,1 kW
(la puissance nominale du moteur ne devra pas être inférieure à 7.1 KW)

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Tuyauterie du système frigorifique
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RESUME DE THEORIE
Puissance du condenseur :
Φk

= Φo + Pum = 17 + 7,1 = 24,1 kW

Puissance du détenteur :
Le détenteur doit assurer un débit de 0,11 kg/s avec un ∆p de :
10.1 – 2 = 8.1 bar
soit. 17 kW au 134 a à – 10 + 40°C
Sélection du matériel :
Compresseur : Sur la documentation du constructeur de compresseurs Bitzere, on peu-t
relever :
Tableau 7.1
Compresseur semi-hermétique
Température d’évaporation P. Monteur
Compresseu
θk °C
r
-5°C
-10°C
-15°C
kW
4N – 12.2 y
40 Φ0 kW
22.5
17.9
13.9
9.2
Pa kW
7.66
6.95
6.23

Vb
m3/h
m3/h
56.1

Ce compresseur convient pour l’utilisation recherchée.
Remarque : Le lecteur peut déduire que le calcul des pages précédentes devient inutile, vu
que nous aurions fait le même choix en passant directement par le catalogue du constructeur.
C’est vrai, les catalogues actuels sont riches en informations et font gagner beaucoup de
temps.
Néanmoins, il est utile de connaître la méthode de calcule et la précision des résultats obtenus
avec le diagramme enthalpique ; en situation d’étude, de diagnostic et d’expertise, cela rend
bien des services.
Condenseur à air : La puissance d’un condenseur s’exprime par la relation :

Φk = K S ∆ θ
Avec :
Φk = puissance de condensation en Watts
K = Coefficient d’échange thermique en W/m2.K
S = Surface d’échange thermique en m2
∆ θ = Différence de température (θk - tl) en °C
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Tuyauterie du système frigorifique
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EXERCICE PRATIQUE
Objectif poursuivi : calculer le bilan énergétique d’une installation frigorifique
Description sommaire du contenu : le stagiaire doit calculer le bilan énergétique d’une
installation frigorifique.

Lieu d’activité :salle de cours.

Liste de matériel requis : - Diagramme enthalpique
- Calculatrice

Directives particulières : * Préparer
- Rétroprojecteur
- Transparent
- Stylos
- Exercices

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Tuyauterie du système frigorifique
10/10/2005

EXERCICE PRATIQUE
Le stagiaire doit calculer le bilan énergétique d’une installation frigorifique.
Exercice :
- Ø0 = 17 KW
-

θ0

= - 10° C

-

θk

= + 40° C

-

f.f = R 134 a

Calculer :
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Débit masse
Volume aspirée
Volume balayé
Puissance absorbé
Puissance électrique
Puissance détendeur

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Tuyauterie du système frigorifique
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EXERCICE PRATIQUEIII – Diagramme enthalpique réel R 717

RESUME DE THEORIE

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Objectif poursuivi : Dimensionner les tuyauteries d’aspirateur de refoulement et de liquide
d’un circuit frigorifique
Description sommaire du contenu :
Ce résume théorique comprend l’énumération des
vitesse et pertes de charges recommandés pour les tuyauteries d’aspiration de refoulement et
de liquide d’une installation frigorifique ainsi les abaques pour la détermination des dimensions
des tuyauteries frigorifique.

Lieu d’activité :Salle de cours.

Directive particulières :

OFPPT/DRIF

Préparer
- Transparents
- Les abaques
- Rétroprojecteurs
- Tableau
- Stylos

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Tuyauterie du système frigorifique
10/10/2005

RESUME DE THEORIE I vitesse de circulation :

FIGURE 7.7 Les gouttelettes d’huile sont balayées par le «souffle» entretenu par la vitesse des
gaz.
E matière de vitesse, il faut adopter une valeur qui garantisse l’entraînement d’huile tout en
limitant les pertes de charges. Ce compromis exige de respecter les limites suivantes :
- Ligne liquide : vitesse maxi : 1,5 m/s. Au delà, on s’expose à des bruits, vibrations,
coups de bélier et usure prématurée des composants.
- Ligne aspiration : vitesse maxi : 15 m/s. Au delà, on rencontre des problèmes de bruits
et vibrations ; vitesse maxi : 7 m/s. dans les parties montantes et 3 m/s dans les parties
horizontales et descendantes.
-

Ligne refoulement :mêmes observations que pour la ligne aspiration.

-

Ligne liquide condenseur bouteille : vitesse maxi : 1m/s.

RESUME DE THEORIE

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Figure 7.9 Vitesse de circulation en fonction du débit, pour tube cuivre frigorifique

Figure 7.9 Vitesse de circulation en fonction du débit, pour tube cuivre frigorifique
Sélection des tuyauteries :
La sélection des diamètres doit se faire en cherchant limiter autant que possible, les pertes
de charge.
Il est important de rappeler ici que la perte de charge est proportionnelle au carré de la vitesse
(voir chapitre 1)

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RESUME DE THEORIE
Rappelons la formule :
∆p = λ

L
D

v2
2g

Chute de pression en mètres de colonne de liquide.
Coefficient de perte de charge.
Longueur de la tuyauterie en mètres.
Diamètre de la tuyauterie en mètres.
Vitesse du fluide en m/s.
Constante de la pesanteur (9,81 m/s2)
Les conséquences des pertes de charge ont été évoquées dans chapitres précédents.
Traditionnellement, les frigoristes expriment la perte de charge en °C. Ceci peut surprendre
mais c’est bien pratique.
La mesure de la perte de charge est illustrée par la figure 1.11 :
- le manomètre placé à la sortie de l’évaporateur indique une pression de saturation
correspondante à -8°C,
-

le manomètre placé à l’aspiration du compresseur donne une pression de saturation -10°C,

- la perte de charge entre ces deux points est la différences entre les deux pressions, mais
peut aussi s’exprimer par la différence de température de saturation : 2°C dans notre cas.

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RESUME DE THEORIE
Ainsi, le praticien, qui observe le manomètre à l’aspiration du compresseur, peut déduire que
la température d’évaporation se situe, en principe, entre 1 et 2 °C au-dessus de la température
de saturation lue sur le manomètre.
Ceci est évidemment plus facile à retenir et présente aussi l’avantage de po
voir s’appliquer à tous les fluides.
D’une manière générale, les tuyauteries sont déterminées pour que la perte de charge ne
dépasse pas les limites suivantes :
TUYAUTERIE
Aspiration
Refoulement
Condenseur-bouteille
Liquide

Perte de
charge
1°C
1°C
0.5°C
1°C

Pression équivalente en kilopascals
R22
R134 a
R717
12
36
15
30

7
26
12
21

6
41
18
33

Ces valeurs sont données à titre indicatif, le calcul des pertes de charge ne faisant pas partie
des objectifs de cet ouvrage.
En, définitive, il est logique de sélectionner les tuyauteries en fonction de la vitesse, tout en
adoptant des valeurs modérées pour limiter au mieux la perte de charge.
Exemple : Déterminons les diamètres pour les tuyauteries de l’installation calculée dans les
pages précédentes.
Ligne aspiration :
Débit masse :
Volume massique des vapeurs
Débit volume:

qm = 0.11 kg/s
:v″ = 0.106m3/kg
qv = 0.11 x 0.106 x 3600
qv = 41.9 m3/h

Le graphique (figure 7.10) préconise :
Diamètre 2″ 1/8 B vitesse = 5.5m/s B Convient pour portion horizontale
Diamètre 1″ 5/8 B vitesse = 10m/s B Convient pour portion verticale montante

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RESUME DE THEORIE
Remarque :le tube 1″ 5/8 peut être adopté partout si la longueur totale de la ligne aspiration
est inférieure à 20 m.
Ligne refoulement :
Débit masse :
qm = 0.11 kg/s
Volume massique des vapeurs v″ = 0.106m3/kg
Débit volume:
qv = 0.11 x 0.106 x 3600
qv = 41.9 m3/h
Le graphique (figure 7.10) préconise
Diamètre 1″ 1/8 B vitesse = 4.7m/s B Convient pour portion horizontale
Diamètre 7/8 B vitesse = 7.5m/s B Convient pour portion verticale montante
Remarque : le tube 7/8 peut être adopté partout si la longueur totale de la ligne refoulement
est inférieure à 20 m.
Tableau 7-3

caractéristiques du tube cuivre

Ligne liquide condenseur bouteille :
Débit masse :
qm = 0.11 kg/s
Volume massique des vapeurs :v″ = 0.00087 m3/kg
Débit volume:
qv = 0.11 x 0. 00087 x 3600
qv = 0.34 m3/h

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RESUME DE THEORIE
Le graphique (figure 7.8) préconise
Diamètre 5/8 B vitesse = 0.6m/s B Convient pour cette utilisation
Ligne liquide condenseur bouteille :
Débit masse :
qm = 0.11 kg/s
Volume massique des vapeurs :v″ = 0.000841 m3/kg
Débit volume:
qv = 0.11 x 0.000841 x 3600
qv = 0.33 m3/h
Le graphique (figure 7.10) préconise
Diamètre 1/2 B vitesse = 1m/s B Convient pour cette utilisation
caractéristiques de l’installation :
Fluide frigorigène…………………………….:R134a
Puissance frigorifique……………………….. :17 KW
Température d’évaporation…………………..:-10°C
Température de condensation………………..:40°C
Température d’aspiration…………………….:5°C
Température avant détendeur…………………:30 °C
Débit masse…………………………………... :0.11 kg/s
Compresseur, volume balayé………………… :56.1 m3/h
Puissance du moteur électrique………………. :7.1 kw
Puissance du condenseur……………………… :24.1 kw
Tuyauterie aspiration horizontale…………….. :2‫״‬1/8
Tuyauterie aspiration verticale ascendante…… :1‫״‬5/8
Tuyauterie refoulement horizontale…………. :1‫״‬1/8
Tuyauterie refoulement verticale ascendante… :7/8
Tuyauterie liquide, condenseur bouteille ……. :5/8
Tuyauterie liquide, bouteille- détendeur …….. :1/2

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EXERCICE PRATIQUE
Objectif poursuivi : Dimension les tuyauteries d’aspiration de refoulement et de liquide d’un
circuit frigorifique
Description sommaire du contenu : Le stagiaire doit être capable de dimensionner les
tuyauteries d’aspiration de refoulement et de liquide d’une installation frigorifique.

Lieu d’activité :Salle de cours.

Liste de matériel requis :- Abaques
- Calculatrice
- Schémas frigorifique
- Diagramme enthalpique

Directive particulières : Préparer des exercice d’applications

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