M09 Montage de circuit frigorifique simple FGT TFCC

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

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°9:

SECTEUR

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE
SIMPLE

: FROID ET GENIE THERMIQUE

SPECIALITE : FROID COMMERCIAL ET
CLIMATISATION

NIVEAU : TECHNICIEN
JUIN 2009

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MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

REMERCIEMENT
La DRIF remercie les personnes qui ont participé ou permis l’élaboration de ce
module
Pour la supervision :
• M: BOUJNANE MOHAMED: Chef de pôle Froid et Génie Thermique
Pour l’élaboration :
ELBYAR AZIZ

I.S.G.T.F

DRGC

Pour la validation :
•
•
•

MR Abdelilah FATENE
MR Ahmed BOUAFIA
MR Hachemi SAFIH

: Formateur à l’ISGTF
: Formateur à l’ISGTF
: Formateur à l’ISGTF

Pour l’élaboration :
•

M: BOUJNANE MOHAMED:

Chef de pôle Froid et Génie Thermique

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. Saïd SLAOUI

2

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

SOMMAIRE
Page
5
6

Présentation du module
Résumé de théorie
I. Compresseur a pistons
II. Caractéristiques géométriques d'un compresseur.
III. Caractéristiques mécaniques du compresseur
IV. Caractéristiques thermiques
V. Caractéristiques qualitatives :
VI. CONSTITUTION
VII. Variation de puissance des compresseurs
VIII. Compresseurs hermétiques.
IX. Le compresseur multi-étagé
X. Le compresseur

7
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11
13
14
16
20
22
29
34

Guide de travaux pratique
I. TP1 intitulé du TP Démontage d’un compresseur à piston
I.1. Objectif(s) visé(s) : Démonter un compresseur à piston .
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

42
45
45
45
45
45
45
45
45

II. TP2 intitulé du TP Réparation d’un compresseur à piston
II.1. Objectif(s) visé(s) : Réparer un compresseur à piston
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

46
46
46
46
46
46
46
46

III. TP3 intitulé du TP Remontage d’un compresseur à piston
III.1. Objectif(s) visé(s) : Remonter un compresseur à piston
III.2. Durée du TP :
III.3. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe :

51
51
51
51

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

a. Equipement
b. Matière d’œuvre
III.4. Description du TP :
III.5. Déroulement du TP

51
51
51
51

Evaluation de fin de module

52

Liste bibliographique

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Annexes

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

PRESENTATION DU MODULE
I. Le présent module qualifiant, constitue le 13eme module de la formation
spécialisée de technicien en froid commercial et climatisation.
Ce module porte sur le montage d’un circuit frigorifique simple. Au cours de ce
module vous apprendrez à connaître les principaux modes d’installations des
différents éléments d’un circuit frigorifique simple. Vous apprendrez aussi les
règles générales de la mise en place de ces composants frigorifiques.
En fin vous réalisez le montage du circuit frigorifique simple, ainsi que toutes
les opérations relatives à l’entretien du circuit telles que : essai d’étanchéité,
tirage au vide, détection de fuites, charges en fluide frigorigène etc.….
II. Ce module est scindé en 3 parties.
-

-

La première partie porte sur la description brève des différents composants
d’un circuit frigorifique.
La deuxième partie traite les règles générales pour le montage d’un circuit
frigorifique ainsi que les instructions de montage à suivre lors des exercices
pratiques
La troisième partie porte sur la réalisation des divers travaux pratiques liés
au montage ainsi qu’à l’entretien d’un circuit frigorifique simple.

Le volume horaire est de : 170heures dont 30 heures théorique et 130 heures
pratiques dont 10h d’évaluation.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

Durée : 170 H
OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT
COMPORTEMENT ATTENDU
Pour démonter sa compétence, le stagiaire doit :
Monter un circuit frigorifique simple selon les conditions,les critères et les
précisions qui suivent :
CONDITION D’EVALUATION
•
•
•
•
•

A partir d’une maquette frigorifique.
A partir d’un schéma fourni par le formateur.
A l’aide de tous les matériaux nécessaires.
A l’aide de tous les outils et instruments nécessaires.
Sans références techniques.

CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE
•
•
•
•
•

Qualité de montage de la tuyauterie (conformité aux spécifications
du plan et du devis)
Maîtrise des techniques de montage, de vérification et de mise en
marche de l’installation
Montage du circuit électrique en utilisant les outillages appropries.
Respect des règles concernant la santé, la sécurité et
l’environnement.
Respect du temps alloué.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

PRECISIONS SUR LES
COMPORTEMENT ATTENDU
A-Schématiser le circuit frigorifique.

CRITERES PARTICULIERS DE
PERFORMENCE
- Clarté et logique du schéma.
- Identification
exacte
des
composants sur le schéma :
• Les 4 composants de base.
• Les accessoires de base
• Les lignes.

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT (suite)
PRECISIONS SUR LES
CRITERES PARTICULIERS DE
COMPORTEMENT ATTENDU
PERFORMENCE

B. préparer le matériel nécessaire au - Pertinence du choix des outils,
instruments,
montage
- Utilisation adéquate des :
cintreuses, dudgeonnières, évaseurs.
Coupe tubes poste oxyacéthylénique
C. Fixer et raccorder les éléments de - Maîtrise de technique de préparation et
de fixation de la tuyauterie choisie
la tuyauterie choisie
- Maîtrise de techniques de soudure et de
raccordement
mécanique
de
la
tuyauterie
• soudure au silfos. Argents 45°
• raccord évasé. A tuyau et à brides
• qualité de soudures
D. Fixer les composants du circuit sur
le module de montage en utilisant les
- Solidité
du
montage
des
outillages appropriés.
composants
- Utilisation adéquate de l’outillage

-

E. Raccorder les composants.

-

F. Vérifier le système à l’arrêt, avant sa
mise en marche.

-

7

Respect
de
l’intégrité
des
composants.
Conformité du montage
du
schéma.
Qualité des raccords.
Respect des règles générales de
montage.
Câblage du circuit de commande
et de puissance
Liste complète des opérations.
Respect du plan de travail.
Respect de la séquence de
vérification.
Essai d’étanchéité
Réglage correct des appareils de

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

sécurité et de régulation.
G. Mettre le circuit en marche.

-

H. Finaliser le schéma du circuit

Maîtrise de la technique de
chargement du système.
Ajustement
approprié
du
détendeur, des pressions et des
températures de fonctionnement

- Présence des indications suivantes :
o Pression de refoulement,
d’aspiration ;
o Températures d’évaporation, de
condensation, de refoulement, de
surchauffe ;
o Données placées au bon endroit sur
le schéma.

I. Rédiger un rapport sur les travaux
effectués.

- Présence des éléments suivants :
o Explication de la liste du principe de
fonctionnement
avec
schéma
fluidique et électrique
o Liste des outils, instruments et
matériaux utilisés
o Enumération
des
opérations
effectuée.

CHAMPS D’APPLICATION DE LA COMPETENCE
* S’applique à un circuit frigorifique de base.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

OBJECTIF OPERATIONNEL DE SECOND NIVEAU
LE STAGIAIRE DOIT MAITRISER LES SAVOIRE, SAVOIR-PERCEVOIR OU
SAVOIR-ETRE JUGES PREALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT
REQUIS L’ATTENTE DE L’OBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE :
Avant d’apprendre à schématiser le circuit de réfrigération (A) :
1. reconnaître les composants d’un circuit de base.
Avant d’apprendre à préparer le matériel nécessaire au montage (B), et
fixer et raccorder les éléments de la tuyauterie (C) :
2. Décrire les règles générales du montage frigorifique
3. Décrire le tube frigorifique
4. Décrire les arrangements de tuyauterie facilitant une circulation d’huile
5. Décrire les règles de sécurité à prendre en considération pour réaliser le
montage
6. Décrire les raccords et la tuyauterie du circuit de base à monter.
7. Exécuter des travaux sur la tuyauterie de cuivre d’un circuit frigorifique.
8. Maîtriser l’utilisation du poste de soudure et l’outillage approprié au
montage.
9. Décrire les appareils de régulation et de sécurité électrique et frigorifique
Avant d’apprendre à fixer les composants du circuit sur le module de
montage (D) et de raccorder les composants frigorifiques et électriques (E) :
10. Décrire l’importance d’une bonne circulation d’huile dans la tuyauterie
(système en général)
11. Appliquer les techniques de travail relatives à l’installation de la tuyauterie
du circuit de base.
12. Repérer l’emplacement des composants de base
13. Respecter les règles générales préconisées de câblage électrique.
Avant d’apprendre à vérifier le système à l’arrêt, avant sa mise en marche (F) :
14. Décrire les méthodes utilisées pour vérifier l’étanchéité d’un circuit
frigorifique.
15. Installer les manomètres.
16. Utilisé les vannes de service au compresseur (et au réservoir)
17. Utilisé les dispositifs de détection des fuites.
18. Déceler et expliquer une baisse de pression d’essai du système.
19. Expliquer l’utilité de déshydrateur et de pompe a vide d’un système
frigorifique
20. Vider et déshydrater le système (pompe à vide)
21. Vérifier le niveau d’huile au compresseur
22. Ajouter le l’huile au compresseur du système.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

Avant d’apprendre à mettre le circuit en marche (G) :
23. Décrire les méthodes de charge en réfrigérant des systèmes frigorifiques
24. Décrire le réglage des appareils de régulation et de sécurité.
25. Mettre en route l’installation
Avant d’apprendre à finaliser le schéma du circuit (H) et à rédiger un
rapport sur les travaux effectués (I) :
26. Relever les températures et pressions de fonctionnement du système.
27. Décrire le principe de fonctionnement du circuit du montage réalisé
28. Etablir les schémas fluidiques et électriques du circuit frigorifique.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

MODULE : MONTAGE D’UNE INSTALLATION FRIGORIFIQUE
RESUME THEORIQUE

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

Iere PARTIE
COMPOSANTS D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE
Objectif(s) visé(s) :
-

Définir un circuit frigorifique de base
Définir et préparer le matériel nécessaire au montage

Durée globale :
Elément de contenu :
-

Composant d’un circuit frigorifique
¾ Eléments principaux
¾ Appareils annexes
¾ Appareil de réfrigération et de sécurité

-

Tube cuivre
¾ Description
¾ Raccords
¾ Travail sur tube cuivre

-

Soudage oxyacéthylénique
¾ Description
¾ Utilisation

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

COMPOSANTS D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE
Le circuit de base d’une installation frigorifique simple comporte :
A. Des appareils principaux :
.
Un groupe de compression-condensation composée des éléments suivants :
. Un moteur électrique+compresseur
. Un condensateur à air ou à eau
. Un réservoir de liquide
. Un châssis-support
- Un évaporateur
ET
- Un détendeur
B. Des appareils annexes : qui s’ajoutent aux constituants principaux pour assurer
le bon fonctionnement de l’installation et qui sont :
. Une bouteille de liquide
. Un déshydrateur
. Un voyant de liquide
. Une électrovanne
C. Des appareils de régulation et de sécurité : qui permettent le fonctionnement
automatique et le contrôle de l’installation et qui sont :
. Le pressostat,
. Le thermostat
. Le relais thermique ou le disjoncteur.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

EXPLICATION SOMMAIRE DU RÖLE DES ELEMENTS PRINCIPAUX :
Le compresseur :

Le détendeur
thermostatique :

L’évaporateur :
Le condenseur :

Le réservoir de
liquide :

Il réduit la pression dans l’évaporateur pour permettre au
réfrigérant de s’y vaporiser. Il aspire les vapeurs fournies
par l’évaporateur permettant ainsi au processus
d’évaporation de se renouveler. Il comprime les vapeurs
pour les amener à la pression de condensation.
Il contrôle l’écoulement du réfrigérant et permet sa détente.
Il régule le débit de façon à optimiser le remplissage de
l’évaporateur permettant ainsi une production de froid
optimale. Il évite au compresseur d’aspirer du réfrigérant
liquide.
Le réfrigérant s’y vaporise la chaleur de l’enceinte à
refroidir, c’est le siége d’un changement d’état appelé
l’évaporation (passage du liquide au gaz)
Il reçoit les vapeurs surchauffées sous haute pression et les
refroidit de façon à les faire changer d’état. On obtient ainsi
du liquide sous haute pression. Ce changement d’état
s’appelle la condensation
Il permet de compenser les variations de demande de débit
du détendeur thermostique.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

I- LES COMPRESSEURS
Les différents types de compresseurs
LES COMPRESSEURS ALTERNATIFS

Le compresseur « ouvert »
Une extrémité de l’arbre manivelle
traverse le compresseur.
On peut entièrement le démonter en vue
d’une intervention de dépannage

LE COMPRESSEUR « semi-hermétique »
Le moteur et le compresseur sont
logés dans un corps commun.
La culasse, les flaques d’extrémités, ainsi
que le froid du carter peuvent être
démontés en vue de l’accès aux organes
internes lors des visites d’entretien.

LE COMPRESSEUR « hermétique »
Le moteur et le compresseur sont
montés hermétiquement dans une
enveloppe d’acier soudée. Cette
enveloppe ne peut plus être démontée
pour un accès au mécanisme intérieur.
Le moteur et le compresseur sont montés
dans un plan vertical.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

Les compresseurs rotatifs :

Le rotor en tournant comprime les gaz et les refoule dans le collecteur de
refoulement. En même temps les gaz d’aspirations pénètrent dans le cylindre.
Les compresseurs centrifuges :
Un compresseur centrifuge comporte une ou plusieurs roues garnies d’aubage, qui
tournent à vitesse élevée à l’intérieur d’un corps fixe. Les gaz entraînent dans ces
aubages, y prennent une certaine vitesse qui est à la sortie des roues transformée
dans un diffuseur en accroissement de pression.
Exemple des types des compresseurs :

COMPRESSEUR FROGORIFIQUE OUVERTS

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

COMPRESSEUR FRIGORIFIQUE SEMI-HERMETIQUE
COMPRESSEUR FRIGORIFIQUE HERMETIQUE
II- LES ECHANGEURS DE CHALEUR :
LES CONDENSEUR :
Rôle : Un condenseur est un échangeur thermique dont le but essentiel est d’assurer
le passage du flux calorifique du fluide frigorigène au milieu ambiant extérieur (air ou
eau).
LES EVAPORATEUR :
Rôle : un évaporateur est un échangeur thermique qui a pour rôle d’assurer le
passage su flux calorifique provenant du sui lieu à refroidir au fluide frigorigène, celuici absorbant ce flux à température constant par libération de sa chaleur latente de
vaporisation.

* Evaporateur cubique

* Condenseur à air

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

* Evaporateur plat

•
•

Echangeur de chaleur à plaques
* Echangeurs coaxiaux

Condenseur à serpentin CEBV.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

Condenseur multitubulaire

Condenseur coaxial à centre courant.

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

III-LES DETENDEURS THERMOSTIQUES
Rôle : Son rôle est d’assurer l’admission automatique du fluide frigorigène à
l’évaporateur afin d’obtenir un remplissage optimal de celui-ci en fonction des apports
calorifiques externe.
LE DETENDEUR THERMOSTIQUE À EGALISATION DE PRESSION INTERNE :
Cas d’utilisation : On utilisera les vannes d’évaporation thermostique à égalisation
de pression interne pour les installations de puissance :
- perte de charge dans l’évaporateur négligeable
- évaporateur à une seule nappe
Principe de fonctionnement :
Comme la pression est directement liée à la
température, le détendeur régulera en fonction de
la surchauffe à la sortie de l’évaporateur

♠

Force de fermeture :
f2: force de poussée du ressort
(réglable par vis)
f ’2: force exercer par la pression
d’évaporation sur la membrane
F2 = f2 + f ‘2

♠

Force d’ouverture :
F1 : action de la pression du fluide du
bulbe sur la membrane
F1 = Pb × S
Si F1 > F2 ouverture du détendeur

Si F1 = F2 équilibre
Si F1 < F2 fermeture du détendeur
Remarque :
En régime permanent F2 est constante et égale à
F1 : le détendeur est équilibre

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

DETENDEUR THERMOSTIQUE AEGALISATION DE PRESSION EXTERNE :
Cas d’utilisation :
On utilisera les vannes d’évaporation thermostique à égalisation de pression externe
pour les installations de forte puissance :
- Perte de charge non négligeable de l’évaporateur
- Evaporateur à plusieurs nappes
Principe de fonctionnement :
La pression en sortie d’évaporateur est
inférieure à la pression d’évaporation. Le
détendeur permet de tenir compte de la
perte de charge de l’évaporateur.
Force de fermeture :
f 2 : force de poussée du ressort
f ‘2 : force exercée par la pression de
sortie d’évaporateur sur la membrane
F2 = f ‘2 + f’2
Force d’ouverture :
F1 : Force exercée par la pression du
bulbe sur la membrane
Si F1 > F2 le détendeur s’ouvre
Si F2 > F1 le détendeur se ferme
Si F1 = F2 équilibre

SURCHAUFFE ANORMALE :
Surchauffe importante > 8°C
La dernière molécule de gaz s’évapore trop tôt. C’est le cas d’un manque de charge.
Surchauffe trop faible < 5°C
Ce régime de fonctionnement est particulièrement dangereux car le compresseur
prend des « coups de liquide » et risqua d’être sérieusement endommagé. Cela
peut-être le cas d’un mauvais réglage du détendeur. La pratique montre qu’après
une modification de réglage thermostatique. Il faut parfois plus de 20 minutes pour
que l’installation de stabilise à nouveau.
INFLUENCE DE LA SURCHAUFFE SUR LA PUISSANCE FRIGORIFIQUE :
Plus il y a liquide dans l’évaporateur, plus la puissance frigorifique sera importante,
attendu qu’il n’y a pas de liquide dans la zone de surchauffe. Cela revient à dire que
la surchauffe doit être la plus faible possible sans toutefois risquer de coups de
liquide au :

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

IV-RESERVOIR DE LIQUIDE : (Receiver) (Ou bouteille) :
Un réservoir de liquide est une capacité placée sur le côté haute pression des
machine frigorifique à vapeur condensable, destinée à constitue une réserve de
fluide frigorigène liquide.

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MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

V- VOYANT DE LIQUIDE
Rôle :
Il sert à indiquer :
- l’état du fluide frigorigène dans la conduite liquide de l’installation
- la teneur en humidité du fluide frigorigène
- le passage dans la conduite de retour allant de la séparation d’huile au
compresseur
Construction :

Il est en laiton matricé à chaud. L’indicateur d’humidité comporte un sel chimique
dont la teinte change en fonction de la teneur en humidité du fluide frigorigène en
circulation.
La couleur verte apparaît lorsque la quantité d’eau contenue dans le fluide est
inférieure à la quantité d’eau maximale admissible.
La couleur jaune nous garantit avec certitude des effets nuisibles provenant de
l’humidité. Le voyant de liquide se monte entre le détendeur et le déshydrateur.
Lorsque la couleur jaune apparaît, il faut remplacer le déshydrateur.
Un manque de fluide ou de sous refroidissement se signale par des bulles dans le
liquide en circulation

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MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

VI- LES ELECTROVANNES
Ce sont des appareils qui réalisent l’isolement des circuits fluidiques par une
commande électrique. Il existe deux familles d’électrovannes : les normalement
fermées (NF) et les normalement ouvertes (NO). Pour savoir quel type
d’électrovanne choisir, il convient de se demander : « en cas de problème, est-il
préférable que l’électrovanne soit ouverte ou fermée ? »
EXEMPLE : Sur une régulation pump down, la ligne liquide comporte une
électrovanne juste avant le détendeur, doit-je choisir une NF ou une NO ?
Si la bobine grille, une NO reste ouverte, et le fluide frigorigène continue à alimenter
l’évaporateur, la température de chambre froide diminue et la production de froid
devient permanente… Si la chambre froide est à température positive, les denrées
vont geler et être perdues ! De plus l’évaporateur va prendre en place ! En cas de
problème sur la bobine de l’électrovanne, on doit arrêter la production de froid, il faut
donc choisir une normalement fermée pour réaliser une régulation pump down.
Electrovanne NF désalimentée

Electrovanne NF alimentée

La vanne est fermée

La vanne est ouverte

Le symbole électrique de l’électrovanne est le suivant :

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

VII- DESHYDRATEUR
Rôle : Appareil placer dans une machine frigorifique ; est destiné à pièger l’ eau dans
le système frigorifique.
Description : les substances les plus utilisées actuellement sont le gel de silice ou
(silicagel) et les cribles moléculaires.
Les déshydrateurs sont réalisés en tubes acier ou laiton, fermés à leurs extrémités.
Le corps d’un déshydrateur comporte les abouts permettant le raccordement de
l’appareil à la tuyauterie, raccordement effectué par collets coniques par brasure,
soudure ou par bride.
Les déshydrateurs destinés aux commerciales de faibles puissances ne sont pas
démontables.

Filtres déshydrateurs
Caractéristiques :
Série DK-PLUS
- Construction spéciale pour un meilleur
écoulement du réfrigèrent.
Comportent un dessicant
- Filtration efficace jusqu’à 25
microns,
Spécialement conçu pour l’absorption
- Centrage précis du bloc filtrant
par plaque amortisseur.
L’humidité et des acides.
– Bloc filtrant sans silicagel pour
une absorption optimum de l’humidité et
des acides même à température élevée de la
conduite liquide.

Filtres
Filtres-déshydrateurs
Conduite d’aspiration
ASD- A grande capacité anti-acide

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MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

VIII- LES THERMOSTATS
1- ROLE :
C’est de contrôler la température d’une surface ou d’une ambiance froide avec un
différentiel, entre l’enclenchement et coupure, bien déterminé. Ils peuvent être, â
arrêt ou à départ constant.
2- DESCRIPTION GENERALE :

♠ Le thermostat comporte obligatoirement ;
♠ Un organe de détection
♠ Un organe de commande électrique
♠ Un dispositif de liaison mécanique
3- FONCTION :
A)- Régulation d’une surface froide ; on le thermostat d’évaporateur (de
surface, d’élément) avec bulbe et capillaire.
4- MONTAGE :
Sur les évaporateurs ménagers, fabriques de glace et congélateur, on place le bulbe
du thermostat à la fin du deuxième tiers de l’évaporateur (en contact intime avec
celui-ci).
5- Différentiel :
Il est réglé d’usine et il est généralement de 10°C.
B)- Régulation d’une ambiance froide :

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MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

6- Ambiance gazeuse :

♠ On utilise le thermostat d’ambiance. Il
♠ Le thermostat d’ambiance à bilame :

existe deux catégories :

2 métaux différents, un métal à fort
coefficient de dilatation et un métal invariable.

MONTAGE :
Dans les enceintes réfrigérées à ambiance non corrosive (à proscrire dans les
chambres de conservation de fromages nus).
A 1,50 m de hauteur, dans la reprise d’air chaud de l’évaporateur, à l’abri des
ouvertures des portes.
DIFFERENTIEL :
Généralement de 2°C.
Le thermostat d’ambiance avec bulbe avec et capillaire.
Montage :
Il doit être monté de telle façon que le tube capillaire et l’élément du soufflet soient
toujours plus chauds que le bulbe. Il est placé soit dans l’enceinte réfrigérée, soit le
boîtier du thermostat à l’extérieur de la chambre et la chambre et le bulbe dans
l’ambiance à contrôler. Isoler le bulbe de la paroi par un support plastique.
Lorsque le thermostat comporte un bulbe enroulé en spirale sous l’appareil on le
place de la même façon que le thermostat à bilame le différentiel est généralement
de 2°C.
Ambiance liquide :
On utilise un thermostat avec bulbe et capillaire
Montage :
Le bulbe du thermostat doit être placé à la partie haute de la cuve… (Cause des
mouvements de convection des liquides (tirages d’eau fraîche, de blère).
En sécurité d’une ambiance froide ou d’une surface froide : thermostat de sécurit, de
fin de dégivrage pour éviter la surchauffe des résistances d’évaporateur.

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MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

IX-ES PRESSOSTATS
Pressostat BP à réarmement automatique

Pressostat BP à réarmement manuel

Le pressostat BP à réarmement manuel est utilisé en sécurité tandis que celui à
réarmement automatique est utilisé en régulation.
On aura :
Consigne = enclenchement
Différentiel = enclenchement – coupure

Un pressostat HP est un organe fluidique qui en fonction de la haute pression
et de son réglage ouvre ou ferme un contact électrique.

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MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

Pressostat HP à réarmement manuel

Il est généralement utilisé en sécurité mais on peut aussi le trouver en régulation de
condensation.
Toutefois, on retrouvera toujours :
Consigne = coupure
Différentiel = coupure – enclenchement
1°- ROLE :
Le pressostat peut remplir deux fonctions différentes soit comme pressostat de
régulation, soit comme pressostat de sécurité.
2°- LE PRESSOSTAT BP DE REGULATION :
Il permet d’assurer le fonctionnement automatique de l’installation en fonction de la
pression d’évaporation et de réguler la température de l’enceinte refroidie.
3°- LE PRESSONSTAT BP DE SECURITE :
Il permet de mettre le compresseur à l’arrêt en cas de baisse anormale de la
pression d’aspiration et de rétablir le fonctionnement lorsque les conditions sont
redevenues normales.
4°- LE PRESSOSTAT HP DE REGULATION :
Il permet d’assurer automatiquement la ventilation du condenseur en fonction des
variations de la haute pression.
5°- LE PRESSOSTAT HP DE SECURITE :
Il provoque l’arrêt du compresseur en cas de hausse anormale de la pression de
refoulement et de rétablir le fonctionnement lorsque les conditions sont redevenues
normales.

29

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

6°- REGLAGE :
Pour le pressostat BP de sécurité : on règle la pression de coupure à 0, 1 bar audessus de la pression atmosphérique.
- Le différentiel entre 1 bar et 2, 4 bars selon l’installation.
- Les méthodes de réglage différent selon la construction du pressostat.
- Pour le pressostat HP de sécurité :
- On règle généralement la pression de coupure à 3 bars au dessus de la
pression de condensation maximum en été, à titre indicatif :
R 12 ; 13 bars
R22 ; 20 bars
R502 ; 19 bars
Le différentiel est de 3 bars pour un réglage correct.
7°- MONTAGE :
-

On raccords les pressostat sur la HP ou la BP du compresseur à l’aide d’un
capillaire bouclé servant d’amortisseur aux vibrations
Afin d’éviter une accumulation d’huile dans le tube du pressostat et
dérèglement de celui-ci, on le place plus haut que le compresseur.

30

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

1- THERMOSTAT DE REGULATION

2- PRESSOSTAT DE SECURITE BP :

31

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

3- PRESSOSTAT DE SECURITE HP :
Contact 15-16

Le contact 15-16 est fermé en fonction normal ; si la pression augmente au dessus
d’une valeur fixé à l’avance le contact 15-16 s’ouvre (position 0), il se fermera
(position 1) à nouveau lorsque la pression aura atteint une valeur fixé à l’avance

32

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

X-TUBE CUIVRE
Les tuyauteries des installations frigorifiques commerciales sont réalisées en
tube cuivre.
- Ces tubes sont en cuivre rouge électrolytique, c’est-à-dire pratiquement pur
(99,9 % de teneur en cuivre).
- Ils sont de qualité étiré sans soudure et polis à l’intérieur pour facilité la
circulation des fluides.
- Le tube cuivre est commercialisé en qualité « recuit » et « écroui »
- Le tube recuit est livré sous forme de couronne et peut se travailler
facilement à la main. Ces couronnes, d’environ 75 cm de diamètre et 15 ou
30 mètre de longueur, sont bouchées aux extrémités.
- Le tube écroui est livré en barres droites pour conserver sa rigidité.
Il est parfois nécessaire de recuire les barres de cuivre, de 4 au 5m de longueur,
pour exécuter certains travaux. Ces barres sont bouchées à chaque extrémité.
-

Dénomination
Le tube cuivre frigorifique est identifié par son diamètre extérieur OD (outlet
diameter) ;Il, est exprimé en de pouces : 1 pouce = 25,44 mm
On trouve donc des tubes : ¼, 3/8, ½, etc.…

Caractéristique du tube cuivre
Ecroui

Recuit

Masse volumique (Kg/dm3)

8,9

8,9

Température de fusion (C°)

1083

1083

Conductivité thermique (W/m kg)

395

395

17×10-6

17×10-6

Chaleur massique (KJ/Kg k)

385

385

Température approximative de recuit (C°)

500

500

Coefficient de dilatation linéaire

33

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

TUBES CUIVRE

TUBES CUIVRE FRIGORIFIQUES
Déshydratés, polis intérieurement, bouchés aux extrémités.
1. Recuit en couronnes :
DIAMETRE

LONGUEUR

3/16’’
¼’’
3/8’’
½’’
5/8’’
¾’’
3/8’’
1’’

30 m
30 m
30 m
30 m
30 m
15 m
15 m
15 m

POIDS AU
METRE
0,105kg
0,150kg
0,238kg
0,327kg
0,399kg
0,510kg
0,593kg
0,682kg

PRESSION
DE SERVICE
318 bar
202 bar
117 bar
82 bar
63 bar
51 bar
43 bar
37 bar

DIMENSIONS
4,56 × 1
6,35 × 1
9,52 × 1
12,7 × 1
15,87 × 1
19,05 × 1
22,22 × 1
25,4 × 1

2. Ecroui en barres cintrables a froid :
3/8’’
½’’
5/8’’
¾’’
7/8’’
1’’

4m
4m
4m
4m
4m
4m

0,238 kg
0,327 kg
0,399 kg
0,510 kg
0,593 kg
0,682kg

34

117 bar
82 bar
63 bar
51 bar
43 bar
37 bar

9,52 × 1
12,7 × 1
15,87 × 1
19,05 × 1
22,22 × 1
25,4 × 1

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

3. Ecroui en barres qualité rigide :
1 1/8’’
1 3/8’’
1 5/8’’
2 1/8’’
2 5/8’’

¼’’
¾’’
½’’
5/8’’

5m
5m
5m
5m
5m

Section intérieure en cm²
0,16
2,29
¾’’
¼’’
6
0
0,46
3,12
7/8’’
3/8’’
5
2
0,93
4,16
1’’
½’’
3
0
1,56
5,32
11/8’’
5/8’’
1
0

0,771 kg
1,131 kg
1,328 kg
2,415 kg
3,791 kg

33 bar
35 bar
27 bar
28 bar
29 bar

28,57 × 1
34,92 × 1,2
41,27 × 1,2
35,98 × 1,65
66,66 × 2,105

Volume approximatif par mètre en dm3
8,107

¼’’

0,017

¾’’

0,229

1 3/8’’

0,810

11,40

3/8’’

0,046

7/8’’

0,312

1 5/8’’

1,140

19,99

½’’

0,093

1’’

0,416

2 1/8’’

1,999

30,78

5/8’’

0,156

11/8’’

0,532

2 5/8’’

3,078

35

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

TUBE CUIVRE FRIGORIFIQUE
Conditionnement
du tube cuivre

Diamètre extérieur

Epaisseur (mm)

Masse (m/kg)

Tube recuit en
couronne de 15m

¼’’
3/8’’
½’’
5/8’’
¾’’
7/8’’

1
1
1
1
1
1

0,150
0,238
0,328
0,416
0,505
0594

Tube écroui (2) en
barre de 4m

¾’’
7/8’’
1 1/8’’
1 3/8’’
1 5/8’’
2 1/8’’
2 5/8’’

1
1
1,24
1,65
1,83
2,105
2,41

0,505
0,594
0,950
1,537
2,020
3,057
4,326

1- Les tubes sont désignés par la valeur de leur diamètre extérieur ;
Cette désignation est parfois suivi de l’indication « OD », initiales de l’expression
anglaise outlet diamètre (diameter extérieur).
2- Le tube écroui se rencontre à partir du ¼.

36

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

CUIVRES ET ALLIAGES
ELEMENTS DE TECHNOLOGIES :

DESIGNATION

COMPOSITION

CUIVRE

BRONZE

Indice de pureté Cuivre 90 %
au-dessus de 99 % Etain 10 %

LAITON

Cuivre 60 à 70 %
Zinc 30 à 40 %

COULEUR

Rouge

Jaune foncé

Jaune clair

DENSITE

8,9

8,6

De 7,3 à 8,4

♦ Température
de fusion entre
900 et 1000°C
♦ D’autant plus
dur que la
teneur en étain
est élevée
♦ Avec addition
de phosphore
bonne qualité
de frottement
♦ Oxydable

♦ Température
de fusion
950°C environ
♦ D’autant plus
dur que la
teneur en zinc
est plus élevée
♦ Inoxydable

♦ Robinetterie
♦ Pompes
♦ Bagues de
frottement

♦ Visserie
♦ Hélices
♦ Pièces
mécanique
précision

♦ Température de
fusion=1080°C
♦ Insondable à
lui-même
♦ Très malléable
CARACTERISTIQUES
♦ Très bon
conducteur
électrique et
thermique
♦ Oxydable

UTILISATION

♦ Fils et câbles
électriques
♦ Chaudronnerie
♦ tuyauterie

37

de
de

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

TUBE CUIVRE

TUBES CUIVRE
(POUR CIRCUITS FRIGORIFIQUES)

TUBES DE RACCORDEMENT
Désignation
A
B
4-6
6
4
6-8
8
6
8-10
10
8
10-12
12
10
12-14
14
12
14-16
16
14
16-18
18
16
18-20
20
18
26-28
28
26

TUBES CAPILLAIRES DE DETENTE
Désignation
A
B
0,8 – 2,8

2,8

0,8

1,3

3

1

38

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

ECROUS. – CAPSULES ET JOINTS BOUCHONS
ECROU LONG
ET ECROU
LONG
REDUCTION

CAPSULE
OBTURATRICE
Cuivre rouge

JOINT
INTERCALAIRE
Cuivre rouge

Désignation

Référence

1/4
3/8
1/4
5/8
3/4
3/8 tube 1/4
1/2 tube 1/4
1/2 tube 3/8
5/8 tube 3/8
5/8 tube 1/2
3/4 tube 1/2
3/4 tube 5/8

E1
E2
E3
E4
E5
E14
E15
E16
E17
E18
E19
E20

Normes
américaines

Normes
françaises

1/4
3/8
1/2
5/8
3/4

∅4
∅6
∅8
∅ 10
∅∅ 15
∅ 20

Normes
américaines

Normes
françaises

1/4
3/8
1/2
5/8
3/4

∅4
∅6
∅8
∅ 10
∅∅ 15
∅ 20

ECROU
COURT ET
ECROU
COURT
REDUCTION

BOUCHON
MALE

BOUCHON
MALE
CONIQUE

BOUCHON
FEMELLE

39

Désignation

Référence

1/4
3/8
1/2
5/8
3/4
3/8 tube 1/4
1/2 tube 1/4
1/2 tube 3/8
5/8 tube 3/8
5/8 tube 1/2
3/4 tube 1/2
3/4 tube 5/8

E 35
E 36
E 37
E 38
E 39
E 48
E 49
E 50
E 51
E 52
E 53
E 54

Désignation

Référence

1/4
3/8
1/2
5/8
3/4

BM 1
BM 2
BM 3
BM 4
BM 5

Désignation

Référence

1/8 cône
1/4 cône
3/8 cône
1/2 cône
3/4 cône

BM 12
BM 13
BM 14
BM 15
BM 16

1/4
3/8
1/2
5/8
3/4

BF 1
BF 2
BF 3
BF 4
BF 5

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

RACCORDS A BRASER
COUDES EGAUX

-

90° Petit rayan M×F

90° Grand rayan F×F

90° Grand rayan F×F

Crosses 180° F×F

Piéges à huile F×F

Bouchons F

Utiliser les brasures tendres à l’argent (θ de liaison -600°C)
Veiller à la propreté des jais, au préchauffage du tube et au chauffage
régulier du raccord et à l’utilisation du flux correspondant à la brasure.
- Pour assurer une
bonne pénétration de la
brasure par capillarité,
dans l’espace annulaire
qui ne doit pas excéder
0,2 mm, la longueur de
la partie soudante doit
être
légèrement
inférieure au
∅ du
raccord.

40

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

RACCORDS A BRASER ; MANCHONS
Manchon Egal
Manchon
Manchon
F×F
Réduction F×F Réduction F×F

TES
Té Egal
F×F×F

Té 1 Réduction
F×F×F

Té 2
Réductions
F×F×F

COUDES EGAUX
45° F×F

45° M×F

41

90° Petit rayon
F×F

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

RACCORD A FILTRE

42

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

43

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

XI -TRAVAIL SUR TUBE CUIVRE
CINTRAGE DU TUBE CUIVRE
CINTRAGE DU TUBE CUIVRE
GENERALITES
- La géométrie des coudes exécutés sur tube est la même que pour les tubes
acier = rayon de cintrage, longueur de chaude et répartition autour de la cote
à obtenir.
- Les risques de déformation et de rupture sont de même nature que pour le
cintrage du tube acier mais se trouvent amplifié en raison de la très grande
malléabilité et de la laible dureté du cuivre.
CINTRAGE DU TUBE CUIVRE ECROUI DUR (H14) :

A LA CINTREUSE

A froid sans recuit
A froid sans recuit avec
ressort intérieur
A froid avec recuit
préalable et avec mandrin
où ressort intérieur
A chaud et à vide
A chaud et au GRE

SANS CINTREUSE

A froid et à vide avec
recuit préalable et avec
extérieur
A froid et au GRE après
recuit préalable

6 au 18 mm
20 au 22 mm
25 au 54 mm
6 au 14 mm
Tous diamètres (réservé
en principe aux diamètres
au-de là de la capacité
des cintreuses
6 au 18 mm
Tous diamètre (en principe
≤ 22)

CINTRAGE DU TUBE CUIVRE RECUIT (O) :
N.B diamètre limité en général aux dimensions du négoce (18 mm)
A LA CINTREUSE
SANS CINTREUSE

à FROID et à VIDE
à FROID et à VIDE

44

6 au 18 mm
6 au 18 mm

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

LE RESSORT À CINTRER
Présentation

Permet de cintrer le tube cuivre à la main sans écrasement sensible
Cintrage du tube

Placer le ressort sur la partie à cintrer le milieu sensiblement sur l’axe, prendre appui
en a et faire pression en b et b’ avec les mais, plier progressivement sans à-coups.
Rayon minimum de cintrage = 3 fois de diamètre extérieur du tube à cintrer.

Dégagement du ressort
Cintrer le tube à un angle légèrement plus aigu que l’angle désiré, puis ouvrir
légèrement.
Faire tourner ensuite le ressort dans le sens inverse de son enroulement.

45

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

46

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

LES EMBOÏTURES

Piquage (vue en coupe)

Le piquage

47

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

48

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

49

MODULE N°13:

MONTAGE D’UN CIRCUIT FRIGORIFIQUE SIMPLE

Soudage Oxyacétylénique
1- Définition du procédé :
Le
soudage
Oxyacétylénique
(OAW :Oxyacetylene welding) est un
procédé à la flamme. Le soudage est
réalisé à partir de la chaleur d’une
flamme née de la combustion d’un gaz
combustible d’acétylène C2H2 avec un
gaz comburant d’oxygène O2. la
température de la flamme peut atteindre
les 3200° Celsius lorsque le mélange
C2H2 et O2 est correctement équilibré
dans le chalumeau
Le métal d’apport (baguette de fil dressé de ∅ 0,8 mm à ∅ 0,4 mm) est amené
manuellement dans le bain de fusion. L’énergie calorifique de la flamme fait fondre
localement de pièce à assembler et le fil d’apport pour constituer le bain de fusion et
après refroidissement le cordon de soudure.
2- Principe du procédé :
Le chalumeau de soudage est relié par des boyaux d’amenée de gaz sur la bouteille
de gaz combustible d’acétylène (pression de service 0,25 bar) et sur la bouteille de
gaz comburant d’oxygène (pression de service 3,5 bar) par l’intermédiaire d’un
manodétendeur placé sur chaque bouteille de gaz, puis ouvre en premier le robinet
de l’acétylène du chalumeau, enflamme le gaz, ensuite ouvre le robinet d’oxygène et
règle le mélange pour obtenir une flamme neutre

50