Carrier 23058 User Manual

15

Le dimensionnement des tuyauteries frigorifiques doit être
réalisé en tenant compte des contraintes suivantes:

Le retour d'huile au compresseur doit être assuré pour la
plupart des applications. Le retour d'huile est assuré par
entraînement. Une vitesse minimum du réfrigérant est néces-
saire pour assurer cet entraînement. Cette vitesse dépend du
diamètre de la tuyauterie, de la température du réfrigérant et de
l'huile (qui, dans la plupart des cas, sont considérées égales).
Une réduction du diamètre des tuyauteries permet d'augmenter
la vitesse du réfrigérant. Le problème de vitesse minimum
d'entraînement ne se pose pas pour les tuyauteries à l'intérieur
desquelles le réfrigérant est en phase liquide car l'huile est
alors totalement miscible.

Les pertes de charges à l'aspiration du compresseur (tuyauterie
joignant la sortie de l'évaporateur à l'entrée du compresseur)
doivent être limitées afin de ne pas dégrader les performances
du système (la puissance absorbée par le compresseur aug-
mente et la puissance frigorifique diminue). En première
approximation et pour des applications standards de condi-
tionnement d'air, on peut estimer qu'un degré Celsius de pertes
de charge à l'aspiration dégrade la puissance frigorifique de
4% et augmente la puissance absorbée par le compresseur de
2%. Une augmentation du diamètre des tuyauteries permet de
limiter les pertes de charge.

Les pertes de charge dans la tuyauterie liquide (joignant la
sortie du condenseur à l'organe de détente) ne doivent pas
créer de changement de phase. L'estimation de ces pertes de
charge doit inclure celles créées par les accessoires éventuels
tels que vannes solénoïdes, filtres déshydrateurs....

Deux schémas sont disponibles en annexe de ce document. Ils
permettent d'estimer, à partir de la mesure d'une longueur de
tuyauterie, la puissance frigorifique correspondant à 1,5 K de
pertes de charge pour différents diamètres de tuyauterie.

La procédure suivante peut être utilisée pour le
dimensionnement des tuyauteries:

1 -

Mesurer la longueur (en mètre) de la tuyauterie
considérée

2 -

Ajouter 40 à 50% afin de prendre en compte les
singularités.

3 -

Multiplier cette longueur par le facteur de correction
adéquat donné dans le tableau 1 (ce facteur de correction
dépend des températures saturées à l'aspiration et des
températures saturées de condensation).

4 -

Lire la taille de la tuyauterie sur les schémas 5 ou 6 de
l'annexe.

5 -

Calculer les longueurs équivalentes des pièces insérées
sur la tuyauterie considérée (telles que vannes, filtres,
connexions....). Ces longueurs équivalentes sont
généralement disponibles auprès du fournisseur des
pièces considérées. Additionner ces longueurs à la
longueur calculée à l'étape 3.

6 -

Itérer sur les étapes 4 et 5 si nécessaire.

Les figures de cet annexe peuvent bien évidemment servir à
calculer les pertes de charge réelles d'une tuyauterie considé-
rée:

7 -

A partir du diamètre de la tuyauterie et de la puissance
frigorifique, trouver sur la figure 5 ou 6 la longueur
équivalente produisant 1,5 K  de pertes de charge.

8 -

Calculer la longueur équivalente de tuyauterie de la
manière décrite aux étapes 1, 2, 3 et 5

9 -

Calculer le ratio des longueurs trouvées aux étapes 8 et 7
(longueur équivalente de l'étape 8 DIVISEE par longueur
équivalente de l'étape 7).

10 - Multiplier ce ratio par 1,5 pour trouver les pertes de

charge équivalente en K.

Ce dimensionnement est le plus critique. Dans l'évaporateur,
un processus de distillation s'opère au cours duquel le réfrigé-
rant se vaporise jusqu'à l'obtention d'un équilibre. Il existe
alors deux phases: l'une vapeur qui ne contient que du réfrigé-
rant, l'autre liquide qui est un mélange de réfrigérant liquide et
d'huile.
La richesse en réfrigérant de ce mélange dépend de la pression.
Le mélange liquide ne peut être ramené au compresseur que
par l'entraînement provoquée par la vitesse de la vapeur.

Ce cas de figure est le plus contraignant puisque la vitesse de
la vapeur doit être suffisante pour entraîner le mélange liquide
réfrigérant / huile contre la gravité.
Le tableau 2 montre les puissances frigorifiques minimum
nécessaires pour différents diamètres de tuyauterie et différen-
tes températures d'aspiration saturées. Ce tableau est donné
pour une surchauffe de 8°C et une température de réfrigérant
avant l'organe de détente égale à 32°C. Le tableau 3 donne les
coefficients de correction à appliquer aux puissances frigorifi-
ques pour  des températures de réfrigérant avant l'organe de
détente différente de 32°C.
La tuyauterie d'aspiration verticale montante doit être
dimensionnée pour la puissance frigorifique MINIMUM de
l'unité: en première approximation, cette puissance minimum
peut être déterminée pour une température d'aspiration infé-
rieure de 10°C à la valeur nominale.
Pour les unités possédant plusieurs étages de puissance, cette
contrainte peut conduire à  des pertes de charge trop importan-
tes lorsque la machine fonctionne au maximum de sa capacité.
Une double tuyauterie d'aspiration verticale montante est alors
nécessaire.