Installation avec compresseurs en parallèle et collecteur d’aspiration
Jusqu’à présent, cette variante est surtout utilisée dans des groupes refroidisseurs de liquide fabriquées en série ou dans des installations spécifiquement testés. Il est vrai qu’un déplacement d’huile direct entre les compresseurs est exclu dans ce cas, mais des mesures et conditions spéciales sont nécessaires pour une répartition d’huile uniforme.
Le système de circulation d’huile interne des compresseurs est conçu de telle façon que l’éjection d’huile varie en fonction du niveau d’huile dans le carter. Avec un collecteur d’aspiration optimisé et une commande intelligente pour centrales frigorifiques, cela a l’effet d’une autorégulation.
Exigences et indications générales
- Le concept peut être appliqué aux installations avec
- ≤ 4 compresseurs de la même puissance et sans régulation de puissance
- un système de lubrification identique des compresseurs et surveillance de l'alimentation en huile par des contrôleurs de niveau d’huile (lubrification centrifuge) ou des limiteurs de pression d’huile (lubrification par pompe). Les compresseurs avec une lubrification centrifuge et une lubrification par pompe ne peuvent être combinés que dans la version avec des régulateurs de niveau d’huile (Installation avec compresseurs en parallèle et régulateurs de niveau d’huile).
- Une inversion des priorités par cycles à l’intervalle de 1 heure au maximum est nécessaire afin que la température des compresseurs mis à l’arrêt ne diminue pas trop. Idéalement, la température des têtes de culasse ne descend pas en dessous de la température de condensation pour éviter un retour de condensation. Une température élevée réduit également la concentration du fluide frigorigène dans l’huile et réduit ainsi l’éjection d’huile lors du démarrage du compresseur.
- Conception de l’installation/tuyauterie : Un transport uniforme de l’huile dans l’installation en pleine charge et en charge partielle est nécessaire pour un fonctionnement sûr. À cet effet, la tuyauterie doit être conçue en tenant compte de vitesses d’écoulement minimales.
- Commande de l’installation : il est recommandé d’utiliser une logique de commande intelligente qui assure une commutation de séquences automatique ainsi que des durées de fonctionnement des compresseurs de la même longueur avec une fréquence de commutation minimale.
En cas de spécification différente ou de tuyauteries ramifiées avec une gestion de l’huile difficile, des installations avec des régulateurs de niveau d’huile sont recommandées (Installation avec compresseurs en parallèle et régulateurs de niveau d’huile). Des exceptions sont possibles pour des concepts éprouvés pour l’application spécifique.
Version de construction de collecteurs d’aspiration
- Structure absolument symétrique (voir fig. ci-dessous) du collecteur et de l’entrée de la conduite du gaz d’aspiration et des tronçons de tuyauterie dans les compresseurs
- Entrée de gaz d’aspiration :
- 2 compresseurs : centrale
- 3 ou 4 compresseurs : à travers une « culotte » symétrique
Une entrée latérale est très désavantageuse (même à faible vitesse de gaz) en raison de l'irrégularité du flux et de la distribution de l'huile dans le collecteur. Si des raisons impérieuses justifient le raccordement latéral, le compresseur à vitesse réglée doit y être raccordé.
- Tronçons de tuyauterie vers les compresseurs :
- sortant vers le haut, biseauté à 30°
- ouvertures d’aspiration parallèles à l’axe du collecteur
- le tracé de la tuyauterie vers les compresseurs est symétrique et d’un diamètre identique
Éviter l’aspiration de salissures !
Les tubes plongeurs doivent avoir la même distance du fond du collecteur, par ex. à l’aide d’une entretoise (acier plat) qui est enlevée après la soudure des tubes. Tous les travaux de brasage ou de soudage doivent être effectués en utilisant un gaz de protection, enlever soigneusement les copeaux ou d’autres dépôts.
① : Le collecteur d’aspiration peut également être positionné au-dessous du niveau des compresseurs
- Dimension du tube du collecteur pour 2 compresseurs :
- entrée centrale avec un diamètre en fonction de la puissance totale
- tronçons de tuyauterie vers les compresseurs correspondants au raccord à braser des vannes d’arrêt du gaz d’aspiration
- Dimension du tube du collecteur pour 3 et 4 compresseurs :
- dans le cas d’une circulation transversale dans le collecteur, la vitesse du gaz d’aspiration est < 1,5 m/s
- Monter le collecteur dans une position horizontale exacte
Version de construction de collecteurs de refoulement
- Raccordement transversal avec une sortie d’un côté, éviter les coudes à 90° et utiliser par exemple des coudes à 45° (Conception du collecteur de refoulement)
- Positionnement au-dessous du niveau des vannes d’arrêt du gaz de refoulement
- La section des tuyaux (même diamètre partout) est idéalement aussi grande que la section totale des tuyaux individuels. Alternative : Dimensionnement basé sur la vitesse d'écoulement maximale - pour les réfrigérants haute pression tels que R744, une vitesse d'écoulement maximale de 10 m/s ne doit pas être dépassée.
- Les conduites de liaison descendent de la vanne d’arrêt au collecteur pour éviter l’accumulation d’huile et/ou de condensat de fluide frigorigène sur le côté haute pression de compresseurs mis à l’arrêt. Diamètre conforme aux critères de conception courants.
① : Le collecteur d’aspiration peut également être positionné au-dessous du niveau des compresseurs
Clapets de non-retour
Il est nécessaire d’installer des clapets de non-retour dans les tronçons de conduite vers le collecteur dans les conditions suivantes (Conception du collecteur de refoulement) :
- si chaque compresseur est équipé d’un propre séparateur d’huile – pour éviter un retour de condensation de fluide frigorigène dans le séparateur quand le compresseur est mis à l’arrêt. Les clapets sont positionnés en aval de chaque séparateur d’huile.
- si la température des têtes de culasse des compresseurs peut descendre en dessous de la température de condensation à l’arrêt (Installation avec compresseurs en parallèle et collecteur d’aspiration).
- clapet de non-retour avec un séparateur d’huile commun (position d’installation : en direction du compresseur) :
- en cas de risque de retour de condensation provenant du condenseur ou réservoir de liquide et
- en cas d’installations avec des périodes d’arrêt prolongées
Les clapets de non-retour doivent être appropriés pour l’utilisation dans les conduites du gaz de refoulement – planification et dimensionnement selon les spécifications du constructeur. Alternativement à l’installation d’un clapet de non-retour, il est également possible de chauffer le séparateur d’huile pendant l’arrêt.
La conception de clapets anti-retour pour les installations R744 avec fonctionnement CF est très difficile et n'est pas recommandée, si nécessaire consultez Bitzer.
Séparateur d’huile et retour d’huile
Si la vitesse d’écoulement est suffisante, des séparateurs d’huile ne sont pas absolument nécessaires pour une installation avec compresseurs en parallèle. Ils sont tout de même recommandés pour les installations avec de fortes variations de charge et pour les applications de réfrigération à basses températures où la circulation d’huile dans l’installation peut varier fortement. En fonction des exigences, un séparateur individuel (par compresseur) ou un séparateur commun peut être utilisé.
Pour la conception des séparateurs, il faut tenir compte de l’entière plage de puissance, y compris également les temps de fonctionnement à des températures d’évaporation élevées (phases de congélation). Une attention particulière doit être portée à la conception des installations avec un séparateur commun.
- Retour d’huile d’un séparateur d’huile central : directement dans la conduite du gaz d’aspiration provenant de l’installation – au moins 300 mm en amont du collecteur ou de la « culotte »
- Retour d’huile des séparateurs individuels : directement dans le raccord de retour d’huile sur le carter ou dans la conduite du gaz d’aspiration du compresseur respectif