TD Chambre froide
Les fluides frigorigènes ( CFC, HCFC ou HFC) sont notés Rxyz (où x, y et z sont
des nombres entiers) et leur formule générale est: C (x+I) H (y-I) F z CI (2x+5-y-z).
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DOSSIER TECHNIQUE
Chambre Froide à Température Positive SOMMAIRE
A / Présentation générale
Al - Définition d'une chambre froide :
.. 3
A2 - Principe de fonctionnement:
. 3
A3 - Principaux composants d'une chambre froide
... 4
A31 - Comment le froid s'obtient-il ?
A32 - Schéma fluidique
A4 - Fonction Globale:
.... 5
A5 - Fonctions principales :
.
5 A6 - Le rôle de chaque organe :
6
A7 - Etude fonctionnelle comparative :
10
A8 - Fonctionnement de notre chambre froide :
.. 11
Description du cycle automatique et manuel
. 12
Fiche de mise en service rapide
... 13
B / Maintenance
BI - L'importance de la maintenance de la chambre froide :
.
... 15
Points à vérifier
* Vérifications visuelles
* Vérifications techniques
Les pannes fréquentes
B2 - Les différents gaz pour les installations frigorifiques :
.
... 16
B3 Décomposition fonctionnelle ( FAST)
. 16
C / Schémas
C1 - Implantation dans l'armoire électrique :
...
. 17
Vue densemble général
..... 18
Vue densemble de la ligne transformateur + protections
. 18
Vue densemble de la ligne automate + contacteurs + protections
. 19 Vue densemble des borniers X0, X1
...
.. 19
Plan du repérage des borniers
. 20
Face avant de larmoire
.
. 21
C2 - Caractéristiques des composants
... 22
C3 - Liste des composants de l'armoire électrique
23
C4 - Schémas électriques :
..
.
* Puissance
.. 24
* Commande
25
C5 - programme Automate Zélio :
..
. 26
A - Présentation générale
Al - Définition d'une chambre froide:
Une chambre froide est un local servant à conserver à basse température des aliments selon usage.
Les chambres froides sont classées en 2 catégories de froid:
- Froid positif: au-dessus de O°C (généralement statué à 3°C mais cela est variable selon les
aliments stockés au froid positif),
- Froid négatif: en dessous de 0° C (généralement statué à-18° C mais cela peut descendre plus bas)
La chambre froide sur laquelle vous allez travailler est une chambre froide à température positive.
A2 - Principe de fonctionnement:
Le fonctionnement est en globalité le même qu'un réfrigérateur avec une plus grande puissance et des contraintes techniques beaucoup plus importantes.
La chambre froide Positive est composée de deux parties bien distinctes:
le circuit frigorifique et
les panneaux de chambre froide (l'enceinte).
L'expression : « faire du froid » est fausse, il est impossible de faire du froid pour faire diminuer la température.
En vérité on absorbe de la chaleur.
Le groupe moto compresseur absorbe et refoule le gaz frigorigène dans toute l'installation frigorifique de la
chambre froide.
Il est théoriquement divisé en deux parties "HP" haute pression est la partie chaude du circuit et la partie "BP" la partie froide de l'installation.
Schéma de principe
A3 - Principaux composants d'une chambre froide:
Le principe de fabrication de froid repose sur l'évaporation d'un liquide pur appelé fluide frigorigène.
Une installation de base se compose alors des quatre organes principaux :
- Le compresseur,
- Le condenseur,
- Le détendeur,
- L'évaporateur.
A31 - Comment le froid s'obtient-il?
Le fluide frigorigène est aspiré par le compresseur sous forme de gaz basse pression.
Au passage dans celui-ci, il évolue de basse pression en haute pression.
Il arrive au condenseur et, refroidi par l'air qui y circule à contre-courant, il change progressivement d'état pour
être complètement liquide à la sortie.
Dans le condenseur, le fluide frigorigène libère de la chaleur en se condensant.
Le passage dans le détendeur fait chuter sa pression et par voie de conséquence, sa température.
Il est à l'état liquide basse pression.
En cheminant dans l'évaporateur, il s'évapore en absorbant la chaleur du milieu à refroidir. Il fournit donc du froid.
Le fluide frigorigène se trouve à l'état vapeur basse pression, pour revenir au compresseur et recommencer
son cycle.
A32 - Schéma fluidique:
A4 Fonction globale
A5 Fonctions principales
A6 - Le Rôle de chaque organe :
Quel rôle a le compresseur dans le circuit frigorifique ?
Comment le réglage du détenteur a une importance primordiale ?
Quelle est l'importance de l'évaporateur et du condenseur ?
Pourquoi avoir besoin d'un déshydrateur ?
Le circuit frigorifique comporte quatre éléments essentiels,
le compresseur, le condenseur, le détendeur, lévaporateur.
Celui-ci permet ainsi de capter ou retirer l'énergie contenue dans une source appelée "source froide" pour la transférer ou la rejeter vers une "source chaude".
Le condenseur dans le circuit frigorifique
Le condenseur est un élément clef dans le fonctionnement de la chambre froide.
Son rôle est similaire à celui d'un radiateur de voiture.
Le gaz ou fluide frigorigène pénètre dans le condenseur en état vapeur et il doit en ressortir en état liquide. Le fluide à l'entrée du condenseur est à une température de 70°C et à sa sortie il avoisine les 35°C.
Lors de son passage dans le condenseur le gaz change d'état grâce son refroidissement.
Schéma:
Il est refroidit de plusieurs façons:
Condenseur statique (refroidit au contact de l'air ambiant) exemple : Réfrigérateur ménager
Condenseur avec ventilateur (refroidit avec un ou des ventilateurs) Une grande partie des installations
Par eau (refroidissement grâce a un serpentin d'eau qui diminue la température du gaz) Lieu où l'on ne peut pas installer de groupe à l'extérieur, ou pour les très grosses puissances.
Détendeur : Le liquide formé dans le condenseur est détendu par abaissement brusque de la pression au passage du détendeur
Il existe plusieurs types de détendeur
- Le détendeur capillaire:
Le plus simple des détenteurs, utilisé généralement sur les petits circuits frigorifiques tels que les réfrigérateurs
- Le détendeur thermostatique:
Il est utilisée sur les installations de taille moyenne, type chambre froide ...
Le fluide est régulé grâce a une buse installée en fin d'évaporateur. Celle-ci régule le débit de fluide.
Évaporateur : L'évaporateur est lui aussi un échangeur de chaleur, le fluide liquide provenant du détendeur va entrer en ébullition dans l'évaporateur en absorbant de la chaleur au fluide extérieur, (l'eau, l'air..)
C'est la phase d'évaporation. Le gaz est ensuite aspiré par le compresseur pour un nouveau cycle.
L'évaporateur peut être statique sans ventilation généralement utilisé dans un réfrigérateur ménager.
Il nécessite un dégivrage périodique pour assurer un bon fonctionnement, pour réduire la période de dégivrage
on utilise des résistances. Elles sont reliées à une évacuation d'eau pour les condensats.
Pour une chambre froide négative il faut prévoir un fils chaud pour éviter la prise en glace des eaux de condensat.
Le rôle du déshydrateur dans le circuit froid
Un déshydrateur propre pour le bon fonctionnement de votre chambre froide est nécessaire.
Son seul et unique rôle est de pièger les impuretés et l'humidité qui se trouvent dans le circuit frigorifique.
Il est composé de petite bille qui absorbe l'humidité (c'est le filtre du circuit frigorifique).
A chaque ouverture du circuit frigorifique il faut remplacer le déshydrateur.
Pour les grosses installations il faut prévoir le remplacement du déshydrateur un mois après la mise en service.
Représentation:
A7 - Etude fonctionnelle comparative des cellules de refroidissement et de congélation rapide,
mécanique et cryogénique:
Cadre dutilisation de lappareil : la restauration différée
Fonction dusage : refroidir puis éventuellement congeler les plats cuisinés à l'avance conformément à la réglementation en vigueur:
moyens imposés (température à cur du produit passant de 60 °C à 10°C en moins
de 2 h ) ou permettant d'atteindre des objectifs préalablement fixés et validés.
Remarque Les fluides frigorigènes frigorifiques doivent être stables et inertes vis à vis des matériaux avec lesquels ils sont en contact, ininflammables, non toxiques et non explosifs; ils doivent avoir un point d'ébullition aussi bas que possible et une chaleur latente de vaporisation aussi grande que possible.
L'emploi des CFC (chlorofluorocarbones, appelés souvent improprement sous le nom de marque Fréon), en grande partie responsables de la destruction de la couche d'ozone, sont interdit depuis début 1996, ceux-ci devant être remplacé par des hydro chlorofluorocarbones ( HCFC ) jusqu'en 2030 ou de préférence par des hydrofluorocarbones ( HFC ) et des fluorocarbones ( FC ).
La réglementation européenne interdit depuis 1er janvier 2004, la production et la mise sur le marché d'équipements neufs contenant des HCFC. La récupération des gaz HCFC. est obligatoire. Le contrôle de l'étanchéité de l'installation doit être réalisé au moins une fois par an.
Au 1 er janvier 2010, le rechargement des installations au cours d'opérations d'entretien de maintenance avec des HCFC neufs sera interdit.
Au 1er janvier 2015, le rechargement des installations au cours d'opérations d'entretien de maintenance avec des HCFC.recyclés sera interdit.
Les fluorocarbones ( FC ) sont sans effet sur l'ozone, mais ils contribuent, ainsi que les hydrofluorocarbones ( HFC ) de façon directe et importante, à l'effet de serre: une molécule de ces composés est équivalente, selon sa composition à plusieurs milliers de molécules de CO2.
Il est probable que dans le futur, l'usage de tout dérivé halogéné sera proscrit, il faudra alors modifier profondément les systèmes frigorifiques.
Les fluides frigorigènes ( CFC, HCFC ou HFC) sont notés Rxyz (où x, y et z sont des nombres entiers) et leur formule générale est: C (x+I) H (y-I) F z CI (2x+5-y-z)
Si x = 0 on ne l'indique pas. Le cas y = l (pas de H) correspond aux CFC ou aux FC.
Les R5xx et R4xx sont des mélanges, par exemple R5O2 mélange Rl15 / R22, R402 mélange R22 / R125 / R290
A8 - Fonctionnement de notre chambre froide :
Notre installation: Chambre froide à température positive.
Un groupe frigorifique à condensation à air.
Moteur du compresseur monophasé, ventilateurs d'évaporateur monophasé.
Régulation thermostatique, (Thermostat BI).
Dégivrage: Il ne peut être effectif qu'en mode de marche Automatique.
Des résistances chauffantes incorporées dans l'évaporateur sont alors alimentées.
Principe fonctionnel
1 - Vérifier si tous les appareils de protection à l'intérieur de l'armoire sont fermés.
Vérifier la position du bouton d'arrêt d'urgence,
2 - Fermer l'interrupteur sectionneur IG 1 . Le voyant « Sous tension » s'allume.
3 - Vérifier que l'écran de l'automate Zélio s'allume et que l'automate est en mode RUN (voir
documentation technique sur automate et programme adopté),
4 - Sélectionner le commutateur sur la position « B 1 »,
La chambre froide possède deux modes de régulation thermostatique: Manuelle et Automatique.
* Régulation Manuelle
5 - Appuyer sur le bouton « Marche évaporateur » MAI
Les ventilateurs de l'évaporateur se trouvant dans la chambre froide se mettent à fonctionner.
6 - Appuyer sur le bouton « Marche groupe froid » MA2 . Le voyant « Groupe Froid » s'allume,
Le groupe compresseur démarrera si la température à l'intérieur de la chambre froide est supérieure à la consigne fixée par le thermostat BI.
Lorsque la température de la chambre froide atteindra la valeur de consigne fixée par le thermostat BI, le groupe
compresseur s'arrêtera, mais les moteurs de ventilation de l'évaporateur continueront à tourner.
Remarque N° 1 : L'ouverture de la porte entraîne l'arrêt du groupe compresseur au bout de quelques secondes.
Sa fermeture entraîne le redémarrage du groupe compresseur après quelques secondes.
Remarque N°2 : Un pressostat Basse pression B2 permet d'arrêter le groupe en cas de baisse anormale de la
pression.
* Régulation Automatique
7 - Vérifier les plages horaires de fonctionnement du groupe frigorifique à l'aide de l'automate Zélio (voir
documentation technique sur automate et programme adapté),
Le système démarre alors tout seul en fonction des plages horaires définies.
Rmq : Le mode « Auto » se produit à des heures choisies par programme, les soirs et les week end. Le système démarre alors tout seul si les conditions de fonctionnement sont réunies. (Température chambre > consigne ; Zélio en mode RUN ; tous les circuits de protection fermés).
Nota : VEM est une électrovanne qui autorise la circulation du fluide dans le circuit si elle est alimentée. Dans le cas contraire, le circuit est fermé. Si le groupe compresseur fonctionne alors, la pression dans le circuit amont augmente et au-delà dun seuil prédéfini, le capteur de pression B2 ouvre son contact qui entraîne larrêt du groupe compresseur.
Le capteur de pression détecte aussi bien une hausse de pression dans le circuit quune baisse de pression synonyme de fuite dans le circuit.
Cest un capteur HP / BP
Fiche de mise en service rapide
1 - VERIFICATIONS PREALABLES
* VERIFIER que le bouton d'arrêt d'urgence n'est pas enfoncé.
* VERIFIER que la Porte de la chambre est bien fermée.
2 - MISE EN ENERGIE
* FERMER l'interrupteur général IG1 (côté droit du coffret)
Le voyant blanc « SOUS TENSION» s'éclaire.
Sinon: se munir des EPI contre les risques électriques et
* VERIFIER que tous les disjoncteurs et porte fusibles sont bien fermés
* VERIFIER que l'automate est en mode RUN
(A défaut suivre la procédure suivante)
- Appuyer sur la touche Sel/ OK
- Aller sur RUN/STOP avec les Touches de navigation Zi
- Appuyer sur Sel / Ok
- Sélectionner YES « RUN PROG »
- Appuyer sur ESC pour revenir à l'écran initial
Fiche de mise en service rapide
3 - DÉMARRAGE DE LA CHAMBRE FROIDE
* Mettre le Commutateur TH en position verticale
* Appuyer sur le bouton MA1 « Marche Evaporateur ».
* Appuyer sur le bouton MA2 « Marche Groupe Froid ».
Si le « groupe froid » ne démarre pas, Vérifier que
le Thermostat BI Est bien réglé sur une température inférieure à celle indiquée par le Thermomètre intérieure.
4 - ARRET DE LA CHAMBRE FROIDE
Appuyer sur le bouton poussoir Arrêt Général
Ou sur le bouton d'arrêt d'urgence ARU
B - Maintenance
B1 - L'importante de la maintenance de la chambre froide
Quels sont les points à vérifier pour une bonne maintenance de la chambre froide?
Dans le but de vérifier le bon fonctionnement et de repérer d'éventuelle(s) anomalie(s) dans
les circuits frigorifique ou électrique, une maintenance est une visite préventive de l'installation complète sont à prévoir.
Le technicien doit dans un premier temps, se renseigner auprès du personnel, si aucune anomalie(s) ou bruit(s) n'a été constaté.
Vérification visuelle de la chambre froide
- Le technicien doit faire le tour de l'installation et vérifier si aucun bruit anormal n'est à signaler.
* Vérification du bon fonctionnement de tous les ventilateurs évaporateur ainsi que le ventilateur condenseur du
groupe frigorifique.
* Vérification de la bonne température indiquée sur la régulation et la bonne plage de fonctionnement pour votre chambre froide.
Vérification technique de la chambre froide
Le technicien frigoriste doit :
vérifier les pressions de fonctionnement "Haute pression" HP "Basse pression"BP.
vérifier la bonne charge en gaz de l'installation et la bonne compression du compresseur.
vérifier la consommation (ou l'ampérage) du compresseur ( une diminution peut indiquer une
faiblesse du compresseur.
vérifier le taux d'encrassement du filtre, grâce à un delta de température ou de pression si
l'installation le permet.
Sur certaines installations importantes, une vidange de l'huile de compresseur est à faire
Les pannes fréquentes des chambres froides peuvent être :
- ventilateur HS
- manque de gaz
- déshydrateur bouché
- compresseur HS
B2 - Les différents gaz pour les installations frigorifiques
Il est bon de savoir quel gaz frigorifique est utilisé dans votre chambre froide, pour une maintenance et un bon suivi de linstallation.
Les gaz utilisés en froid commercial ou industriel pour la basse température:
R 404
R 507
R 401
Les gaz utilisés en froid commercial moyenne température type réfrigérateur
R 134a
R 600 (propan)
R 407
Détecteur de gaz
Les frigoristes s'équipent de détecteur de gaz frigorigène pour passer les installations au détecteur et s'assurer
De leur bonne étanchéité.
Différents modèles sont en vente chez Cofriset.
B3 Décomposition fonctionnelle (FAST)
IMPLANTATION DE LARMOIRE DE COMMANDE
SHAPE \* MERGEFORMAT
BORNIER X0 BORNIER X1
?
C3 - Caractéristiques des composants
C4 - Liste des composants de l'armoire électrique
REPERESDESIGNATIONMA1 Marche du groupe ventilation (Evaporateur)MA2Marche du groupe Compresseur (Evaporateur)ARGArrêt généralIG1Interrupteur sectionneur généralATUArrêt d'urgenceSG1Disjoncteur différentiel généralF1Porte Fusible avec fusible 1 AF2Porte Fusible secondaire Transformateur avec fusible de 2 AS1S2Disjoncteur magnétothermique protection ventilateur intérieur et éclairageS3Disjoncteur magnétothermique du groupe CompresseurS4Disjoncteur magnétothermique du groupe ventilation (Evaporateur)S5Disjoncteur magnétothermique de la résistance de dégivrageS6Disjoncteur magnétothermique du circuit de commandeKM1Contacteur groupe CompresseurKM2Contacteur groupe ventilation (Evaporateur)KM3Contacteur résistance de dégivrageH10Balise Marche du groupe CompresseurH1Voyant Marche du groupe CompresseurH2Voyant Marche de la résistance de dégivrageH3Voyant défaut ThermiqueH4Voyant défaut pressionH5Voyant Régulation automatiqueH6Voyant mise sous tensionB1ThermostatB2Pressostat Basse PressionB3Sonde température PT 100 (non branchée)PteContact de porteTHSélecteur du capteur de température (B 1 )AZAutomate ZELIO Logic SHAPE \* MERGEFORMAT
SHAPE \* MERGEFORMAT
.
DOSSIER TECHNIQUE CHAMBRE FROIDE Page PAGE 29
Compresseur : Le compresseur est indispensable. Sans lui, le fonctionnement de la chambre froide est
impossible. Le compresseur aspire le gaz à basse pression et à basse température.
L'énergie mécanique du compresseur va permettre une élévation de la pression et de la température.
Condenseur : Les gaz chauds haute pression et haute température venant du compresseur se dirigent vers le condenseur , le condenseur est un échangeur qui va permettre aux gaz de se condenser par échange avec un fluide extérieur (l'eau, l'air..) à température et pression constante, c'est la phase de condensation, la vapeur se transforme en liquide.
HYPERLINK "https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:CycleFrigorifique.png" INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ee/CycleFrigorifique.png/220px-CycleFrigorifique.png" \* MERGEFORMATINET
Refoulement du compresseur
Le gaz est ensuite compressé par des pistons dans
la chambre ou l'orifice de sortie est petit, ce qui
permet une montée en pression du gaz qui est
dirigée vers la sortie du compresseur , toujours en
état vapeur avec une température de 70°c
Etape 2 : le refoulement
Aspiration du gaz
Le système d'aspiration se produit grâce au piston qui
Produit une dépression Schéma:
Etape 1 : laspiration
CHAMBRE FROIDE
CHAMBRE FROIDE
Repère du réglage de la consigne température
IG1
SG1
KM1
KM2
KM3
BORNIER X0
T2
API
ZELIO
Ventilateur
BORNIER X1
Boîte
à
Pannes
KA1
T1
F1
F2
S6
S7
IG1
S3
S4
S5
BORNIER X2
Tube fluorescent
Protection tube + Vent
S2
VUE DENSEMBLE GENERALE
VUE DENSEMBLE DE LA LIGNE TRANSFORMATEUR + PROTECTIONS
VUE DENSEMBLE DE LA LIGNE AUTOMATE + CONTACTEUR + PROTECTIONS
VUE DENSEMBLE DES BORNIERS X0 et X1
BORNIER X0
Terre
Transformateurs
X0.1 X0.2 X0.3 X0.4 X0.5 X0.6 X0.7 X0.8 X0.9 X0.10 X0.11
Terre
Compresseur
Neutre
Compresseur
Phase
Compresseur
Neutre
Ventilateur
Phase
Ventilateur
Neutre R.
de Dégivrage
VEM
Phase R.
de Dégivrage
Alimentation
230v(
50 Hz
Terre R.
de Dégivrage
115
104
110
119
108
117
115
111
100
BORNIER X1
+ 24 v
+ 24 v
21
I.7
25
3
3
15
I.9 18
I.B 20
X1.1 X1.2 X1.3 X1.4 X1.5 X1.6 X1.7 X1.8 X1.9
+ Thermostat B1
+ Pression B2
Pression B2
Thermostat B1
Contact
porte
Terre de lalimentation
Contact
porte
Sonde
BORNIER X2
121
112
X2.1 X2.2 X2.3 X2.4 X2.5 X2.6 X2.7
Balise H10
Balise H10
Terre
Ventilateur
Ventilateur
Eclairage
intérieur
Eclairage
intérieur
FACE AVANT DE LARMOIRE
SOUS TENSION
DEGIVRAGE
GROUPE FROID
DEFAUT THERM.
MODE AUTO
DEFAUT PRESSION
MA1
ARRET GENERAL
MA2
ARU
B1 PT100
Automate
Orodateur
Groupe Ventilation
H10
F1
Résistance de Dégivrage
101
112
121
111
230 Vca( 50Hz
CHAMBRE FROIDE : SCHEMA DE PUISSANCE
VEM
B2
114
115
103
104
KM1
113
102
S3
115
104
Groupe Compresseur
V
V
102
24 Vca
101
SG1
IG1
116
117
106
108
118
119
109
110
S4
S5
KM2
KM3
11313
102
113
102
S6
113
S7
102
MA1
MA2
T1
T2
Xo.2
Xo.3
Xo.4
Xo.5
Xo.6
Xo.7
Xo.10
Xo.9
100
Xo.8
24 Vca
V V
33
113
32
42
43
30
28
P1 P2
Xo.1
X2.1
X2.2
Balise présence tension
45
44
P1 P2
Xo.1
230 /24
230 /24
3
19
B1
3
18
Th
ATU
17
Ka1
3
16
3
15
S4
3
14
S3
3
13
MA2
3
11
ARG
3
12
MA1
3
10
KM1
A1
A2
KM2
A1
A2
KM3
A1
A2
H3
ATU
21
Km1
21
23
Km3
21
24
H4
H5
H6
H1
H2
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
21
5
6
7
8
9
28
21
21
21
21
21
F2
28
26
33
condensateur
Automate ZELIO
>
>
24 Vca
-
+
32 Vcc
+
-
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
I9
IA
IB
B2
3
20
V
sonde
1
3
CHAMBRE FROIDE : SCHEMA DE COMMANDE
TH
Q1
30
26
>
>
24 Vca
32
F3
X1.7
X1.8
X1.5
X1.6
15
KA1
A1
A2
Ka1
22
4
Sous tension
Marche Compresseur
Marche Résistance dégivrage
Marche Résistance dégivrage
Compresseur
Ventilation
Défaut Thermique
Défaut
Pression
Régulation
Auto
Relayage
Capt pression
P
PTE
X1.2
X1.3
