Comment diagnostiquer les filtres déshydrateurs partiellement restreints

FIGURE 1: Vue en coupe d'un filtre déshydrateur de conduite de liquide. (Avec l'aimable autorisation de la division Sporlan, Parker Hannifin Corp.)

Les filtres déshydrateurs sont conçus pour éliminer les matières étrangères des systèmes de réfrigération ou de climatisation. Ils sont connus pour être restreints en raison de l'humidité, de la boue, de la saleté ou de l'huile qui a pénétré dans le système à la suite d'une mauvaise pratique d'entretien ou de conditions de fonctionnement extrêmes. Parmi tous ces problèmes, c'est l'humidité excessive qui limite la plupart des filtres déshydrateurs. Certaines sources d'humidité dans les systèmes de réfrigération et de climatisation comprennent :

Certains des matériaux les plus couramment utilisés dans la construction de filtres déshydrateurs sont l'alumine activée et les déshydratants à tamis moléculaire. L'alumine activée est utilisée pour éliminer les molécules d'acides organiques des systèmes de réfrigération. Des acides inorganiques comme les acides fluorhydrique et chlorhydrique se forment lorsque certains réfrigérants et l'eau sont décomposés à partir de températures de fonctionnement très élevées dans un système de réfrigération. C'est ce qu'on appelle souvent l'épuisement du système. L'alumine activée est souvent utilisée dans les déshydrateurs-filtres de liquide et de ligne d'aspiration pour les nettoyages acides après les épuisements du système.

Les déshydratants à tamis moléculaire ont des structures en nid d'abeille avec des cavités de taille uniforme. Ils peuvent absorber sélectivement des molécules en fonction de leur polarité (charge) ou de leur taille. La sélection appropriée du filtre déshydrateur permet à l'eau d'être absorbée, tout en permettant aux molécules plus grosses comme le réfrigérant et les huiles de passer librement. La surface du déshydratant est recouverte d'une charge positive appelée ion cat, qui attire les molécules polarisées telles que l'eau. Les filtres déshydrateurs à tamis moléculaires réduisent au minimum les gels, la corrosion du système et les formations d'acide.

Dans l'exemple de scénario ci-dessous, le système de réfrigération a un filtre déshydrateur partiellement restreint. Le filtre déshydrateur est situé dans la conduite de liquide du système de réfrigération, qui est située entre le récepteur et le dispositif de mesure. Étant donné que le filtre déshydrateur est situé dans la conduite de liquide, un filtre déshydrateur restreint peut être appelé une restriction de conduite de liquide. La figure 1 (en haut) illustre une vue en coupe d'un filtre déshydrateur de conduite de liquide. Il est important de noter que toute restriction ou tout endommagement de la conduite de liquide entre la sortie du récepteur et l'entrée du doseur aura des symptômes similaires à ceux d'un filtre déshydrateur restreint. Dans cet exemple, supposons que le système de réfrigération est un système TXV/récepteur utilisant un filtre déshydrateur et un voyant. Le système utilise le R-134a comme réfrigérant de travail.

Remarquez la basse pression de refoulement et la faible division du condenseur dans la vérification du système ci-dessus. De nombreux techniciens de maintenance pensent que lorsqu'une partie du côté haut du système est restreinte ou bouchée, les pressions de refoulement augmentent. Ce n'est tout simplement pas le cas, en particulier sur un système TXV/récepteur. Une conduite de liquide restreinte privera l'évaporateur de réfrigérant, provoquant de faibles pressions d'évaporateur.

Avec un évaporateur affamé, le compresseur sera également affamé de réfrigérant, et il y aura peu de chaleur à rejeter par le condenseur. Cette petite quantité de chaleur à rejeter entraînera une pression et une température de condensation faibles. La majeure partie du réfrigérant sera stockée dans le récepteur, simulant un système de réfrigération pompé.

Les symptômes d'un filtre déshydrateur partiellement bouché comprennent :

Température de décharge supérieure à la normale : Des températures de refoulement élevées sont causées par des surchauffes élevées du compresseur et des taux de compression élevés. Un évaporateur affamé de la restriction de la conduite de liquide (filtre déshydrateur) provoquera des surchauffes élevées. Des taux de compression élevés à partir de la faible pression de l'évaporateur entraîneront des chaleurs de compression élevées ainsi que des températures de refoulement élevées. Cela suppose qu'il y a encore un certain débit massique de réfrigérant dans le système. La sévérité de la restriction dans le filtre déshydrateur déterminera la hauteur de la température de refoulement. Si le système devient complètement restreint, le compresseur pompera le système et restera éteint ou effectuera parfois un cycle court sur le contrôle de basse pression.

Hautes surchauffes : Les surchauffes de l'évaporateur et du compresseur seront élevées. Cela est dû au fait que le TXV, l'évaporateur et le compresseur sont privés de réfrigérant à partir de la restriction de la conduite de liquide. La plupart du réfrigérant sera dans le récepteur, avec une partie dans le condenseur.

Basse pression d'évaporateur : La faible pression de l'évaporateur est due au fait que le TEV et le compresseur manquent de réfrigérant. Le compresseur essaie d'aspirer le réfrigérant de l'évaporateur par la conduite d'aspiration, mais la restriction de la conduite de liquide empêche le réfrigérant d'entrer dans l'évaporateur. Cela amènera le compresseur à mettre l'évaporateur dans une situation de basse pression.

Basse pression de condensation : Étant donné que l'évaporateur et le compresseur sont privés de réfrigérant, le condenseur le sera également. Une quantité réduite de réfrigérant vers l'évaporateur entraînera une réduction de la charge calorifique transmise au condenseur. Le condenseur à son tour n'a pas à élever sa température et sa pression pour rejeter la chaleur. La plupart du réfrigérant sera dans le récepteur.

Sous-refroidissement du condenseur normal à un peu élevé : Étant donné que le condenseur a une faible charge de rejet de chaleur, il ne condense pas beaucoup de vapeur en liquide. Tout le liquide dans le condenseur restera probablement là pendant un certain temps et sous-refroidira en raison du faible débit de réfrigérant causé par la restriction dans le filtre déshydrateur. Le récepteur aura également un débit d'entrée et de sortie réduit, car la majeure partie du réfrigérant sera dans le récepteur avec une partie dans le condenseur. Si le récepteur se trouve dans une ambiance chaude, le sous-refroidissement peut être perdu car le réfrigérant se trouve dans le récepteur. C'est pourquoi certains systèmes commerciaux ont des dérivations de récepteur pour certaines situations. Les dérivations du récepteur ne sont rien de plus qu'une électrovanne de conduite de liquide contrôlée par un thermostat, qui contournera le liquide autour du récepteur vers la conduite de liquide.

Faibles fractionnements de condenseur : Étant donné que le condenseur est quelque peu affamé, il n'y a pas beaucoup de chaleur à rejeter de l'évaporateur affamé. Cela entraînera de faibles fractionnements du condenseur. N'oubliez pas que la séparation est la différence de température entre la température de condensation et la température ambiante.

Point froid local ou gel après la restriction : Le réfrigérant liquide s'évaporant peut se produire au niveau du sécheur restreint si la restriction est suffisamment sévère. Le simple fait de passer votre main le long de la ligne de liquide et sur le filtre déshydrateur peut trouver un point froid local. Un appareil de mesure de la température sur la conduite de liquide à environ 12 pouces avant l'entrée du TXV ne doit pas être plus froid que la température ambiante qui l'entoure. Si c'est le cas, il y a une certaine restriction quelque part en amont.

Il existe de nombreux scénarios dans lesquels un filtre déshydrateur peut être partiellement bouché et le technicien ne peut pas sentir une différence de température à travers celui-ci avec ses mains. La vérité est que les humains ne peuvent distinguer qu'une différence de température de plus de 10 ° F à travers quelque chose. Un filtre déshydrateur dans un système R-134a avec une température de condensation de 110 °F nécessiterait une chute de pression d'environ 20 psi pour présenter une différence de température de 10 °F. De nombreuses restrictions sur les filtres déshydrateurs ne sont pas vérifiées par les techniciens car elles sont difficiles à détecter au toucher et à sentir. C'est pourquoi l'utilisation d'un voyant peut être d'une grande aide pour diagnostiquer ce problème (plus à ce sujet plus tard).

Faible consommation d'ampli : Étant donné que le compresseur est privé de réfrigérant à cause de la restriction dans la conduite de liquide, il n'aura pas à travailler aussi dur pour comprimer les vapeurs qui le traversent. La faible densité des vapeurs provenant de la faible pression de l'évaporateur nécessitera moins de travail du compresseur, nécessitant une faible consommation d'ampères.

Cycle court le contrôle basse pression : Le LPC éteindra et rallumera le compresseur à partir des basses pressions de l'évaporateur (aspiration). Une fois éteint, le réfrigérant entrera lentement dans l'évaporateur et remettra le compresseur en marche. Cette marche et arrêt du compresseur se poursuivra jusqu'à ce que le problème soit résolu.

L'utilisation d'un voyant après le filtre déshydrateur aidera le technicien, et ce même voyant peut aider au chargement du système. Un voyant indiquant l'humidité alertera le technicien si le système est contaminé par l'humidité en changeant de couleur. Avec une restriction dans la conduite de liquide avant le voyant, des bulles sont sûres de se produire dans le voyant. De nombreux techniciens pensent qu'un voyant bouillonnant ne signifie rien d'autre qu'une sous-charge de réfrigérant, mais ce n'est tout simplement pas vrai. Au démarrage de certains systèmes de réfrigération, s'il y a une charge importante sur le système, des bulles et des clignotements peuvent se produire dans le voyant en aval du récepteur. Ce bullage est provoqué par une chute de pression à l'entrée du tube de sortie du récepteur.

Des bulles peuvent également se produire lors d'augmentations rapides des charges. Le TXV pourrait être ouvert en grand lors d'une augmentation de la charge, et un clignotement pourrait se produire même si le récepteur a suffisamment de liquide. De plus, des changements soudains dans les systèmes de contrôle de la pression de refoulement peuvent déverser du gaz chaud dans le récepteur pour augmenter la pression de refoulement, provoquant la formation de bulles dans un voyant même s'il y a suffisamment de liquide dans le récepteur pour former un joint sur la sortie du tube plongeur du récepteur. Un voyant sur le récepteur empêcherait les techniciens de surcharger dans ce cas, mais coûterait au fabricant un peu plus d'argent au départ. Un voyant sur la conduite de liquide avant le TXV aiderait également le technicien à savoir si un clignotement de liquide se produit avant le TXV. Ce clignotement peut provenir d'une perte de sous-refroidissement ou d'une trop grande chute de pression statique et/ou de friction dans la conduite de liquide avant qu'elle n'atteigne le TXV.

Il y a une grande différence entre un voyant bouillonnant et un voyant à faible débit. Si des bulles sont entraînées dans le liquide, c'est le signe d'une chute de pression provoquant un flashage du liquide, ou d'une sous-charge de réfrigérant provoquant la sortie de vapeur et de liquide du récepteur en raison de l'absence de sous-refroidissement. N'oubliez pas que le sous-refroidissement du condenseur sera faible si une sous-charge provoque le bouillonnement du voyant. Sinon, le voyant bouillonnant pourrait signifier une conduite de liquide restreinte, un filtre déshydrateur restreint, une perte de récepteur ou un sous-refroidissement de la conduite de liquide à partir d'une température ambiante chaude ou statique et les pertes par frottement dans la conduite de liquide sont trop importantes.

D'un autre côté, un voyant à faible débit de réfrigérant indique que le système est sur le point de s'arrêter parce que la température de la boîte est descendue à une température suffisamment basse. C'est à ces moments que le système est à ses charges thermiques les plus basses et que le débit de réfrigérant à travers le système sera le plus bas. Le voyant peut n'être qu'entre ¼ et ½ plein sans bulles entraînées. Cette situation est particulièrement vraie avec les conduites de liquide horizontales. N'ajoutez pas de réfrigérant dans cette situation car vous surchargeriez le système. La surcharge sera remarquée aux charges thermiques plus élevées. Les faibles charges thermiques font que le système est à sa pression d'aspiration la plus basse, ainsi la densité des vapeurs de réfrigérant entrant dans le compresseur sera la plus faible. En raison des pressions d'évaporateur les plus basses, le taux de compression sera élevé, entraînant de faibles rendements volumétriques, donc de faibles débits de réfrigérant. Il y a généralement beaucoup de sous-refroidissement dans le condenseur, mais le voyant ne sera que partiellement rempli. Donc, ne confondez pas un voyant à faible débit de réfrigérant avec un voyant à bulles qui a des bulles entraînées dans le liquide.

Un voyant après le filtre déshydrateur est une bonne méthode pour savoir si le déshydrateur commence à se boucher à cause du flash de réfrigérant dû à la chute de pression supplémentaire dans le déshydrateur restreint. Les filtres déshydrateurs peuvent être achetés avec des vannes Schrader (prises de pression) sur leurs entrées et sorties.

Une chute de pression de plus de 2 psi mesurée avec le même manomètre signifie que le sécheur a commencé à se restreindre. De plus, comme mentionné précédemment, un voyant juste avant le TXV indiquera sûrement au technicien si un clignotement de liquide s'y produit. Le simple fait que le voyant bouillonne ne signifie pas nécessairement une sous-charge, n'ajoutez donc pas automatiquement de réfrigérant. De nombreux systèmes se trouvent avec le réservoir complètement rempli de liquide, car le technicien de service a continué à charger le réfrigérant en essayant de nettoyer le voyant. De plus, de nombreux mélanges de réfrigérants peuvent souvent faire légèrement bouillonner un voyant car ils contiennent deux, trois, quatre ou même cinq réfrigérants différents dans le même mélange, tous ayant des propriétés et des caractéristiques différentes. Consultez toujours le fabricant du mélange de réfrigérant pour obtenir des informations plus détaillées sur le comportement du mélange de réfrigérant.

Les techniciens de service doivent toujours se rappeler que le dépannage systématique est le seul moyen sûr de trouver la cause réelle de tout problème système.

John Tomczyk est professeur émérite HVACR, Ferris State University, Big Rapids, Michigan, et co-auteur de Refrigeration & Air Conditioning Technology, publié par Cengage Learning. Contactez-le à [email protected].