Climatisation automobile : Fonctionnement et entretien



La question de l'entretien de la clim est, à mon avis, loin d'être anodine.
On entend souvent tout et son contraire, j'ai donc décidé de faire le point
en prenant pour référence uniquement les critères techniques
J'ai essayé d'être assez concis afin de ne pas être trop rébarbatif.
Dites-moi ce que vous en pensez :

1 - Principes de fonctionnement de la climatisation automobile.

2 - Pourquoi entretenir sa clim ?

3 - Entretien de la climatisation automobile.

4 - Ma clim fonctionne-t-elle correctement ?


1 - Principes de fonctionnement de la climatisation automobile

Le schéma, ci-dessous, nous donne les différents constituants d'une climatisation de voiture. Ensuite, nous verrons à quoi servent chacun d'entre eux :


1.1 - Le compresseur
Il sert à assurer un débit de fluide frigorigène dans le circuit frigorifique (il comprime le gaz basse pression en gaz haute pression).
Le mécanisme du compresseur est lubrifié par une huile spéciale, c'est de l'huile polyalkyleneglycol dites PAG sp10.



-L'embrayage électromagnétique
.


1.2 - Le condenseur.


Il permet de refroidir le fluide afin qu’il se transforme en liquide (passage du gaz haute pression en liquide haute pression). L'air extérieur en passant dans le condenseur permet ce changement d'état, aidé en cela par un motoventilateur




1.3 - Le déshydrateur ou bouteille déshydratante


Son rôle est triple :

- assurer la réserve tampon du fluide, ce qui permet d'alimenter constamment
le détendeur en fluide liquide haute pression.
- filtrer le fluide de ses impuretés.
- retenir l'humidité contenue dans le circuit (grâce à des sels de silice).



1.4 - Le détendeur.
Il permet de réduire la pression et, de contrôler le débit du fluide frigorigène dans l'évaporateur telle manière à ce qu'il y ait toujours un mélange liquide vapeur du début à la fin l'évaporateur, permettant ainsi au fluide d'absorber la chaleur de l'air et de se vaporiser totalement il y a donc production de froid.


1.5 - L’évaporateur.

Son rôle est de refroidir et éventuellement de déshumidifier l'air qui pénètre dans l'habitacle du véhicule.

L'air ambiant extérieur, qui pénètre dans l'habitacle en passant sur les ailettes de l'évaporateur perd une partie de sa chaleur , ce qui va permettre au fluide de se vaporiser. L'air est refroidi, tandis que le fluide sort de l'évaporateur à l'état gazeux

L'air, en passant sur les ailettes refroidies, perd de son humidité (si l'humidité extérieure est élevée) qui va se transformer en eau par condensation. Cet air se trouve ainsi déshumidifié et en partie dépoussiéré (les poussières adhèrent à la pellicule d'eau se formant sur l'évaporateur).





Remarque : Il est donc normal de trouver de l'eau qui s'écoule en dessous du véhicule lorsque le système de climatisation est en fonctionnement. (par ex., à Washington, humidité ambiante ramenée de 95 à 45% => 3 l d'eau retirés par heure).



1.6 - Le pressostat.


Il pilote la commande de l'embrayage (c'est à dire la mise en marche du compresseur), du groupe
moto-ventilateur et assure la sécurité haute et basse pression du système.

Placé sur le réservoir déshydrateur, il assure trois fonctions de commutation électrique pour la
sécurité du système de réfrigération, d'où l'appellation « pressostat à 3 niveaux ».

Le pressostat permet de :

- désactiver le compresseur si la pression du gaz réfrigérant est inférieure à environ 1.2 bar (niveau 0), ou supérieure à 32 bars (niveau 2)

- enclencher la deuxième vitesse du motoventilateur de refroidissement moteur si la pression du gaz est supérieure à environ 16 bars (niveau 1).


1.7 - Le thermostat antigel.

Le thermostat antigel ou sonde d'évaporateur est en contact avec l'évaporateur et permet l'arrêt du compresseur si sa température de surface est trop basse afin d'éviter une prise en glace de l'échangeur.


1.8 - Les tuyauteries et raccords.


Ils permettent de véhiculer le fluide frigorigène aux divers organes de l'installation tout en étant résistant à la pression et à la température de ce fluide, ainsi qu'aux agents chimiques externes (huile moteur, acide batterie, produits de salage hivernal de la chaussée, etc.).


Deux types de tuyauteries sont utilisées :

- tuyauterie souple, permettant leur passage aisé dans les endroits restreints et de filtrer les vibrations et les déplacements de l'ensemble moteur par rapport à la carrosserie .

- tuyauterie rigide, en acier cadmié ou en aluminium pour le gaz R 134a, permettant de minimiser l'
encombrement par des rayons de courbure moins importants que pour la tuyauterie souple.



2 - Pourquoi entretenir sa clim ?

On entend souvent dire « tant que ça marche, n’y touche pas© ». Mais dans le même temps, il n’y a qu’à voir le nombre de personnes qui présentent un problème avec leur climatisation. Alors Quid de l’entretien ?

Tout d’abord il faut savoir que le circuit de climatisation contient deux composants :

- un gaz, actuellement le R134a (1,1,1,2-tétrafluoroéthane ou C2H2F4). Il n’attaque pas la couche d’ozone (contrairement à l’ancien R12), mais possède lui-même un effet de serre.

- une huile spéciale pour assurer la lubrification du compresseur (PAG SP10).


2.1 - La perte de gaz

Le système est censé être étanche.

La molécule du fluide R 134a, étant plus petite que celle du CFC 12, a tendance à traverser la matière d'étanchéité. Pour vaincre cet inconvénient une deuxième couche à base de nylon a été insérée sur les tuyauteries souples.

Pour tenter de limiter le risque de perte de gaz une climatisation doit tourner au minimum tous les 15 jours (surtout en hiver, au moins pendant 1/2 heure), afin de parfaire la circulation de l'huile (en suspens avec le fluide) pour lubrifier les joints.


2.2 - Le problème de l’eau.

Les huiles PAG sont fortement hygroscopique, c'est à dire qu’elles ont une forte tendance à absorber l’humidité de l’air. Le déshydrateur retient cette humidité mais sa capacité est limitée : maximum 60 gouttes d'eau soit 3 gr d’eau !

Mais le circuit étant censé être étanche et sous pression, d’où peut provenir l’eau ?
- un degré de vide inadéquat ou insuffisant avant la charge du réfrigérant.

Pourquoi l’eau est-elle si dangereuse ?

Schématiquement : - Huile + eau = formation d’acides (acide fluorhydrique). - Acides + métaux = cambouis. - Cambouis = mauvaise lubrification + obstruction du circuit.
Par ailleurs, l’eau n'étant pas soluble dans le fluide, l’eau en excès va se transformer en glace d’où l’obstruction du circuit surtout au niveau du détendeur.


3 - Entretenir sa clim.

3.1 - Le filtre d'habitacle ou filtre à pollen
.

Son rôle est d'assurer une filtration efficace de l'air extérieur et ainsi de protéger les occupants du véhicule de divers désagréments : pollen, poussières, suie...
Le problème en cas de non remplacement est qu'il s'obstrue (trop de saletés devant le filtre).

Conséquences :

- Il ne laisse plus passer assez d'air :
il n'y a plus assez d'air donc de chaleur à absorber le fluide frigo s'évapore mal et peut arriver
au compresseur en liquide plutôt qu'en vapeur et ainsi détruire le compresseur.
Conséquence : l'air sortant des bouches de ventilation ne sera pas plus froid.

- Toutes les « saletés » accumulées devant le filtre créent l'effet inverse de celui recherché.
L'air frais de l'extérieur passe en premier dans ce nid de germes et de bactéries qui
finissen inévitablement par passer dans l'habitacle et donc dans nos poumons...

Conclusion : Il est impératif de changer le filtre une fois par an minimum et ne pas hésiter à en changer aussi souvent que nécessaire (tous les 15.000km).

3.2 - La désinfection.


Le climatiseur est en effet une parfaite fabrique de moisissure. Nous avons vu que de part son fonctionnement, l’évaporateur va « créer » de l’eau, en déshumidifiant l’air extérieur. Lors de l'arrêt de la climatisation, la partie inférieure de l'évaporateur, toujours très humide, passe du froid à la température ambiante. Nous sommes donc en présence d'une zone sombre et humide qui se réchauffe, condition idéale pour que les bactéries et les mauvaises odeurs se développent. Lors de la remise en route de la climatisation, une partie de ces bactéries et odeurs sont entrainées avec le flux d'air et contaminent l'ensemble du circuit de ventilation et l'habitacle.

Conclusion:-Il est nécessaire de désinfecter le circuit une fois par an. Il faut se procurer un produit bactéricide et fongicide : clim arrêtée, enlever le filtre, mettre la ventilation au maximum et pulvériser le produit par la grille extérieure et laisser agir .


3.3 - La recharge

C'est l'opération qui consiste à remettre du gaz mais aussi de l'huile dont la fonction, rappelons-le, est essentielle puisqu'il permet, entre autre, de lubrifier le compresseur. Lors d'une recharge l'étanchéité du circuit est également vérifiée.

Conclusion : Si le système de climatisation a une fuite, il faudra faire une recharge de fluide puisque cette fuite entraine un mauvais rendement de la clim.
Cependant cette recharge ne se justifie pas si votre climatisation n'a pas de fuite.Autrement dit, conseiller des recharges périodiques est un non sens si on dispose d'une climatisation totalement étanche


3.4 - Le nettoyage préventif.


Il faut nettoyer une fois par an votre condenseur, s'il est très encrassé avec un karcher (ATTENTION bien protéger avec une bâche tous les appareils électriques du moteur démonter les ventilateurs si nécessaire pour bien accéder au condenseur) pour de l'entretien courant (condenseur pas trop sale) soufflez avec un compresseur d'air ou faite ruisseler de l'eau dessus en faisant attention aux projections d'eau. Ce simple nettoyage permet d'avoir un bon échange thermique au niveau du condenseur et par voie de conséquence d'avoir une pression normale dans le circuit diminuant les risque de casse du compresseur.

4 - Ma clim fonctionne-t-elle correctement ?


Voici les données de température acceptable à la sortie des aérateurs centraux en fonction de la température ambiante à l'exterieur du véhicule au niveau de la grille d'aspiration de l'air , il faut mettre la clim en froid max et vitesse de ventilation médium on peut relever les températures au bout de 10 minutes de fonctionnement de la climatisation.

Ces valeurs permettent d'évaluer si votre climatisation a un problème de charge frigorifique. Bien que cette méthode soit peu précise, elle a le mérite de donner une idée de l'état de la climatisation de votre voiture.

Température amb ext /Température acceptable à la sortie des aérateurs, mettre le régime moteur (à l'arrêt) à 1800 tr/mn :
Température ambiante extérieure Température à la sortie des aérateurs
15°C / entre 4°C et 8°C
20°C / entre 6°C et 10°C
25°C / entre 8°C et 13°C
30°C / entre 12°C et 16°C
35°C / entre 17°C et 20°C
40°C / entre 21°C et 25°C


Quelques principes de bases en froid/ climatisation automobile




On voit dans la vie de tous les jours des phénomènes physiques qui nous paraissent simples et sans intérêt particulier, et pourtant...
Tout le monde a déjà vu une casserole pleine d'eau bouillir !
Et bien c'est ce qui se passe dans l'évaporateur de votre voiture, l'eau absorbe la chaleur du bruleur jusqu'à 100° (à 1 bar de pression atmosphérique) puis se vaporise, le fluide frigorigène contenu dans l'évaporateur absorbe la chaleur de l'air puis se vaporise (le 134a se vaporise, pour une voiture, à 0° et 3 bars abs) , cet air étant brassé il en ressort de l'air froid !!

Nous avons tous à un moment ou à un autre sorti une bouteille d'eau fraiche du frigo (pas pour boire le pastis !!! c'est péché ! ) que pouvons nous remarquer ?
De l'eau se forme sur la bouteille, que c'est il passé ?
Eh bien, l'humidité sous forme de vapeur contenue dans l'air de la pièce et se trouvant au plus près de la bouteille froide a vu sa température baisser jusqu'à passer de l'état de vapeur à l'état liquide.
On parle de condensation !

Il se passe la même chose avec le fluide frigorigène qui circule dans le condenseur, à l'aide de ventilateurs qui brassent l'air à travers le condenseur, on retire au fluide frigorigène de la chaleur pour arriver au stade où il passe de l'état vapeur, à l'état liquide !

C'est tout c... non ?

Le circuit frigorifique est un circuit fermé et étanche afin que les changements d'état, que je viens de décrire, se produisent.

Il faut utiliser un fluide frigorigène qui a les caractéristiques physiques adéquates entre autre,
il faut qu'il s'évapore à basse température en absorbant de la chaleur.

Pour faire circuler le fluide frigorigène, on utilise un compresseur, ce compresseur aspire de la vapeur (puisque le liquide est incompressible) venant de l'évaporateur et la comprime pour l'envoyer dans le condenseur :

Maintenant, ça se complique un peu !

Certains d'entre vous ont déjà entendu parler de" l'équation caractéristique des gaz parfaits" :

PV/T=constante

où P = pression, V = volume et T = température

Je vais essayer de faire simple: dans un compresseur lorsque le piston monte, le volume diminue dans le cylindre donc la pression du gaz augmente et la température aussi (on peut le voir avec une pompe à vélo).

Le rapport PV/T = constante est respecté.

Si on fait chuter la pression brutalement grâce à un robinet d'étranglement, la pression baisse, la température baisse et le volume augmente, le rapport est encore respecté.

A FAIRE A L'EXTÉRIEUR LOIN DE TOUTE FLAMME

Prenez une bouteille de butane ou propane pleine et ouvrez trés, trés légèrement la vanne. Mettez une plaque métallique à 10 cm en face du robinet pendant 2 secondes, la plaque est devenue trés froide.

La pression de sortie est basse, sa température aussi et le volume a augmenté (le volume extérieur est plus grand que le volume intérieur de la bouteille)
Il se passe la même chose grâce au détendeur de votre installation :



Le cycle frigorifique



1 - Condenseur
2 - Détendeur
3 - Evaporateur
4 - Compresseur



Fonctionnement:

Dans un circuit frigorifique le fluide est aspiré en basse pression et basse température au compresseur. Il est en phase vapeur.
Le compresseur comprime ces vapeurs en haute pression et haute température. Les vapeurs passent de l'état vapeur à l'état liquide dans le condenseur en évacuant de la chaleur. Nous sommes toujours en haute pression (HP) avec une température assez chaude et à 100% liquide.

Le fluide passe dans le détendeur où sa pression et donc sa température chute, le fluide est à l'état liquide basse pression et basse température, le fluide passe dans l'évaporateur dans lequel il va absorber de la chaleur ambiante et ainsi passer de l'état liquide à l'état vapeur toujours en basse pression et basse température puis, de nouveau être aspiré par le compresseur.

Je m'arrête là pour l'instant. N'hésitez pas à poser des questions si vous en sentez le besoin ! .

Compresseur Scroll


pompe à chaleur


Dépannage Electrique


 
Données sur les moteurs des compresseurs
 
 
Les pannes électriques se localisent principalement au niveau des moteurs électriques ou au niveau de leurs protections (fusible grillé, disjoncteur défectueux, mauvais câblage des circuits électriques de commande et/ou puissance…).
Il ne s’agit pas de passer en revue les principales pannes rencontrées sur la partie électrique des installations frigorifiques mais de pouvoir tester le bon état des moteurs électriques (monophasés et triphasés) présents sur ces installations ainsi que de connaître comment les raccorder.
Ils équipent généralement les équipements de petites puissances (réfrigérateurs, congélateurs, climatiseurs, splits system…), l’accent est mis ici sur les moteurs électriques alimentant les compresseurs.
Ces moteurs sont constitués de deux enroulements en général :
- l’enroulement principal (P : principal ou R : Run)
- l’enroulement auxiliaire ou de démarrage (A : Auxiliaire ou S : Start)
 L’enroulement auxiliaire est prévu pour permettre le démarrage, sa résistance est plus élevée que celle de l’enroulement principal.
Les mesures de résistances des enroulements d’un bornier d’un compresseur hermétique monophasé permet de diagnostiquer l’état du compresseur (moteur électrique en bon état ou moteur grillé).
 Pour tester les enroulements, la démarche à suivre est la suivante :
1/ débrancher tous les fils d’alimentation du moteur (il faut prendre les dispositions nécessaires « repérages » pour permettre le re-câblage correct)
2/ à l’aide d’un ohmmètre (petit calibre), mesurer les résistances entre les trois bornes, pour un compresseur en bon état et suivant les désignations des figures en bas on doit avoir :
A ) entre 1 et 2 (ou encore entre C et A) : quelques ohms à quelques dizaines d’ohms (résistance de valeur intermédiaire)
B) entre 1 et 3 (ou encore entre C et P) : quelques ohms à quelques dizaines d’ohms (résistance la plus faible)
C) entre 2 et 3 (ou encore entre A et P) : une résistance égale à la somme des 2 précédentes résistances  (résistance la plus forte)
 
    Un enroulement d’un moteur classique a une résistance maximum de quelques dizaines d’ohms pour les petits moteurs et de quelques dixièmes d’ohms pour les plus gros moteurs.
    La plupart des défauts électriques des compresseurs « moteur grillé » a pour origine une surintensité qui peur résulter d’une surchauffe excessive et les origines possibles sont les suivantes :
A/ origines électrique (chute de tension prolongée, surtension, mauvais réglage des sécurités, connections électriques mal serrées…)
B/ origine frigorifique (HP trop élevée, présence d’acides dans le circuit…)
C/ origine mécanique (grippage provoqué par un manque d’huile…)
Un moteur est dit grillé lorsqu’il présente un des défaut suivants :
- un enroulement est coupé : l’ohmmètre indique une résistance importante au lieu d’indiquer une valeur normale (utiliser un calibre fort)
- il y’a un court-circuit entre 2 enroulements : l’indication de l’ohmmètre sera très faible, voir nul, suivant la position exacte du court-circuit, les 3 mesures donneront des valeurs faibles mais différentes entre elles
- un enroulement est à la masse : si la masse est franche, l’ohmmètre placé entre une borne du moteur et la carcasse donne une résistance nulle ; la résistance d’isolement d’un moteur neuf peut atteindre 1000 MΩ, cette résistance diminue avec l’âge et on considère qu’à partir de 1 MΩ, il faut envisager le remplacement du moteur et qu’en dessous de 500 kW, le moteur n’est plus utilisable.
Il faut noter qu’un bon contrôle d’isolement s’effectue à l’aide d’un ohmmètre à magnéto ou d’appareil approprié qui permet le contrôle de la résistance d’isolement en utilisant une tension continue (par exemple 500 V au lieu de quelques volts pour un ohmmètre classique).
Cette technique permet de déceler les mises à la masse plus ou moins franches qui apparaissent à la mise sous tension du moteur et qui peuvent provoquer une coupure par le disjoncteur différentiel.
Un moteur grillé doit être remplacé ou rembobiner (rebobiner).

Les condensateurs

     Les condensateurs sont utilisés en association avec l’enroulement auxiliaire des moteurs monophasés des compresseurs pour permettre leur démarrage en créant un déphasage électrique (obtention d’un couple de démarrage du moteur).
 Deux types de condensateurs sont utilisables sur les moteurs des compresseurs :
1/ les condensateurs de marche (en papier) qui ont une faible capacité (rarement plus d’une trentaine de μF) et des dimensions importantes, ils sont conçus pour rester sous tension en permanence sans aucun échauffement excessif
2/ les condensateurs de démarrage (électrolytiques) ont par contre une importante capacité (pouvant dépasser 100 μF) mais des dimensions plus faibles ; ils ne doivent pas rester sous tension sinon ils s’échauffent et peuvent exploser, en général leur mise sous tension ne doit pas dépasser 5 secondes et 20 démarrages à l’heure est un seuil maximum).
 Les défauts possibles sur un condensateur sont :
    le condensateur peut être coupé : l’ohmmètre placé(avec un fort calibre) à ses bornes indique l’infini, tout se passe alors comme si le condensateur n’existe pas et l’astuce de démarrage n’existe plus, le moteur ne démarrera pas ou bien fonctionnera mal
    le condensateur est en court-circuit : l’ohmmètre (sur calibre faible) indique une valeur nulle ou une résistance très faible, le moteur peut démarrer dans certains cas mais dans la majorité des cas, le moteur ne démarrera pas ou bien le fonctionnement sera caractérisé par des coupures en sécurité thermique
    le condensateur peut être à la masse : le courant de fuite peut alors provoquer l’arrêt du système pas disjoncteur différentiel, cette panne peut se produire lorsque l’enveloppe du condensateur est métallique, la résistance mesurée entre une borne et la carcasse tend vers O au lien d’indiquer l’infini, le test doit s’effectuer sur les 2 bornes
    la capacité réelle du condensateur est trop faible : la valeur réelle du condensateur est inférieure à la capacité indiquée en tenant compte des tolérances de fabrication, le condensateur ne jouera pas pleinement son rôle et il se peut que le moteur ne démarre pas
    il convient de noter que la mise en place d’un condensateur de capacité élevée à la capacité nécessaire peut entraîner également des problèmes de non démarrage du moteur
 Un condensateur est caractérisée par :
- sa capacité : elle est indiquée de manière visible sur le condensateur en microfarad (μF ou uF ou MFD ou MF selon les constructeurs) avec la tolérance de fabrication
- la tension indiquée sur le condensateur : elle indique la tension maximale sous laquelle il peut être utilisé, bien entendu  le condensateur est utilisable pour des tensions inférieures à cette valeur.
Par exemple l’indication 20 μF ±10% - 240 V sur un condensateur signifie que la capacité du condensateur est comprise entre 18 et 20 μF, de plus il est utilisable pour une tension maximale de 240V, ce sera donc un condensateur utilisable sous une tension d’alimentation de 220 V mais en aucun cas sous une tension de 380 V.
 Un condensateur même débranchée peut avoir à ses bornes une tension de valeur égale à sa tension d’alimentation : un condensateur branché sur un installation en 220 V peut avoir 220 V à ses bornes.
Il convient donc de le manipuler avec soin, il est impératif de le décharger (court-circuitage des bornes à l’aide d’un tournevis à manche isolée) toute mesure.
 Si l’ohmmètre permet de déterminer certains défauts du condensateur, la détermination de la capacité réelle nécessite un montage approprié qui consiste à alimenter (mise sous tension très brève) le condensateur et en mesurant l’intensité qui y circule à l’aide d’un pince ampèremétrique.
La capacité réelle du condensateur (en μF) est d’environ 14 fois l’intensité mesuré (en A) sous une tension électrique de 220 V, elle est d’environ 25 fois sous une tension de 380 V.
 Ce facteur est tiré de la relation suivante (puissance aux bornes du condensateur) :
avec :
C : la capacité du condensateur
I : intensité circulant dans le condensateur
w :pulsation du réseau électrique
U : tension du réseau électrique
f : fréquence du réseau électrique (50 Hz)
Les condensateurs utilisés sur les moteurs électriques monophasés des compresseurs sont montés en association avec des relais de démarrage parmi lesquels, on distingue :
- le relais d’intensité (SIR)
- le relais de tension (CSR)
- le démarrage par résistances CTP (coefficient de température positive). (PTCSIR)
Ces montages électriques sont effectués sur la base de schémas type et/ou suivant les préconisations du constructeur de ces relais. 

Moteurs électriques triphasés


Enroulements des moteurs triphasés

     Les moteurs électriques triphasés utilisés sur les compresseurs se retrouvent sur toutes les gammes de puissances (petite à grande).
    En rappel, le couplage des moteurs électriques (moteurs couramment employés) s’effectue soit en triangle, soit en étoile suivant les indications de la plaque signalétique et suivant le réseau électrique en place.
Par exemple, les indications de la plaque signalétique suivante (voir figure ) supposent l’utilisation suivante :
1/ couplage en Δ : alimentation en 220 V triphasé, intensité tiré sur le réseau de 1.7 ampères par phase
2/ couplage en Y : alimentation en 380 V triphasé, intensité tiré sur le réseau de 1 ampère par phase.
La puissance du moteur électrique est indépendante du couplage adopté.
Il faut se rappeler qu’un moteur électrique est toujours couplé en Δ pour la plus faible des 2 tensions indiquées sur la plaque signalétique et en Y pour la plus haute des 2 tensions.
*Cablage des Enroulement du Moteur 3 phasé*
Pour s’assurer du bon état des enroulements électriques, il convient d’enlever les barrettes de couplage du moteur (en prenant soin de l’avoir bien noté ou mémorisé auparavant) et d’effectuer les différents tests (comme pour le test des enroulements des moteurs monophasés) à l’aide d’un ohmmètre.
Lorsque le moteur électrique est en bon état, les constatations suivantes sont observées :
- les résistances des 3 enroulements (entre les bornes U-X, V-Y, W-Z) sont rigoureusement identiques
- les résistances sont infinies entre U-V, V-W, W-Z.
Autrement, il faut rechercher l’origine de la panne :
- court circuit entre 2 enroulements
- enroulement coupé
- enroulement à la masse
Le moteur est alors grillé et il faut procéder à son remplacement ou à un rembobinage (rebobinage).

Démarrage des moteurs électriques triphasés

    Pour les moteurs de petites puissances, le démarrage des moteurs s’effectue en direct (démarrage direct), par contre pour les gros moteurs, il fait appel à des artifices de démarrage pour limiter l’appel de courant important (surintensité entraînant le grillage du compresseur) lors de cette phase.
Plusieurs techniques sont adoptées parmi lesquelles on peut citer :
            -  Le démarrage directe (cliquer sur afficher pour voir l'animation en pièces jointes en bas)
- Le démarrage étoile triangle
- Le démarrage par autotransformateur
- Le démarrage statorique à résistance.
- le démarrage Part Winding (démarrage à enroulements fractionnés)
- le démarrage avec moteur électrique à 2 vitesses
( Les schémas des démarrages des moteurs triphasés sont dans cette page voir)
Les moteurs à démarrage Part Winding
 Il s’agit de moteur spécialement bobiné comme s’il s’agissait d’un moteur comprenant 2 sous moteurs, chacun de ces «sous- moteurs» étant alimenté par un bobinage, ces 2 bobinages étant complètement indépendants.( le rotor est lui aussi bobiné)
Le démarrage s’effectue comme suit :
1/ démarrage du premier sous moteur (mise sous tension du premier bobinage)
2/ démarrage du deuxième sous moteur (maintien de l’alimentation du premier bobinage et mise sous tension du deuxième bobinage)
 Il s’agit en général de moteurs mono-tension, le couplage interne en Y ou en étant réalisé au moment de la fabrication.
Il existe des moteurs PW du type 50% 50% mais également du type 66% 33%.
Autrement dit le premier temps (1er sous moteur) et le deuxième temps (2ème sous moteur) représente chacun la moitié de la puissance totale du moteur (moteurs PW du type 50% 50%) tandis que pour le type 66% 33%, le premier moteur représente le double de la puissance du deuxième moteur.
 Les schémas de câblage des enroulements généralement donnés sur le couvercle du capot des enroulements ou dans la documentation technique doivent permettre un identification sans équivoque des différents bornes, autrement un repérage des 6 bornes sur le bornier du moteur s’impose.
 En désignant par 1, 2, 3 le repérage des bornes du premier bobinage (premier moteur) et par 4, 5, 6 le repérage des bornes du deuxième bobinage (deuxième moteur), le constat suivant doit être observé :
- les résistances des enroulements entre 1-2, 2-3, 3-1 sont identiques
- les résistances des enroulements entre 4-5, 5-6, 6-1 sont identiques pour le type 50% 50%, pour le type 66%, 33%, elles sont plus importantes par rapport aux valeurs mesurées pour le premier bobinage
- il ne doit avoir aucune communication entre les 3 bornes de droite et les 3 bornes de gauche
Il convient de s’assurer qu’au moment du passage au deuxième temps, le câblage est tel que le moteur continue à fonctionner dans le même sens sinon tout « explose ».

Dépannage frigorifique


L’expérience du dépannage frigorifique sur les installations de froid commercial et de climatisation permet de classer les pannes frigorifiques en huit grandes familles comme suit
 
les quatre premières pannes se caractérisent par une BP anormalement faible
1/ la panne du détendeur trop petit (la puissance du détendeur est insuffisante)
2/ la panne du manque de charge en FF (le circuit frigorifique ne contient pas assez de FF)
3/ la panne de la pré-détente (pré-détente indésirable sur la ligne liquide avant le détendeur)
4/ la panne de l’évaporateur trop petit (la puissance frigorifique de l’évaporateur est insuffisante)
5/ la cinquième panne se caractérise par une BP élevée avec une puissance frigorifique faible ; c’est la panne du compresseur trop petit, la puissance du compresseur est insuffisante
 
les trois dernières pannes se caractérisent par une HP anormalement élevée
6/ la panne de l’excès de charge (il y’a trop de FF dans le circuit frigorifique)
7/ la panne des incondensables (il y’a un excès important d’incondensables dans le circuit)
8/ la panne du condenseur trop petit (la puissance du condenseur est insuffisante)
 Quelque soit la panne, elle se caractérise par une production frigorifique faible par rapport à la puissance normale.

Panne du détendeur trop petit

Il est souvent consécutif a une mauvaise sélection du détendeur thermostatique (buse trop petite). Le détendeur ne laisse pas passer assez de FF dans l’évaporateur, la dernière goutte de liquide va apparaître très trop à l’intérieur de l’évaporateur, la SH des vapeurs à la sortie de l’évaporateur va être importante, la température du FF à l’aspiration du compresseur sera élevée et par conséquent celle du FF au refoulement également.

Le compresseur peut aspirer plus de vapeurs que l’évaporateur en produit, la BP devient anormalement faible. Le carter du compresseur sera anormalement chaud.
La BP a tendance à chuter tandis que la température du fluide à refroidir à l’entrée de l’évaporateur augmente, l’écart maximal de température de l’évaporateur sera important.
Le condenseur devient potentiellement surpuissant et puisque la puissance frigorifique produite est faible (manque de FF dans l’évaporateur), l’excédent de FF se retrouve dans le condenseur, le SR sera très bon.
 Il ne faut cependant pas confondre cette panne avec celle de la pré-détente qui se caractérise par une différence de température entre le départ de la conduite liquide et l’entrée du détendeur.
 Lorsque la panne du détendeur est localisé avec certitude,il faut rechercher la cause exacte qui peut être parmi les causes suivantes :
- détendeur mal sélectionné
- détendeur trop fermé à la suite d’un mauvais réglage
- train thermostatique du détendeur percé ou prévu pour un autre FF
- détendeur grippé mécaniquement
- filtre à l’entrée du détendeur colmaté…

Panne du manque de charge

Lorsqu’il manque de FF dans l’installation, il en manque également dans tous les organes de l’installation, en particulier dans les organes principaux.
 
L’évaporateur sera mal alimenté en FF et les répercussions que celles de la panne du détendeur trop petit seront observées.
 Le condenseur devient surpuissant mais comme il manque de FF dans le condenseur également, la tuyauterie liquide sera mal remplie d’où la présence de FF gazeux dans cette tuyauterie, le SR sera pratiquement nul et des bulles devront apparaître sur le voyant liquide.
 
La présence de bulles au niveau du voyant liquide n’implique pas forcement un manque de charge en FF, cependant un maque de charge se traduit toujours par la présence de bulles au niveau du voyant liquide.

 

Panne de la pré-détente

 Il s’agit d’une panne consécutive à une détente du FF sur la ligne liquide avant le détendeur à proprement parlé.
Par exemple lorsque le filtre-déshydrateur est bouché, il s’oppose au passage du FF liquide et peut provoquer une chute de pression importante (suivant l’importance du colmatage), cette chute de pression peut être comparable à celle créée par la « détente normale », on peut retrouver alors un mélange de liquide et de vapeur à la sortie du filtre-déshydrateur et le voyant liquide va « buller ».
Il s’ensuit un manque de FF liquide à l’entrée du détendeur et par suite une mauvaise alimentation en FF de l’évaporateur avec les mêmes symptômes que ceux de la panne du détendeur trop petit. Ces deux pannes diffèrent par le fait qu’il y’a une différence de température sur la ligne liquide pour la panne de la pré-détente.

Panne de l’évaporateur trop petit

 Cette panne caractérise toutes les pannes provoquant une réduction anormale de la puissance de l’évaporateur. L’évaporateur produisant moins de vapeurs que le compresseur peut en aspirer, la BP va diminuer fortement.
Les échanges entre le FF liquide contenu dans l’évaporateur et le fluide à refroidir ne s’effectuent pas correctement, l’écart de température sur le fluide augmente, le fluide n’est plus refroidi correctement, le FF n’est plus totalement vaporisé, la SH est faible et il y’a des risques de coup de liquide, tout se passe comme si le détendeur devenait surpuissant.
Le condenseur devient potentiellement surpuissant puisque la puissance frigorifique produite est faible, le SR sera plutôt bon.
 Ces pannes peuvent avoir 2 origines
A- le manque de débit d’air sur l’évaporateur : la vitesse de circulation du fluide (l’air) étant faible, le fluide (l’air) reste plus en contact avec les surfaces d’échange, la température de sortie du fluide diminue alors que celle à l’entrée augmente, l’écart de température sur le fluide est donc important
B- l’évaporateur est encrassé : le fluide est moins bien refroidi et la différence de température sur le fluide sera plutôt faible
La panne de l’évaporateur trop petit peut avoir plusieurs causes (évaporateur à air) :
- les tubes et les ailettes de l’évaporateur sont encrassés
- les filtres à air sont sales
- la courroie du ventilo évaporateur patine ou est cassée
- la perte de charge du réseau aéraulique de l’évaporateur est trop importante
- la circulation se fait mal dans la chambre froide
- l’un des ventilateurs de l’évaporateur ne fonctionne plus
- le ventilateur de l’évaporateur tourne à l’envers…
Il est à noter que le sens de circulation de l’air est inversé pour un ventilateur du type hélicoïde lorsque que le ventilateur tourne à l’envers, pour un ventilateur centrifuge, le sens de circulation reste inchangé ; par contre le débit d’air et la pression aéraulique fournie diminuent fortement.

Panne du compresseur trop petit

     Cette panne regroupe toutes les anomalies susceptibles de provoquer une perte de puissance du compresseur.
    Par exemple, lorsque le compresseur perd de la puissance (un cylindre sur deux en fonctionnement, l’autre étant hors service), tout se asse comme si l’évaporateur produit plus de vapeurs de FF que le compresseur ne peut aspirer, la BP va augmenter fortement.
Le débit massique de FF en circulation étant réduit, la puissance frigorifique va diminuer également.
Le détendeur devient surpuissant et il y’a des risques de coups de liquide, la SH sera faible.
La quantité de FF vapeur aspirée étant réduite, le compresseur sera moins bien refroidi et son carter sera plutôt chaud. L’énergie électrique consommée par la compresseur va diminuer.
Le condenseur devient surpuissant, le SR sera bon.
      -  La liste suivante fait le point de quelques pannes du compresseur trop petit :
- clapet cassé ou non étanche
- bris de clapet
- compresseur est sous dimensionné par rapport à l’évaporateur…

Panne de l’excès de charge

 Le détendeur thermostatique réglant le niveau de FF dans l’évaporateur, le lieu de prédilection pour l’excès de charge est la bouteille liquide et dans une moindre mesure le condenseur.
En cas d’excès de charge, le niveau de liquide va augmenter dans la bouteille liquide puis dans le condenseur, réduisant ainsi la surface d’échange du condenseur.
La condensation des vapeurs de FF va mal se passer avec comme répercussion une augmentation de la HP.
Par contre le FF liquide qui se trouve dans le condenseur et dans la bouteille liquide va rester plus en contact avec le fluide de refroidissement (ambiance), ce qui va lui assurer un bon SR.
L’augmentation de la HP entraîne une réduction du débit massique de FF aspiré par le compresseur et par suite une diminution de la puissance frigorifique.
Le détendeur devient surpuissant à cause de l’augmentation de la HP et la SH des vapeurs à la sortie de l’évaporateur sera normale, voir faible.
 Remarque : si l’une des pressions de fonctionnement (BP ou HP) varie dans un sens, l’autre pression a toujours tendance à varier dans le même sens sauf dans le cas de la panne du compresseur petit ou la HP descend pendant que la BP augmente.
L’augmentation de la HP va entraîner une consommation électrique plus importante et l’écart de température maximale sur le condenseur sera plutôt élevé.
Il est préférable d’effectuer le test des incondensables pour ne pas confondre la panne de l’excès de charge avec la panne des incondensables, ces 2 pannes présentant pratiquement les mêmes symptômes.

Panne des incondensables

Les incondensables sont les gaz indésirables (air, azote…) qui sont dans le circuit frigorifique.
Ils sont généralement piégés en partie haute de la bouteille liquide et ils augmentent artificiellement la pression HP (loi de Dalton).
Les symptômes sont les mêmes que ceux de la panne de l’excès de charge. Seul le test des incondensables permet de différencier ces deux pannes.
 Le test des incondensables s’effectue comme suit :
1- ramener tout le FF dans la bouteille liquide (ou condenseur) par un fonctionnement du type « Pump Down »
2- forcer la circulation du fluide de refroidissement (par exemple mettre en marche le ventilo-condenseur dans le cas d’un condenseur à air) pendant un certain temps (1/4 d’heure)
3- mesurer la température du fluide de refroidissement (température de l’air dans le cas d’un condenseur à air)
4- comparer cette température à l’indication de la température du manomètre HP
- si les indications respectives du manomètre HP et du thermomètre coïncident à environ 2°C, il n’y a pas d’incondensables dans le circuit frigorifique
- si la température indiquée par le manomètre dépasse de plus de 2°C à celle du thermomètre, il y’a des traces d’incondensables qui sont d’autant plus importants que l’écart est plus grand
- si la température indiquée par le manomètre est inférieure de plus de 2°C à celle du thermomètre, cela veut dire que le circuit est sous chargé en FF, voir complètement vide
 La purge est possible lorsque la bouteille liquide comprend un purgeur e partie haute ou en créant une purge sur le raccord d’entrée si il n’est pas brasé.
Autrement, il faut vider (récupérer), tirer au vide et recharger le circuit en FF.

Panne du condenseur trop petit

 Cette panne caractérise toutes les pannes provoquant une réduction anormale de la puissance du condenseur. Le condenseur n’assurant plus un bon refroidissement des vapeurs de FF, la HP va augmenter fortement.
Les échanges entre les vapeurs de FF dans le condenseur et le fluide de refroidissement ne s’effectuent pas correctement, la température du fluide de refroidissement à la sortie du condenseur diminue de même que l’écart de température sur le fluide. Les vapeurs de  FF ne sont pas totalement condensées et le SR est très faible, voir inexistant. Dans certains cas, le voyant liquide peut même « buller » bien que la charge en FF soit correcte.
L’augmentation de la HP entraîne une réduction de la puissance frigorifique et tout se passe comme si le détendeur devenait surpuissant, la SH sera normale, voir faible.
A cause de la HP élevée, la consommation électrique du compresseur est plus importante et le débit massique de FF véhiculé par le compresseur diminue.
Le compresseur aspirant moins de FF qu’il en peut, la BP va augmenter.
Ces pannes peuvent avoir 2 origines :
- A - le manque de débit d’air sur le condenseur : la vitesse de circulation du fluide (l’air) étant faible, le fluide (l’air) reste plus en contact avec les surfaces d’échange, la température de sortie du fluide augmente, l’écart de température sur le fluide est donc important
-B- le condenseur est encrassé : la température du fluide à la sortie du condenseur est inférieure à la normale, la différence de température sur le fluide sera plutôt faible
La panne du condenseur trop petit peut avoir plusieurs causes (condenseur à air) :
- les tubes et les ailettes du condenseur sont encrassés
- l’emplacement du condenseur est mal choisi
- la courroie du ventilo-condenseur patine ou est cassée
- la perte de charge du réseau aéraulique de l’évaporateur est trop importante
- il y’a un recyclage de l’air chaud sur le condenseur
- l’un des ventilateurs du condenseur ne fonctionne plus
- le ventilateur de l’évaporateur tourne à l’envers…

Schéma de synthèse des pannes frigorifiques