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Dossier réfrigération et compresseur scroll
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| La compliance : le plus des compresseurs scroll |
La Compliance est une particularité du compresseur scroll qui trouve
tout son intérêt dans les applications de réfrigération.
Par définition, le traditionnel et vieux compresseur à pistons est
très peu enclin à accepter des coups de liquide. Les dommages qui
en résultent sont souvent irréversibles. Les mécaniques fragilisées
par ces contraintes de compression, de différence de températures
et de lubrification finissent toujours par casser. Au mieux on remplace les ensembles
bielles/pistons au pire, on échange le compresseur…
Tous les frigoristes qui connaissent cette logique vont chercher à fiabiliser
leurs installations en rajoutant une multitude d'organes de sécurité
et de régulation sans pour autant avoir écarté le risque
majeur : la casse du compresseur.
Alors, en quoi le compresseur Scroll en réfrigération est-il plus
fiable qu'un compresseur piston et pourquoi choisir cette technologie dans la
réfrigération ?
Qu'est ce la "Compliance" et pourquoi prend elle tout son intérêt
en réfrigération ?
En quelque mots, la Compliance pourrait s'expliquer par la faculté que
présentent les deux spirales du Scroll de se dé-solidariser l'une
de l'autre en cas de présence de liquide dans la chambre de compression.
Contrairement aux pistons, le compresseur peut tolérer la présence
de liquide entre les spirales sans présenter pour autant de risque majeur
de destruction fatale de la mécanique.
Le coup de liquide fatal est évité, le compresseur n'a plus besoin
d'être remplacé !!!
Mais en réalité, la "Compliance", si elle vient sécuriser
de manière indiscutable le fonctionnement de nos Scroll de réfrigération,
a été développée pour une toute autre raison.
Tout d'abord, toute mécanique tournante subit au bout de quelque temps
une perte de rendement due à l'usure des pièces en frottement l'une
sur l'autre et la dégradation inévitable des joints d'étanchéité
entre basse et haute pression. Dans ces conditions, tout système de compression
sans "Compliance" va subir une perte importante d'efficacité
au fur et à mesure de son utilisation. Dans le compresseur Scroll de Copeland,
où l'étanchéité entre les spirales est assurée
par un contact métal sur métal, il était important de concevoir
une mécanique avec rattrapage de jeu qui fonctionne de façon automatique
tout au long de la vie du compresseur. Ce système, appelé Compliance,
va offrir à Copeland la possibilité de travailler en réfrigération
avec une sécurité pour le compresseur beaucoup plus importante qu'avec
n'importe quelle autre technologie.
Il y a 2 types de compliance : l’axiale
et la radiale.
La compliance Axiale (figures 1 et 2) cumule un jeu de montage
autorisant le mouvement de la spirale fixe (de quelques dixièmes
de mm) dans l'axe vertical et une résultante de force dirigée
vers le bas qui pousse la spirale fixe sur la spirale mobile.
Les avantages sont :
• Étanchéité axiale assurée entre les spirales
(rendements élevés)
• Rattrapage d'usure permanent assurant la même performance dans
le temps
• Démarrage à vide systématique (voir article
suivant)
• Sécurité en cas de taux de compression hors limite
(les deux spirales s'ouvrent pour créer un by-pass partiel qui fait
chuter le taux de compression (1) et donc les efforts sur la mécanique.
La compliance Radiale (figure 3) permet un mouvement dans
le plan horizontal de la spirale mobile. La vitesse de rotation crée
la force centrifuge qui va vaincre le différentiel de pression afin
de mettre en contact les flancs des deux spirales. Elle permet aussi à
la spirale mobile de "s'esquiver" en cas de coup de liquide. Ce
qui évite l'explosion de la mécanique de compression lors
de l’entrée de liquide (par nature incompressible) à
l’aspiration. Pour la compliance Radiale aussi bien qu’Axiale,
les pièces mécaniques reprennent leur position de marche normale
une fois l’incident sur le système résolu (réglage
pressostat, détendeur, changement cartouche déshydrateur,
nettoyage échangeurs…).
(1) Taux de compression = pression Absolue de refoulement / Pression
Absolue d'aspiration |
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