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L'ELECTROTECHNIQUE
Le dégivrage électrique

Ce cours a pour but d'élaborer un schéma électrique de commande d'une installation qui utilise un dégivrage électrique. Pour cela, on se propose de commencer notre réflexion à partir du schéma de base d'une régulation thermostatique.

 


Légende :


KM1 = groupe de condensation
KM2 = ventilateur de l'évaporateur

q > = th
ermostat de régulation
S1 = commutateur marche/arrêt
S0 = arrêt d'urgence
HP> = pressostat HP
BP< = pressostat BP
F1 = relais thermique du groupe de condensation
F2 = relais thermique du ventilateur d'évaporateur
Ajout de l'horloge de dégivrage :

Légende :

KM3 = contacteur des résistances de dégivrage
P = horloge de dégivrage

Nous avons ajouté une pendule de dégivrage, cette pendule bascule ses contacts P à un moment M et pendant une durée D. Ces paramètres se règlent sur le programmateur intégré à l'horloge. C'est le bureau d'étude qui les fixe en fonction de l'utilisation de la chambre froide.
Arrivé au moment M, la pendule ferme son contact normalement ouvert de la ligne des résistances ce qui permet de les alimenter, elle ouvre aussi son contact normalement fermé et provoque par conséquent l'arrêt du groupe de condensation et du ventilateur d'évaporateur. La production de froid est arrêtée, nous commençons un cycle de dégivrage pendant toute la durée D programmée. Une fois cette durée écoulée, les contacts P basculent, les résistances sont désalimentés et la production de froid peut repartir...

Inconvénients majeurs :

  • La chaleur dissipée par les résistances fait monter l'évaporateur en pression puisqu'il reste du liquide (relation Pression-température).
  • Si la durée D programmée est de 20 min par exemple et que toute la glace ait fondue en 10 min (parce les ouvertures de portes ont été moins nombreuses), les résistances vont continuer à chauffer pendant encore 10 minutes... Cela va forcement détériorer l'installation car cette chaleur ne pourra plus servir à fondre la glace et elle servira donc a chauffer l'air et surtout le panneau de toit si l'évaporateur est plafonnier. Les parties plastiques vont fondrent (carter de protection d'hélice de ventilo, boite de dérivation, tubiro...) et la mousse de polyuréthane des panneaux frigo risque de prendre feu...
  • Risques de migrations de fluide frigorigène vers le compresseur

L'horloge ne pourra donc pas servir de commande de fin de dégivrage. La durée D programmée sera une durée maximale d'enclenchement de résistances. Il faudra utiliser un autre appareil pour actionner la fin du dégivrage...
En ce qui concerne la montée en pression de l'évaporateur, il suffira de faire un pump down au minimum pour éliminer le problème.

Ajout du thermostat fin de dégivrage :

Légende :

Y1 = électrovanne ligne liquide
qfd > = thermostat de fin de dégivrage

Nous avons ajouté un thermostat de fin de dégivrage. Pendant le dégivrage, la chaleur produite par les résistances sert à faire fondre la glace. Dès que la l'évaporateur est dégivré, la chaleur produite par les résistances permet à la température de l'air de l'évaporateur de passer au dessus de 0°C, c'est le signal que le dégivrage est fini. Le thermostat de fin de dégivrage bascule et ouvre son contact, ce qui permet d'arrêter l'alimentation des résistances par coupure de KM3.
Nous avons aussi modifié le schéma électrique afin d'avoir une régulation pump-down.

Inconvénients majeurs :

  • Si la durée D programmée est de 20 min et que toute la glace ait fondue en 10 min, on ne peut pas repartir en production de froid.
  • L'huile de l'évaporateur risque de dégazer ce qui va provoquer des mises en route successives du compresseur (même si l'installation est équipée d'un séparateur d'huile).
  • On enclenche les résistances alors que le pump-down n'est pas fini.

Une fois le dégivrage et l'égouttement terminé, il faut repartir en marche réfrigération.

Modification 1 : Retour marche réfrigération

Légende :

En remplaçant le contact P sur la ligne de Y1 par un contact normalement fermé de KM3, on résout le problème du retour marche réfrigération. Aussitôt les résistances désalimentées, l'installation peut repartir en production de froid si le thermostat le demande.

Inconvénients majeurs :

  • On enclenche les résistances alors que le pump-down n'est pas fini.
  • L'huile de l'évaporateur risque de dégazer ce qui va provoquer des mises en route successives du compresseur (même si l'installation est équipée d'un séparateur d'huile).
  • Si la durée D programmée est de 20 min et que toute la glace ait fondue en 10 min, on repart en production de froid en projetant de l'eau et en faisant circuler le l'air chaud dans la chambre froide. La température de l'évaporateur diminue rapidement et le thermostat de fin de dégivrage bascule et réenclenche un second dégivrage !

Il ne faut faire qu'un de dégivrage et un seul par cycle de fermeture du contact de la pendule.

Modification 2 : Ajout du relais "single dégivrage"

Légende :

Nous avons ajouté un relais KA1 qui sert a faire un dégivrage et un seul.

Inconvénients majeurs :

  • On enclenche les résistances alors que le pump-down n'est pas fini.
  • L'huile de l'évaporateur risque de dégazer ce qui va provoquer des mises en route successives du compresseur (même si l'installation est équipée d'un séparateur d'huile).
  • Si la durée D programmée est de 20 min et que toute la glace ait fondue en 10 min, on repart en production de froid en projetant de l'eau et en faisant circuler le l'air chaud dans la chambre froide.

Il faut enclencher le dégivrage une fois le pump down terminé et pas avant !

Modification 3 : Ajout d'un relais de dégivrage

Légende :
Nous avons ajouté un relais KA2 qui sert a enclencher le dégivrage une fois le pump down terminé. Nous avons aussi mis un contact normalement fermé de KM1 sur la ligne des résistances (KM3). Dès la fin du pump down, il va se fermer et enclencher les résistances.

Inconvénients majeurs :

L'huile de l'évaporateur risque de dégazer ce qui va provoquer des mises en route successives du compresseur (même si l'installation est équipée d'un séparateur d'huile).
Si la durée D programmée est de 20 min et que toute la glace ait fondue en 10 min, on repart en production de froid en projetant de l'eau et en faisant circuler le l'air chaud dans la chambre froide.

Il faut éviter les projections d'eau et la circulation d'air chaud...

 

Modification 4 : Ajout d'une temporisation sur la ligne du ventilateur d'évaporateur

Légende :
Équipons le relais KA2 d'un additif temporisé repos et réglons cette temporisation sur 3 minutes (temps maxi disponible). Ainsi lors du retour marche réfrigération, l'installation va fonctionner 3 minutes en produisant du froid statique (le ventilateur de l'évaporateur est arrêté). Cela va permettre de geler les eaux de condensas et donc d'éviter la projection d'eau. Cela va permettre aussi de refroidir l'air ambiant de l'évaporateur et donc d'empêcher la circulation d'air chaud dans la chambre froide.  

Inconvénients majeurs :

L'huile de l'évaporateur risque de dégazer ce qui va provoquer des mises en route successives du compresseur (même si l'installation est équipée d'un séparateur d'huile).
Si la durée D programmée est de 20 min et que toute la glace ait fondue en 10 min, et si en plus l'installation n'est pas en demande de froid on redémarre le ventilateur de l'évaporateur au bout de 3 minutes en projetant de l'eau et en faisant circuler le l'air chaud dans la chambre froide.

Il faut éviter les projections d'eau et la circulation d'air chaud même si la chambre froide n'est pas en demande de froid après un dégivrage.

 

Modification 5 : Shuntage ponctuel du thermostat de régulation 
Légende :
Nous avons utilisé le contact inverseur de la temporisation pour shunter ponctuellement le thermostat de régulation. Ainsi lors du retour marche réfrigération, que l'on soit en demande de froid ou pas, l'installation va fonctionner 3 minutes en produisant du froid statique (le ventilateur de l'évaporateur est arrêté). Cela va permettre de geler les eaux de condensas et donc d'éviter la projection d'eau. Cela va permettre aussi de refroidir l'air ambiant de l'évaporateur et donc d'empêcher la circulation d'air chaud dans la chambre froide.  

Inconvénient majeur :
L'huile de l'évaporateur risque de dégazer ce qui va provoquer des mises en route successives du compresseur (même si l'installation est équipée d'un séparateur d'huile).

Cet inconvénient peut être résolut facilement : Il suffit de transformer le schéma électrique pour utiliser une régulation Single-pump-down.

Schéma électrique final du dégivrage par résistance :

Cliquez sur les schémas ci dessous pour les agrandir
cliquez sur le schéma pour l'agrandir
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