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La mise en service et la formation sont assurés par des collaborateurs compétents de GUNT. Outre un test des produits fournis, on pro-cède à une formation des clients pour l’utilisa-tion des appareils. Les possibilités du système sont démontrées à l’aide d’essais de référence. Cette démarche vous permet d’obtenir une intégration rapide du système de formation dans votre enseignement.

Mise en service et formation

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polyvalentmodulaireadapté à la

pratiqueflexible

Formation en génie frigorifique:Planifier, assembler et tester différentes configurations d'installations frigorifiques

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Ecole professionnelle pour la technique des métaux, Amstetten, Autriche

LE SYSTEME D’EXERCICES POUR UN COURS ORIENTE D’APRES LA PRATIQUE

ET 910 COURS PORTANT SUR LE GENIE FRIGORIFIQUE

EQUIPEMENTS POUR L’ENSEIGNEMENT TECHNIQUEEQUIPEMENTS POUR L’ENSEIGNEMENT TECHNIQUE

CONNAISSANCES DE BASE CONNAISSANCES DE BASE

PSH

PSL

CTCTCTC

°CCC°°TTCCCCCTT

2

1

13

12

11

10

9

8

7

6

3

44

5

TCC

PSHPSH

PSL

sous

for

me

de g

az

liqui

de

Schéma fonctionnel du système

Compresseur à piston

Collecteur

Filtre/sécheur

Rotamètre

Pressostat

Une installation frigorifique trans-porte de la chaleur d’un endroit froid à un endroit plus chaud. La chaleur est alors acheminée «vers le haut».

Pour cette raison, on parle aussi de pompe à chaleur, en particu-lier lorsque l’utilité de l’installation consiste dans l’émission de chaleur.

COMMENT FONCTIONNE UNE INSTALLATION FRIGORIFIQUE?

lors de la condensation

absorption de chaleur lors de l’évaporation

ession élevéepre

pression faiblep

puissancemotrice d’uncompresseur

Circuit frigorifique à compression

Le diagramme log p,h pour le cycle frigorifique à

compression simple

Installation frigorifique à compression

La majorité des installations frigorifiques opèrent selon le principe d’une installation frigorifique à compression. Un liquide en légère ébullition traverse ce que l’on appelle l’agent réfrigérant, un cycle fermé qui prévoit les quatre étapes suivantes:

L’évaporation A a lieu avec des pressions légères et des températures faibles. Ici l’agent réfrigérant absorbe de la chaleur de l’environnementet refroidit de cette manière. La vapeur, toujours froide, est aspirée par un compresseur B et elle est portée à une température supérieure Bgrâce à de l’énergie mécanique. La vapeur de l’agent réfrigérant, qui désormais est chaude, est refroidie dans un condenseur C et estCcondensée en émettant de la chaleur dans l’environnement. L’agentréfrigérant liquide qui se trouve sous pression est ensuite de nouveau détendu dans un élément d’expansion D à la pression d’évaporation Dplus faible et est acheminé vers l’évaporateur. L’agent réfrigérants’évapore à nouveau et le circuit est ainsi bouclé.

Les agents réfrigérants sont des hydrocarbures fluorés (HF) mais également des hydrocarbures comme le butane et le propane ou des matériaux anorganiques comme l’ammoniac (NH3) et le dioxyde de carbone (CO2).

Le diagramme log p,h

Il est possible de faire une représentation claire du cycle frigorifique dans le diagramme log p,h de l’agent réfrigérant respectif. Dans ce diagramme, la pression est installée au-dessus de l’enthalpie.

La courbe limite noire circonscrit la zone de vapeur humide. Dans cettezone, la vapeur et le liquide sont présents en même temps. À gauche(x=0), l’agent réfrigérant se trouve entièrement à l’état liquide et à droite (x=1), il est entièrement à l’état gazeux. L’évaporation A et la condensation C se produisent en présence de pressions et des tempé-Cratures constantes. Dans le cas de la compression B, la température et la pression augmentent. Les différences d’enthalpies indiquent les énergies échangées. h1 – h4 indique la chaleur absorbée, la puissance frigorifique, alors que h2 – h3 indique la chaleur émise dans l’environne-ment. Le travail mécanique apporté lors de la compression correspond à la différence d’enthalpie h2 – h1. La détente D de l’agent réfrigérantDliquide dans l’élément d’expansion est adiabatique et n’entraîne pas dechangement de l’enthalpie.

Evaporation ACompression B

Condensation C Détente D

Le schéma fonctionnel du système ci-contre représente une installation frigorifique simple. L’agent réfrigérant est évaporé dans un échangeur de chaleur à tube à ailettes aéré 1 et est aspiré et comprimé par un compresseur à piston 4. A l’entrée et à la sortie du compresseur se trouvent des soupapes d’arrêt 3, 5, de telle sorte que le compresseur puisse être remplacé sans perte d’agent réfrigérant.

Deux pressostats 2, 6 protègent l’installation contre des pressions trop 6élevées et trop basses. La vapeur chaude de l’agent réfrigérant estcondensée dans le 2éme échangeur de chaleur à tube à ailettes refroidi à air 7 et est stockée dans le collecteur7 8. De là, l’agent réfrigérantpassant par un filtre/sécheur 9 et un voyant équipé d’un indicateur 9d’humidité 10 dans un débitmètre 0 11.

Une soupape de détente thermostatique 12 détend l’agent réfrigé-2rant liquide et l’achemine vers l’évaporateur. La soupape de détente thermostatique mesure la température à la sortie de l’évaporateur et assure une légère surchauffe de l’agent réfrigérant à l’entrée du compresseur. On évite ainsi que l’agent réfrigérant liquide soit aspiré par le compresseur. Si nécessaire, un thermostat 13 met en route le 3compresseur.

Pour un mécatronicien frigoriste, la lecture et la compréhension de schémas de connexion électriques sont tout aussi importantes.

Schéma de connexion électrique corres-pondent

Le processus technique est repré-senté dans des schémas fonctionnels du système. Un schéma fonctionnel du système fait une représentation des composants qui participent à la mise en œuvre technique par des symboles normés (EN 1861).Le schéma fonctionnel du système constitue la base pour la réalisation d’une installation, mais également pour la maintenance et la réparation. Pour cette raison la lecture et la compréhension d’un schéma fonc-tionnel du système constituent des éléments importants dans le cadre de la formation pour devenir méca-tronicien frigoriste.

REPRESENTATION TECHNIQUE D’UNE INSTALLATION FRIGORIFIQUE

Soupape d’arrêt

Echangeur de chaleur à tube à ailettes refroidi à air, comme conden-seur

Echangeur de chaleur à tube à ailettes aéré avec chauffage de dégivrage comme évaporateur

Voyant avec indicateur d’humidité

Soupape de détente thermostatique

LES PRINCIPAUX SYMBOLES EN MATIERE DE GENIE CLIMATIQUE

3


Gamme d’essais

Fabrication de systèmes partiels mécaniques

Thermodynamique, diagramme log p,h

Agents réfrigérants et lubrifi ants

Recherche de pannes, maintenance et élimination = applicable pour le

système d’exercice ET 910

Etude des états de l’air

Eléments de construction et fonctionnement de l’installation de climatisation

Climatisation, diagramme h,x

Mesures d’ignifugation

Bases de l’électrotechnique

Protection contre les risques électriques

Consommateurs sur le courant alternatif triphasé

Régulation d’installations frigorifi ques

Automatisation de bâtiments

Ceci est une sélection des principaux essais.

En procédant à différentes combinaisons, il est possible de traiter nombre de problèmes survenant dans le domaine du génie frigorifique. Avec le système ET 910, vous pouvez concevoir un cursus varié dans le domaine du génie frigorifique.

Conception didactique et objectifs didactiques

Couverture des champs d’apprentissage dans le cadre de la formation de mécatronicien frigoriste par le travail expérimental avec le système d’apprentissage ET 910

Le système d’exercices modulaire ET 910 cursus portantsur le génie frigorifique a été spécialement développépar GUNT pour être utilisé dans le cadre de la formationprofessionnelle.

Avec le système d’exercices modulaire, les champs d’ap-prentissage dans le cadre de la formation de mécatro-nicien frigoriste sont accompagnés de manière optimaleavec des essais adaptés à la pratique. Dans le cadre del’enseignement universitaire, on peut également utiliseravec profit le système d’exercices ET 910 pour l’essaipratique génie énergétique/génie frigorifique.

Le système d’exercices se prête de manière idéale pour letravail en groupe indépendant avec deux ou trois élèvesou étudiants. Contrairement aux montages expérimentauxavec des tuyaux fixes, il est facile et rapide de procéderà des changements au niveau du circuit frigorifique et

d’étudier leur impact. Ce retour d’information immédiatassure une succès durable de l’apprentissage. Grâce à la traduction indépendante du schéma fonctionnel du système en une installation réelle opérationnelle, l’élève rencontre rapidement le succès.

Le système d’exercices ET 910 utilise des composants industriels courants issus du génie frigorifique. Ainsi assure-t-on le lien nécessaire à la pratique avec une forte reconnaissance des contenus.

Lors de la sélection des composants, on a veillé à traiter le plus grand nombre de thèmes de la formation.

Grâce à l’utilisation de plaques modulaires, il est possible de concevoir les essais de manière flexible et claire. L’uti-lisation de tuyaux verrouillables réduit les pertes d’agentréfrigérant lors la réorganisation des essais.

Liens fonctionnels dans le circuit frigorifi que

Régulateurs primaires et secondaires

Echangeurs de chaleur

Compresseurs

Tuyauterie

Liens fondamentaux en ventilation et climatisation

Circuit d’air dans le système de conduits

Economies d’énergie

Consommateurs sur le courant alternatif monophasé

Commandes simples en génie frigorifi que

Entraînements électriques et recherche de pannes

TECHNIQUE ELECTRIQUE, DE COMMANDE ET D’AUTOMATISATIONGENIE CLIMATIQUEGENIE FRIGORIFIQUE

Vanne à main comme élément d‘expansion Soupape de détente régulée par pression Tube capillaire Soupape de détente thermostatique avec compensation interne de la pression

Régulation de température d’évaporation via un régulateur de pression d’évaporation KVP (étape de refroidissement normale)

Régulation de température de la chambre froide via un thermorupteur avec commande de compresseur Régulation de température de la chambre froide via un régulateur de température électrique avec

commande de compresseur

Régulateur de puissance KVC Régulateur de puissance KVC avec vanne de réinjection Régulateur de réfrigération électrique avec électrovanne et commande pump-down

Mise à l’arrêt du compresseur via une horloge de commutation de dégivrage Mise à l’arrêt du compresseur via un thermostat d’évaporation Chauffage de dégivrage électrique via une horloge de commutation de dégivrage Dégivrage par gaz chauds via une vanne d’inversion et une horloge de commutation de dégivrage

Influence d’un échangeur de chaleur – surrefroidissement et surchauffe Démarrage de compresseur sans pression via une soupape de dérivation avec retard Régulation de pression d’aspiration via un régulateur de démarrage KVL Séparateur de liquides dans la conduite d’aspiration Fonctionnement avec ou sans collecteur

Ouvrir le circuit frigorifique avec le déplacement d’agent frigorifique Ouvrir le circuit frigorifique avec vider par aspiration de l’agent réfrigérant Evacuer le circuit frigorifique Remplir le circuit frigorifique Recherche des fuites Ajuster les thermostats et les régulateurs Vérifier le fonctionnement électrique

DIFFERENTS ELEMENTS D’EXPANSION – FONCTIONNEMENT ET CARACTERISTIQUES

DIFFERENTS REGULATIONS DE TEMPERATURE – FONCTIONNEMENT ET CARACTERISTIQUES

DIFFERENTES REGULATIONS DE PUISSANCE – FONCTIONNEMENT ET CARACTERISTIQUES

DIFFERENTES COMMANDE DE DEGIVRAGE DANS LE DOMAINE DE LA CONGELATION – FONCTIONNEMENT ET CARACTERISTIQUES

DIFFERENTES EXTENSIONS POUR LE CIRCUIT FRIGORIFIQUE – FONCTIONNEMENT ET CARACTERISTIQUES

DIFFERENTES EXTENSIONS POUR LE CIRCUIT FRIGORIFIQUE – RECHERCHE DE PANNES ET MAINTENANCE

5


JEU D’EXTENSION ET 910.11

JEU DE MAINTENANCE ET 910.13

Le jeu de maintenance englobe essentiellementDes outils sélectionnésUn appareil de recherche de fuitesUn multimètreUn appareil de remplissage et d’évacuation

Est requis pour remplir et vider le système. Un jeu de maintenance ET 910.13 peut être utilisé pour plusieurs postes de travail. Ainsi il est possible de traiter des missions provenant du secteur de la maintenance et de la recherche de pannes.

L’équipement de base répond déjà à un grand nombre de problèmes. Si vous souhaitez approfondir vos connaissances dans le domaine du génie frigorifique, alors vous pouvez le faire en élargissant les systèmes ET 910.11 et ET 910.13.De par leur caractère modulaire, il est également possible d’aménager des systèmes multipostes à des prix intéressants.

ET 910 Unité de base

ET 910.05 Poste de travail de

laboratoire

ET 910.13 Jeu de maintenance

ET 910.12 Accessoires

La structure de notre système d’exercices

EQUIPEMENT DE BASE

Dans le détail, il est possible de traiter les thèmes suivants de la formation pour mécatronicien frigoriste avecl’équipement de base ainsi que le jeu d’extension et de maintenance.

Bases du circuit frigorifiqueCircuit frigorifique simple, se composant d’un compres-

seur, d’un condenseur, d’un collecteur, d’un filtre/sécheur, d’une soupape de détente et d’un évaporateur

Fonction des différents composants

Pressions et températures dans le cycle

Comportement dans le cas de différentes charges de refroidissement

Comportement dans le cas de différentes températures de la chambre froide

Comportement en cas de flux massiques différents

Dégivrage par gaz chauds avec vanne d’inversion à 4/2 voies et horloge de commutation de dégivrage

Commandes électriques simples provenant dugénie frigorifique

Maîtriser les bases de la technique de commande

Concevoir des problèmes dans le domaine du génie frigorifique: régulation thermostatique, verrouillage, mode alterné, circuit de temporisation, régulateur de réfrigération électronique

Recherche de pannes et maintenanceVider et évacuer l’installationRemplir l’installation et vérifier l’étanchéitéOuvrir l’installation avec déplacement de l’agent

réfrigérant/pump-downAjuster les soupapes de détente, les thermostats et les

régulateurs de pression

Régulateurs primaires et secondaires dans le circuitfrigorifique

Différents éléments d’expansion: vanne à main comme élément d’expansion, tube capillaire, soupape de détente régulée par pression, soupape de détente thermostatique

Différents régulateurs de puissance: régulateur de pression d’évaporation KVP, régulateur de démarrage KVL, régulateur de puissance KVC avec vanne de réinjection, thermostat électrique avec électrovanne, régulateur de réfrigération avec électrovanne

Commande pump-down du compresseur

Démarrage de compresseur déchargé via une soupape de dérivation avec retard

Chauffage de dégivrage électrique avec horloge de commutation de dégivrage

Considérations étendues du circuit frigorifique Fonction de l’évaporateur (pression d’évaporation,

surchauffe)

Différence évaporateur aéré / non aéré, formation de givre dans l’évaporateur

Fonctionnement du condenseur et du collecteur (pression de condensation)

Fonctionnement de l’échangeur de chaleur, surrefroidisseur / surchauffeur

Fonctionnement du séparateur de liquides

Impact de pertes de pression dans le système de conduites, simulation via une soupape à main

Impact d’un sous-remplissage et/ou d’un sur-remplissage

Fonctionnement du filtre/sécheur et voyant

Raccordement électrique d’un consommateur

Equipement minimal pour un poste de travail opéra-tionnel qui se compose de l’unité de base ET 910, du jeu de composants ET 910.10, du poste de travail en laboratoire ET 910.05 et des accessoires ET 910.12.Ainsi il est déjà possible de réaliser de nombreux essais émanant des secteurs bases et liens essais ém

onnels élargis.tio fonct

Permet de procéder à des essais complémentaires avec des régulateurs primaires et secondaires dans le circuit frigorifique. Grâce aux composants électriques,il est également possible d’effectuer des opérations g p

de l’électrotechnique.dedans le domaine ddans le domaine d

ET 910.10 Jeu de composantsE

910.11 Jeu d’extension composants910 11 Jeu d’extension composaET ET

7


Vue d’ensemble des composants modulaires

ET 910.10 Jeu de composants pour les essais de base ET 910.11 Jeu d’extension de composants pour essais complémentaires

Composant 10/02:sant 10/02:t 10/02débitmètre

Composant 11/12:relais temporisé, 1 x inverseur

CComposant 11/02:régulateur de températurerégulateur de température

Composant 11/07:vanne de réinjection

Composant 10/01:voyant avec fi ltre/sécheur

CComposant 11/11:electrovanne (2x)electrovanne (2x)

Coomposant 11/01: vanne à main aicomme élément d’expansioomme élément d’expansioon

Composant 11/06:vanne d’inversion à 44/2 voiies

posant 11/03: régulatemp eur de Comion d’évaporation KVPss Ppre

Composant 10/05:Composant 10/05:aide d’assemblage

Composant 10/09:t 10/09disjoncteur à 3 pôles

Commposant 10/06:posant 10/06:échangeur de chaleurangeur de chaleur

Composant 10/10:t 10/10thermostat électrique -5...+25°C

Composant 10/04:manomètre côté aspiration

Composant 11/14: contacteur Composant 11/14: contacteurauxiliaire, 4 x contacts à fermeture, 4 x contacts à ouverture

Composant 11/04:régulateur de démarrage KVL

Composant 11/09: horloge de commutation de dégivrage

Composant 10/08:p p qsoupape de détente thermostatique

Composant 10/03:manomètre côté pression

Composant 11/13: C 11/13contact de puissance, à 3 pôlest t d i à 3 ôlavec interrupteur auxiliaire

posant 11/05:mColateur de puissance KVCgurég

Composant 10/07: soupape de Composant 10/07: soupape dedétente régulée par pression

Composant 10/11:t 10/11thermostat électrique -25...+5°C

sant 11/08:spmposComeur de liquidesaratsépa

Composant 11/10: régulateur CC éCCde réfrigération -5...+25°Cdd

9


PSH

PSL

TCTCTC

1

2

4

3

5

6

7

89

4

7 6 10

95 8

1, 2, 37

Jeu d’accessoires ET 910.12

Montages expérimentaux modèles

Montage expérimental avec ET 910, ET 910.05, ET 910.10 et ET 910.12

Schéma fonctionnel du système

Exemple: circuit frigorifique simple avec soupape de détente thermostatique

Le jeu d’accessoires ET 910.12 est requis pour le raccor-dement hydraulique et électrique des modules entre euxet avec l’unité de base. Il contient des tuyaux d’agent réfri-gérant de longueurs et de diamètres différents (en partie,avec des robinets d’arrêt), des filtres/sécheurs d’agent

réfrigérant comme remplacement, des pièces en T, des pièces d’accouplement et des câbles de laboratoire. Il contient par ailleurs deux tubes capillaires de longueurs différentes, deux distributeurs et une longueur suffisante de tuyau d’isolement.

Dans la suite, on présente à titre d’exemple quelquesmontages expérimentaux qu’on peut réaliser avec lesystème d’exercices:

Circuit frigorifique simple avec compresseur, condenseur, soupape de détente thermostatique et évaporateur

Circuit frigorifique avec régulation de puissance et réinjection

Circuit frigorifique avec dégivrage par gaz chaudsde l’évaporateur

Dans le cadre du travail avec le système d’exercices, l’élèveapprend d’abord à interpréter et à comprendre des schémas fonctionnels de systèmes frigorifiques et des schémas de connexion électriques.

Lors de la composition des composants d’essai requis, l’élèvese familiarise avec les composants réels du génie frigorifique, correspondants aux schémas fonctionnels.

Lors de la mise en service, on effectue des activités pratiques comme l’évacuation, le remplissage et la vérification de l’étan-chéité. Dans le cadre de cette démarche, on peut se familia-riser avec les prescriptions et les règles applicables. Dans lecadre des essais finaux, l’élève peut saisir le fonctionnement de l’installation au sens propre du terme. Le fonctionnement est optimisé par l’ajustage des régulateurs et des éléments d’expansion. Il est possible de démontrer l’impact d’influences extérieures, comme par exemple la température de l’évapo-rateur sur le comportement et la puissance de l’installation frigorifique.

Dans le cadre de cet essai d’introduction, on assemble un circuitfrigorifique simple, celui-ci se composant d’un groupe frigori-fique (compresseur 3, d’un condenseur 2, d’un collecteur 1), d’une chambre de refroidissement avec évaporateur 4, d’une soupape de détente thermostatique 5 et d’une voyant avec filtre/5sécheur 7.77

Le comportement de régulation de la soupape de détente peutêtre observé sur le débitmètre 6.66 Le manomètre 8, 9 permet9d’observer les rapports de pression existant dans le circuit.L’élève apprend à connaître les éléments et le fonctionnementdans le circuit frigorifique. A l’aide de mesures de la pression etde la température, il est possible de tracer le changement d’étatde l’agent réfrigérant et de l’inscrire dans le diagramme log p,h. La sensation des températures avec la main permet d’approfon-dir la compréhension des processus.

Composants1 collecteur (groupe frigorifi que ET 910)2 condenseur (groupe frigorifi que ET 910)3 compresseur (groupe frigorifi que ET 910)4 évaporateur (chambre de refroidissement ET 910)5 soupape de détente thermostatique (composant 08, ET 910.10)6 débitmètre (composant 02, ET 910.10)7 voyant avec fi ltre/sécheur (composant 01, ET 910.10)8 manomètre côté aspiration (composant 04, ET 910.10)9 manomètre côté pression (composant 03, ET 910.10)

10 disjoncteur à 3 pôles (composant 09, ET 910.10)

Jeu d’accessoires ET 910.12 avec câbles, tuyaux, etc.

11


PSH

PSL

CTCTCTC

PTCCCTT

1

2

3

4 56

7

89

10

11P P

PSH

PSL

TCCTC

1

2

3

45

6

7

8

9

1011P P

6 57 6

89

10 8

13

12

4

4

11 109 5 712 11

1, 2, 3 1, 2, 38 1

8

Montage expérimental avec ET 910, ET 910.05, ET 910.10, ET 910.11 et ET 910.12 Montage expérimental avec ET 910, ET 910.05, ET 910.10, ET 910.11 et ET 910.12

Schéma fonctionnel du système Schéma fonctionnel du système

Exemple: dégivrage par gaz chauds avec vanne d’inversion 4/2 voiesExemple: régulation de puissance avec vanne de réinjection

Cet essai montre un type de régulation de puissance dans le cas d’installations de grandes tailles. Tandis que dans le cas de petites installations, la puissance est en règle générale commandée parle mode Marche/Arrêt du compresseur, les grandes installations utilisant un régulateur de puissance KVC 5. En cas de trop fortes différences de pression entre le côté pression et le côté aspiration du compresseur, le KVC renvoie un flux partiel du gaz comprimé vers le côté aspiration. Ainsi réduit-on le flux réel d’agent réfrigérant. Afin d’éviter une surchauffe du compresseur, on injecte une petite quantité d’agent réfrigérant liquide direc-tement dans la conduite d’aspiration 4 via une vanne de réin-4jection. L’agent réfrigérant s’évapore immédiatement et refroidit le flux d’aspiration de la manière souhaitée. Il est possible de désactiver intentionnellement la réinjection via la vanne à main comme élément d’expansion 9 de telle sorte à ce que l’on puisse 9directement observer l’influence.

Dans le cas de températures d’évaporation inférieures à 0°C, par exemple dans des installations frigorifiques à basses températures, l’humidité de l’air, qui est souvent présente, gèle et forme une couche de givre sur les surfaces des échangeurs de chaleur. Cette couche de glace empêche la transmission de chaleur et réduit la surface d’échange si les lamelles gèlent. C’est la raison pour laquelle, on procède régulièrement à un dégivrage de la couche de glace. Outre un chauffage de dégivrage électrique qui peut également être montré avec ET 910, il existe ce que l’on appelle le dégivrage par gaz chauds. Dans ce cas, la fonction de l’évaporateur 5 et celle du conden-seur 2 est permutée par le biais d’une vanne d’inversion à 4/2 voies 4. L’évaporateur gelé reçoit à présent le gaz chaud depuis la sortie du compresseur et se dégivre de manière très efficace. En règle générale, le dégivrage par gaz chauds est lancé par une horloge de commutation de dégivrage.

Composants1 collecteur (groupe frigorifi que ET 910)2 condenseur (groupe frigorifi que ET 910)3 compresseur (groupe frigorifi que ET 910)4 vanne de réinjection (composant 07, ET 910.11)5 régulateur de puissance KVC (composant 05, ET 910.11)6 évaporateur (chambre de refroidissement ET 910)7 soupape de détente thermostatique (composant 08, ET 910.10)8 débitmètre (composant 02, ET 910.10)9 vanne à main comme élélement d’expansion

(composant 01, ET 910.11)10 voyant avec fi ltre/sécheur (composant 01, ET 910.10)11 manomètre côté aspiration (composant 04, ET 910.10)12 manomètre côté pression (composant 03, ET 910.10)13 disjoncteur à 3 pôles (composant 09, ET 910.10)


Composants1 collecteur (groupe frigorifi que ET 910)2 condenseur (groupe frigorifi que ET 910)3 compresseur (groupe frigorifi que ET 910)4 vanne d’inversion à 4/2 voies (composant 06, ET 910.11)5 évaporateur (chambre de refroidissement ET 910)6 soupape de détente thermostatique (composant 08, ET 910.10)7 électrovanne (composant 11, ET 910.11)8 débitmètre (composant 02, ET 910.10)9 voyant avec fi ltre/sécheur (composant 01, ET 910.10)

10 manomètre côté aspiration (composant 04, ET 910.10)11 manomètre côté pression (composant 03, ET 910.10)12 disjoncteur à 3 pôles (composant 09, ET 910.10)13 horloge de commutation de dégivrage (composant 09, ET 910.11)


13


Arbeitsblätter

Technische DatenTechnische Daten 2cm 70 80 90 100 110

18

6 Anhang

ET 910 ÜBUNGSSYSTEM KÄLTETECHNIK

05/2009

2.1.1 Kältemittelverdichter

Der hermetische Kältemittelverdichter besitzt

ein geschweißtes Blechgehäuse. Der Antriebsmo-

tor und Kältemittelverdichter sind in dieser Kapsel

untergebracht. Somit ist der Kältemittelverdichter

direkt mit dem Antriebsmotor verbunden und

braucht auch keine Gleitringdichtung wie der

offene Kältemittelverdichter. Der Läufer ist auf der

Kurbelschleife montiert.

Es gibt Kapseln, bei welchen der elektrische An-

triebsmotor unten und bei anderen oben angeord-

net ist. Der Motorverdichter ist in dem Kapselge-

häuse mit Federn aufgehängt, wodurch verhindert

wird, dass Pulsationsgeräusche auf die Kapsel ge-

leitet werden können. Die kapselinternen Druck-

und Saugleitungen sind flexibel ausgeführt, damit

beim Anlauf die Rohre nicht abbrechen.

Die elektrischen Anschlüsse stellen die notwen-

digen Verbindungen zum Betrieb des Kältemittel-

verdichters her. Der elektrische Anschluss erfolgt

über abgedichtete Stifte, damit kein Kältemittel

austritt.

Die Schmierung erfolgt mit einer Zentrifugalpum-

pe. Restliches Öl tritt am oberen Lager aus und

läuft an der Kapselwand nach unten in den Öl-

sumpf.

Viele Kapseln sind saugdampfgekühlt bis auf

einige, die mit Öl- oder Heißdampfkühlung ausge-

rüstet sind. Eine Kapsel steht normalerweise unter

dem in der Anlage vorhandenen Saugdruck.

4

2 Gerätebeschreibung

ET 910 ÜBUNGSSYSTEM KÄLTETECHNIK05/2009

A Läufer

B Ständer

C Zylinder

D Kolben

E Kolbenstange

F Kurbelschleife

G Kapselgehäuse

H Elektrische Anschlüsse

Abb. 2.2 Schnittbild Kältemittelver-

dichter

Abb. 2.1 aufgeschnittener

Kältemittelverdichter

5.5.1 Experiment 9 : Leistungsregler KVC

Für Leistungsregler gibt es keinen standardisier-

ten Einbaufall. In diesem Experiment wird ein ein-

facher Einbaufall dargestellt, bei dem der Lei-

stungsregler den Saugdruck des Verdichters kon-

stant hält.

Eine Leitung, im folgenden Bypass genannt ver-

bindet die Druckseite mit der Saugseite des Ver-

dichters. Der überhitzte Heißdampf wird von der

Druckseite des Verdichters im Bypass, über den

Leistungsregler, auf die Saugseite des Verdich-

ters zurück geleitet. Diese Schaltungsart wird als

Heißdampfbypassregelung bezeichnet. In der

Praxis verdampft Kältemittel unter Aufnahme von

Umgebungswärme im Verdampfer und kühlt Bei-

spielsweise einen Raum. Mit zunehmender Ab-

kühlung sinkt der Druck im Verdampfer immer wei-

ter ab.

Mit sinkendem Verdampfungsdruck im Verdamp-

fer nimmt der Wärmestrom (Kältemittelmassen-

strom) ab. Durch die steigende Druckdifferrenz

nimmt die vom Verdichter zu leistende mechani-

sche Arbeit zu. Mit dem Leistungsregler im Bypass

wird ein Teil des Kältemittelmassenstromes von

der Druckseite des Verdichters der Saugseite zu-

rückgeführt. Der Kältemittelmassenstrom im Ver-

flüssiger und anschließend im Verdampfer wird

verringert und damit die Verdampferleistung redu-

ziert. Das im Kreislauf zwischen Druck- und Saug-

seite des Verdichters strömende Kältemittel er-

wärmt sich und die Überhitzungstemperatur am

Verdichtereingang steigt. Es ist darauf zu achten,

das die Temperatur des Öls, zur Schmierung des

Verdichters, sich nicht unzulässig erhöht oder der

Verdichter sich überhitzt. Der Verflüssigungsdruck

sinkt , da der Kältemit te lmassenstrom

abgenommen hat.

5 Experimente

15


Alle

Rec

hte

vorb

ehal

ten

G.U

.N.T

.Ger

äteb

auG

mbH

,Bar

sbüt

tel0

5/20

09

Stückliste Experiment 9:

Pos Kältekomponente:

1-16 auf dem Verflüssigersatz

17 Filter und Schauglas

18 Durchflussmesser

19Thermostatisches

Drosselventil

20 Heizung (ausgeschaltet)

21 Verdampfer

22 Leistungsregler KVC

Elektrokomponente:

Ausschalter 3-polig

Laborkabel

Stromversorgung

Pressostate am Verdichter

Hilfsmittel:

Monteurhilfe

Kältemittel

Vakuumstation

Druckmanometer

Saugmanometer

18

ET 910

6.1 Bedienung des Thermostats

Bitte unbedingt ausfüllen!

6 Anhang

19


Alle

Rec

hte

vorb

ehal

ten

G.U

.N.T

.Ger

äteb

auG

mbH

,Bar

sbüt

tel0

5/20

09

r besitzt

triebsmo-

er Kapsel

verdichter

nden und

g wie der

er ist auf der

ektrische An-

ben angeord-

em Kapselge-

rch verhindert

die Kapsel ge-

nternen Druck-

sgeführt, damit

echen.

ellen die notwen-

des Kältemittel-

Anschluss erfolgt

kein Kältemittel

er Zentrifugalpum-

ren Lager aus und

h unten in den Öl-

mpfgekühlt bis auf

ampfkühlung ausge-

normalerweise unter

enen Saugdruck.

2 Gerätebeschreibung

2.1.2 Druckgeregeltes Drosselventil

Der Einbau eines druckgeregelten Drosselven-

tils (9) erfolgt auf der Hochdruckseite (flüssiges

Kältemittel) vor dem Verdampfer.Der Verdampfungsdruck im Verdampfer und da-

mit die Verdampfungstemperatur sind über das

druckgeregelte Drosselventil einstellbar und wer-

den konstant gehalten. Das Drosselventil öffnet,

wenn der eingestellte Druck nach dem Drossel-

ventil unterschritten wird und schließt, wenn der

Wert überschritten wird. Das Kältemittel tritt bei (8)

ein und bei (10) aus. Das druckgeregelte Drossel-

ventil wird in einem Kältemittelkreislauf ohne

Sammler angewendet und wird wie folgt einge-

stellt:Eine Umdrehung der Regulierschraube (11) im

Uhrzeigersinn erhöht den Verdampfungsdruck um

ca. 0,8 bar. Eine Umdrehung entgegengesetzt

dem Uhrzeigersinn verringert den Verdampfungs-

druck um ca. 0,8 bar.Das Drosselventil funktioniert wie folgt:Mit der Regulierschraube (5) wird die Regulierfe-

der (4) vorgespannt. Die Regulierfeder wirkt mit ih-

rer Kraft in Öffnungsrichtung und damit entgegen-

gesetzt den Kräften von Gegenfeder (6) und dem

Druck unter der Membran (1). Der Übertragungs-

stift (2) bringt die wirkenden Kräfte zusammen.

Nach der Düse (7) und der Nadel (3) verdampft

das flüssige Kältemittel teilweise und erhöht somit

den Druck im Verdampfer. Bei laufendem Verdich-

ter wird das gasförmige Kältemittel aus dem Ver-

dampfer gesogen und der Verdampfungsdruck

bleibt bei nachströmendem Kältemittel konstant.

Ist der Verdichter aus, steigt der Verdampfungs-

druck im Verdampfer an und die Nadel schließt die2 Gerätebeschreibung

5


05/2009

Alle

Rec

hte

vorb

ehal

ten

G.U

.N.T

. Ger

äteb

auG

mbH

, Bar

sbüt

tel 0

5/20

09

Abb. 2.2 Symbol Drosselventil

Abb. 2.3 Schnitt Drosselventil

Abb. 2.4 Ansicht Drosselventil

11

8

9

10

dardisier-

rd ein ein-

m der Lei-

chters kon-

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wird von der

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gsart wird als

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hen Druck- und Saug-

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Es ist darauf zu achten,

ls, zur Schmierung des

zulässig erhöht oder der

Der Verflüssigungsdruck

emit te lmassenstrom

15

Das Öffnen und Schließen des Leistungsreglers

ist im Experiment aufgrund des Strömungsgeräu-

sches hörbar. Das Hochdruckmanometer zeigt an,

bei welchem Druck der Leistungsregler reagiert.

14

5 Experimente


05/2009

PC

PI

7/16" red

TC

17

18

19

20

21

3/8" blue

7/16" red

7/16" red

7/16" red

3/8" blue

1

2

3

5

6

7

89

10

11

12

P-

P+13

14

15

16

4

EL

22

Abb. 5.1 RI-Fließbild Experiment 9: Leistungsregler KVC

Enseignements tirés des tests

Notice d’emploi pour les essais et l’assemblage

Documents d’origine des fabricantsD d’ i i d f b i

À l’aide de mesures de la température et de la pression,les élèves peuvent retracer et comprendre les change-ments d’état de l’agent réfrigérant au cours du cycle.Outre l’exercice de l’aptitude pratique consistant à effec-tuer correctement une mesure de la température (posi-tion de mesure correcte et bon contact du capteur avecle tuyau) ou à interpréter correctement un manomètre, ontraite également la question de l’état stationnaire de l’ins-tallation.

Il est possible de faire une représentation graphique ducycle grâce à l’inscription des valeurs mesurées dans lediagramme log p,h. Les particularités ou les anomaliesdu circuit frigorifi que apparaissent particulièrement biendans le diagramme log p,h, ce dernier étant très importanten génie frigorifi que, et peuvent ainsi être discutées endétail.

La notion abstraite d’enthalpie est illustrée à l’aide d’unbilan des fl ux d’énergie échangés. Le diagramme log p,hpermet également d’expliquer des caractéristiques fonda-mentales de mélanges de phases, de la condensation et de l’évaporation.

Enregistrement des valeurs mesurées sur une installation frigorifi que

Calcul des fl ux d’énergie et détermination du coeffi cient de performance

Avec l’achat du système

d’apprentissage ET 910

vous obtenez un contenu

et une documentation

du matériel d’apprentis-

sage de premier plan

La documentation didactique

Description détaillée des composantsé é

Pour le système ET 910, nous avons développé un matériel d’accompagnement exhaustif. Celui-ci va vous faciliter l’uti-lisation du système dans le cadre des cours.

D’une manière plus détaillée, la documentation didactique se compose:

d’une description exhaustive du système ET 910

de notices d’emploi détaillées

d’une description détaillée de l’assemblage et de la fonction des composants utilisés

d’indications d’assemblage avec un schéma fonctionneldu système, d’un schéma de connexion électrique et d’une liste de pièces

de fi ches de travail avec une instruction pour les essais, destinés aux élèves

de documents d’origine des fabricants et d’instructionsd’assemblage pour les principaux composants

Des matériaux sous forme de sortie papier et également sous forme de fi chiers PDF sur CD.

A l’aide de calculs thermodynamiques simples, il est pos-sible de déterminer les fl ux d’énergie échangés. Finalement, le calcul du coeffi cient de performance permet de faire des affi rmations sur la qualité et l’effi cacité de l’installation fri-gorifi que. Dans le cadre de cette démarche, le fait intéres-sant consiste dans l’infl uence exercée par les rapports de pression ou la température de la chambre froide sur la gran-deur du coeffi cient de performance et ainsi sur le rendement d’une installation frigorifi que.

Inscrire les valeurs mesurées dans le diagramme log p,h et dessiner un cycle

15
