Surchauffe HVAC : 7 faits rapides complets

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DÉFINITION DE SURCHAUFFE CVC | DÉFINITION DE LA SURCHAUFFE CVC

Surchauffe dans le système CVC est la chaleur que le réfrigérant dans les serpentins de l'évaporateur peut supporter, ce qui fait que le réfrigérant liquide bout pour former une vapeur. C'est un fait connu que l'eau se vaporise en vapeur lorsque la température augmente après un certain point. Le même principe est utilisé dans un système de réfrigération où le fluide sera un réfrigérant et pas seulement de l'eau.

Surchauffer CVC
Système CVC (Crédits : Wikipédia)

Supposons que nous laissions l'eau bouillir au-delà d'une certaine limite, alors il est évident que la vapeur deviendrait de plus en plus chaude. Lorsque la température du fluide augmente, la pression devrait également augmenter et l'eau s'évaporera comme de la vapeur.

De même, le réfrigérant dans l'évaporateur commencera également à bouillir avec la chaleur supplémentaire qui lui est ajoutée. Le processus d'absorption de chaleur ne s'arrête pas et continue. La chaleur absorbée par le réfrigérant lorsqu'il passe de liquide à vapeur à une température donnée est appelée surchauffée.

La surchauffe en physique est également définie comme le chauffage d'un fluide au-delà de la température d'ébullition où le fluide devrait être dans un état métastable dans lequel les effets internes peuvent entraîner l'ébullition du fluide à tout moment.

La surchauffe d'un système CVC est calculée lors du démarrage d'une unité de réfrigération ou lors de la résolution d'un problème avec le système d'exploitation. De plus, le système doit fonctionner pendant plus de 15 minutes pour atteindre un état stable et effectuer une lecture précise. La lecture qui est prise est comparée aux normes de l'industrie.

FORMULE DE SURCHAUFFE HVAC

La surchauffe d'un système CVC est calculée comme la différence de température entre la température de saturation du fluide et la température réelle du gaz. Les réfrigérants utilisés dans le système CVC bouillent souvent à des températures inférieures à celle de l'eau. Supposons que la température d'ébullition d'un réfrigérant soit de -200C et il est chauffé à -100C, alors le réfrigérant est surchauffé de 10 degrés bien que la température soit en valeur négative.

Surchauffe = Température actuelle – Température d'ébullition

Une surchauffe plus faible suggère que le réfrigérant est plus qu'il n'y a pas de charge thermique suffisante, ce qui pourrait entraîner l'entrée de réfrigérant liquide dans les serpentins du compresseur et les endommager. Alors qu'une surchauffe élevée suggère qu'il y a une quantité limitée de réfrigérant pour la charge thermique, ce qui peut entraîner une surchauffe et l'efficacité du système de réfrigération est compromise.

By calcul de la surchauffe, un ingénieur CVC peut dire quelle quantité de liquide pénètre dans les serpentins de l'évaporateur ou jusqu'où le réfrigérant se déplace à travers les serpentins.

COMMENT MESURER LA SURCHAUFFE EN CVC ?

Pour mesurer la surchauffe en CVC, les étapes suivantes doivent être suivies qui sont

  • Il est essentiel de mesurer la pression en bas du système à l'aide d'un manomètre.
  • La pression mesurée doit être utilisée pour déterminer la température à l'aide d'un tableau HVAC.
  • Dans l'étape suivante, il est essentiel de mesurer la température de la conduite d'aspiration sortant du condenseur mais doit être à 4 à 6 pouces du compresseur.
  • Ces mesures peuvent aider à déterminer la surchauffe ou à atteindre la surchauffe cible. Supposons que la mesure de la température au niveau de la conduite d'aspiration donne une valeur de 55 degrés et que la conversion de la pression d'aspiration en température respective donne 40 degrés comme valeur, alors la différence entre les deux valeurs donnera la surchauffe qui est de 15 degrés dans cet exemple.

Il est essentiel pour un ingénieur CVC de savoir comment calculer, mesurer ou trouver la surchauffe cible pour un système CVC. Cela facilite également la vie d'un ingénieur CVC pour résoudre les problèmes avec le système de réfrigération.

QU'EST-CE QUE LA SURCHAUFFE ET LE SOUS-REFROIDISSEMENT EN CVC ?

Qu'est-ce que la surchauffe ?

Le réfrigérant qui pénètre dans les serpentins d'un évaporateur se vaporise complètement avant de s'approcher de la sortie de l'évaporateur. La vapeur devient froide lorsqu'elle s'évapore entièrement. Lorsque la vapeur froide pénètre à nouveau dans les serpentins de l'évaporateur, elle commence à absorber la chaleur de l'environnement puis devient surchauffée. Lorsque la vapeur devient surchauffée, elle n'absorbe que la chaleur sensible dans les serpentins de l'évaporateur. Ce processus augmente l'efficacité du système

Effet de la surchauffe

La surchauffe se produit à pression invariable et à une température supérieure à la température de saturation. Lorsque la vapeur subit un échauffement sensible, c'est à ce moment-là que le processus est appelé surchauffe. L'efficacité du processus de réfrigération augmente avec la surchauffe, mais la densité de vapeur diminue à mesure qu'elle sort de l'évaporateur et pénètre dans le compresseur. De plus, la quantité de vapeur qui pénètre dans le compresseur est ensuite réduite.

De cela, nous pouvons conclure que la capacité du processus de réfrigération augmente avec une augmentation de la surchauffe et diminue avec une diminution de la densité de la vapeur surchauffée. Par conséquent, le résultat possible de ces tendances opposées peut être établi en fonction de la quantité de surchauffe disponible.

Qu'est-ce que le sous-refroidissement ?

Le sous-refroidissement est le processus par lequel le réfrigérant est refroidi à une température inférieure à la température de saturation du réfrigérant à la pression correspondante du condenseur. Le réfrigérant qui est refroidi sera à l'état liquide. Le réfrigérant peut être sous-refroidi de deux manières différentes qui sont

  • En apportant des modifications dans le condenseur de telle sorte que le processus de sous-refroidissement puisse être atteint
  • La mise à niveau du système avec des échangeurs de chaleur internes et externes améliorerait le processus de sous-refroidissement.

Effets du sous-refroidissement

La capacité du processus de réfrigération est améliorée lorsqu'un réfrigérant est sous-refroidi à l'aide d'une source de liquide de refroidissement. On observe que l'efficacité du système de réfrigération peut être améliorée de 1% pour chaque 2 degrés de sous-refroidissement. Il existe de nouvelles conceptions de condenseurs sur le marché qui peuvent améliorer le processus de sous-refroidissement, augmentant ainsi l'efficacité du processus de réfrigération.

La production de gaz éclair est minime pendant le processus d'expansion et une latitude plus élevée peut être atteinte, ce qui facilite la gestion de l'emplacement de la tuyauterie et de l'évaporateur.

Importance du sous-refroidissement, de la surchauffe et de la différence de température

Pour s'assurer qu'il y a une charge de réfrigérant appropriée dans un système CVC, il est essentiel de calculer la surchauffe, le sous-refroidissement et de connaître le gradient de température à travers la batterie. L'importance ou les avantages de connaître le sous-refroidissement, la surchauffe et la différence de température sont indiqués ci-dessous

1. Il informe un ingénieur CVC d'avoir des niveaux de réfrigérant appropriés pour atteindre une efficacité et une capacité de réfrigération élevées.

2. Aide au diagnostic et à la réparation appropriés du problème respectif. c'est-à-dire qu'il évite de diagnostiquer et de réparer l'évaporateur lorsque le problème vient du compresseur. Cela pourrait s'avérer être une erreur coûteuse.

3. Si la surchauffe est observée ci-dessous, le problème possible devrait être qu'il y a trop de réfrigérant dans l'évaporateur.

4. Si la surchauffe est trop élevée, cela indique que la quantité de réfrigérant est trop faible pour la charge thermique disponible. Les raisons possibles de la surchauffe élevée peuvent être dues à des serpentins d'évaporateur bouchés ou à un doseur défectueux.

On dit qu’un système CVC fonctionne avec surchauffe élevée ou faible sous-refroidissement lorsqu'il y a une quantité limitée de réfrigérant dans les serpentins de l'évaporateur et dans le compresseur. La raison possible de la surchauffe élevée et du faible sous-refroidissement pourrait être due

1. Restriction dans la conduite de liquide

2. Système de mesure défectueux

3. Débit d’air excessif à travers les serpentins de l’évaporateur.

4. Bobines de compresseur bouchées

5. Débit d'air limité à travers les serpentins de l'évaporateur

SURCHAUFFE D'ASPIRATION EN CVC

Dans un système CVC, la conversion d'un réfrigérant liquide en vapeur consiste à ajouter de la chaleur au système à la température d'ébullition. La chaleur ajoutée au-dessus de la température d'ébullition est appelée surchauffe.

Pour trouver la surchauffe dans la conduite d'aspiration, il est essentiel de connaître la pression d'aspiration et la température d'ébullition dans l'évaporateur à une pression donnée. Cette méthode pour trouver la surchauffe à partir de la pression et de la température est souvent appelée méthode température-pression pour trouver la surchauffe.

Au fur et à mesure que les serpentins de l'évaporateur chauffent de plus en plus, le réfrigérant liquide commence à bouillir et à un moment donné, seule la vapeur peut être trouvée dans les serpentins. Il peut rester de la vapeur encore froide.

La vapeur froide traverse les serpentins de l'évaporateur et absorbe la chaleur, après un certain point ; toute la vapeur disponible sera chauffée à une température supérieure à la température de saturation. Une fois que tout le liquide s'est évaporé, la chaleur supplémentaire ajoutée à la vapeur est appelée surchauffe d'aspiration.

Exemple : Un réfrigérant à l'état saturé entre dans les serpentins de l'évaporateur à 45 F et cette température est obtenue à partir de la pression d'aspiration à 120 PSIG pour le R-410 A. La sonde de température placée sur la ligne d'aspiration indique 55 F. D'après la lecture de la température au niveau de la conduite d'aspiration, il est évident que le réfrigérant est surchauffé de 10 degrés.

Une fois que l'état du réfrigérant a changé et que le processus s'est arrêté, le refroidissement du réfrigérant s'arrête. La température de la vapeur froide augmente rapidement. Le chauffage de la vapeur de réfrigérant garantit qu'aucun liquide ne pénètre dans les serpentins du compresseur et réduit ainsi les risques d'endommagement du compresseur.

TABLEAU DE CHARGE DE SURCHAUFFE CVC

Souvent, les fabricants de systèmes CVC fournissent des graphiques pression-température qui facilitent la vie des techniciens. Ce tableau aide un technicien à charger un système CVC avec une quantité appropriée de réfrigérant. Ces tableaux sont souvent fournis à proximité de l'unité de condensation de l'unité CVC. La charge de réfrigérant est basée sur des facteurs tels que la température ambiante et la capacité de charge du système.

La plupart des condenseurs des systèmes CVC sont déjà chargés de réfrigérant. La charge de réfrigérant dans le condenseur et la configuration de la ligne dépendront du fabricant. De cette façon, le processus d'installation devient beaucoup plus facile pour un ingénieur CVC. Les ajustements de charge peuvent être effectués en fonction de la longueur de la ligne mise en place.

Cette méthode de charge des unités avec du réfrigérant fonctionne bien avec les systèmes de réfrigération qui se présentent sous la forme d'un pack dans lequel la boucle doit être réparée tandis que la charge doit être récupérée. Le réfrigérant doit être chargé tel que recommandé par le fabricant en termes d'once. Il existe des moyens de charger un système CVC sans utiliser une méthode de surchauffe ou de sous-refroidissement appropriée.

Lorsqu'un ingénieur CVC charge une unité CVC, le technicien doit obtenir la différence de température exacte à partir de laquelle le fluide a changé d'état. Si la surchauffe est élevée, le système sera sous-chargé et si la surchauffe est faible, le système sera surchargé. Cette méthode de charge du système s'appelle méthode de surchauffe et n'est pas utilisé lors de la charge d'une pompe à chaleur ou un climatiseur.

Mais si un climatiseur était équipé d'un soupape de détente thermostatique, le système doit être chargé en utilisant la méthode de surchauffe ou la méthode de sous-refroidissement.

CONCLUSION

Il est très important pour un ingénieur CVC de comprendre la surchauffe et le sous-refroidissement car ils sont étroitement liés au diagnostic d'une unité CVC. Pour un apprenti ou une recrue dans le département HVAC, il est essentiel de savoir déduire la capacité de surchauffe d'un système HVAC. En outre, il convient également de développer des compétences en lecture des graphiques pression-température fournis par le fabricant, car de nos jours, la plupart des unités sont fournies avec ces graphiques.

Il est recommandé de comprendre les lois de base associées aux systèmes CVC telles que la loi de Boyles, la chaleur sensible, etc., ce qui faciliterait la vie d'un ingénieur CVC. Également des concepts importants sur Surchauffe élevée, Faible surchauffeet Surchauffeur serait bénéfique pour un ingénieur en mécanique ou un technicien.

QUESTIONS ET RÉPONSES D'ENTREVUE SUR LA SURCHAUFFE EN CVC

1. Qu'est-ce que la surchauffe et le sous-refroidissement dans un système CVC

On dit qu'un système CVC fonctionne avec une surchauffe élevée ou un sous-refroidissement faible lorsqu'il y a une quantité limitée de réfrigérant dans les serpentins de l'évaporateur et dans le compresseur.

2. Quelles sont les raisons possibles d'une surchauffe élevée dans une unité de réfrigération ?

La raison possible de la surchauffe élevée pourrait être due aux raisons suivantes

1. Restriction dans la conduite de liquide

2. Système de mesure défectueux

3. Débit d’air excessif à travers les serpentins de l’évaporateur.

4. Bobines de compresseur bouchées

5. Débit d'air limité à travers les serpentins de l'évaporateur

3. Comment calculer la surchauffe d'un fluide frigorigène à une température de 58.500C?

La surchauffe est calculée comme la différence entre la température d'ébullition et la température actuelle

Température d'ébullition du réfrigérant = 48.500C

Surchauffe = Température actuelle – Température d'ébullition

Surchauffe = 58.50 – 48.50

= 100C

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