Le rôle de l’accumulateur de la ligne d’aspiration

Figure 1. Un accumulateur vertical. (Les figures sont une courtoisie de Henry Technologies.)

Le compresseur de réfrigération est conçu pour comprimer uniquement de la vapeur. Un accumulateur de ligne d’aspiration empêche les dommages au compresseur dus à une soudaine poussée de réfrigérant liquide et d’huile qui pourrait entrer dans le compresseur à partir de la ligne d’aspiration.

L’accumulateur de ligne d’aspiration est un réservoir temporaire pour ce mélange, conçu pour doser à la fois le réfrigérant liquide et l’huile en retour vers le compresseur à un taux acceptable. Cela permet d’éviter d’endommager les soupapes à lamelles, les pistons, les tiges et les vilebrequins.

Les accumulateurs sont dotés d’un dispositif éjecteur doseur qui capte le liquide, le vaporise et le renvoie au compresseur. Cela permet d’éviter l’encrassement du liquide et de contrôler le retour d’huile. C’est particulièrement important sur les systèmes de dégivrage par gaz chauds, les pompes à chaleur, etc., où les pics de réfrigérant liquide retournent fréquemment dans la conduite d’aspiration.

Les accumulateurs verticaux utilisent un tube en U ou un tube dans un tube pour aspirer le réfrigérant gazeux par le haut de la cuve.(Voir la figure 1.) Au bas du tube en U, un orifice capte une petite quantité d’huile et de réfrigérant liquide et la ramène avec le réfrigérant gazeux. La petite quantité de réfrigérant liquide s’évapore dans la conduite d’aspiration. L’huile sera ramenée avec le réfrigérant gazeux vers les compresseurs.

Un trou d’évent au sommet de la sortie du tube en U de l’accumulateur agit comme une rupture de vide pour empêcher un accumulateur qui a été inondé pendant un cycle d’arrêt de s’encrasser lors du démarrage du système. Les accumulateurs ASME de plus de 6 pouces de diamètre sont fabriqués selon le code ASME, section VIII. Un raccord de tuyau femelle est fourni pour un dispositif de décharge de pression. Un bouchon de tuyau est installé dans ce raccord pour l’essai de pression et la peinture à l’usine.

Les accumulateurs verticaux devraient avoir un serpentin d’échangeur de chaleur ou un élément de chaleur ajouté sur les applications à basse température (0?F et moins) pour aider à faire bouillir le réfrigérant liquide et augmenter la température de l’huile pour faciliter l’écoulement de l’huile. (Voir la figure 2.)

L’échangeur de chaleur peut être utilisé sur les systèmes à basse température pour sous-refroidir la ligne liquide tout en aidant à faire bouillir le réfrigérant liquide dans l’accumulateur en faisant passer la ligne liquide à travers le serpentin de l’échangeur de chaleur. Cela peut augmenter l’efficacité du système tout en favorisant l’écoulement de l’huile dans la conduite d’aspiration. N’utilisez pas de gaz de décharge à travers le serpentin d’échangeur de chaleur ou il y a un risque de surchauffe des compresseurs.

Les accumulateurs horizontaux (figure 3) ne doivent pas être utilisés lorsque la température du réfrigérant liquide est inférieure à 15?F (9?C) dans l’accumulateur. À des températures inférieures à ce point, l’huile deviendra épaisse et ne pourra pas remonter dans le tube plongeur pour être dosée vers le compresseur.

Des bandes chauffantes sont disponibles pour aider à faire bouillir le liquide et faciliter l’écoulement de l’huile. Ne pas ajouter trop de chaleur ou il y a un risque de surchauffe des compresseurs. Tout banc thermique ajouté doit être installé au bas des accumulateurs verticaux et à l’extrémité de sortie des accumulateurs horizontaux.

Le choix d’un accumulateur de ligne d’aspiration doit être fait sur la base des trois capacités suivantes :

1.L’accumulateur doit avoir une capacité de rétention de liquide adéquate qui peut varier avec le système. Normalement, cette capacité ne devrait pas être inférieure à 50% de la charge du système. Si possible, cette valeur doit être vérifiée sur la base de tests réels.

2.L’accumulateur doit fonctionner sans ajouter de perte de charge excessive au système. Les tonnages maximums recommandés sont basés sur une chute de pression équivalente à 0,5 ?F. Ces valeurs sont celles de l’accumulateur basées sur le retour d’huile à travers l’accumulateur, et seront modifiées par la longueur de la ligne d’aspiration et le déplacement du compresseur.

3.Un accumulateur doit avoir la capacité de retourner le liquide au taux approprié et dans une gamme de conditions de charge.

INSTALLATION

Installez l’accumulateur après le filtre de la ligne d’aspiration ou l’orifice de ces accumulateurs peut se boucher si l’huile dans l’accumulateur transporte de la cire ou d’autres débris. Ceci est particulièrement important sur les systèmes utilisant de l’huile POE.

Insoler l’accumulateur pour empêcher la formation de condensation à l’extérieur. De nombreux clients préfèrent ne pas isoler l’accumulateur pour bénéficier d’un certain transfert de chaleur de l’air qui l’entoure. Mais un certain moyen de capturer la condensation formée est nécessaire dans la plupart des cas.

Sur les accumulateurs avec des serpentins d’échange de chaleur, le serpentin doit être connecté à la ligne de liquide après le récepteur. Comme le serpentin d’échangeur de chaleur est une boucle fermée, les raccords « entrée » et « sortie » du serpentin d’échangeur de chaleur peuvent être intervertis.

ACCUMULATEURS VERTICAUX

Installer l’accumulateur en position verticale aussi près que possible du compresseur.

(Attention : Enroulez un chiffon humide autour de la base des raccords en cuivre de la série S-7000 pour éviter d’endommager la brasure installée en usine.

Raccordez la ligne d’aspiration de l’évaporateur à l’entrée de l’accumulateur. Raccordez la sortie de l’accumulateur à la ligne d’aspiration du compresseur.

Sur les systèmes avec une vanne d’inversion et sur les systèmes de pompe à chaleur, l’accumulateur doit être installé entre le compresseur et la vanne d’inversion. Le cycle de vidange par pompage devrait précéder tous les arrêts du compresseur.

Figure 2. Un modèle d’accumulateur vertical avec échangeur de chaleur.

ACCUMULATEURS HORIZONTAUX

Installer l’accumulateur en position horizontale, le haut de l’entrée étant de niveau, de sorte que le tube de retour se trouve à la partie la plus basse de l’accumulateur, laissant un plus petit bassin de liquide au fond de l’accumulateur. La taille du raccord doit être la même que celle de la ligne.

Connectez la ligne d’aspiration de l’évaporateur au raccord d’entrée.

Connexion de la sortie au compresseur en permettant un parcours rectiligne de 12 po. (minimum) pour permettre une action venturi complète. Évitez les coudes aigus à 90 degrés dans la mesure du possible et utilisez deux coudes à 45 degrés pour encourager l’écoulement laminaire du gaz de retour.

Les accumulateurs référencés dans cet article ont un raccord ½ po FPT pour l’injection de liquide et un raccord ¾ po. FPT pour la dérivation des gaz chauds. Ces raccords peuvent également être utilisés comme dispositif de décharge, comme l’exige la norme UL 207.

L’accumulateur doit être soutenu par l’utilisation de deux équerres. Ces équerres sont conçues pour être fixées au goujon de chaque bouchon d’extrémité.

Figure 3. Un accumulateur horizontal.

DÉPANNAGE

Sur les accumulateurs avec éléments fusibles, si l’élément fusible fuit, l’accumulateur doit être remplacé. L’élément fusible est une exigence UL pour la mise à l’air libre du gaz pendant un incendie afin d’éviter que le personnel de secours ne se blesse en raison de la rupture du réservoir. Le fait de souder par-dessus cette connexion ou d’empêcher de toute autre manière l’élément fusible de fondre pour libérer la pression annulera le classement UL.

En retirant l’isolation d’un accumulateur, il est possible d’observer le niveau de réfrigérant dans le réservoir dans la plupart des cas par le niveau de condensation ou de gel sur l’extérieur. Sur les systèmes dans lesquels on suspecte un phénomène de slugging, observez la cuve dans diverses conditions, notamment pendant les cycles de dégivrage.

Si l’on observe un slugging du réfrigérant sur un système avec un accumulateur, il existe plusieurs possibilités pour la cause du problème :

  • L’accumulateur est trop petit pour capter tout le réfrigérant.
  • Vérifiez deux fois que l’accumulateur peut contenir 50% de la charge du système. Vérifiez également qu’il y a suffisamment de surchauffe sur chaque évaporateur. L’ajout d’une bande de chaleur à l’accumulateur aidera à faire bouillir une partie du réfrigérant mais ne fonctionnera pas toujours si le réfrigérant est dû à une inondation de dégivrage. Dans ce cas, il faut s’assurer que chaque évaporateur passe par son cycle de dégivrage à des moments différents, avec 15 à 20 minutes entre les évaporateurs. Sinon, la seule solution sûre est d’installer un accumulateur de taille appropriée ou d’installer un accumulateur supplémentaire en série avec le premier.

  • L’accumulateur est dimensionné trop petit pour gérer le tonnage. Ce problème fera que l’orifice dosera plus de réfrigérant en raison de l’augmentation du débit de gaz passant par l’orifice. Vérifiez deux fois le dimensionnement de l’accumulateur, en vous assurant que le tonnage n’est pas supérieur à la capacité maximale. Il est nécessaire d’installer un accumulateur de taille correcte dans ce cas, ou d’installer un deuxième accumulateur identique en parallèle.
  • Un accumulateur standard ne doit pas être utilisé pour une application de pompe à chaleur. L’orifice des accumulateurs standard est plus grand que ceux des accumulateurs de pompe à chaleur. L’orifice plus petit empêche un retour excessif de réfrigérant liquide pendant le chauffage en hiver. L’accumulateur standard doit être retiré et remplacé par un modèle de pompe à chaleur.

    Si aucune huile ne revient de l’accumulateur et que l’huile ne peut être comptabilisée par le séparateur et le système de contrôle de l’huile, il y a quelques possibilités pour la cause du problème :

  • L’accumulateur est dimensionné trop grand pour traiter le tonnage. L’orifice ne dosera pas l’huile en retour en raison de la réduction du débit dans l’accumulateur. Vérifiez à nouveau le dimensionnement de l’accumulateur pour vous assurer que le tonnage est supérieur à la valeur nominale minimale. Il est nécessaire d’installer un accumulateur de taille correcte dans ce cas.
  • De la cire ou d’autres débris ont bouché l’orifice. Cela se produit plus souvent sur les accumulateurs verticaux que sur les horizontaux, en raison de la différence de taille des diamètres des dispositifs de mesure. Les petits orifices sont tamisés pour éviter le colmatage, mais des débris excessifs peuvent tout de même obstruer l’élément de tamisage. Le seul remède à ce problème est de changer les éléments filtrants du système, en particulier le filtre d’aspiration, et de remplacer l’accumulateur.
  • Si un accumulateur horizontal est utilisé sur un système dans lequel la température de l’évaporateur est trop basse, l’huile ne sera pas renvoyée en quantité suffisante en raison de l’écoulement lent à des températures plus froides. Une bande chauffante peut aider dans ce cas, mais si le retour d’huile continue à être un problème, remplacez l’accumulateur par un modèle vertical.
  • Si une trop grande quantité d’huile retourne au compresseur depuis l’accumulateur, il est possible que le séparateur d’huile ne fonctionne pas correctement ou qu’un séparateur d’huile doive être installé. Sur certains systèmes à basse température ou inondés, il peut être nécessaire d’installer un séparateur d’huile plus efficace. Si un sifflement aigu provenant de l’accumulateur est remarqué lors du démarrage initial du système, assurez-vous que l’entrée et la sortie de l’accumulateur ont été correctement canalisées.

    L’article a été préparé par Henry Technologies. La société peut être contactée au 800-323-4052 ; www.henrytech.com (site web).

    Date de publication : 09/03/2001

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