Surchauffe et sous-refroidissement : les mesurer et les interpréter, y compris avec glissement
Pas à pas : mesurer surchauffe et sous-refroidissement, utiliser point de rosée et point de bulle pour les mélanges à glissement (R407C, R448A, R449A) et interpréter les valeurs en dépannage.
L'essentiel
- Surchauffe = température mesurée de la ligne d'aspiration moins la température de saturation à la pression d'aspiration.
- Sous-refroidissement = température de saturation à la pression de condensation moins la température mesurée de la ligne liquide.
- Pour les mélanges à glissement, la surchauffe se calcule à partir du point de rosée et le sous-refroidissement à partir du point de bulle [1][2][3].
- Mesurez pression et température au même endroit et au même moment, avec des instruments étalonnés, après avoir laissé le système se stabiliser.
- Ces valeurs servent à régler le détendeur, vérifier la charge et trouver les pannes, mais comparez-les toujours aux valeurs conseillées par le fabricant.
Ce que signifient les valeurs
Dans l'évaporateur, le fluide bout à la température de saturation, fixée par la pression. Une fois tout le liquide évaporé, le gaz continue de se réchauffer. Ce réchauffement supplémentaire est la surchauffe. Elle montre que l'évaporateur est alimenté correctement : assez pour utiliser toute la surface, mais pas au point d'envoyer du liquide au compresseur. Dans le condenseur, le gaz se liquéfie à la température de saturation correspondant à la pression de condensation. Le refroidissement que reçoit ensuite le liquide est le sous-refroidissement. Il montre qu'il y a du liquide pur avant le détendeur et donne plus de puissance frigorifique par kilogramme de fluide.
Mesurer la surchauffe
- Laissez le système fonctionner de façon stable pendant au moins 10 à 15 minutes à charge normale.
- Mesurez la pression d'aspiration au plus près de la sortie de l'évaporateur, ou au compresseur si vous voulez la surchauffe du compresseur.
- Lisez la température de saturation correspondant à la pression dans une table pression-température ou dans le manifold numérique. Vérifiez que le bon fluide est sélectionné et si la table indique une pression relative ou absolue.
- Mesurez la température du tube au même endroit avec une sonde à pince bien en contact et isolée de l'ambiance. Avec un détendeur thermostatique : mesurez au niveau du bulbe.
- Surchauffe = température mesurée du tube − température de saturation.
Exemple au R134a : la pression d'aspiration est de 1,9 bar relatif, ce qui correspond à une température de saturation d'environ 0 °C. Le tube au bulbe est à 6 °C. La surchauffe est de 6 K.
Mesurer le sous-refroidissement
- Mesurez la pression de condensation à la sortie du condenseur ou à la vanne de service de la ligne liquide.
- Lisez la température de saturation correspondant à cette pression.
- Mesurez la température de la ligne liquide au même endroit, ou avant le détendeur si vous voulez savoir s'il y a du liquide pur à cet endroit.
- Sous-refroidissement = température de saturation − température mesurée du liquide.
Exemple au R134a : la pression de condensation est de 9,2 bar relatif, soit environ 40 °C. La ligne liquide est à 35 °C. Le sous-refroidissement est de 5 K.
Mélanges à glissement
Les mélanges zéotropes comme le R407C, le R448A et le R449A ne bouillent ni ne condensent à une seule température. À une pression donnée, le liquide commence à bouillir au point de bulle et a fini de s'évaporer au point de rosée, plus élevé. L'écart s'appelle le glissement et vaut plusieurs kelvins, environ 6 K pour le R407C [1][3]. Pour obtenir des valeurs justes :
- La surchauffe se calcule à partir du point de rosée à la pression d'aspiration. Le gaz plus chaud que le point de rosée est surchauffé.
- Le sous-refroidissement se calcule à partir du point de bulle à la pression de condensation. Le liquide plus froid que le point de bulle est sous-refroidi.
- Si la table comporte deux colonnes, liquide et vapeur, utilisez la colonne vapeur pour la surchauffe et la colonne liquide pour le sous-refroidissement [1][3].
Interpréter les valeurs en dépannage
| Surchauffe | Sous-refroidissement | Cause probable |
|---|---|---|
| Élevée | Faible | Manque de fluide, par exemple après une fuite |
| Élevée | Normal ou élevé | Le détendeur alimente trop peu (mal réglé, obstrué, bulbe vidé, sous-dimensionné), ou une restriction dans la ligne liquide, par exemple un filtre déshydrateur colmaté |
| Faible | Élevé | Trop de fluide, ou le détendeur alimente trop |
| Faible | Normal | Le détendeur alimente trop, ou le bulbe est mal placé ou mal isolé. Faible charge sur l'évaporateur, par exemple surface givrée ou ventilateur à l'arrêt |
| Normale | Faible avec bulles au voyant | Léger manque de fluide, ou perte de charge dans la ligne liquide |
Le tableau présente des situations fréquentes, pas des diagnostics certains. Vérifiez toujours l'ensemble : pressions, températures, débits d'air et d'eau, propreté des échangeurs et présence d'une bouteille de liquide. Dans un système avec bouteille, le sous-refroidissement après le condenseur est souvent faible même quand la charge est correcte. Le niveau dans la bouteille est alors un meilleur indicateur.
Valeurs indicatives
Les valeurs typiques de surchauffe à la sortie de l'évaporateur sont de 4 à 8 K avec un détendeur thermostatique. Avec un détendeur électronique, elle est souvent plus faible. Une surchauffe trop faible expose aux coups de liquide au compresseur. Une surchauffe trop forte réduit la puissance et élève la température de refoulement. Les valeurs conseillées par le fabricant du groupe, du détendeur et du compresseur priment toujours sur les règles générales.