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Surchauffe et sous-refroidissement

La surchauffe et le sous-refroidissement sont des différences de température qui renseignent sur l’état du fluide au point de mesure.

LE REPÈRE VISUEL

Bulle, rosée et température du tube

LIQUIDEDIPHASIQUEVAPEURBulle -11,4 °CRosée -3,6 °CTube 2,4 °CTempérature croissante →
Exemple R454C à 300 kPa relatifs, table Chemours : bulle −11,4 °C ; rosée −3,6 °C. Tube vapeur fictif à 2,4 °C : SC = 6 K.

01Surchauffe

SC = température du tube vapeur − température de saturation vapeur à la pression locale. À la sortie de l’évaporateur, elle caractérise l’alimentation de celui-ci. À l’entrée du compresseur, elle comprend aussi les gains de chaleur de la ligne d’aspiration. Ce ne sont pas toujours les mêmes valeurs.

02Sous-refroidissement

SR = température de saturation liquide à la pression locale − température du liquide. Une valeur positive indique un liquide sous-refroidi. La bouteille, les pertes de charge, le dénivelé et les apports de chaleur influencent l’état du fluide en amont du détendeur.

03Mesurer avant d’établir un diagnostic

Associe la pression et la température relevées au même point du circuit, ou tiens compte des écarts entre les points lorsque leur correction est justifiée. Attends un régime stable, puis vérifie le contact et l’isolation de la sonde ainsi que les instruments. Compare les résultats aux prescriptions du constructeur. Une valeur isolée ne suffit pas à prouver un manque de charge ou un mauvais réglage.

04Séparer surchauffe utile et surchauffe de ligne

La surchauffe en sortie d’évaporateur occupe une partie de l’échangeur dans laquelle la vapeur se réchauffe. Après cette sortie, une ligne mal isolée peut ajouter de la chaleur sans refroidir utilement le local. Une SC au compresseur élevée ne démontre donc pas à elle seule que le détendeur sous-alimente la batterie. Comparer les deux points permet de localiser le gain, en tenant compte de leur différence de pression.

05Relier le sous-refroidissement à l’alimentation liquide

Un liquide sous-refroidi peut commencer à se vaporiser plus loin dans le circuit si sa pression diminue ou s’il se réchauffe. Des bulles au voyant peuvent donc révéler cette vaporisation, sans que la charge totale soit insuffisante. À l’inverse, un voyant sans bulles ne permet pas de connaître la masse de fluide présente. Pour interpréter le sous-refroidissement, précise le point de mesure par rapport au condenseur et à la bouteille, le régime de fonctionnement et les prescriptions du constructeur. Les incertitudes sur la température mesurée et sur la température de saturation se répercutent sur leur différence : une très faible valeur doit donc être interprétée avec prudence.

Repères à confronter sur le terrain

Repères à confronter sur le terrain
RepèreCe qu’il signifieConséquence pratique
SC en sortie d’évaporateurAlimentation de l’évaporateurMesurer au bon point
SC à l’aspiration du compresseurSurchauffe de l’évaporateur, réchauffement de la ligne et effet des pertes de chargeExaminer isolation et trajet
SR avant détendeurMarge locale avant vaporisationTenir compte du réchauffement et des pertes de charge
UN EXEMPLE CONCRET

Si la température de saturation de la vapeur est de −8 °C et celle du tube de −2 °C, la surchauffe vaut 6 K. Si la température de saturation du liquide est de 40 °C et celle de la ligne liquide de 35 °C, le sous-refroidissement vaut 5 K. Un écart de 1 K est égal à un écart de 1 °C.

LE PIÈGE À ÉVITER

Il n’existe pas de valeur cible universelle de surchauffe ou de sous-refroidissement. Devant une valeur négative, vérifie les mesures, les points de prise et l’état du fluide avant de conclure.

À EXPLIQUER OU À TRAVAILLER EN FORMATION

Réalise les deux calculs dans l’atelier, puis explique ce qui change si la sonde vapeur est déplacée de l’évaporateur au compresseur.

« Étudiée » est un repère personnel ; cela ne valide ni un geste ni une habilitation.