Compressor Short Cycling : Un gaspillage d’énergie difficile à trouver

Dans les applications commerciales, l’une des tâches les plus importantes pour maintenir les composants à leur rendement maximal est de déterminer ce qui est une cause et ce qui est un symptôme si des problèmes mécaniques surviennent. La différence entre savoir et ne pas savoir pourrait représenter des milliers de dollars de diagnostic.

En particulier, le cycle court semble être l’un de ces termes de réfrigération et de CVC qui devient plus trouble au fur et à mesure que vous vous enfoncez dans l’eau. Ce billet de blog expliquera ce qu’est le cyclage court, pourquoi il est néfaste pour votre système et de quels problèmes il naît.

Premièrement chose : qu’est-ce que le cyclage court ?

Le cyclage court se produit dans votre compresseur lorsqu’une défaillance mécanique fait en sorte que les temps de fonctionnement se terminent prématurément et que, le point de consigne n’ayant pas été atteint, il redémarre peu après, ce qui nécessite plus de temps de  » marche  » du compresseur pour compenser. Les cycles courts sont un symptôme d’un large éventail de causes potentielles. Pensez à de courtes rafales de 2 à 5 minutes de temps d’activation et de désactivation qui peuvent durer des jours, des semaines et des mois avant que la condition ne soit remarquée.

Figure 1 : graphique du gestionnaire de site distant (RSM) NRM du système d’un client réel. Montre un congélateur avec un cycle court sévère dû à une perte de réfrigérant.

Parce que le cycle court est généralement le signe d’un problème plus important, il est important qu’un technicien soit capable de découvrir la cause profonde plutôt que de simplement remplacer des pièces ou réparer des composants. Ce sont des solutions de fortune et, bien qu’elles puissent vous permettre de prolonger la durée de vie de votre système de refroidissement, elles laissent toujours ouverte la possibilité d’une panne complète du système.

« Chaque fois qu’un compresseur est tombé en panne, un technicien doit trouver la cause profonde et la corriger avant que le compresseur de remplacement ne tombe également en panne. Ce n’est pas toujours une tâche facile, mais c’est une partie importante du service fourni à un client. Le fait que le compresseur de remplacement tombe en panne à cause d’un problème système non résolu n’est pas bon pour le technicien, son entreprise ou le client.1 »

« Si un compresseur tombe en panne prématurément (<15 ans), il faut d’abord se demander pourquoi l’unité est morte en premier lieu. Ne vous contentez pas de remplacer le compresseur, de contourner une sécurité et/ou d’appliquer un pansement juste pour le faire fonctionner à nouveau. Il y a de fortes chances que la panne se reproduise, peut-être avec des conséquences plus graves, et sûrement avec des dépenses inutiles.2 »

En plus des coûts de réparation, tout compresseur à cycle court consomme beaucoup plus d’énergie et l’espace contrôlé atteint rarement le point de consigne. Le fonctionnement dans cet état peut consommer 20 à 50 % d’énergie en plus, un coût caché qui est rarement lié au problème.

Figure 2 : graphique RSM d’un client réel. Montre le refroidisseur avec un cycle court dû à un circuit d’évaporateur déclenché.

Donc, maintenant que nous savons ce qu’est un cycle court et pourquoi il est important d’entreprendre un diagnostic approfondi s’il se produit, voici les causes les plus courantes (faites attention à celles-ci !) :

Un mélange réfrigérant/huile insuffisant : Chaque fois qu’un compresseur effectue un cycle, une petite quantité d’huile qui est censée le maintenir lubrifié voyage en fait sous forme de mélange avec le réfrigérant dans tout le système. « Si le compresseur est mis en marche et arrêté trop rapidement, un déséquilibre se crée. Chaque fois que le compresseur démarre, l’huile est pompée, mais sans une durée de fonctionnement suffisante, l’huile reste dans le système et ne revient pas pour lubrifier le compresseur. Ce déséquilibre entraînera un manque d’huile à l’intérieur du compresseur et une défaillance des roulements1. »

Condenseur sale/réinitialisation automatique de la haute pression : Avec l’acte de jonglage quotidien auquel les propriétaires d’entreprise sont confrontés chaque fois qu’ils tournent le panneau OPEN, tant que le compresseur fonctionne d’une manière ou d’une autre, être proactif dans la performance ou la maintenance du système voit rarement un statut prioritaire. Un condenseur sale peut limiter considérablement la capacité de votre système à rejeter la chaleur pour réguler les températures et les pressions nécessaires au refroidissement, ce qui peut entraîner le déclenchement du compresseur en cas de pression de tête élevée. Si le condenseur a une réinitialisation automatique de la haute pression, cela peut entraîner des cycles de fonctionnement courts.

Une pression de décharge élevée du condenseur en raison de la recirculation de l’air : Si le condenseur se trouve dans une zone confinée où l’air utilisé pour refroidir le condenseur est recyclé, la température et la pression augmenteront, provoquant une réinitialisation de la haute pression et des cycles courts. Généralement observé lorsqu’un condenseur se trouve dans une cave ou un grenier et que la chaleur du condenseur chauffe l’air et que celui-ci est recirculé, il surchauffe le condenseur, provoquant un déclenchement et une réinitialisation de la haute pression.

Figure 3 : graphique RSM d’un client réel. Montre un refroidisseur avec un cycle court dû à une défaillance du ventilateur du condenseur.

Le différentiel de contrôle de la pression ou de la température est trop faible : Lorsque le différentiel de basse pression du contrôleur de pression est réglé trop serré, cela peut entraîner un cycle court du compresseur. Cela peut être observé pendant un refroidissement normal lorsque le réglage de basse pression est atteint et que le compresseur effectue un cycle d’arrêt jusqu’à ce que la pression dans l’évaporateur dépasse le côté haut du réglage de basse pression. Il en résulte des temps plus longs pour atteindre le point de consigne et une plus grande consommation d’énergie.

L’absence de temporisation de fonctionnement : S’il est certainement important d’avoir un temps de fonctionnement minimum et maximum en place pour une bonne performance du système, il est tout aussi important d’avoir un temps d’arrêt minimum sous la forme d’une temporisation de fonctionnement. C’est sans doute la cause la plus courante d’un cycle court. En ayant une temporisation efficace, vous pouvez potentiellement empêcher d’autres causes de s’infiltrer dans votre système. Par exemple, une temporisation appropriée peut empêcher le système de fonctionner en raison de l’air évacué qui circule encore dans le système immédiatement après son fonctionnement. Un autre : il peut permettre au contrôleur de pression de se réinitialiser naturellement alors qu’il n’appelle pas au refroidissement, par opposition au déclenchement d’un autre cycle basé sur des déclenchements de haute pression dus à des condenseurs compromis.

Figure 4 : graphique RSM d’un client réel. Montre le cycle court du refroidisseur en raison d’une électrovanne bloquée ouverte.

Voici une petite poignée d’autres causes : fuite de la vanne du compresseur, absence de contrôles de la capacité de charge, faible débit d’air, excès de réfrigérant, pression de refoulement trop élevée.

Bien que cela ne doive pas nécessairement être le cas, la détection précoce que votre compresseur a un cycle court peut être aussi difficile que de déterminer quelle est la cause profonde. Pourquoi ?

  • Dans de nombreuses installations, les compresseurs sont sur le toit et nous n’avons pas l’occasion de passer près de nos compresseurs et d’entendre le son de nos compresseurs en court-circuit.
  • Pour ceux dont les compresseurs sont situés sur un tampon sur le côté du bâtiment, nos oreilles ne sont pas formées pour identifier de telles choses.
  • Comme représenté avec un site dans la figure 1, de nombreux systèmes de réfrigération ont des compresseurs redondants pour un espace réfrigéré ou congelé qui masquent les problèmes de court-circuit du compresseur puisque l’espace est capable de maintenir la température définie.

Maintenant avec l’avènement de l’IoT (Internet des objets), l’identification de votre compresseur en court-circuit est possible par la surveillance, le contrôle et l’analyse des données en temps réel. Et compte tenu du coût de l’énergie économisée et des pertes potentielles de produits ou de stocks, ces solutions sont extrêmement rentables et incontournables.

Nous espérons que cet article de blog a été instructif pour vous aider à dépanner un problème courant dans les systèmes de réfrigération commerciale aux performances sous-optimales. Rappelez-vous, il ne suffit pas de demander à un technicien de remplacer une pièce défectueuse – la cause profonde d’un cycle court doit être déterminée et traitée pour éviter des problèmes futurs et potentiellement plus graves.

Il s’agit d’une question de sécurité.

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