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Le Zytrachill - Page 4/7

Rédigé par David D. & Stephen M. - 03/11/2003
Catégorie : Phase-Change



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Les calculs de capillaire

Le capillaire est un tube extrêmement fin qui permet de faire baisser la pression du liquide pour qu'il puisse s'évaporer en arrivant dans l'évaporateur. Il est possible avec deux petits logiciels shareware de se faire une idée assez précise de votre groupe. Pour commencer, il vous faut savoir quelques petites choses : quel est votre compresseur, quel gaz sera employé et quelle sera la puissance frigorifique.

Pour le compresseur, une fois que vous l'avez récupéré, il est facile de trouver sa puissance en regardant son étiquette ou en cherchant ses caractéristiques sur Internet. Vous trouverez au passage à quel gaz il est destiné. Pour connaître la puissance frigorifique nécessaire, rien de bien compliqué. Il s'agit de calculer la puissance totale à dissiper par votre groupe. Dans le cas d'un waterchiller, il faut additionner les puissances dissipées de tous les composants refroidis (ici on a Pf = 250 W environ)

On va tout d'abord utiliser le logiciel TECUMSEH. Il permet le calcul de la longueur du capillaire à mettre dans le circuit. Installez-le et démarrez le programme. Vous arriverez sur un écran avec un schéma en plein centre, cliquez sur "données générales" en haut à gauche et paramétrez les champs avec vos données comme dans cet exemple :

Ensuite, entrez dans les champs sur la gauche de l'écran les valeurs de puissance frigorifique et température d'évaporation du fluide frigorigène. Par défaut, j'ai laissé les valeurs initiales sauf pour la puissance frigorifique :

Il ne vous reste plus qu'à cliquer sur compresseur, et choisir un compresseur dans la liste. Bien entendu il n'y a que les compresseurs revendus par TECUMSEH qui y figurent mais j'en ai essayé beaucoup et cela n'influe pas sur la longueur de capillaire. En cliquant sur capillaire, on lance le calcul de la longueur nécessaire au bon fonctionnement du groupe. En cliquant ensuite sur un bouton avec des petits points "...", on obtient l'équivalence entre un capillaire de diamètre 1 mm, de 0,8 mm ou de 2 fois 0,6 mm, le plus courant étant pour des groupes de nos puissances un capillaire de 0,8 mm de diamètre intérieur :

Ici, il faut donc 2,06 m de capillaire de 0,8 mm. On va pouvoir passer sur le deuxième logiciel qui aura pour but de vérifier le bon fonctionnement du système, il est un peu plus récent et très complet, mais en version shareware. Téléchargez le ici : Logiciel de vérification. Pour ce programme il vous faut démarrer un nouveau projet, vous arrivez rapidement sur une page pleine de champs vides. Avant d'aller plus loin, comme il s'agit d'une vérification, il faut connaître deux autres petites choses : les volumes internes de l'évaporateur et du condenseur.

Exemple
  • Evaporateur : 15 000 * Pi * (8/2)2 = 753 982 mm3 = 0,754 dm3
  • Condenseur : 10 000 * Pi * (6/2)2 = 282 743 mm3 = 0,282 dm3

Maintenant remplissez tous les champs, volumes, longueur de tuyauteries, etc. Comme sur cet exemple :

Cliquez sur schéma en bas, il va calculer et vérifier que tout fonctionne et qu'il n'y ait pas d'aberration. Il vous donne aussi au passage la puissance à dissiper dans le radiateur, le condenseur, etc. Cette valeur est logiquement toujours supérieure à la puissance frigorifique. Dans le cas où des champs au centre sont rouges, cela signifie qu'il va y avoir un problème, que la valeur est soit trop grande soit trop petite mais que dans tous les cas, ça ne marchera pas ! Voici mon résultat :

La condensation et l'isolation

L'un des problèmes les plus dangereux avec un waterchiller taillé pour d'excellentes performances concerne la condensation qui va apparaître irrémédiablement sur le matériel soumis aux basses températures. La vapeur d'eau contenue dans l'air va se fixer et condenser sur un objet lorsque celui-ci sera plus froid que l'air qui l'entoure. Si cette condensation venait à se produire dans le socket ou sur les soudures occasionnant des courts-circuits, le matériel n'y résisterait pas forcément. Le tableau suivant donne la température à laquelle la condensation va apparaître pour un air ambiant donné (température/humidité relative) :

Par exemple, si l'air contient 50 % d'humidité et qu'il est à 20 °C, la condensation apparaîtra sur les objets dont la température sera de 9,3 °C. Le liquide sera à bien plus basse température donc on condensera à tous les coups partout dans le système, ce qui est bien sûr à éviter impérativement. Il faut donc éliminer cet air humide car plus d'air = plus d'humidité = plus de condensation. Pour éviter ce problème, il faut isoler les tuyaux, les waterblocks, le socket, bref, tout ce qui est au contact du liquide à basse température et de l'air.

Je me suis procuré plusieurs produits pour pallier à ce problème. Une bombe de mousse expansée pour l'isolation des waterblocs vu leur forme spéciale, des manchons en mousse caoutchouc pour les tuyaux, de la graisse Téflon pour l'isolation des sockets et des processeurs, et enfin un petit carré de mousse pour le socket et le derrière de la carte mère :

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