Compression transcritique du CO2 Contrôle du système

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1 Guide d application Compression transcritique du CO2 Contrôle du système EKC 326A 21 ICMTS CCM AK-SC 255/ AK-SM 350/ AK-SM 720/ AKA 245 DCR 32R AKD 102 R

2 Description générale La compression transcritique du CO2 est l un des systèmes les plus prometteurs pour les régions froides. La raison en est que sa consommation d énergie est identique à celle des systèmes R404a, voire inférieure ; sa conception est en outre relativement simple. GC R Une compression transcritique du CO2 traditionnelle est divisée en trois sections de pression : la haute pression, la pression intermédiaire et la basse pression. La section haute pression débute au niveau du compresseur de haute pression (1), passe à travers le refroidisseur à gaz et s arrête au niveau de la vanne de commande de haute pression (3). Dans cette section, la pression est généralement comprise entre 90 et 120 bar. La section de pression intermédiaire commence au niveau du détendeur haute pression (3), où le débit est ensuite divisé entre gaz et liquide dans la bouteille (4). La phase gazeuse est orientée vers la conduite d aspiration des compresseurs haute pression via une vanne de dérivation (5). Le liquide s écoule vers les détendeurs (6 et 7), où se détend avant d atteindre les évaporateurs MT (8) et LT (9). Le gaz obtenu après l évaporateur LT est comprimé dans le compresseur LT (10) et mélangé au gaz en provenance de l évaporateur MT et de la dérivation du gaz. De là, le gaz pénètre dans la conduite d aspiration, puis dans le compresseur HP, et complète le circuit. MT LT La pression dans la section MT est généralement de bar, et dans la section LT, de 25 bar. La tendance semble être à la conception des sections MT et LT pour des pressions identiques. La pression du réservoir est contrôlée par le détendeur pas à pas à commande électrique CCM (5). La pression du réservoir doit être plus élevée que la pression d évaporation dans les évaporateurs MT, afin de garantir une pression différentielle dans le détendeur MT (6). De l autre côté, la pression doit être inférieure à la pression de service. HP Haute High Pressure pression HP Pression Receiver réservoir Pressure LP pression Suction Pressure d'évaporation MT MT LP pression Suction Pressure d'évaporation LT LT Compression transcritique avec dérivation gazeuse 2 Guide d application RA8AA204 01/20 Compression transcritique du CO2

3 EKC 326A 21 ICMTS CCM AK-SC 255/ AK-SM 350/ AK-SM 720/ AKA 245 DCR 32R AKD 102 R Compression transcritique avec dérivation gazeuse HP Haute High Pressure pression HP Pression Receiver réservoir Pressure LP pression Suction Pressure d'évaporation MT MT LP pression Suction Pressure d'évaporation LT LT Compression transcritique du CO2 Guide d application RA8AA204 01/20 3

4 Régulation Les commandes du système transcritique peuvent être divisées en quatre groupes : la régulation du refroidisseur à gaz, la régulation du réservoir, la régulation d injection et la régulation de capacité des compresseurs. Régulation du refroidisseur à gaz La température du CO2 hors du refroidisseur de gaz est contrôlée par AK-PC 740 ou AK-PC 780 (ventilateurs à vitesse variable, généralement). Une différence de température minimum définie par l utilisateur entre la température ambiante (air dans le refroidisseur à gaz) et la température du CO2 mesurée à la sortie du refroidisseur à gaz constitue la référence pour le contrôle des ventilateurs. Si la température est inférieure au point de référence minimum défini, les ventilateurs s arrêtent. Lorsque les compresseurs sont à l arrêt, les ventilateurs sont eux aussi coupés. La pression minimum est maintenue par l'ekc 326A, qui contrôle le détendeur haute pression ICMTS. Le régulateur garantit une performance maximale du système en maintenant la pression optimale dans le refroidisseur à gaz lorsque la régulation a lieu dans la plage transcritique. Le régulateur optimisera toujours en fonction d un état sous-critique. Dans la plage transcritique, la pression optimale est fonction d une mesure de la pression et de la température. Les deux capteurs doivent être fixés à la sortie juste derrière le refroidisseur à gaz. Capacité de réfrigération supplémentaire («compresseur supplémentaire») Cette fonction accroît la capacité de réfrigération du système en augmentant la pression dans le refroidisseur à gaz. Elle est activée via l'ekc 326A, grâce à un commutateur à «contact sec». Récupération de chaleur ou pompe à chaleur Cette fonction augmentera la pression du gaz jusqu à une valeur de consigne. La valeur peut être fixe ou variable en fonction d un signal d entrée de 0 à 10 V. Cette fonction s applique dans les plages transcritiques et sous-critiques. Régulation du réservoir Pour réduire la pression dans les systèmes de distribution, la dérivation du gaz a été mise en place. Après l expansion à haute pression, le gaz et le liquide sont séparés et le gaz est dérivé directement du côté aspiration du compresseur. Le liquide est distribué aux évaporateurs, ce qui permet d utiliser des composants de pression standard. La pression du réservoir peut être contrôlée par EKC 326A afin d être maintenue à un point de référence défini. Ce régulateur exige l installation d'un détendeur CCM et d un transmetteur de pression. Afin de s'assurer que la pression du réservoir ne soit pas trop basse, une valeur limite peut être définie. Si la pression chute sous cette valeur, la vanne ICMTS s ouvre. La vanne s ouvre ensuite graduellement selon la bande P associée. 4 Guide d application RA8AA204 01/20 Compression transcritique du CO2

5 Régulation de l'injection La régulation de l'injection pour les évaporateurs des meubles et des chambres froides se fait par un régulateur électronique standard. L' fait appel à des vannes d injection AKV à modulation de largeur d impulsion et à des algorithmes logiciels brevetés pour optimiser les performances et le fonctionnement du système. Il est important de sélectionner un transmetteur de pression dont la mesure de surchauffe couvre toute la gamme de pression. Ainsi, pour un système de 40 bar, un transmetteur de pression 2050 de 1 à 59 bar doit être sélectionné. Utilisation des vannes AKV ou Pour les systèmes liquides à 40 bar, les côtés HT et LT du système peuvent utiliser des vannes AKV de 52 bar standard. Lorsqu un système liquide à 60 bar est en place, des vannes de 90 bar doivent être utilisées. 84B Régulation de capacité du compresseur Le régulateur AK-PC 740 (jusqu à 4 compresseurs) ou AK-PC 780 (jusqu à 8 compresseurs) contrôle la pression d aspiration et constitue le régulateur standard pour le contrôle d une centrale frigorifique dans n importe quel système de réfrigération. Le régulateur est capable de contrôler la vitesse variable de deux compresseurs associés à des compresseurs mono-étape de même tailles ou de tailles différentes, selon le choix du modèle de couplage. Le régulateur peut également coordonner le démarrage de LT et de HT, afin de garantir un fonctionnement optimal. Gestion et égalisation de l huile Le système intégré de gestion d huile couvre la plupart des systèmes disponibles à l heure actuelle sur le marché. Il peut être utilisé avec du CO2 comme avec tous les réfrigérants conventionnels et prend en charge des signaux en provenance : du capteur de niveau du compresseur, du capteur de niveau du séparateur d huile, du capteur de niveau du réservoir d huile, du transmetteur de pression du réservoir d huile. L alimentation en huile des compresseurs est gérée par l activation des électrovannes, avec des séquences d activation et de désactivation des impulsions définies par l utilisateur. Régulation haute pression Les régulateurs pour CO2 comportent davantage de fonctions de sécurité destinées à empêcher l ouverture des vannes de sécurité et, par conséquent, les pertes de charge. Régulateur de refroidissement à gaz EKC 326A Le réglage de pression maximum du réservoir permet de forcer la fermeture des vannes de gaz si la pression du réservoir est trop élevée. Régulateur de compresseurs AK-PC 740 Une fonction de sécurité de décharge maximale du compresseur permet de réduire la capacité des compresseurs. Compression transcritique du CO2 Guide d application RA8AA204 01/20 5

6 AK-PC 740 Régulateur flexible pour le contrôle de la capacité des compresseurs et des ventilateurs de condenseurs (ventilateurs de refroidissement à gaz). Le nombre d entrées/ sorties peut être accru grâce à des modules d extension AK-XM. 4 compresseurs avec 3 réductions de puissance par compression 6 ventilateurs 60 entrées/sorties maximum Contrôle de la vitesse variable sur le compresseur principal et les ventilateurs de condenseurs Fonction intégrée de gestion d'huile AK-PC 780 Identique au modèle AK-PC 740, avec en plus : 8 compresseurs avec 3 réductions de puissance 8 ventilateurs 100 entrées/sorties maximum Régulation dédiée du meuble frigorifique avec une grande flexibilité pour s adapter à tous les types de meubles et d entrepôts frigorifiques. Contrôle 1 évaporateur. AK-CC 750 Régulation flexible du meuble frigorifique pour un maximum de 4 évaporateurs. Thermostat jour/nuit selon le principe de marche/arrêt ou de modulation Régulation adaptative de la surchauffe Dégivrage adaptatif en fonction des performances de l évaporateur Dégivrage naturel, électrique ou par gaz chaud Fonction de nettoyage du meuble pour la documentation de la procédure HACCP Fonction de porte Commande de l éclairage EKC 326A Régulateur optimisant la pression dans les systèmes transcritiques au CO 2 et la pression du réservoir. COP maximal Le régulateur garantit une performance maximale du système en maintenant la pression optimale dans le refroidisseur à gaz lorsque la régulation a lieu dans la plage transcritique. Régulation de la pression du récepteur en fonction de la mesure de pression du récepteur Récupération de chaleur avec pression de référence ajustable, 0-10 V. ICMTS Vanne motorisée à régulation directe entraînée par un actionneur de type ICAD 600TS. 0/4 -> 20 ma 0/2 -> 10 V Conçue spécifiquement pour les applications CO2 haute pression, pour une pression de service maximale de 140 bar Le cône de régulation permet d obtenir une précision de régulation optimale, en particulier à charge partielle. Ouverture manuelle possible via l outil ICAD ou l outil multifonction. Le siège PTFE confère une excellente étanchéité à la vanne. Couplage magnétique étanchéité parfaite CCM Détendeur pas à pas à commande électrique Spécialement conçue en tant que vanne de détente pour les systèmes au CO2, et en tant que vanne de dérivation du gaz pour les applications subcritiques. Pression de service jusqu à 90 bar Positionnement précis pour un contrôle optimal des pressions intermédiaires Fonctionnement à double débit possible MOPD jusqu à 50 bar n'assume aucune responsabilité quant aux erreurs qui se seraient glissées dans les catalogues, brochures ou autres documentations écrites.dans un souci constant d'amélioration, se réserve le droit d'apporter sans préavis toutes modfications à ses produits, y compris ceux se trouvant déjà en commande, sous réserve, toutefois, que ces modifications n'affectent pas les caractéristiques déjà arrêtées en accord avec le client. Toutes les marques de fabrique de cette documentation sont la propriété des sociétés correspondantes. et le logotype sont des marques de fabrique de A/S. Tous droits réservés. FC-SPMC 6 Guide d application RA8AA204 01/20 Compression transcritique du CO2