Les compresseurs frigorifiques assurent la circulation du fluide frigorigène dans le système et, contrairement aux compresseurs de gaz, ne sont pas utilisés de manière autonome en dehors du système frigorifique. Les conditions de fonctionnement des compresseurs intégrés aux machines frigorifiques diffèrent de celles des compresseurs à usage général :
Ils fonctionnent sur une large plage de variation des pressions d’aspiration et de refoulement ;
Il n’est pas rare que les fluides frigorigènes dissolvent les huiles, ce qui dégrade les conditions de lubrification du compresseur ;
La vapeur aspirée a une basse température et entraîne souvent des gouttes de liquide ;
On peut parfois observer une condensation du fluide frigorigène dans le cylindre (en cas de refroidissement intensif) ;
Les fluides frigorigènes sont souvent très fluides et ont une grande capacité de pénétration ;
Les exigences imposées aux compresseurs frigorifiques sont toujours plus élevées : plus grande fiabilité, longue durée de vie, rendement élevé, etc.
Compresseurs frigorifiques à piston
Les machines frigorifiques les plus couramment utilisées sont :
Compresseurs frigorifiques semi-hermétiques
Les compresseurs semi-hermétiques sont utilisés dans les installations qui exigent un équipement compact de grande capacité. Ce type d’équipement peut atteindre une puissance de 350 kW. Il s’agit le plus souvent de modèles de compresseurs à piston et à vis. La partie active et le moteur électrique de ce type d’appareil se trouvent dans un carter démontable, ce qui rend le compresseur plus facile à réparer. Il est facile de le démonter, de retirer le moteur électrique et de remplacer les pièces nécessaires. Le mode de fonctionnement peut être réglé en fermant une partie des clapets d’aspiration.
Parmi les autres avantages de cet équipement :
puissance élevée ;
compacité ;
facilité d’entretien.
Quelques fabricants :
Bitzer, Frascold, Dorin, Copeland, BOCK
Compresseurs frigorifiques hermétiques, semi-hermétiques et ouverts
Selon leur construction, les compresseurs frigorifiques se divisent en appareils hermétiques, semi-hermétiques et ouverts. Compresseurs frigorifiques hermétiques. Les compresseurs hermétiques sont logés dans le même carter que le moteur électrique, qui est refroidi directement par le fluide frigorigène. Leurs avantages sont :
économie ;
compacité ;
polyvalence.
Les compresseurs frigorifiques hermétiques ont une puissance relativement faible – jusqu’à 35 kW
Compresseurs frigorifiques ouverts à l’ammoniac et au fréon
Ce sont des appareils verticaux ou en angle (en V et en W) à simple effet, avec un bâti monobloc (pour la solidité, la rigidité et la facilité d’implantation). Il s’agit généralement de compresseurs à flux direct, avec de faux couvercles de cylindre (pour protéger contre les coups de liquide). Les cylindres sont refroidis. Les compresseurs à l’ammoniac ont une chemise de refroidissement à eau. Les compresseurs au fréon sont refroidis par air, grâce aux ailettes des cylindres
Avantages :
groupes rapides, légers et compacts ;
irremplaçables pour les petites productions
Inconvénients :
accès difficile aux paliers, au système de lubrification et aux autres pièces situées dans le bloc-carter.
Compresseurs frigorifiques à vis
Les compresseurs à vis sont largement utilisés dans les machines frigorifiques. Ce sont des machines volumétriques à un ou deux rotors, avec un taux de compression géométrique constant. Ils se divisent en deux types : secs et à injection d’huile. Dans les compresseurs à injection d’huile, une grande quantité d’huile est injectée dans la chambre de travail pour assurer l’étanchéité des jeux, la lubrification et le refroidissement. L’injection d’huile permet de réduire sensiblement le niveau sonore.
Avantages :
vitesse élevée, faible poids et encombrement réduit (leurs dimensions sont 2 à 10 fois et leur masse 10 à 100 fois inférieures à celles des compresseurs alternatifs de même puissance), parfaite stabilité, débit pratiquement sans pulsation, absence de vibrations ; large plage de régulation continue de la puissance (de 10 à 100 %), fonctionnement en régimes variables avec une faible variation du rendement ; absence de pompage ; capacité à fonctionner en milieu humide, car ces machines ne craignent pas les coups de liquide ; grande fiabilité et longue durée de vie (pas de clapets ni de pièces de frottement) ;
entretien facile, automatisation et commande à distance.
Inconvénients :
niveau sonore élevé ;
nécessité d’un refroidissement aux taux de compression moyens et élevés.
Compresseurs frigorifiques scroll
Dans ce type de compresseur, le pompage est réalisé par deux spirales − l’une mobile et l’autre fixe. La spirale fixe est solidaire du carter du compresseur, tandis que la spirale mobile est montée sur un excentrique. Grâce à un profil spécialement choisi, des chambres se forment entre ces spirales, dans lesquelles le gaz se déplace. Leur forme est calculée de façon à ce qu’elles ne glissent pas l’une sur l’autre, ce qui réduit fortement leur usure. Ce type d’équipement est le plus souvent utilisé pour comprimer des gaz exempts d’huile. Grâce à leurs caractéristiques de construction, ils présentent certains avantages par rapport aux autres types de compresseurs :
réduction de la charge sur le moteur électrique, en particulier au démarrage ; en traversant le corps cylindrique, le fluide frigorigène refroidit efficacement le moteur ; débit de gaz régulier ;
grande fiabilité ; niveau sonore réduit.
Malgré leurs nombreux avantages, les compresseurs scroll présentent aussi des inconvénients qui freinent leur adoption plus large. Les deux plus importants sont :
une technologie de fabrication complexe,
une productivité relativement faible.
Il faut toutefois noter que de plus en plus de compresseurs scroll sont proposés aujourd’hui sur le marché, avec une qualité en constante amélioration. On s’attend à ce que, dans un avenir proche, ce type d’équipement commence à supplanter les autres systèmes moins fiables
