Le détendeur thermostatique contrôle l'ouverture du détendeur grâce à la surchauffe du fluide frigorigène gazeux à la sortie de l'évaporateur ; il est donc largement utilisé dans les évaporateurs à remplissage partiel. Selon le mode d'équilibrage, on distingue les détendeurs thermostatiques à équilibrage interne et à équilibrage externe. Le système de détection de température du détendeur thermostatique peut être rempli de différentes substances et par divers procédés : remplissage liquide, gazeux, par injection croisée, par mélange de fluides ou par adsorption.

 

1. Techniques de réglage et interdictions liées au détendeur thermostatique

Pour que le détendeur thermostatique assure sa régulation automatique dans des conditions de fonctionnement données, il doit être réglé lors de la mise en service du système frigorifique. Ce réglage s'effectue à l'aide de la tige de réglage. Le vissage ou le dévissage de cette tige revient à comprimer ou desserrer le ressort, c'est-à-dire à ajuster la surchauffe statique du détendeur afin de répondre aux exigences de réfrigération. Généralement, le sens horaire augmente le réglage et le sens antihoraire le diminue. Pour régler la pression d'évaporation, retirez le bouchon et tournez la tige de réglage dans le sens horaire à l'aide d'une clé afin d'augmenter la compression du ressort, ce qui force la membrane à remonter et à fermer le détendeur. La pression d'évaporation diminue alors progressivement. Inversement, le sens antihoraire ouvre le détendeur et augmente la pression d'évaporation.

Lors du réglage du détendeur thermostatique, un manomètre basse pression doit être installé sur la vanne d'arrêt d'aspiration du compresseur afin d'observer la variation de la pression d'évaporation. La pression d'évaporation normale entraîne la formation de givre ou de condensation sur le tuyau d'aspiration (givre sur les équipements à moyenne et basse température ; condensation sur les climatiseurs). Si du givre ou de la condensation se forme sur la vanne d'arrêt d'aspiration, voire sur la moitié du compresseur, cela signifie que le détendeur est trop grand et doit être réglé à la baisse. Si le givre ou la condensation se forme uniquement à la sortie de l'évaporateur, ou pas du tout, cela signifie que le détendeur est trop petit et doit être réglé à l'augmentation.

La mise en service du détendeur thermostatique s'effectue généralement en deux étapes. Dans un premier temps, un réglage grossier est nécessaire, consistant à effectuer un tour complet à chaque fois. Lorsque l'appareil approche de son régime de fonctionnement optimal, un réglage fin est réalisé, par quarts ou demi-tours. Après chaque réglage, le système doit fonctionner pendant plusieurs minutes, voire plus, et toute variation de pression sur le manomètre basse pression doit être observée avant de procéder au réglage suivant. Une fois la mise en service du détendeur terminée, le bouchon doit être vissé et serré à l'aide d'une clé afin d'éviter toute fuite de réfrigérant. Le réglage du détendeur thermostatique est une opération minutieuse. Il est important de ne pas s'impatienter lors de cette opération. Une fois réglé, le détendeur ne doit pas être manipulé à nouveau, sauf si le régime de fonctionnement du réfrigérateur est modifié. En général, le détendeur thermostatique des appareils livrés est préréglé en usine et aucun réglage n'est nécessaire lors de la mise en service sur site.

 

 

2. Fonctionnement de maintenance du détendeur thermostatique

Les pannes courantes du détendeur thermostatique comprennent le blocage, la fuite du fluide caloporteur du capteur de température, etc. Le blocage de l'orifice du détendeur peut être dû à la glace ou à l'huile.

Si de l'eau est présente dans le système de réfrigération, elle se dissoudra dans le fluide frigorigène. Sa dissolution est liée à la température du fluide : plus la température est élevée, plus la dissolution est importante ; inversement, plus la température est basse, plus la dissolution est faible. Lorsque le fluide frigorigène liquide, dont la température de condensation est d'environ 30 °C, pénètre dans l'orifice du détendeur pour la détente, il se refroidit immédiatement jusqu'à la température de saturation (température d'évaporation) sous la pression d'évaporation, et une partie de l'eau se sépare. Si la température d'évaporation est inférieure à 0 °C, une couche de glace se forme au contact de l'orifice du détendeur. Si cette couche de glace s'épaissit, l'orifice du détendeur finit par se boucher.

L'huile et le fluide frigorigène se dissolvent mutuellement, et le degré de dissolution dépend de la température. Il est important à haute température et faible à basse température. Lorsque le liquide pénètre dans l'orifice du détendeur et que sa température chute rapidement après la détente, une partie de l'huile se sépare et s'accumule autour de l'orifice. Si la température d'évaporation est inférieure au point de congélation de l'huile, celle-ci se condense en une pâte. Lorsque la quantité d'huile augmente progressivement, l'orifice du détendeur se bouche, car plus la température d'évaporation est basse, plus la séparation de l'eau et de l'huile est facile. Ainsi, des obstructions par la glace ou par l'huile peuvent facilement se produire dans les équipements frigorifiques basse température à faible température d'évaporation.

Diagnostic d'une obstruction de l'orifice de la vanne par la glace ou l'huile : lorsque le groupe frigorifique fonctionne normalement depuis un certain temps, la pression d'aspiration chute rapidement jusqu'à une pression négative (vide), la température de la chambre froide augmente, la couche de givre fond (en premier lieu celle du tuyau d'aspiration) et le bruit de la vanne d'expansion devient inaudible. À ce stade, on peut conclure que l'orifice de la vanne est obstrué par la glace ou l'huile. Pour confirmer cette obstruction, chauffer le corps de la vanne d'expansion à l'aide d'une lampe à alcool (sans interrompre le fonctionnement). Après une ou deux minutes de chauffage, si l'on entend un flux d'air, puis un grincement, que la pression d'aspiration remonte et que la sortie de la vanne d'expansion blanchit à nouveau, cela indique que l'orifice est effectivement obstrué par la glace ou l'huile.