Choisir le détendeur de la machine frigorifique

Le choix énergétique d’un détendeur est lié à sa capacité à gérer une surchauffe à la sortie de l’évaporateur le plus proche de la courbe de la valeur minimale de surchauffe stable tout en gérant le problème de différence pression minimale nécessaire à baisser la température de condensation (un des critères énergétiques principaux du cycle frigorifique). En d’autres termes, les critères de choix énergétiques des détendeurs sont :

• la gestion intelligente de la surchauffe;
• la capacité à travailler à des pressions d’entrée faibles pour favoriser le choix d’une stratégie de température de condensation basse.

Auparavant, le détendeur thermostatique intégré au meuble frigorifique s’imposait. Mais à l’heure actuelle, de par les développements technologiques importants, surtout dans le domaine électronique et numérique, le choix entre différents types de détendeur est possible, à savoir entre un :

• détendeur thermostatique;
• détendeur électronique.

Détendeur thermostatique

Le choix d’un détendeur thermostatique est dicté, pour la plupart des cas, par un choix économique au niveau de l’investissement.
Avantages et inconvénients des détendeurs thermostatiques :

Détendeur électronique

Le détendeur électronique n’est à proprement parlé pas une toute nouvelle technologie. Pourtant, même à l’heure actuelle, dans beaucoup de projets, les concepteurs proposent encore trop souvent les détendeurs thermostatiques.
Le “nerf de la guerre” est naturellement son coût. Les constructeurs sont clairs à ce niveau. Mais bien qu’il y ait encore des différences de prix au désavantage des détendeurs électroniques, les constructeurs annoncent des temps de retour simple entre 1 et 2,6 ans pour le choix d’un détendeur électronique par rapport à un thermostatique lorsque l’on prend en compte sa capacité à optimiser le fonctionnement de l’évaporateur.

Comparaison des détendeurs électroniques et thermostatiques

Pas de doute que la technologie du détendeur électronique avance considérablement. L’avantage du détendeur électronique, associé avec une régulation électronique générale du meuble permet d’optimiser le passage du fluide frigorigène suivant la charge de l’évaporateur.

En fait c’est la régulation de la surchauffe à la sortie de l’évaporateur qui conditionne l’ouverture ou la fermeture du détendeur. Cette régulation “auto-adaptative” se base sur le principe que l’évaporateur de chaque meuble du magasin a une valeur minimale de surchauffe stable qui évolue en fonction de la charge Q₀ de l’évaporateur.
Plus la réponse du détendeur “colle” avec la courbe de valeur minimale de surchauffe stable, meilleure sera l’efficacité de l’évaporateur et du compresseur; ce qui est le cas des détendeurs électroniques.

Selon un fabricant d’équipement de régulation, le choix d’un détendeur électronique permettrait de réduire de l’ordre de 12 % les consommations énergétiques des compresseurs.

En détente directe, considérant que le détendeur fait partie d’un circuit dont les équipements ont une influence directe les uns sur les autres, son dimensionnement doit tenir compte aussi de la pression et, par conséquent, de la température de condensation. Avec les nouvelles techniques électroniques de régulation en mode “flottant” (variation de vitesse du compresseur et des ventilateurs du condenseur), on essaye de maintenir la température de condensation à des valeurs proches de 20°C, ce qui permet d’améliorer de manière importante l’efficacité du cycle frigorifique.

Une température ou pression faible au niveau de la ligne liquide (après le condenseur) peut entraîner un fonctionnement aléatoire dans le cas du choix d’un détendeur thermostatique. En effet, pour que le remplissage de l’évaporateur soit correct en fonction de la charge frigorifique, un détendeur thermostatique nécessite une pression différentielle entre son entrée et sa sortie minimum.
Le problème peut être résolu par le choix d’un détendeur électronique surdimensionné en terme de débit. En effet pour une même puissance frigorifique nécessaire pour alimenter l’évaporateur, un détendeur électronique surdimensionné pourra travailler à des pressions d’entrée faibles tout en maintenant un remplissage correct de l’évaporateur.
Un fabricant annonce un temps de retour de l’ordre de 2,6 ans pour le dimensionnement d’un détendeur électronique de capacité frigorifique nominale double de celle initialement choisie.