Présentation
Auteur(s)
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André GAC : Docteur-Ingénieur - Ingénieur Général Honoraire du Génie Rural, des Eaux et des Forêts - Directeur Honoraire de l’Institut International du Froid
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’objet de cet article est de décrire les automates et les dispositifs automatiques spécifiques aux installations frigorifiques destinées à refroidir ou à maintenir des milieux ou des produits à des températures comprises entre environ + 15 oC et – 25 ou – 30 oC. Ces équipements sont notamment utilisés pour la protection des denrées périssables, traitées par réfrigération ou par congélation, pendant toute la période allant de la production à la commercialisation et à la consommation et qui constituent la chaîne du froid. Des équipements semblables servent également à effectuer des traitements par le froid dans de nombreuses opérations de transformation des industries agro‐alimentaires.
Pour les dispositifs automatiques d’autres équipements frigorifiques et des pompes à chaleur, destinés, en particulier, au conditionnement et au traitement de l’air des locaux d’habitation ou fréquentés par le public ou encore des ateliers, ainsi qu’à des processus industriels, seuls certains automates et automatismes sont semblables, mais les chaînes de commande sont différentes. En effet, ces équipements contrôlent des températures voisines ou supérieures à l’ambiance et, par ailleurs, assurent divers traitements, tels que la filtration, la purification, la déshumidification, le renouvellement de l’atmosphère, etc.
La très grande majorité des équipements frigorifiques en service actuellement sont à compression de vapeur d’un fluide liquéfiable (hydrofluorocarbures, dérivés du méthane ou de l’éthane, hydrocarbures et ammoniac). Aussi, on se limite, dans le présent article, à l’étude des systèmes automatiques propres à ces équipements et on examine :
-
les moyens de réglage des grandeurs externes au circuit frigorifique, c’est‐à‐dire la température, l’humidité relative et la composition de l’atmosphère ;
-
les divers automates de réglage des grandeurs internes ;
-
la conception de la commande d’équipements plus ou moins complexes ;
-
la télésurveillance et la télégestion des équipements frigorifiques.
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Réglage des grandeurs internes1. Réglage des grandeurs externes
Les grandeurs externes au circuit frigorifique sont :
-
la température ;
-
l’humidité relative ;
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la composition de l’atmosphère des locaux.
1.1 Température
Les automates de réglage de la température de l’air des chambres froides ainsi que de certains éléments du circuit frigorifique sont le plus souvent, aujourd’hui encore, des thermostats à bulbe. Ces thermostats sont des appareils de commande ou de sécurité dont la conception est simple. Ils comprennent : un élément sensible, un émetteur qui est un contacteur électrique, une ligne électrique et un ou plusieurs récepteurs, qui sont les relais des contacteurs-disjoncteurs des machines contrôlées par le thermostat. Dans ces appareils, l’élément détecteur, ou train thermostatique, est un ensemble constitué d’un soufflet déformable, d’un capillaire et d’un bulbe (figure 1). Il est chargé avec un fluide dont la pression est fonction de la température. En général, ces thermostats agissent par tout ou rien ou, dans certains cas, par tout ou peu. Cependant, ils peuvent aussi être utilisés pour assurer une régulation modulante ou proportionnelle comparable à celle des thermostats électriques. Dans ce cas, les déformations du soufflet, qui sont communiquées au curseur d’une résistance potentiométrique, provoquent le déséquilibre d’un pont de Wheatstone et l’apparition d’une force électromotrice qui engendre la régulation.
Il existe trois types de thermostats à bulbe, selon les conditions d’utilisation :
-
le thermostat à pression de vapeur saturante ;
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le thermostat à gaz ;
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le thermostat à adsorption ou à franchissement d’ambiance.
1.1.1.1 Thermostat à pression de vapeur saturante
Pour le thermostat à pression de vapeur saturante,...
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