412-Schémas Des Installations Electriques Electroniques [PDF]

Zitiervorschau

UE N° IUTGTE 41: Technologies Professionnelles

EC N° GTE 412 : Schémas des installations électriques et électroniques

Schémas des installations électriques et électroniques

NIVEAU 2 CLASSE : DUT2 SEMESTRE 4 VOLUME HORAIRE : 48 heures

EQUIPE PEDAGOGIQUE : MEKONGO, CM 0 h, TD 04 h, TP 20 h NYATTE, CM 0 h, TD 04 h, TP 10 h ENGOLA, CM 0 h, TD 6 h, TP 10 h

OBJECTIFS GENERAUX A la fin de ce cours l’étudiant devrait être capable de • reconnaitre tous les symboles électriques et frigorifiques utilisés dans les schémas électriques ; •

Lire et interpréter un schéma électrique ;

•

Etablir les schémas de puissance et de commande d’une installation frigorifique et thermique.

OBJECTIFS SPECIFIQUES

•

Identifier les différents appareillages électriques utilisés dans les circuits électriques ;

•

Interpréter les désignations des appareils électriques ;

•

Repérer les bornes et les différents contacts des appareillages.

•

Faire des câblages électriques en puissance et commande des armoires électriques.

FICHE DE PROGRESSION

SEQUENCES THEMES DEVELOPPES

DUREE

a- Symboles pour appareillages électriques de connexion 1- Symboles pour appareillages de commande et de régulation a. Appareillage de commande manuelle b. Commutateurs rotatifs à cames 2- Appareillages à commande automatique SEQUENCE 1 : SYMBOLES GRAPHIQUES POUR

a.

Contacteurs et discontacteurs

b.

Blocs additifs et programmateurs

c.

Electrovannes

CM : 6h

SCHEMAS ELECTRIQUES ET FLUIDIQUES

3--Appareillages de protection -Les fusibles -Les disjoncteurs -Fonctionnement 2-Appareillages de sécurité -

Les relais thermiques

1- Présentation de l’objet du cours a- Schéma du symbole graphique du relais thermique SEQUENCE 2 : APPAREILLAGES DE PROTECTION ET SECURITE

b- Constitution générale c- Fonctionnement d- Désignation des relais thermiques 2- Pressostats de sécurité BP - Constitution et symbole graphique -Fonctionnement 3- Pressostats de sécurité HP

CM : 6h TP :2h

Constitution et symbole graphique -Fonctionnement T.P.E. : Identification des composants et du différentiel de réglage de pression. 4-Combiné pressostatique sécurité BP et HP a- Symbole graphique b- Contacts électriques -

5-Pressostat différentiel d’huile

- Présentation de l’objet du cours a. Utilité de la régulation dans les installations frigorifiques et thermiques 2- Les thermostats a. Thermostats à bulbes -Rôle dans la sécurité et fonctionnement b. Thermostats à adsorption SEQUENCE 3 : APPAREILLAGES DE PROTECTION ET SECURITE

(suite)

-Rôle dans la sécurité et fonctionnement c- Les thermistances -Rôle dans la sécurité et fonctionnement 1-Pressostat de régulation a-Pressostat de régulation Basse Pression(BP) -Schéma et symbole graphique -Repérage des bornes -Fonctionnement. b-Pressostat de régulation haute Pression (HP) -Schéma et symbole graphique -Repérage des bornes -Fonctionnement 2-Vanne à eau pressostatique Rôle et fonctionnement.

CM : 6h TD :2h

1- Régulation des chambres froides SEQUENCE 4 : APPAREILLAGE DE

1.1-Régulation thermostatique des chambres froides à T> 0

CM : 6h

a-Avantages

TD :2h

REGULATION

b-Inconvénients.

1.1.1- Régulation thermostatique des chambres froides des chambres froides à T> 0 (+3/+5) avec dégivrage manuel a. Appareillages de la chambre froide b. Fonctionnement -Marche réfrigération -Dégivrage -Protection -Signalisation Exemple d’application sur le schéma électrique des chambres froides. 1.1.2- Régulation thermostatique des chambres froides des chambres froides à T> 0 (+3/+5) avec dégivrage par interrupteur horaire 1- Appareillage intervenant dans le circuit 2- Fonctionnement a.

Marche réfrigération

b-Dégivrage c-signalisation 1.1.2- Régulation thermostatique des chambres froides des chambres froides à T> 0 (+3/+5) avec dégivrage par interrupteur horaire SEQUENCE 5 :

1- Appareillage intervenant dans le

APPAREILLAGE DE REGULATION

(SUITE)

CM :06h

circuit 2- Fonctionnement a.

TP :04h

Marche réfrigération

b-Dégivrage c-signalisation SEQUENCE 6 : APPAREILLAGE DE REGULATION

1.1.3- Régulation thermostatique des chambres froides des chambres froides à T> 0 (+3/+5) utilisant un commutateur rotatif à cames.

CM : 6h TD :2h

(SUITE)

a-Appareillage utilisé b-Fonctionnement c-Protection d-Signalisation e-Folio d’un schéma de commande. Exercice d’application + correction Travaux dirigés première série 2-Régulation par protection minimum des chambres froides à température positive -Schéma de principe

2.1- Régulation par protection minimum des chambres froides à température positive utilisant un commutateur à came. -Fonctionnement -Protection-sécurité-signalisation SEQUENCE7 : APPAREILLAGE DE REGULATION

(SUITE)

Exemple d’application 3-Régulation pressostatique des chambres froides à température positive. a-Avantages b-Inconvénients 3.1-Fonctionnement -Marche réfrigération -Dégivrage -Protection

CM : 4h TP : 4h

signalisation SEQUENCE 8 : REGULATION MIXTE DES CHAMBRES FROIDES

1-Equipement de la chambre froide 2-Fonctionnement

CM : 6h

3-Protection

TD : 4h

Signalisation

Exercice d’application 4-Chambres froides régulées par le système MONTREUX 4.1-Schéma de principe 4.2-Equipement de la chambre froide 4.3-Fonctionnement a)-marche réfrigération c)-dégivrage d)-Protection et sécurité e)-Signalisation EXERCICE D’APPLICATION 5-Chambres froides régulées par PUMP DOWN ou tirage au vide. a-Equipement b-Principe, rôle et utilisation 5.1-Chambres froides régulées par tirage au vide automatique.. Exemple d’étude 1 + Résolution 5.2-Chambres froides régulées par tirage au vide unique. a)-Equipement de la chambre froide b)-Fonctionnement b.1)-Marche réfrigération b.2)-Dégivrage b.3)-retour marche réfrigération b.4)-Protection et sécurité b.5)-Signalisation

SOURCES DOCUMENTAIRES SOURCES DOCUMENTAIRES

J.EXTREIM. Nouveaux schémas électriques-Applications frigorifiques (1993).PYC.livres.288p .

Table de matières Objectifs généraux ....................................................................... Erreur ! Signet non défini. Objectifs Spécifiques : ................................................................. Erreur ! Signet non défini. FICHE DE PROGRESSION ....................................................... Erreur ! Signet non défini. SOURCES DOCUMENTAIRES ........................................................................................... 8 CHAPITRE I ......................................................................................................................................... 13 SYMBOLES GRAPHIQUES ............................................................................................................... 13 CHAPITRE II ........................................................................................................................................ 13 APPAREILLAGE DE COMMANDE .................................................................................................. 13

I – GENERALITES .............................................................................................................. 13 II – APPAREILLAGE A COMMANDE MANUELLE ..................................................... 13 II.1 – LES INTERRUPTEURS ............................................................................................ 13 II.2 – LES AUXILIAIRES MANUELS A COMMANDE ROTATIVE ............................. 14 II.2.1 - Définition et rôle ....................................................................................................... 14 II.3 – LES COMMUTATEURS ROTATIFS A CAMES .................................................... 14 II.3.1 – Définition et rôle ...................................................................................................... 14 II.3.2 – Constitution générale ............................................................................................... 15 II.3.3 - Exemple d’étude d’un commutateur rotatif à cames à 4 positions angulaires ......... 15 III – APPAREILLAGE A COMMANDE AUTOMATIQUE (ELECTRIQUE). ................ 16 III.1 – LES CONTACTEURS .............................................................................................. 16 III.1.1 – Définition – Rôle – Caractéristiques ...................................................................... 16 III.1.2 – Constitution générale .............................................................................................. 16 III.1.3 – Fonctionnement ...................................................................................................... 16 III.2 - LES DISCONTACTEURS ....................................................................................... 18 III.3 – LES RUPTEURS ....................................................................................................... 19 III.4 – LES CONTACTEURS AUXILIAIRES OU RELAIS D’AUTOMATICITE .......... 19 IV – LES BLOCS ADDITIFS POUR CONTACTEURS .................................................... 19

IV.1 - LES BLOCS ADDITIFS A CONTACTS AUXILIAIRES INSTANTANES ........... 20 IV.2 - LES BLOCS ADDITIFS A CONTACTS TEMPORISES ....................................... 20 IV.2.1 – LES BLOCS A CONTACTS TEMPORISES AU TRAVAIL .............................. 20 IV.2.2 – LES BLOCS A CONTACTS TEMPORISES AU REPOS ................................... 21 V - LES PROGRAMMATEURS OU INTERRUPTEURS HORAIRES ............................ 22 VI – L’ELECTRO-VANNE OU VANNE MAGNETIQUE ............................................... 23 CHAPITRE III ...................................................................................................................................... 25 APPAREILLAGE DE PROTECTION, DE SECURITE ET DE REGULATION ............................... 25

I – APPAREILLAGE DE PROTECTION ........................................................................... 25 I.1 – LES FUSIBLES ........................................................................................................... 25 I.2 – LES DISJONCTEURS ................................................................................................. 26 II – APPAREILLAGE DE SECURITE ............................................................................... 26 II.1 – LE RELAIS THERMIQUE ........................................................................................ 26 II.1.1 – Définition et rôle ...................................................................................................... 26 II.1.2 – Constitution générale ............................................................................................... 27 II.1.3 – Fonctionnement........................................................................................................ 27 II.1.4 – Désignation des relais thermiques ........................................................................... 27 II.2 – LES PRESSOSTATS DE SECURITE ....................................................................... 27 II.2.1 - LES PRESSOSTATS DE SECURITE BASSE PRESSION(PBP) .......................... 28 II.2.2 - LES PRESSOSTATS DE SECURITE HAUTE PRESSION (PHP) ....................... 28 II.2.3 – LES COMBINES PRESSOSTATIQUES SECURITE (BP/HP) ............................ 29 II.2.4 – LES PRESSOSTATS DIFFERENTIELS D’HUILE .............................................. 30 III – APPAREILLAGE DE REGULATION ....................................................................... 31 III.1 – LES THERMOSTATS .............................................................................................. 31 III.1.1 - LES THERMOSTATS A BULBES ....................................................................... 31 III.1.2 – LES THERMOSTATS A ADSORPTION ............................................................. 33 III.1.3 – LES THERMOSTATS A BILAME ....................................................................... 33

III.1.4 – LES THERMISTANCES ....................................................................................... 33 III.2 – LES PRESSOSTATS DE REGULATION ............................................................... 33 III.2.1 – LES PRESSOSTATS DE REGULATION BASSE PRESSION (BP) .................. 33 III.2.2 – LES PRESSOSTATS DE REGULATION HAUTE PRESSION (HP) ................. 34 III.3 – LA VANNE A EAU PRESSOSTATIQUE............................................................... 34 CHAPITRE IV ...................................................................................................................................... 35 AUTOMATISME ET REGULATION DES CHAMBRES FROIDES ................................................ 35

A – REGULATION THERMOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES à T° > 0 ......... 35 A.1 – REGULATION THERMOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE (+3/5°C) AVEC DEGIVRAGE MANUEL. ........................ 35 A.2 – REGULATION THERMOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE (+3/5°C) AVEC DEGIVRAGE PAR INTERRUPTEUR HORAIRE. ........................................................................................................................... 38 A.3 – REGULATION THERMOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE (+3/5°C) UTILISANT UN COMMUTATEUR ROTATIF A CAMES. ............................................................................................................................... 40 B – REGULATION PAR PROTECTION MINIMUM DES CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE .............................................................................................. 47 B.1 – REGULATION PAR PROTECTION MINIMUM D’UNE CHAMBRE FROIDE A TEMPERATURE POSITIVE UTILISANT UN COMMUTATEUR ROTATIF A CAMES. .............................................................................................................................................. 48 B.2 – REGULATION PAR PROTECTION MINIMUM D’UNE CHAMBRE FROIDE A TEMPERATURE POSITIVE UTILISANT UNE LIGNE DE SECURITE .. Erreur ! Signet non défini. C – REGULATION PRESSOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES à T° > 0 ........... 52 I – FONCTIONNEMENT .................................................................................................... 53 D – REGULATION MIXTE DES CHAMBRES FROIDES à T° > 0 ................................. 54 D.1 - CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR UN PRESSOSTAT BASSE PRESSION ET UN THERMOSTAT D’AMBIANCE TOUS MONTES EN SERIE. ......................................... 54 D.2 - CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR LE SYSTEME MONTREUX. . 56 D.3 - CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR « PUMP DOWN » ou « TIRAGE AU VIDE » ........................................................................................................................... 59

D.3.1 – CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR UN TIRAGE AU VIDE AUTOMATIQUE.................................................................................................................................. 59 D.3.2 – CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR UN TIRAGE AU VIDE UNIQUE.............................................................................................................................................. 63

CHAPITRE I SYMBOLES GRAPHIQUES CHAPITRE II APPAREILLAGE DE COMMANDE I – GENERALITES Cet appareillage est constitué d’appareils qui sont commandés au moyen de contacts qui sont actionnés manuellement ou automatiquement (électriquement) lorsqu’ils sont asservis à une grandeur physique (température, pression, niveau, position etc….). Leur rôle est d’assurer : - L’interruption ou l’établissement d’un circuit électrique ; -

La commutation de plusieurs circuits.

Suivant le mode d’action de la commande sur les contacts on distingue : • Les appareils à commande manuelle (Interrupteurs, auxiliaires manuels à commandes rotatives, commutateurs à cames) •

Les appareils à commande électrique (Contacteurs, discontacteurs, rupteurs, contacteurs- inverseurs, contacteurs auxiliaires ou relais d’automaticité, programmateurs).

II – APPAREILLAGE A COMMANDE MANUELLE II.1 – LES INTERRUPTEURS Ce sont des appareils mécaniques de connexion qui, actionnés manuellement permettent soit d’établir soit de supporter ou d’interrompre des courants des circuits dans des conditions normales ou anormales pour les cas de surcharges et des court-circuits. Le symbole graphique d’un interrupteur est : Remarque : Les interrupteurs ne sont pas à confondre avec les boutons poussoirs dont les symboles sont les suivants :

ou

ou

D’autres variantes d’interrupteurs existent c’est le cas : - Des commutateurs va et vient de symbole graphique : -

Des interrupteurs bipolaires à commande manuelle par levier avec poignée de symbole : 1

2 3

II.2 – LES AUXILIAIRES MANUELS A COMMANDE ROTATIVE II.2.1 - Définition et rôle Ce sont des commutateurs rotatifs simples à plusieurs positions fixes qui, une fois actionnés manuellement permettent soit d’établir, soit de supporter ou d’interrompre simultanément les courants de plusieurs circuits. II.2.2 - Exemple d’étude d’un auxiliaire manuel à commande rotative à 3 positions a) – Grille de fonctionnement

Positions

P0

P1

P2

13-14

0

1

0

23-24

0

0

1

33-34

0

0

1

Contacts

« 0 » : Ouvert « 1 » : Fermé P0 : Position arrêt total de l’installation, tous les contacts sont ouverts ; P1 : Position où 1 contact est fermé et les 2 autres ouverts ; P2 : Position où 1 contact est ouvert et les 2 autres fermés. b) Symbole graphique et contacts 1 0

2

13

23

33

14

24

34

S1

II.3 – LES COMMUTATEURS ROTATIFS A CAMES II.3.1 – Définition et rôle Ce sont des appareils mécaniques de connexion qui, actionnés manuellement permettent de substituer une portion de circuit à une autre ou de modifier successivement les connexions de plusieurs circuits. Les commutateurs rotatifs à cames se présentent dans de gammes variées allant de 4 à 8 positions angulaires pour un maximum de 24 étages qui correspond à 48 contacts ou circuits.

II.3.2 – Constitution générale Un commutateur rotatif à cames est constitué de 2 parties : - Le bloc contacts ; -

Le train de cames.

a) - Le bloc contacts C’est l’élément de base du commutateur, il contient le mécanisme de positionnement angulaire et plusieurs étages de 2 contacts chacun. Les blocs contacts peuvent se mettre bout à bout pour constituer des ensembles homogènes à plusieurs étages. b) - Le train de cames. C’est l’élément variable du commutateur, il est constitué d’un axe équipé d’un empilement de cames dont l’ensemble vient se fixer à l’intérieur du bloc contacts. II.3.3 - Exemple d’étude d’un commutateur rotatif à cames à 4 positions angulaires comprenant 3 étages et 6 contacts. a) - Grille de fonctionnement

Positions

P1

P2

P3

P4

1-2

0

1

1

0

0110

3-4

0

0

1

1

0011

5-6

0

1

0

0

0100

7-8

0

1

0

0

0100

9 – 10

0

0

1

0

0010

11 - 12

0

0

0

1

0001

Contacts

« 0 » : Ouvert « 1 » : Fermé P1 : Position arrêt total de l’installation, tous les contacts sont ouverts b) – schéma du symbole graphique et contacts 1 S1

4

1

3

5

7

9

11

2

4

6

8

10

12

2 3

III – APPAREILLAGE A COMMANDE AUTOMATIQUE (ELECTRIQUE). III.1 – LES CONTACTEURS III.1.1 – Définition – Rôle – Caractéristiques Les contacteurs sont des appareils mécaniques de connexion qui actionnés automatiquement (électriquement), permettent d’établir, de supporter ou d’interrompre les courants monophasés et polyphasés en agissant sur un auxiliaire de commande qui est parcouru par un courant de faible intensité. Les contacteurs permettent en outre d’effectuer des commandes à distance à l’aide des fils de faible section, d’assurer un fonctionnement intermittent et continu en multipliant les postes de commande. III.1.2 – Constitution générale Un contacteur est constitué de 4 parties principales : - Un électro-aimant qui est l’organe moteur et renferme d’une part, un circuit magnétique (en forme de U), formé de tôles minces isolées et d’autre part d’une bobine médiane (circuit magnétique). -

Des contacts principaux, ouverts au repos qui permettent d’établir, de supporter ou d’interrompre le courant dans le circuit de puissance.

-

Un ou 2 contacts auxiliaires (voire même plusieurs en cas d’association d’un bloc additif), qui peuvent être à fermeture ou à ouverture et assurent ainsi l’auto-alimentation et les différents asservissements dans les circuits de commande des installations électriques.

-

Un support qui assure la liaison entre l’électro-aimant (organe moteur) et les organes mobiles.

III.1.3 – Fonctionnement Lorsque la bobine du contacteur est mise sous tension, il ya fermeture des contacts principaux et établissement du circuit entre le réseau d’alimentation et le moteur électrique ou du moto compresseur. Simultanément il ya ouverture ou fermeture des contacts auxiliaires du contacteur, lorsque la bobine n’est plus sous tension les contacts principaux s’ouvrent et mettent à l’arrêt le moteur ou le moto compresseur. On classe les contacteurs en plusieurs types ou classes : - Les contacteurs de puissance des séries D,K ou F ; -

Les contacteurs de puissance à soufflage magnétique ;

-

Les contacteurs auxiliaires ou d’automaticité

a) - Les contacteurs de puissance a.1) – Les contacteurs tripolaires sans contacts auxiliaires (symbole graphique et contacts) L1 L2 L3 1

3

5

2

4

6

A1 KM A2

Contacteur tripolaire 3P a.2) – Cas des contacteurs tripolaires avec contacts auxiliaires (symboles graphique et contacts) L1 L2 L3 L1 L2 L3 1

5

3

13

A1

KM

KM A2

4

2

14

KM

2

4

6

11

12

L3

1

3

5

2

4

6

A1 A2

5

Contacteur tripolaire 3P + 1 « F »

Contacteur tripolaire 3P + 1 « 0 » L1 L2

3

A1 A2

6

1

11

13

14

12

Contacteur 3P + « 0 »+ « F » a.3) – Les contacteurs tétrapolaires sans contacts auxiliaires (symbole graphique et contacts) N L1 L2 L3

KM

1

3

5

2

4

6 8

A1 A2

7

Contacteur 4P b) – Les contacteurs à soufflage magnétique Ce sont des contacteurs qui commandent des moteurs de très grandes puissances dans des installations industrielles, de certains circuits résistifs et de distribution.

Leur nombre de contacts à ouverture ou à fermeture avec soufflage magnétique est adaptable et varie de 1 à 8 selon le type. Leurs désignations et références de base sont pour certains : LC1-B…. ; CV1…. ; CV3…. etc… c) – Les contacteurs de la série D Ce sont des contacteurs qui commandent des moteurs ou des motocompresseurs triphasés dont la puissance varie entre 4 et 45 KW. Leurs désignations et leurs références sont : LC1-DO9….. ; LC1-D12…. ; LC1D18….. ; LC1-D25…. ; LC1-D32…. ; LC1-D40…. ; LC1-D50…. ; LC1-D65… ; LC1-D80… ; LC1D95… etc… d) - Les contacteurs de la série K Ce sont des contacteurs qui commandent les moteurs et motocompresseurs triphasés de petites puissances variant de 90W à 3KW. - Pour la désignation LC1 de la série K, on a les contacteurs dont les références varient de LC1-K06…. à LC1-K09…. -

Pour la désignation LP4 de la série K, on a les contacteurs dont les références varient de LP4-K06… à LP4-K09…

e) - Les contacteurs de la série F Les contacteurs de ce type interviennent dans des circuits de puissance où ils commandent des moteurs et motocompresseurs de grandes puissances variant de 50 à 400KW. - Pour la désignation LC1 de la série F, on a les contacteurs dont les références varient de LC1- F115….. à LC1- F780…… f) - Les contacteurs-inverseurs Ces contacteurs commandent des moteurs à 2 sens de marche (avant et arrière). - Pour la désignation LC2 de la série K, on a les contacteurs des moteurs de petites puissances allant de 60W à 4KW en triphasé dont la gamme des références varie de LC2-K06….. à LC2-K09…. -

Pour la désignation LC2 de la série D, on a les contacteurs des moteurs allant de 5KW à 45KW en triphasé dont la gamme des références varie de LC2-D09….. à

LC2-

D95…. -

Pour la désignation LC2 de la série F, on a les contacteurs qui commandent des moteurs allant de 50KW à 160KW en triphasé dont la gamme des références varie de LC2F115….. à 2x LC2-F400….

III.2 - LES DISCONTACTEURS Un discontacteur est un contacteur qui est associé à un relais thermique, il assure à la fois la commande et la sécurité des moteurs en cas de surcharges. • Schéma d’un symbole graphique

L1 L2 L3

1

3

5

2

4

6

A1 KM A2

III.3 – LES RUPTEURS Un rupteur est un contacteur tripolaire ou tétrapolaire dont tous les contacts principaux sont à ouverture. • Schéma du symbole graphique

KM

A1 A2

1

3

5

2

4

6

III.4 – LES CONTACTEURS AUXILIAIRES OU RELAIS D’AUTOMATICITE Les relais sont des appareils d’automatisme utilisés dans des circuits des installations électriques, ils assurent de nombreux asservissements et commutations de plusieurs circuits grâce à leurs contacts auxiliaires. • Schéma d’un symbole graphique

A1

13

31

41

23 Relais 2 « 0 » + 2 « F »

KA

A2 14

32

42

24

IV – LES BLOCS ADDITIFS POUR CONTACTEURS Ce sont des appareils de commande des circuits auxiliaires qui une fois greffés sur les contacteurs de puissance ou un relais, jouent le même rôle que le contacteur auxiliaire par la présence des contacts auxiliaires. On distingue 2 grands types de blocs additifs : - Les blocs additifs à contacts auxiliaires instantanés ; -

Les blocs additifs à contacts temporisés.

IV.1 - LES BLOCS ADDITIFS A CONTACTS AUXILIAIRES INSTANTANES Les contacts de ces blocs s’ouvrent ou se ferment instantanément une fois que la bobine qui les commande est alimentée. • Schémas de quelques symboles graphiques 13

23

33

43

13

31

41

43

14

24

34

44

23

32

42

44

(a)

11

21

31

41

12

22

32

42

(b)

(c)

Leurs désignations LA1 de la série D, ont une gamme de références qui est fonction de la nature du contact de la manière suivante : LA1DX….. ; LA1DY…. ; LA1DZ…… IV.2 - LES BLOCS ADDITIFS A CONTACTS TEMPORISES Temporiser veut dire retarder l’action pour quelques instants. On distingue 2 types de temporisations : - La temporisation au travail ; -

La temporisation au repos.

IV.2.1 – LES BLOCS A CONTACTS TEMPORISES AU TRAVAIL On distingue 2 catégories : a) – Les contacts à fermeture temporisés au travail Ce sont des contacts dont la fermeture est retardée de quelques secondes. • Schéma du symbole graphique et contact 17

18

b) – Les contacts à ouverture temporisés au travail Ce sont des contacts dont l’ouverture est retardée de quelques secondes. • Schéma du symbole graphique et contact 15

16

N.B : Le schéma graphique de la bobine du relais qui commande un bloc de contacts de contacts temporisés au travail est le suivant : A1 KM

A2

IV.2.2 – LES BLOCS A CONTACTS TEMPORISES AU REPOS On distingue 2 types : - Les contacts à fermeture temporisés au repos (au relâchement) ; -

Les contacts à ouverture temporisés au repos.

a) - Les contacts à fermeture temporisés au repos Ce sont des contacts auxiliaires à fermeture dont l’ouverture est retardée ou temporisée de quelques secondes. •

Schéma du symbole graphique 17

18

b) – Les contacts à ouverture temporisés au repos Ce sont des contacts auxiliaires à ouverture dont le relâchement est retardé de quelques secondes. • Schéma du symbole graphique 15

16

N.B : Le schéma graphique de la bobine du relais qui commande un bloc de contacts temporisés au repos est le suivant : A1 KM

A2 Dans certaines installations électriques d’automatisme, il ya certains relais qui sont en même temps temporisés au travail et au repos. Le schéma du symbole graphique de la bobine d’un tel relais est le suivant : A1 KM

A2

V - LES PROGRAMMATEURS OU INTERRUPTEURS HORAIRES Encore appelés horloge de dégivrage pour les circuits frigorifiques, les programmateurs sont des interrupteurs horaires qui assurent la commande automatique du dégivrage des évaporateurs. Un programmateur de dégivrage comprend 2 parties principales : - Une partie électrique qui comporte un petit moteur électrique ; -

Une partie magnétique constituée d’une bobine de l’électro-aimant qui, une fois alimentée permet de basculer le contact inverseur qui commande soit le circuit de la marche réfrigération soit celui du dégivrage.

L

M

P On distingue plusieurs types d’horloges: a) - Le modèle : PARAGON ; TYPE : EG121FR • Schéma électrique L1

3

Contact inverseur

M

1

4 D : Dégivrage

2

; MR : Marche réfrigération D

MR

L1

b) - Le modèle : PARAGON ; TYPE : E8145 – 21 – FR •

1

5

Schéma électrique

N

M

3

X

4

N

L1

D

L1

MR

N

L1

VI – L’ELECTRO-VANNE OU VANNE MAGNETIQUE Encore appelée robinet magnétique ou vanne solénoïde, l’électrovanne est un appareil mécanique qui permet de réguler les évaporateurs. Elle est montée sur la ligne liquide du circuit fluidique des installations frigorifiques et est commandée par un thermostat d’évaporateur. Une fois la température désirée atteinte, le thermostat coupe le circuit électrique et la vanne ferme la circulation du fluide frigorigène jusqu’au nouvel enclenchement du thermostat qui permettra sa réouverture. • Schéma du symbole graphique

Y

On distingue 2 grands types d’électro-vannes : • La vanne magnétique à appel direct. Elle fonctionne suivant le principe magnétique selon lequel, une fois que la bobine est excitée la masselotte de fer doux est attirée et se place dans le champ magnétique en soulevant le clapet pour ouvrir la vanne. La masselotte retombe en appuyant le clapet sur son siège pour fermer la vanne lorsque le courant est coupé. • La vanne magnétique à membranes et clapet pilote. Elle est utilisée pour les grandes orifices (diamètres supérieurs à 4mm), possède 2 clapets, un clapet pilote et clapet principal. Lorsque la bobine de la vanne est sous tension, l’induit soulève le clapet qui dégage l’orifice pilote sous l’influence de la poussée du fluide due à la surpression exercée sur la

partie annulaire du clapet principal qui se déforme, ce qui crée une ouverture de passage à travers le siège de la vanne.

CHAPITRE III APPAREILLAGE DE PROTECTION, DE SECURITE ET DE REGULATION I – APPAREILLAGE DE PROTECTION Les installations électriques doivent être protégées contre certaines détériorations dues aux surintensités, aux surtensions et aux baisses de tension. Les surintensités sont des défauts aux quels l’intensité appelée est supérieure à l’intensité nominale. Elles sont causées par des surcharges et des courts-circuits qui ont respectivement pour effet, l’échauffement anormal des conducteurs et la production de l’arc électrique. Les surtensions quant à elles, sont des défauts caractérisés par une élévation anormale de la tension causée, soit par un défaut d’isolement, soit par des manœuvres ou des phénomènes de résonnance et ont pour effet le claquage des isolants, la détérioration des conducteurs et appareils. Les baisses de tension sont des défauts causés par un déséquilibre d’un réseau triphasé ou d’une mauvaise répartition des charges, ce qui a pour effet le mauvais fonctionnement des récepteurs tels que lampes, radiateurs et un risque d’échauffement des moteurs. I.1 – LES FUSIBLES Un fusible est dispositif mécanique de protection qui permet d’ouvrir le circuit dans lequel il est inséré par fusion de ses éléments lorsque le courant qui le traverse dépasse une valeur calibrée. Un fusible comprend : - Un élément fusible (qui fond) ; -

Un socle avec bornes de raccordement ;

-

Les mâchoires de contact avec l’élément porte-fusible.

Le symbole d’un fusible est : F Dans les installations BT, on distingue plusieurs types de cartouches fusibles normalisées : - Les cartouches cylindriques ; -

Les cartouches à couteaux.

Cependant, on distingue d’autres types tels que : - Les fusibles à bouchons vissés ; -

Les fusibles à broches. On subdivise les fusibles en 2 principales classes :

•

Les fusibles de classe aM (accompagnement moteur), qui sont uniquement utilisés pour la protection contre les courts-circuits des moteurs à courant alternatif.

•

Les fusibles de classe gG ou gL, qui sont d’usage général et très utilisés dans la protection contre les surcharges et les courts-circuits.

I.2 – LES DISJONCTEURS Ce sont des appareils mécaniques de protection qui permettent d‘établir, de supporter et d’interrompre des courants dans des conditions normales et anormales telles que les courcircuits. Un disjoncteur est muni d’un système déclencheur thermique ou magnétique, qui provoque son ouverture automatique et son pouvoir de coupure capable d’interrompre des courants de courts-circuits. Le disjoncteur est utilisé pour la protection et la sécurité des appareils de la ligne de distribution et de la répartition de l’énergie électrique. Le pôle d’un disjoncteur a pour symbole : 1 F On distingue plusieurs types de disjoncteurs : - Les disjoncteurs magnétiques ;

2

-

Les disjoncteurs magnéto-thermiques (disjoncteurs domestiques) ;

-

Les disjoncteurs moteur-magnéto-thermiques ;

-

Les disjoncteurs différentiels ;

-

Les disjoncteurs « intégral ».

•

Schéma du symbole graphique du disjoncteur magnéto-thermique L1 L2 L3 1

3

2

4

5

F

6

II – APPAREILLAGE DE SECURITE II.1 – LE RELAIS THERMIQUE II.1.1 – Définition et rôle Le relais thermique est un appareil mécanique de sécurité qui possède un ou plusieurs organes déclencheurs fonctionnant sous l’effet thermique ou magnétique du courant.

Le relais thermique assure la protection des moteurs électriques contre les surcharges. • Schéma du symbole graphique

II.1.2 – Constitution générale Un relais thermique est constitué de 2 parties distinctes : - Une partie puissance qui est raccordée d’une part à la sortie du contacteur par les pôles 1,3 et 5 et d’autre part, au moteur électrique par les pôles 2, 4 et 6. -

Une partie commande qui possède 2 contacts auxiliaires (95 – 96) et (97 – 98).

Le contact (95 – 96) est monté en série avec la bobine du contacteur du moteur électrique à protéger, tandis que le contact (97 – 98) est monté sur le circuit d’un voyant lumineux qui signale le défaut de fonctionnement du moteur. Entre les pôles 1 – 2 ; 3 - 4 et 5 – 6, il existe un enroulement chauffant bobiné autour d’une bilame qui est montée en série avec chaque phase du moteur à protéger. II.1.3 – Fonctionnement En cas de surintensité, l’intensité augmente dans les enroulements chauffants, et il ya déformation des bilames qui est transmise à un dispositif mécanique qui provoque l’ouverture du contact (95 – 96) et la fermeture du contact (97 – 98) du relais thermique, d’où arrêt du moteur et apparition d’un voyant lumineux indiquant le défaut. II.1.4 – Désignation des relais thermiques La désignation LR de la série D permet d’avoir des relais thermiques dont les références varient de LR1-D09…..à……..LR1-D95……. Pour la série K, on a les relais thermiques dont les références varient de LR1-KO6…….à ….LR1-K09….. Pour les la série F, les références des relais thermiques varient de LR1-F115...à LR1-F180….. En fin pour les relais thermiques électroniques, les références varient de LT7-FOM160….à LT7-FOM630….. II.2 – LES PRESSOSTATS DE SECURITE Ce sont des appareils de sécurité dont le contact est commandé par une variation de pression d’aspiration ou de refoulement. Ils assurent la protection des compresseurs des installations frigorifiques contre les basses pressions anormales et les hautes pressions excessives. On distingue plusieurs types de pressostats de sécurité : • Les pressostats de sécurité basse pression (PBP) ; •

Les pressostats de sécurité haute pression (PHP) ;

•

Le combiné presso statique de sécurité (BP/HP) ;

•

Les pressostats différentiels d’huile.

II.2.1 - LES PRESSOSTATS DE SECURITE BASSE PRESSION(PBP) Le pressostat BP est raccordé au côté aspiration du compresseur, ils sont soit à différentiel fixe, soit à réarmement manuel. • Schéma du symbole graphique du contact électrique L1 1

B

BP


2

4

A1

X1

A2

X2

H1

KM1

II.2.3 – LES COMBINES PRESSOSTATIQUES SECURITE (BP/HP) Ce sont des appareils de sécurité qui jouent à la fois le rôle de pressostat BP et HP et protègent les compresseurs contre les pressions anormales ou excessives d’aspiration et de condensation. Le système BP est raccordé au carter du compresseur (aspiration) et le système HP, sur la tête du cylindre (refoulement). Les combinés pressostatiques se présentent sous 2 formes : - Les combinés préssostatiques sécurité à 2 contacts Le contact HP s’ouvre lorsque la pression HP devient excessive, tandis que le contact BP s’ouvre lorsque la pression BP baisse anormalement. • Schéma des symboles graphiques et contacts électriques L1 1 HP>

B BP
BP


Le thermostat à bulbe régule 2 types de température : - La température d’ambiance ou d’une enceinte à refroidir (thermostats d’ambiance). N.B : dans ces conditions, le bulbe du thermostat ne doit pas être soumis à un apport clandestin de chaleur, de ce fait, il doit toujours occuper l’emplacement le plus froid de l’enceinte à refroidir. - La température de fin de dégivrage d’un évaporateur (thermostats de fin dégivrage), cette température étant une température de surface, les thermostats qui la détecte sont dits de surface.

d) - Rôle du thermostat à bulbe dans la sécurité • Schémas des symboles graphiques et contacts électriques L B

𝜃


Remarque Thermostat de sécurité Thermostat de sécurité chaud, Certains thermostats jouents’ouvre à la fois le rôle dele sécurité et de par régulation, c’est le cas des froid, le contact contact s’ouvre parsurchauffe. baisse de température thermostats de augmentation de température

III.1.2 – LES THERMOSTATS A ADSORPTION Encore appelés thermostats d’affranchissement d’ambiance, leur bulbe est chargé d’un matériau poreux (charbon actif) qui peut adsorber un gaz comme le gaz carbonique (CO2). Le dégazage du bulbe en charbon se fait par l’action de la température. III.1.3 – LES THERMOSTATS A BILAME Ce sont des thermostats dont l’organe détecteur est constitué de 2 métaux de coefficients de dilatation linéaire différents, ce qui rend possible la déformation de l’ensemble qui aboutit à la commande des contacts du thermostat (thermostat du fer à repasser). M1 M 2

M1

M2

III.1.4 – LES THERMISTANCES Ces appareils sont des thermostats à résistance électrique pouvant varier en fonction de la température selon la relation : R = R0 (1+aθ) a : coefficient de dilation linéaire de température (a = 0,0039) R0 : Résistance à 0°C Les thermistances sont pourvues d’un détecteur qui est constitué d’un bobinage en fil de platine enrobé de verre dont la résistance est de l’ordre de 100Ω à 0°C. L’information fournit au thermostat par le détecteur est une variation de résistance qui est transformée en tension ou en intensité par un pont de Wheatstone. III.2 – LES PRESSOSTATS DE REGULATION III.2.1 – LES PRESSOSTATS DE REGULATION BASSE PRESSION (BP) Ces appareils mécaniques assurent la régulation BP des installations frigorifiques du type « Pomp Down » ex : pressostat de fin de dégivrage. Le pressostat de régulation BP est souvent couplé à un thermostat qui actionne l’électrovanne montée sur la conduite liquide pendant que le pressostat BP (sécurité) met à l’arrêt ou en fonctionnement le groupe. •

Schéma de symbole graphique et contact électrique L1 1

B

BP>

2

III.2.2 – LES PRESSOSTATS DE REGULATION HAUTE PRESSION (HP) Le rôle de ce type de pressostats est de réguler la pression de condensation (condenseurs à air), en permettant la mise en marche ou à l’arrêt du ou des ventilateurs du condenseur. • Schéma de symbole graphique et contact électrique L1 1

B

HP>

2

III.3 – LA VANNE A EAU PRESSOSTATIQUE a) – Définition et rôle La vanne à eau pressostatique ou robinet à eau pressostatique est un appareil de régulation dont le rôle principal est de réguler la pression de condensation d’un condenseur à eau perdue, en agissant sur le débit d’eau qui circule dans le condenseur. Elle est montée sur la tuyauterie d’eau du condenseur. b) – Fonctionnement Le clapet appuyé sur son siège par un ressort taré, subit la poussée du soufflet sur le quel s’exerce la pression de vapeurs refoulées par le compresseur. Un ressort réglable oppose son action à celle du soufflet. La vanne est réglée à la position de fermeture lorsque le compresseur est à l’arrêt, lors de la mise en marche, la pression de refoulement augmente et agit sur le clapet qui s’écarte de son siège en laissant passer un débit d’eau, qui est fonction de l’orifice de passage et de la pression qui règne dans la conduite d’entrée d’eau.

CHAPITRE IV AUTOMATISME ET REGULATION DES CHAMBRES FROIDES A – REGULATION THERMOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES à T° > 0 La régulation thermostatique est un procédé d’automaticité qui s’effectue par l’action directe d’un thermostat d’ambiance sur le moteur du groupe. On utilise la régulation thermostatique lorsque : - La température de l’enceinte à refroidir est supérieure à 0°C ; -

L’introduction des denrées riches en eau est régulière et sans excès.

La régulation thermostatique présente certains avantages et inconvénients : • Avantages -

Installations à réglages facile ;

-

Les températures de conservation sont précises.

• Inconvénients -

Risque de dégivrage excessif de l’évaporateur et diminution des échanges entre l’air ambiant et l’enceinte à refroidir ;

-

Il faut prévoir des dégivrages réguliers de l’évaporateur ;

-

Cette régulation ne tient pas compte de la migration du fluide frigorigène vers l’évaporateur, car pendant les périodes d’arrêt du groupe, le fluide frigorigène a tendance à venir s’accumuler dans l’évaporateur, ce qui a pour conséquence la présence des coups de liquide au redémarrage du groupe.

A.1 – REGULATION THERMOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE (+3/5°C) AVEC DEGIVRAGE MANUEL. Ce type de chambre froide est équipé : - D’un groupe de condensation à air ventilé (convection forcée) commandé par le contacteur KM1 du moteur M1 de bornes (U,V,W) de type asynchrone triphasé (380/400V ;50HZ) ; -

D’un évaporateur à air ventilé commandé par le contacteur KM2 du moteur M2 de bornes (U,V) de type asynchrone monophasé (220/240V ; 50HZ)

N.B : La masse de chaque moteur est reliée à la terre. I- FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération

Lorsqu’il ya demande du froid dans la chambre froide (remontée de la T°), le thermostat (de régulation de la T°) B ferme son contact et provoque l’alimentation du moteur du groupe qui démarre après la fermeture de son contact KM1. Il s’en suit la mise en marche du motoventilateur qui est asservi au moteur du groupe. Lorsque la température désirée est atteinte dans la chambre froide, le thermostat ouvre son contact et coupe l’alimentation du moteur du groupe qui à son tour coupe celle du motoventilateur. Pendant le fonctionnement, s’il survient un défaut de pression, le combiné pressostatique (BP/HP) intervient. 2 – Dégivrage Le dégivrage est manuel et se fait par arrêt du groupe et mise en marche forcée du motoventilateur de l’évaporateur par action sur l’auxiliaire manuel à commande rotative S. 3 – Retour en marche réfrigération Après la fusion totale du givre à l’évaporateur, une action manuelle sur l’auxiliaire S permet la remise en marche réfrigération de l’installation par la fermeture de son contact qui permet l’alimentation de KM1, puis de KM2. 4 – Protection - Le sectionneur général porte fusibles tétrapolaire Q1, permet d’isoler l’alimentation des moteurs ; -

Q2 et Q3 sont des sectionneurs à fusibles secondaires qui isolent respectivement, le moteur du groupe et le motoventilateur ;

-

Le fusible principal ou le disjoncteur magnétothermique bipolaire F1, protège le circuit de commande ;

-

Les relais thermiques F2 et F3 protègent le moteur du groupe et le motoventilateur contre les défauts thermiques ;

-

Le combiné pressostatique sécurité (BP/HP) protège les moteurs en cas de défauts de pression ;

5 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation (monophasés) de bornes X1 –X2 indiquent : - La mise sous tension de l’installation par H1 ; -

La marche réfrigération par H2 ;

-

Le dégivrage par H3 ;

-

Le défaut thermique du groupe par H4 ;

-

Le défaut thermique du moteur du ventilateur de l’évaporateur par H5

6 – Grille de fonctionnement de l’auxiliaire manuel à commande rotative L’auxiliaire manuel à commande rotative S à 3 positions P0 , P1 et P2 P0 : Position arrêt total de l’installation P1 : Position marche réfrigération P2 : Position dégivrage.

Positions

P0

P1

P2

13-14

0

1

0

23-24

0

0

1

33-34

0

0

1

Contacts

II – TRAVAIL A FAIRE Etablir pour cette installation les schémas : 1 – Le circuit de puissance ; 2 – Le circuit de commande.

RESOLUTION 1 – Etablissement du circuit de puissance L1 L2 L3 N 1

3

5

2

4

6

1

3

5

2

4 3

6

Q1

1

Q2

A1

1

2

5

A1

KM1

A2

Q3

2 1

4 3

6 5

2

4

6

1

3

5

2 1

4 3

6 5

KM2

F2

A2 F3

V U

2

4

W

M 3

Groupe 2 – Etablissement du circuit de commande

6 V

U M 1

Moteur du ventilateur 97 F3 98

Q1

13

L1

F1

14

95 F2 B1

96

13

97

F3 96 13

HP> BP


X1 A1

A1

A2

A2

X1

24

Q1

KM1

KM2

X1 X1

X2

N

98

v 14

23

F2

23

KM1

X2

X2 X2

H1

H2

H3 H4

A.2 – REGULATION THERMOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE (+3/5°C) AVEC DEGIVRAGE PAR INTERRUPTEUR HORAIRE. Cette chambre froide est équipée : - D’un groupe de condensation à air ventilé (convection forcée) commandé par le contacteur KM1 du moteur M1 de bornes (U,V,W) de type asynchrone triphasé (380/400V ;50HZ) ; -

D’un évaporateur à air ventilé commandé par le contacteur KM2 du moteur M2 de bornes (U,V) de type asynchrone monophasé (220/240V ; 50HZ)

-

La régulation est assurée par un thermostat d’ambiance.

N.B : La masse de chaque moteur est reliée à la terre. I- FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération Lorsque la température désirée est atteinte dans la chambre froide, le thermostat ouvre son contact et coupe l’alimentation du moteur du groupe pendant que le ventilateur continue de tourner. Lorsque la température remonte dans l’ambiance, le thermostat remet en marche le moteur du groupe. Pendant le fonctionnement, s’il survient un défaut de pression, le combiné pressostatique (BP/HP) intervient. 2 – Dégivrage A l’heure programmée pour le dégivrage, le programmateur de dégivrage P inverse ses contacts, ce qui a pour effet l’arrêt du moteur du groupe. 3 – Retour marche réfrigération Dès que le temps prévu pour le dégivrage est atteint, le programmateur P inverse à nouveau ses contacts, ce qui provoque la remise à marche du groupe.

4 – Protection - Le sectionneur général porte fusibles tétrapolaire Q1, permet d’isoler l’alimentation des moteurs ; -

Q2 et Q3 sont des sectionneurs à fusibles secondaires qui isolent respectivement, le moteur du groupe et le motoventilateur ;

-

Le fusible principal ou le disjoncteur magnétothermique bipolaire F1, protège le circuit de commande ;

-

Les relais thermiques F2 et F3 protègent le moteur du groupe et le motoventilateur contre les défauts thermiques ;

-

Le combiné pressostatique sécurité (BP/HP) protège les moteurs en cas de défauts de pression ;

5 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation (monophasés) de bornes X1 –X2 indiquent : - La mise sous tension de l’installation par H1 ; -

La marche réfrigération par H2 ;

-

Le dégivrage par H3 ;

6 –Fonctionnement des auxiliaires manuels à commande rotative - L’auxiliaire 1, S1 est à 2 positions : marche /arrêt du moteur du groupe ; -

L’auxiliaire 2, S2 est à 2 positions : marche/arrêt du moteur du ventilateur.

II – TRAVAIL A FAIRE Etablir pour cette installation les schémas : 1 – Du circuit de puissance ; 2 – Du circuit de commande. Résolution 1- Circuit de puissance (identique au précédent) L1 L2 L3 N 1

3

5

2 1

4

6

3

5

2 1

4 3

6

2 1

4 3

6 5

2

4

6

Q1

1

Q2

A1

5

KM1

A2

Q3

F2

A1

2 1

3

5

2 1

4 3

6 5

KM2

A2 F3

V U M 3~

W

2

4

6 V

U M 1~

2 – Circuit de commande L1

13

Q1

14

F1

Moteur du ventilateur Evaporateur

Moteur du groupe

6 P 7 F2

96

6

95

95

P

F3

96

13

B1 HP>

5

KM1 14

B2 BP
0

L N

23

24

Q1

0

1

S1

S2

v

1 v

A1

A1

X1

X1

X1

A2

A2

X2

X2

X2

M

P

KM1

KM2

H1

H2

H4

A.3 – REGULATION THERMOSTATIQUE DES CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE (+3/5°C) UTILISANT UN COMMUTATEUR ROTATIF A CAMES. Cette chambre froide est équipée : - D’un groupe de condensation à air ventilé (convection forcée) commandé par le contacteur KM1 du moteur M1 de type asynchrone triphasé (380/400V ;50HZ) ; -

D’un évaporateur à air ventilé de moteur M2 de faible puissance, de type asynchrone monophasé (220/240V ; 50HZ) directement associé au circuit de commande.

-

La régulation est assurée par un thermostat d’ambiance.

N.B : La masse de chaque moteur est reliée à la terre. I – FONCTIONNEMENT 1 - Fonctionnement de l’auxiliaire S1 Un commutateur rotatif à cames à 4 positions a pour grille de fonctionnement :

Positions

P0

P1

P2

P3

1-2

0

1

1

0

3-4

0

0

1

1

5-6

0

1

0

0

7-8

0

1

0

0

9 – 10

0

0

1

0

11 - 12

0

0

0

1

Contacts

P0 : Position arrêt total de l’installation ; P1 : Marche réfrigération normale C’est la marche automatique du groupe régulé par un thermostat d’ambiance. Le fonctionnement du ventilateur est asservi à celui du groupe. P2 : Marche réfrigération forcée Cette position correspond à la marche automatique du groupe, mais le ventilateur de l’évaporateur n’est plus asservi au groupe, il fonctionne en marche forcée. P3 : Dégivrage Cette position correspond au dégivrage par arrêt de la production frigorifique et ventilation forcée. 2 – Protection Le sectionneur général porte fusibles tétrapolaire Q1, permet d’isoler l’alimentation du moteur ; -

Q2 et Q3 sont des sectionneurs à fusibles secondaires qui isolent respectivement, le moteur du groupe et le motoventilateur ;

-

Le fusible principal ou le disjoncteur magnétothermique bipolaire F1, protège le circuit de commande ;

-

Le fusible F3 protège le motoventilateur.

-

Les relais thermiques F2 protège le moteur du groupe contre les défauts thermiques ;

-

Le combiné pressostatique sécurité (BP/HP) protège les moteurs en cas de défauts de pression ;

3 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation (monophasés) de bornes X1 –X2 indiquent :

-

La mise sous tension de l’installation par H1 ;

-

La marche réfrigération normale par H2 ;

-

La marche réfrigération forcée par H3 ;

-

Le dégivrage par H4 ;

-

Le défaut thermique du moteur du groupe par H5

II – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas : 1 – Du circuit de puissance 2 - Du circuit de commande (avec nomenclature et folio) RESOLUTION 1 – Circuit de puissance L1 L2 L3 N 1

3

5

2

4

6

1

3

5

2 1

4 3

6 5

4

6

Q1

A1 KM1

A2 F2

2 V U

W

M 3

Groupe 2 – Circuit de commande

13

L1

Q1

14

F1

Moteur du groupe

Moteur du ventilateur Evaporateur F3

95 F2

97

13

96

F2

KM1

B1 HP>

98 14

B2 BP< B3

θ>

0 S1

1

3

1

3

5

2

4

6

V

2

A1 A2 N

23

M2

KM1

24

M 1~

7

9

11

8

10

12 X1

X1

X2

X2

X1

X1

X2

X2

H1

H2

X1 X2 H3

H4

H5

Q1 A.4 - FOLIO d’un schéma de commande Le folio d’un schéma est une technique qui permet de situer tous les contacts qui appartiennent à un même élément par rapport aux colonnes de repérage du schéma. Cette technique permet une bonne lisibilité et le câblage des schémas de commande. Le folio se traduit par : - Un trait vertical par tracé sous chaque élément possédant plusieurs contacts ; -

A gauche de chaque trait vertical, on porte les numéros des bornes des contacts ;

-

A droite, on porte le numéro de la colonne du schéma de commande. KM1

Exemple de folio :

3

13-14

Ce folio renseigne qu’à la 3e colonne du schéma de commande, il ya un contact auxiliaire (13 -14) du contacteur KM1 qui est situé à la première colonne

1

TRAVAUX DIRIGES (1ere Série) EXERCICE 1 Le groupe d’une mini chambre froide à T°>0 et à régulation thermostatique, utilisée pour la conservation des fruits est équipé : - D’une unité de condensation munie d’un moteur asynchrone triphasé (380V- 50Hz), couplé en étoile commandée par un contacteur KM1. -

D’un moteur monophasé (220V – 50Hz) du ventilateur de l’évaporateur commandé par un contacteur KM2.

I - FONCTIONNEMENT 1 – Marche réfrigération

Lorsque la température désirée est atteinte dans la chambre froide, le thermostat B3 coupe l’alimentation du moteur de l’évaporateur qui est assujetti au groupe. Quand la température remonte, le thermostat remet en marche le moteur de l’évaporateur dont le contacteur remet le groupe en marche quelques secondes plus tard. S’il survient un défaut de pression, le combiné pressostatique (BP/HP) intervient.

2 - Dégivrage Il se fait par arrêt du groupe et mise en marche forcée du ventilateur de l’évaporateur par l’auxiliaire S1. 3 – Retour en marche réfrigération La remise en marche réfrigération se fait manuellement avec l’auxiliaire S1, après constatation de la fusion totale du givre à l’évaporateur. 4 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation (monophasés) de bornes X1 –X2 indiquent : - La mise sous tension de l’installation par H1 ; -

La marche réfrigération normale par H2 ;

-

Le dégivrage par H3 ;

-

Le défaut thermique du moteur du groupe ou du moteur du ventilateur par H4.

5 – Grille de fonctionnement de l’auxiliaire manuel rotatif S1

Positions

P1

P2

P3

1-2

0

1

1

3-4

0

1

1

5-6

0

0

0

7-8

0

1

0

9 – 10

0

0

1

Contacts

P1 : Arrêt total de l’installation ; P2 : Marche réfrigération ; P3 : Dégivrage

6 – Protection - Le sectionneur général porte fusibles tétrapolaire Q1, permet d’isoler l’alimentation des moteurs ; -

Le fusible principal ou le disjoncteur magnétothermique bipolaire F1, protège le circuit de commande ;

-

Les relais thermiques F2 et F3 protègent le moteur du groupe et le moteur du ventilateur contre les défauts thermiques ;

-

Le combiné pressostatique sécurité (BP/HP) protège les moteurs en cas de défauts de pression ;

II – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas : 1 – Du circuit de puissance 2 - Du circuit de commande (avec nomenclature et folio) en utilisant une ligne de sécurité. EXERCICE 2 Une chambre froide à T°>0 et à régulation thermostatique, avec dégivrage par interrupteur horaire est équipée : - D’un groupe de condensation muni d’un moteur asynchrone triphasé (380V- 50Hz), couplé en étoile commandée par un contacteur KM1. -

D’un moteur monophasé (220V – 50Hz) du ventilateur de l’évaporateur commandé par un contacteur KM2.

I – FONCTIONNEMENT 1 – Fonctionnement du commutateur rotatif à cames C’est un commutateur à 4 positions et à 5 contacts dont la grille de fonctionnement est résumée dans le tableau ci-dessous :

Positions

P1

P2

P3

P4

1-2

0

1

0

1

3-4

0

1

0

1

5-6

0

0

0

1

7-8

0

1

0

0

9 – 10

0

0

0

1

Contacts

P1 et P3 : Positions d’arrêt total de l’installation ; P2: Position marche réfrigération normale, qui correspond à la marche automatique du groupe régulée par le thermostat d’ambiance et asservi au moteur du ventilateur de l’évaporateur ; P4 : Position marche réfrigération forcée qui correspond qui correspond à la marche automatique du groupe et à la marche forcée du moteur du ventilateur de l’évaporateur 24h sur 24h. 2 – Dégivrage A l’heure programmée pour le dégivrage, l’horloge P inverse ses 2 contacts, ce qui pour effet l’arrêt du groupe et du ventilateur de l’évaporateur. 3 – Retour en marche réfrigération Une fois le temps prévu pour le dégivrage atteint, l’horloge P inverse à nouveau ses contacts, ce qui provoque la remise en marche du groupe. 4 - Protection - Le sectionneur général porte fusibles tétrapolaire Q1, équipé de 2 contacts auxiliaires de pré coupure, permet d’isoler l’alimentation des moteurs ; -

Le sectionneur à fusibles Q2 du groupe, équipé d’un contact auxiliairede pré coupure, permet d’isoler l’alimentation du moteur M1 du groupe ;

-

Le coupe-circuit sectionable avec un contact auxiliaire de pré coupure, permet d’isoler l’alimentation du moteur M2 du ventilateur de l’évaporateur ;

-

Le fusible principal bipolaire ou le disjoncteur magnétothermique bipolaire F1, protège le circuit de commande ;

-

Les relais thermiques F2 et F3 protègent les moteur contre les défauts thermiques ;

-

Le combiné pressostatique sécurité (BP/HP) protège les moteurs en cas de défauts de pression ;

5 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation (monophasés) de bornes X1 –X2 indiquent : - La marche réfrigération normale par H1 ; -

La marche réfrigération forcée par H2 ;

-

Le défaut thermique du moteur du groupe par H3

-

Le défaut thermique du moteur du groupe par H4 ;

-

La mise sous tension de l’installation par H5 ;

II – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas : 1 – Du circuit de puissance 2 - Du circuit de commande (avec nomenclature et folio). B – REGULATION PAR PROTECTION MINIMUM DES CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE La régulation par protection minimum est une régulation thermostatique de type « Tout ou rien » ou « TOR », avec action directe sur le groupe et par asservissement sur le robinet électromagnétique (REM) dont le schéma est donné ci-dessous. Dans cette régulation, il ya libre circulation fluide frigorigène dans l’installation et les coups de liquide sont évités pendant les périodes d’arrêt du groupe par le montage d’une électrovanne sur la conduite liquide à l’entrée du détendeur. •

Schéma de principe de la régulation par protection minimum avec action directe sur le groupe. Groupe

REM

Sécurité 13 B3

KM1

θ>

14

KM1

Y

La régulation par protection minimum se présente aussi sous une forme dans la quelle le thermostat d’ambiance qui est l’organe de régulation, agit directement sur le moteur du ventilateur de l’évaporateur et par asservissement sur le groupe puis sur l’électrovanne dont le schéma est donné ci-dessous.

•

Schéma de principe de la régulation par protection minimum avec action directe sur l’évaporateur puis sur le groupe. Evaporateur

Groupe

REM

Sécurité 13 B3

θ>

KM1

KM1

14

KM2

13 KM2

14

Y

B.1 – REGULATION PAR PROTECTION MINIMUM D’UNE CHAMBRE FROIDE A TEMPERATURE POSITIVE UTILISANT UN COMMUTATEUR ROTATIF A CAMES. I – Equipement de la chambre froide - Un moto compresseur dont le moteur est de type asynchrone triphasé (380/400V – 50Hz). - Un évaporateur plafonnier comportant un ventilateur muni d’un moteur asynchrone monophasé (220/240V – 50Hz). - Un condenseur muni d’un ventilateur dont le moteur est de type asynchrone (380/400V – 50Hz) II - Fonctionnement 1 – Marche réfrigération La température de l’enceinte de la chambre froide est régulée par un thermostat d’ambiance B3, qui agit de façon directe (TOUT ou RIEN) sur le moteur du groupe. Les fonctionnements du moteur du ventilateur de l’évaporateur et du robinet électromagnétique sont assujettis au groupe. 2 – Fonctionnement du commutateur rotatif à cames S1 S1 est un commutateur à 4 positions et 4 contacts. P1 et P3 : Positions arrêt total de l’installation. P2 : Position en marche réfrigération. P4 : Position dégivrage. • Grille de fonctionnement

Positions

P1

P2

P3

P4

1-2

0

1

0

1

3-4

0

1

0

0

5-6

0

1

0

0

7-8

0

0

0

1

Contacts

3 – Protection et sécurité - Un sectionneur général porte fusibles tétrapolaire Q1, équipé de 2 contacts auxiliaires de pré coupure, permet d’isoler l’alimentation de tous les moteurs ; -

Un disjoncteur principal magnétothermique bipolaire F1, protège le circuit de commande ;

-

Des relais thermiques F2, F3 et F4 protègent les moteurs contre les défauts thermiques ;

-

Le combiné presso statique sécurité (BP/HP) protège les moteurs en cas de défauts de pression ;

3 - Signalisation Les voyants lumineux de signalisation sont : H1 : Marche réfrigération ; H2 : Marche dégivrage ; H3 : Mise sous tension de l’installation. III – Travail à faire Etablir les schémas électriques : 1 - Schéma de puissance. 2 – Schéma de commande avec nomenclature et folio RESOLUTION 1 - Circuit de puissance (Devoir à faire à domicile) 2 – Circuit de commande

F1

13 Q1 14

L1

Moteur du groupe

MVE

95 F2

95

95 F3

96

MVC

96

F4

REM

F5

96

B1 HP> B2 BP< B3

1 S1

N

4

1 2

24

23

Signalisation

13

13 KM2

θ>

14

KM2

3

9 14

5

V

6

2

4

A1

A1

A1

X1

A2

A2

A2

X2

KM1

KM2

KM3

Y

H1

7 8 X1 X2 H2

X1 X2 H3

Q1 B. 2 – REGULATION PAR PROTECTION MINIMUM D’UNE CHAMBRE FROIDE A TEMPERATURE POSITIVE UTILISANT UNE LIGNE DE SECURITE N.B : Les appareils sont à réarmement manuel I – Equipement de la chambre froide -

Un groupe de condensation dont le moteur est équipé d’un moteur asynchrone triphasé (380/400V – 50hz).

-

Un évaporateur plafonnier à air ventilé équipé d’un moteur asynchrone monophasé (220/240V).

II – Fonctionnement 1 – Marche réfrigération La fermeture manuelle du sectionneur Q1 permet la mise sous tension du relais d’automatisme KA1 de la ligne de sécurité qui, à son tour agit simultanément par asservissement sur le groupe, sur le robinet électromagnétique (REM) et sur le moteur du ventilateur de l’évaporateur. La mise à l’arrêt de l’installation est assurée par un auxiliaire à accrochage arrêt d’urgence S1 type « coup de poing ». 2 – Dégivrage L’auxiliaire manuel à commande rotative S2 permet d’obtenir un dégivrage manuel par arrêt de la production frigorifique (arrêt du groupe), suivi de la mise hors tension de l’électrovanne pendant que la ventilation continue. Le dégivrage s’accélère par ventilation de l’évaporateur. L’électrovanne interrompt le passage du fluide frigorigène liquide à l’entrée de l’évaporateur pour empêcher la migration du fluide frigorigène et les « coup de liquide » au redémarrage du groupe). 3 – Retour en marche réfrigération

Après la fonte du givre, une action sur S2 permet de remettre le groupe en marche ainsi que le robinet électromagnétique qui ouvre le passage du fluide frigorigène liquide à l’entrée de l’évaporateur et le cycle recommence. 4 – Protection et sécurité - Les alimentations sont isolées individuellement par un sectionneur à fusibles dont : •

Un tétrapolaire Q1 avec 2 contacts auxiliaires de précoupure pour l’installation générale ;

•

Un tripolaire Q2 avec un contact auxiliaire de precoupure pour le groupe ;

•

Un bipolaire Q3 avec un contact auxiliaire de precoupure pour le moteur du ventilateur de l’évaporateur.

-

Tous les moteurs sont protégés individuellement par un relais thermique.

-

Le groupe est protégé par les pressostats HP et BP à réarmement manuel.

-

Les circuits de commande et l’électrovanne sont protégés chacun par un fusible. 4 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation indiquent : H1 : le défaut basse pression ; H2 : le défaut haute pression ; H3 ; le défaut thermique du groupe ; H4 : le défaut thermique du moteur du ventilateur de l’évaporateur ; H5 : la marche dégivrage ; H6 : la marche réfrigération ; H7 : la mise sous tension de l’installation.

III – Travail à faire Etablir les schémas : 1 – Du circuit de puissance 2 – Du circuit de commande ESOLUTION 1 – Circuit de puissance (A chercher, devoir à domicile)

2 – Circuit de commande

13

L1

Q1

Signalisation 14

F1

Groupe

Ligne de Sécurité

11

13

97

95

F3

F2

96 95

13

KA1

13 34

Q3

14

14 13

97 KM1

B3 θ>

F3

96

44

33

Q2

12

98

KA1

14

KM1

MVE 43

F4

24

11

12 F2

23 KA1

KA1

S1

REM

14

98 B1 HP>

0 B2 BP
0 -

La régulation presso statique est assurée par un pressostat de régulation BP qui agit par

action directe sur le groupe. -

Cette régulation tout comme les autres régulations, présente un certains nombre

d’avantages et inconvénients. • -

Avantages La régulation presso statique permet :

-

D’éviter un givrage excessif de l’évaporateur ;

-

De réaliser un givrage automatique de l’évaporateur à chaque cycle pour des températures de conservation supérieures à (+3/5°C) ;

-

D’assurer une fonction de sécurité BP ;

-

D’assurer la protection du groupe contre les risques « coups de liquide » ;

-

D’avoir des renseignements sur l’étanchéité des clapets et du pointeau du détendeur lors du fonctionnement en courts cycles.

•

Inconvénients

-

Ne permet pas d’obtenir des températures précises dans l’enceinte à refroidir ;

-

Les risques de fonctionnement à courts cycles sont élevés lorsque les clapets et le pointeau du détendeur ne sont pas parfaitement étanches

Exemple d’étude du schéma électrique d’une chambre froide à T° > 0 régulée par un pressostat, avec dégivrage manuel. Soit donc une chambre froide équipée ; - D’un moto compresseur hermétique monophasé avec condenseur à air ventilé (convection forcée) commandé par le contacteur KM1 du moteur M1 de type asynchrone (220/240V ; 50HZ) ; -

D’un évaporateur à air ventilé de moteur M2 de faible puissance, de type asynchrone monophasé (220/240V ; 50HZ) directement associé au circuit de commande.

-

La régulation est assurée par un pressostat de régulation.

I – FONCTIONNEMENT 1 - Marche réfrigération Lorsque la pression de consigne d’évaporation de régulation est atteinte, le pressostat de régulation BP coupe l’alimentation du motocompresseur, pendant que le ventilateur continue à tourner. L’air soufflé par le ventilateur permet une remontée de la pression d’aspiration, ce qui crée la fermeture du contact du pressostat de régulation BP et la remise en marche du moto compresseur. 2 – Dégivrage Il est de type manuel par arrêt du groupe après une action sur l’auxiliaire à 2 positions marche/arrêt. 5 – Protection - Le sectionneur à fusibles Q1 permet d’isoler l’alimentation du motocompresseur ; - Le fusible bipolaire F1 assure la protection du circuit de commande ; Le relais thermique F2 assure la protection du motocompresseur contre les défauts thermiques ; - Le pressostat de sécurité HP assure la protection du motocompresseur M1, contre les défauts de pression ; - Le disjoncteur magnétothermique unipolaire F3 assure la protection du moteur ventilateur M2. 6 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation (monophasés) de bornes X1 –X2 indiquent : - Le défaut thermique du moteur du compresseur par H1 ; - La marche du motocompresseur par H2 ; - La mise sous tension de l’installation par H3 ;

RESOLUTION 1 – Etablissement du circuit de puissance 2 – Etablissement du circuit de commande N

L

1

13

L 1

Q3

Q1 14

F1

Groupe

13

2 3

A1

1

95 5 F2

2 1

4 3

96

F3 F2

96

KM1

A2

MVE

F2

14 97

B1 HP>

6 5

KM1

B2 BP> 2

4

6 0 V

U

S1

M 1 N

Moteur du groupe

24

23

1 v

13 14 A1

X1

X1

X1

A2

X2

X2

X2

KM1

M2

H1

H2

H3

Q1

D – REGULATION MIXTE DES CHAMBRES FROIDES à T° > 0 D.1 - CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR UN PRESSOSTAT BASSE PRESSION ET UN THERMOSTAT D’AMBIANCE TOUS MONTES EN SERIE. Dans cette régulation, il suffit donc que l’un de ces 2 appareils s’ouvre pour que le groupe s’arrête. • Schéma de principe de cette régulation mixte en série Groupe

Sécurité B2 PB> B3 θ>

KM1

I – EQUIPEMENT DE LA CHAMBRE FROIDE Ce type de chambre froide est équipé : - D’un groupe de condensation muni d’un moteur asynchrone triphasé (380V – 50Hz). -

D’un moteur du ventilateur de l’évaporateur de faible puissance de type monophasé (220V – 50Hz).

II – FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération Lorsque la charge thermique est importante dans la chambre froide, (par exemple lors de l’entrée massive des denrées), le groupe est commandé par le pressostat de régulation B2 car dans ces conditions la pression baisse à l’évaporateur plus que la température de l’enceinte ne peut baisser/ Par contre lorsque la charge thermique est faible, la température de la chambre froide baisse plus rapidement que la température de vaporisation du fluide (pression de vaporisation) dans ce cas, c’est le thermostat de régulation B3 qui assure la mise en service et l’arrêt du groupe. 2 – Dégivrage Il se fait de façon automatique après chaque cycle d’évaporateur par le pressostat basse pression de régulation B2, par arrêt du groupe et ventilation continue selon le réglage du pressostat. 3 – Protection Elle est assurée par : - Un sectionneur porte-fusibles tripolaire Q1 qui permet d’isoler l’alimentation du groupe ; -

Un fusible bipolaire F1 qui assure la protection du circuit de commande ;

-

Un relais thermique F2 qui assure la protection du moteur du groupe en cas de défaut thermique ;

-

Un pressostat de sécurité HP qui assure la protection du moteur du groupe en cas de défaut de pression ;

-

Un fusible bipolaire F3 qui assure la protection du moteur du ventilateur de l’évaporateur.

4 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation (monophasés) de bornes X1 –X2 indiquent : H1 : mise sous tension de l’installation ; H2 : marche du groupe ; H3 : Défaut thermique du moteur du groupe. S1 est l’auxiliaire manuel à commande rotative marche/arrêt du groupe.

III – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas des circuits: 1 – De puissance. 2 – De commande RESOLUTION 1 – Circuit de puissance (à déterminer dans le cadre du devoir à domicile) 2 – Etablissement du circuit de commande

L1

13

Q1

F1 14

Groupe

Signalisation

MVE

95

97

F1

F2

F2 96

B1

B2

13

98

KM1

HP>

14

BP> 0

1

13

S1

14 B3 θ>

M 1~

A1

x1

x1

x1

x2

x2

x2

A2 N 23

Q1 24

KM1

M2

H1

H2

H1

D.2 - CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR LE SYSTEME MONTREUX. Dans la régulation par système montreux, le thermostat d’ambiance de régulation B3 commande le ventilateur de l’évaporateur tandis que le pressostat BP de régulation B2 commande le groupe. Cette régulation s’applique généralement aux mini chambres froides de type commerciale dont les températures de conservation sont de l’ordre de (+2°C /+4°C), leur schéma de principe est représenté ci-dessous. • Schéma de principe de la régulation mixte en parallèle (système montreux) Groupe

MVE

Sécurité

Sécurité

B2

B3 θ>

BP>

KM1

KM2

I – EQUIPEMENT DE LA CHAMBRE FROIDE -

Un groupe de condensation ventilé à air forcé muni d’un moteur de type asynchrone triphasé (380V – 50Hz).

-

Un évaporateur à air ventilé comportant un moteur monophasé (220V -50Hz) de faible puissance.

II – FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération Lorsque la température désirée est atteinte dans la chambre froide, le thermostat de régulation B3 coupe l’alimentation du moteur du ventilateur de l’évaporateur pendant que le compresseur continue son fonctionnement. On observe ainsi une baisse rapide de la pression d’aspiration et le pressostat BP de régulation B2 coupe l’alimentation du groupe. 2 – Dégivrage Il se fait par arrêt de la production frigorifique et marche forcée du ventilateur de l’évaporateur par l’usage d’un auxiliaire manuel S1 à commande rotative à 3 positions fixes 3 – Retour en marche réfrigération A près le dégivrage la température remonte dans la chambre froide et le thermostat de régulation B3 remet en marche le moteur du ventilateur de l’évaporateur. Et sous l’influence de l’air soufflé par le ventilateur, la pression dans l’évaporateur monte et le pressostat BP de régulation B2 remet le groupe en marche. 4 – Protection et sécurité Elle est assurée par : Un sectionneur porte-fusibles tripolaire Q1 équipé de 2 contacts auxiliaires de précoupure qui permet d’isoler l’alimentation du moteur du groupe ; Un fusible bipolaire F1 qui assure la protection du circuit de commande ; Un relais thermique F2 qui protège le moteur du groupe contre les défauts thermiques ; Un fusible bipolaire F3 qui protège le moteur du ventilateur de l’évaporateur; Un pressostat HP de sécurité B1 qui protège le moteur du groupe en cas de défaut de pression ; 5 – Fonctionnement de l’auxiliaire manuel S1 à commande rotative

S1 est un auxiliaire à 3 positions fixes et à 4 contacts. • Grille de fonctionnement

Positions

P0

P1

P2

13 - 14

0

1

0

23 - 24

0

1

0

33 - 34

0

0

1

43 - 44

0

0

1

« 0 » = Ouvert « 1 » = Fermé P0 : Position arrêt total de l’installation P1 : Position marche réfrigération P2 : Position dégivrage

Contacts

7 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation monophasés de bornes (X1 –X2) indiquent : H1 : Marche du moteur du ventilateur de l’évaporateur ; H2 : Marche dégivrage ; H3 : marche du groupe ; H4 : Défaut thermique du moteur du groupe. H5 : mise sous tension de l’installation. III – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas des circuits : 1 – de puissance (à chercher) 2 - de commande RESOLUTION 2 - Etablissement du schéma du circuit de commande L1

13

Q1

F1 14

Groupe

Signalisation

MVE

95

97

F1

F2

F2 96

B1

B2

13

98

KM1

HP>

14

B3 θ>

BP> 0

1

13

23

33

24

34

43

S1

14

A1

M 1~

44 x1

x1

x1

x1

x1

x2

x2

x2

x2

x2

A2 N 23

Q1 24

KM1

M2

H1

H2

H3

H4

H5

D.3 - CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR « PUMP DOWN » ou « TIRAGE AU VIDE » a) – Définition Le « pump down » ou « tirage au vide » est une technique de régulation mixte des chambres froides qui consiste à vider l’évaporateur à chaque arrêt du groupe. b) - Principe La réalisation d’un « pump down » nécessite l’intervention des composants suivants : Un robinet électromagnétique (REM), monté sur la conduite liquide en amont de détendeur dans l’installation ; Un thermostat d’ambiance placé dans le milieu de l’enceinte à refroidir ; Un pressostat BP de régulation raccordé sur le côté basse pression du groupe. c) – Rôle et utilisation du « pump down » L’utilisation du « pump down » permet : D’empêcher la migration du fluide frigorigène du point le plus chaud vers le point le plus froid du circuit pendant les périodes d’arrêt d’une installation, ce qui empêche au fluide frigorigène de s’accumuler dans l’évaporateur évitant ainsi des risques de coups de liquide au redémarrage du groupe. D’avoir une faible pression côté BP pendant les périodes d’arrêt du groupe et limite par conséquent l’absorption du fluide frigorigène par l’huile de lubrification. On distingue 2 types de « pump down » Le tirage au vide automatique ou « Automatic pump down control » Le tirage au vide unique ou « Single pump down control » D.3.1 – CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR UN TIRAGE AU VIDE AUTOMATIQUE La régulation par tirage au vide automatique ou « Automatic pump down control » est une régulation mixte dans laquelle, un thermostat de régulation (TOR) B3 agit sur le robinet électromagnétique (REM) monté sur la conduite liquide de l’installation en amont du détendeur tandis que le pressostat Groupe BP de régulation B2 agit sur le groupe selon le schéma de principe ci-dessous :

REM F1

Groupe

Sécurité

B3 θ> B2

BP>

1 2

Y

KM1

Exemple d’étude N°1 Chambre froide à T°C positive destinée à la conservation des fruits et légumes, régulée par tirage au vide automatique avec dégivrage par interrupteur horaire.

I – EQUIPEMENT DE LA CHAMBRE FROIDE - Un groupe hermétique de type asynchrone triphasé (380V – 50Hz) avec condenseur à air ventilé. -

Un évaporateur plafonnier équipé d’un ventilateur comportant un moteur asynchrone monophasé (220V -50Hz).

II – FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération Après la fermeture manuelle du sectionneur Q1 et une action sur l’auxiliaire à commande rotative marche/arrêt S1, il ya mise sous tension successive de l’horloge, du ventilateur de l’évaporateur, puis du groupe et de l’électrovanne assujettis tous deux au ventilateur de l’évaporateur de contacteur KM1. Lorsque la température est atteinte dans l’enceinte à refroidir, le thermostat d’ambiance B3 coupe l’alimentation de l’électrovanne liquide et il ya interruption de l’arrivée du fluide frigorigène liquide à l’évaporateur pendant que le groupe continue de fonctionner en aspirant le fluide frigorigène. La pression dans le circuit BP baisse et atteint une valeur suffisamment basse, le pressostat de régulation B2 coupe l’alimentation électrique du groupe et la température de l’enceinte à refroidir augmente, par la suite le thermostat ferme le circuit de l’électrovanne pour la recirculation du fluide. L’auxiliaire manuel à commande rotative marche/arrêt S1 permet de mettre à l’arrêt l’installation. 2 – Marche en dégivrage Le dégivrage est obtenu à l’aide de l’horloge de dégivrage P à l’heure programmée, par inversion de ses contacts suivie de l’arrêt du groupe après mise vide et maintien de la ventilation de l’évaporateur. 3 – Retour en marche réfrigération Après le dégivrage, la remontée de la température de l’enceinte à refroidir est détectée par le thermostat qui ferme le circuit de l’électrovanne Y qui rétablit à son tour, le passage du fluide frigorigène liquide à l’entrée de l’évaporateur. Par la suite la pression d’évaporation et celle de la conduite d’aspiration remontent jusqu’à la valeur du point d’enclenchement du pressostat de régulation B2 pour redémarrer le groupe qui est asservi au ventilateur. 4 – Protection et sécurité Un sectionneur général à fusibles tétrapolaire Q1 avec 2 contacts auxiliaires de précoupure permet d’isoler l’alimentation de toute l’installation. Un sectionneur à fusibles bipolaire Q2 avec 1 contact auxiliairesde précoupure permet d’isoler l’alimentation du moteur du ventilateur de l’évaporateur ; Un sectionneur à fusibles tripolaire Q3 avec 1 contact auxiliaire de précoupure permet d’isoler l’alimentation du moteur du groupe ; Un disjoncteur magnétothermique bipolaire F1 assure la protection du circuit de commande ; Les relais thermiques F2 et F3 assurent la protection respective des moteurs du groupe et du ventilateur de l’évaporateur contre les défauts thermiques ; Un disjoncteur magnétothermique bipolaire F4 assure la protection du circuit de l’électrovanne;

Un pressostat HP de sécurité B1 protège le groupe contre les défauts de haute pression. 5 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation monophasés de bornes (X1 – X2) indiquent : H1 : Marche dégivrage ; H2 : marche en réfrigération; H3 : Défaut thermique du moteur du groupe; H4 : Défaut thermique du moteur du ventilateur de l’évaporateur ; H5 : mise sous tension de l’installation. III – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas des circuits : 1 – de puissance (à chercher) 2 - de commande RESOLUTION 2 – Circuit de commande L1

13

Q1

MEV

F1

14

0

1

13 SIGNALISATION

S1 14

95

KM1

B2

Q1

P

13 KM1

F2 14

5

97

97

F2 98

98

6 P 5 13

96 13

96

24

F4

F3

F2

23

P

14 95

14

N

6

Q3

Q2

L

x

13

13

M

REM

GROUPE

KM1

14

BP>

14 B3 θ>

A1

A1

1

x1

x1

x1

x1

x1

A2

A2

2

x2

x2

x2

x2

x2

KM1

KM2

Y

H1

H2

H3

H4

H5

Exemple d’étude N°2 Chambre froide à T°C positive destinée à la conservation du poisson frais, régulée par tirage au vide automatique. I – EQUIPEMENT DE LA CHAMBRE FROIDE - Un groupe hermétique de type asynchrone triphasé (380V – 50Hz) avec condenseur à air ventilé. -

Un évaporateur plafonnier équipé de 2 ventilateurs dont les moteurs sont de type asynchrone monophasés (220V -50Hz).

II – FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération Après la fermeture de Q1 et une action sur l’auxiliaire manuel à commande rotative marche/arrêt S1, il ya mise sous tension de l’installation, démarrage des ventilateurs puis quelques secondes plutard du groupe. Lorsque la température désirée est atteinte dans la chambre froide, le thermostat d’ambiance B3 met l’électrovanne Y hors tension, d’où blocage de la circulation du fluide frigorigène de la haute pression vers la basse pression, ce qui entraîne une baisse de pression dans la partie BP et le pressostat de régulation B2 arrête le groupe. Lorsque la tension est de nouveau suffisante le groupe redémarre. 2 – Dégivrage Le dégivrage se fait par arrêt de la production frigorifique et ventilation forcée des évaporateurs. 3 – Protection et sécurité Un sectionneur général à fusibles tétrapolaire Q1 avec 2 contacts auxiliaires de précoupure permet d’isoler l’alimentation de toute l’installation ; Un fusible bipolaire F1 assure la protection du circuit de commande ; Les relais thermiques F2, F3 et F4 assurent la protection respective des moteurs du groupe et des ventilateurs de l’évaporateur contre les défauts thermiques ; Un fusible bipolaire F5 assure la protection du circuit de l’électrovanne; Un pressostat HP de sécurité B1 protège le groupe contre les défauts de haute pression. N.B : Utilisation de la ligne de sécurité 4 - Signalisation Les voyants lumineux de signalisation monophasés de bornes (X1 – X2) indiquent : H1 : mise sous tension de l’installation; H2 : marche en réfrigération; H3 : Défaut thermique du moteur du groupe; H4 : Défaut thermique du moteur du 1er ventilateur de l’évaporateur ; H5 : Défaut thermique du moteur du 1er ventilateur de l’évaporateur. III – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas des circuits : 1 – de puissance 2 - de commande RESOLUTION 1 – Etablissement du schéma du circuit de puissance

L1 L2 L3

N Q1

1

3

1

5

A1

3

5

KM1

2

6

4 3

1

A2

2 1

5

F2

4 3

A2

6 5

4

5

2

4 3

6

1

5

2

4

6

F4

F3 2

3

KM3

KM2 A2

1 A1

A1

6

2

4

6

V U

W

M 3~

U

M 1~

MOTEUR DU GROUPE

V

U

V

M 1~

MOTEUR DU 1er VENTILATEUR

MOTEUR DU 2eme VENTILATEUR

2 – Etablissement du schéma du circuit de commande

L1

13

Q1

Ligne de Sécurité

F1 14

Groupe

REM

Signalisation

MVE

95

F5

F2

17

F2 13

96 95

KA1

18

F3

97

97

F2 98

F2 98

98

KM1

13

96

97

14

KA1

B3 θ>

95

14

F4 96

0

1

13 B2

S1

BP>

14 B1

HP>

A1

1

A1

A1

x1

x1

x1

x1

x1

A2

2

A2

A2

x2

x2

x2

x2

x2

KM1

Y

A1 A2

N 23

Q1 24

KA1

KM2 KM3

H1

H2

H3

H4

D.3.2 – CHAMBRES FROIDES A TEMPERATURE POSITIVE REGULEES PAR UN TIRAGE AU VIDE UNIQUE Le tirage au vide unique est une régulation mixte dans la quelle un thermostat de régulation B3 (TOR) agit sur un relais d’automaticité KA1 ou relais de mise à vide qui à son tour agit sur un robinet électromagnétique Y, placé sur la conduite liquide de l’installation, tandis qu’un pressostat BP de régulation B2 agit sur le moteur du groupe qui est asservi au relais selon le schéma de principe ci-dessous :

H5 5

Relais de mise à vide

L1

REM

Groupe

F1

Sécurité 13

KM1

KA1

14

1

13

23

KA1

B3 θ>

24 B2

14

BP>

2

N

KA1

Y

KM1

Exemple d’étude Chambre froide à T°C positive destinée à la conservation des fruits et légumes, régulée par tirage au vide unique. I – EQUIPEMENT DE LA CHAMBRE FROIDE -

Un groupe hermétique de type asynchrone triphasé (380V – 50Hz) avec condenseur à air ventilé.

-

Un évaporateur plafonnier équipé de 2 ventilateurs dont chaque moteur est de type asynchrone monophasé (220V -50Hz).

II – FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération Après la fermeture manuelle du sectionneur général Q1 et une impulsion sur le bouton poussoir marche S2, il ya mise sous tension successive de la vanne électromagnétique Y et du moteur du groupe, tous 2 asservis au relais d’automaticité KA1 régulé par un thermostat d’ambiance B3. 5 minutes plutard, il ya mise sous tension des ventilateurs de l’évaporateur dont le fonctionnement est asservi au groupe. Le passage du fluide frigorigène liquide à l’entrée de l’évaporateur de la chambre froide est assuré par l’électrovanne qui est sous tension. La mise à l’arrêt de l’installation est assurée par un master stop S1 La régulation est de type « Single pump down control ». 2 – Dégivrage Le dégivrage intervient lorsque la température désirée est atteinte dans la chambre froide. Le thermostat d’ambiance B3 coupe l’alimentation électrique de l’électrovanne Y qui interrompt la circulation du fluide frigorigène liquide. Le groupe continue de fonctionner et fait le vide dans le côté BP, le pressostat de régulation B2 n’arrêtera le groupe que lorsque la pression d’aspiration sera inférieure à celle de réglage pendant que le processus de dégivrage de l’évaporateur est accéléré par la circulation d’air naturel. 3 – Retour marche réfrigération Le dégivrage terminé la température remonte dans la chambre froide, le thermostat en détecte et rétablit l’alimentation électrique du relais KA1. L’électrovanne Y ouvre le passage du

fluide frigorigène liquide, les pressions d’aspiration et d’évaporation remontent dans l’installation et le pressostat BP de régulation B2 ferme son contact et le groupe redémarre pendant que les ventilateurs de l’évaporateur ne sont remis en marche que 5 secondes plutard et le cycle recommence. 4 – Protection et sécurité L’alimentation de l’installation de l’installation est isolée par un sectionneur général à fusibles tétrapolaire Q1 équipé de 2 contacts auxiliaires de précoupure. L’alimentation du groupe est isolée par un sectionneur à fusibles tripolaire Q2 avec un contact auxiliaire de précoupure; L’alimentation de chaque ventilateur est isolée individuellement par un circuit sectionnable Q3 et Q4 ; Tous les moteurs sont protégés individuellement contre les défauts thermiques par un relais thermique F2, F3 et F4 ; Le groupe est protégé contre les défauts de pression par un pressostat haute pression B1 ; Le circuit de commande est protégé par un fusible général bipolaire F1 ; Le circuit de l’électrovanne est protégé par un fusible bipolaire F5. 5 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation monophasés de bornes (X1 – X2) indiquent : H1 : mise sous tension de l’installation; H2 : marche en réfrigération; H3 : Dégivrage de l’évaporateur ; H4 : Défaut thermique du moteur du groupe; H5 : Défaut thermique de l’un des moteurs du ventilateur de l’évaporateur. III – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas des circuits : 1 – de puissance 2 - de commande

TRAVAUX DIRIGES 2eme Série EXERCICE 1 On veut réaliser une chambre froide à T°>0 pour la conservation des fruits et légumes, régulée par tirage au vide automatique et équipée :

D’une unité de condensation comprenant un moteur asynchrone triphasé (380V – 50Hz). D’un évaporateur plafonnier muni d’un ventilateur dont le moteur est de type asynchrone monophasé (220V – 50Hz). I – FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération Après la fermeture manuelle du sectionneur Q1 et une action sur l’auxiliaire marche/arrêt à commande rotative S1, l’installation est mise sous tension et il ya démarrage du groupe puis du ventilateur qui est asservi au groupe. Pendant le fonctionnement, lorsque la température désirée est atteinte dans la chambre froide, le thermostat de régulation B3 met l’électrovanneY hors tension d’où l’arrêt de la circulation du fluide de la haute pression à la basse pression. Il s’ensuit une baisse de pression dans l’évaporateur et dans la tuyauterie d’aspiration, le pressostat de régulation B2 arrête le groupe et le fait redémarrer lors que cette pression est de nouveau suffisante. 2 – Marche dégivrage Le dégivrage se fait par arrêt de la production frigorifique et ventilation forcée des évaporateurs.

3 – Protection et sécurité Un sectionneur général à fusibles tétrapolaire Q1 avec 2 contacts auxiliaires de précoupure permet d’isoler l’alimentation de toute l’installation ; Un fusible bipolaire F1 assure la protection du circuit de commande ; Les relais thermiques F2 et F3 assurent la protection respective des moteurs du groupe et du ventilateur de l’évaporateur contre les défauts thermiques ; Un fusible bipolaire F5 assure la protection du circuit de l’électrovanne Y; Un pressostat HP de sécurité B1 protège le groupe contre les défauts de haute pression. 4 - Signalisation Les voyants lumineux de signalisation monophasés de bornes (X1 – X2) indiquent : H1: marche en réfrigération; H2 : Défaut thermique de l’un des moteurs; H3 : mise sous tension de l’installation.

II – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas des circuits : 1 – de puissance 2 - de commande avec ligne de sécurité

EXERCICE 2 Soit à réaliser 2 chambres froides à T°>0 C1 et C2 destinées d’une part à la conservation des aubergines et d’autre part à la conservation des oignons et tomates, utilisant un groupe de condensation unique protégé par « les coups de liquide » (régulation par tirage au vide automatique). Cette installation est équipée :

D’une unité de condensation refroidie par l’eau et muni d’un moteur M1 de type asynchrone triphasé (380V-50Hz), couplé en étoile. D’un évaporateur E1 équipé de 2 ventilateurs dont les moteurs M2 et M3 sont de types asynchrones monophasés (220V-50Hz). D’un évaporateur E2 équipé de 2 ventilateurs dont les moteurs M4 et M5 sont de types asynchrones monophasés (220V-50Hz). II - Fonctionnement 1 – Marche en réfrigération Après la fermeture manuelle du sectionneur Q1 et une action sur le bouton poussoir S2, il ya mise sous tension du groupe et des moteurs ventilateurs M2 et M3 de l’évaporateur E1 qui sont asservis au groupe. Ensuite, il ya mise sous tension des moteurs ventilateurs M4 et M5 de l’évaporateur E2 qui à leur tour sont assujettis au moteur M2. 5 secondes plutard les électrovannes Y1 et Y2 régulées chacune d’une part par le thermostat d’ambiance de régulation B4 et d’autre part par le thermostat de régulation B5, sont asservies respectivement au fonctionnement des moteurs M2 et M4, une fois mises sous tension Y1 ouvre le passage du fluide frigorigène liquide à l’entrée de l’évaporateur E1 de la chambre froide C1 tandis que Y2 en ouvre à l’entrée de l’évaporateur E2 de la chambre froide C2. Selon que la température de consigne est atteinte ou non dans la chambre froide C1 ou dans la chambre froide C2, les thermostats de régulation B4 ou B5 assurent l’alimentation ou non des électrovannes Y1 ou Y2 La mise à l’arrêt de l’installation est assurée par une impulsion sur le bouton poussoir arrêt S1. 2 – Marche en dégivrage Le dégivrage intervient lorsque la température désirée est atteinte dans l’une des chambre froides, chaque thermostat met hors tension son électrovanne qui à son tour, interrompt le passage du fluide frigorigène liquide à l’entrée de l’évaporateur correspondant, pendant que le compresseur continue d’aspirer le fluide frigorigène contenu dans l’évaporateur. On observe une baisse de la pression dans la partie BP, ce qui conduit à l’arrêt du groupe par le pressostat BP de régulation B2. 3 – Retour en marche réfrigération Lorsque la température de l’enceinte à refroidir de l’une des chambres froides remonte, l’un des thermostats de régulation B4 ou B5 met son électrovanne sous tension, qui à son tour rétablit le passage du fluide frigorigène et la pression d’évaporation et de la conduite d’aspiration, remonte jusqu’au point d’enclenchement du pressostat BP de régulation B2 pour redémarrer le groupe. 4 – Protection et sécurité

L’alimentation de l’installation est isolée par un sectionneur général tétrapolaire à fusibles Q1, équipé de 2 contacts auxiliaires de précoupure . Tous les moteurs sont protégés individuellement contre les défauts thermiques par un relais thermique (F2, F3, F4, F5 et F6).

Le groupe est protégé contre les défauts de pression par un combiné pressostatique B1/B2 Le circuit de commande est protégé par un fusible général F1 Chaque robinet électromagnétique (REM) est protégé individuellement par un fusible (F7 et F8). 5 – Signalisation Les voyants lumineux de signalisation monophasés de bornes (X1 – X2) indiquent : H1: mise sous tension de l’installation. H2 : marche en réfrigération; H3 : marche en dégivrage H4 : Défaut thermique du moteur M1 du groupe; H5 : Défaut thermique du moteur de l’un des ventilateurs de l’évaporateur E1; H6 : Défaut thermique du moteur de l’un des ventilateurs de l’évaporateur E2.

II – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas des circuits : 1 – de puissance 2 - de commande EXERCICE 3

Une chambre froide à température positive régulée par tirage au vide unique destinée à la conservation des denrées fraîches périssables comprend : Un groupe de condensation dont le moteur est de type asynchrone triphasé (380V-50Hz) ; Un évaporateur plafonnier équipé d’un ventilateur dont le moteur est de type asynchrone monophasé (220V- 50Hz). I – FONCTIONNEMENT 1 – Marche en réfrigération Après la fermeture manuelle du sectionneur Q1, il ya mise sous tension du moteur M1 du ventilateur de l’évaporateur. Une action sur l’auxiliaire manuel à commande rotative marche/arrêt S2 permet la mise sous tension du relais KA1 (régulé par un thermostat de régulation B3), puis de l’électrovanne Y et du moteur M1 du groupe tous asservis au relais KA1 ou relais de mise à vide. Dans ces conditions, le robinet électromagnétique (REM) ouvre le passage du fluide frigorigène liquide à l’entrée de l’évaporateur. La mise à l’arrêt de l’installation est effectuée grâce à un auxiliaire manuel à accrochage arrêt d’urgence S1 de type « coup de poing ». 2 – Marche en dégivrage Le dégivrage intervient de 2 manières :

Soit manuellement à l’aide de l’auxiliaire S2 à commande rotative par mise à vide par le groupe et arrêt de la production frigorifique avec fonctionnement du ventilateur de l’évaporateur 24h/24h. Soit à l’heure programmée dans l’horloge de dégivrage P par inversion de ses contacts, cependant le compresseur et le ventilateur reste en fonctionnement et le vide se crée au côté BP, par la suite le groupe est mis à l’arrêt par le pressostat BP de régulation B2 lorsque la pression d’aspiration est inférieure à celle de réglage 3 – Retour en marche réfrigération Une fois le dégivrage terminé, la température remonte dans la chambre froide et le thermostat en détecte et remet l’électrovanne sous tension qui à son tour rétablit la circulation du fluide frigorigène liquide à l’entrée de l’évaporateur. A cause de la remontée de la pression d’aspiration, le pressostat BP de régulation B2 remet le groupe en marche. 4 – Protection et sécurité L’alimentation de l’installation est isolée par un sectionneur général à fusibles tétrapolaires Q1 avec 2 contacts auxiliaires de précoupure. L’alimentation du moteur M1 du ventilateur de l’évaporateur est isolée par un sectionneur bipolaire à fusibles Q2 avec 1 contact auxiliaire de précoupure. L’alimentation du moteur M2 du groupe est isolée par un sectionneur tripolaire à fusibles Q3 avec 1 contact de précoupure. Tous les moteurs sont protégés individuellement contre les défauts thermiques par un relais thermique Le groupe est protégé contre la haute pression anormale par un pressostat haute pression Le circuit de commande est protégé par un fusible général F1. L’électrovanne est protégé epar un fusible F3. 5 - Signalisation

Les voyants lumineux de signalisation monophasés de bornes (X1 – X2) indiquent : H1: mise sous tension de l’installation. H2 : marche en réfrigération; H3 : marche en dégivrage H4 : Défaut thermique du moteur du groupe; H5 : Défaut thermique du moteur du ventilateur de l’évaporateur. II – TRAVAIL A FAIRE Etablir les schémas des circuits : 1 – de puissance 2 - de commande .