Perte de charge : définition

Pression que le fluide perd par frottement en traversant tubes, vannes, filtres et batteries ; dans les lignes frigorifiques, elle s’exprime par son équivalent en température de saturation (K), et l’on demande qu’elle ne dépasse pas 1–2 K sur la ligne d’aspiration.

Thème

  • Notions de base
  • Autres appellationschute de pression, perte de pression, perte de charge en ligne, pressure drop
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Chaque tube, coude, vanne et filtre oppose une résistance à l’écoulement ; le fluide la surmonte en dépensant de sa pression. En froid, pression et température de saturation étant liées, la perte s’énonce le plus souvent en « kelvins de température de saturation ». Une perte de 1 K sur la ligne d’aspiration signifie que le compresseur aspire à une pression inférieure de 1 K à celle de l’évaporateur ; cela réduit la puissance d’environ 3 % et augmente la consommation. Une perte de même valeur en bar coûte plus cher à basse température : avec le R404A, 0,1 bar équivaut à 0,7 K à −10 °C et à 1,5 K à −35 °C.

Limites de conception admises : équivalent de 1–2 K pour la ligne d’aspiration, de 1 K pour la ligne de refoulement, de 0,5–1 K pour la ligne liquide. Le diamètre du tube se choisit d’après ces limites, en tenant compte aussi de la vitesse du fluide : sur la ligne d’aspiration, au moins 4 m/s à l’horizontale et au moins 8 m/s dans une colonne montante, afin que l’huile soit ramenée au compresseur ; la limite haute est de 15–20 m/s, en raison du bruit et des pertes. Sur la ligne liquide, la vitesse est maintenue à 0,5–1,5 m/s. Les coudes et les vannes s’ajoutent à la longueur totale sous forme de « longueur équivalente de tube » ; une ligne courte à nombreux coudes peut donner plus de pertes qu’une longue ligne droite.

Sur la ligne liquide, le danger est différent : si la pression baisse, le liquide commence à bouillir avant d’arriver au détendeur (flash gaz) et la capacité du détendeur diminue. En plus du frottement, la hauteur prend aussi de la pression : en montant, le liquide perd environ 0,1 bar par mètre avec le R404A et les fluides similaires. Si l’évaporateur est à 10 m au-dessus du groupe, la seule hauteur consomme 1 bar, soit environ 2–2,5 K de sous-refroidissement. La solution est un sous-refroidissement suffisant, un diamètre correct et, au besoin, un échangeur liquide–aspiration.

Sur le terrain, la perte de charge se trouve par l’écart de pression ou de température mesuré en deux points. Un écart de température perceptible à la main entre l’entrée et la sortie du filtre déshydrateur, ou un suintement à la sortie, indique que le filtre est colmaté. Si la perte interne de l’évaporateur lui-même est grande (batteries à nombreux circuits, à distributeur), on utilise un détendeur à égalisation externe ; sinon, le détendeur mesure mal la surchauffe. Dans les installations split à longues lignes, le diamètre de tube peut être choisi plus grand que le diamètre de raccordement de notre catalogue. Vous pouvez lire dans notre tableau pression–température des fluides frigorigènes à combien de kelvins correspond l’écart de pression que vous avez mesuré.