Brevet FR2552227A1 — publié le 19850322

a présente invention concerne un procédd et un dispositif pour l'essai d'étanchéité du circuit primaire d'une machine frigorifique à fluide frigorigène condensable. Elle s'applique aux machines comprenant - un circuit primaire de fluide frigorigène constitué d'un compresseur -généralement un compresseur centrifuge-, d'un condenseur, d'un détendeur et d'un éa- porateur, - un circuit secondaire de source chaude, comprenant, à l'intérieur du condenseur, un premier échangeur de chaleur dans lequel circule un premier fluide caloporteur -généralement de l'eau ou de l'eau glycolée- assurant le transfert de chaleur du condenseur vers la source chaude située à distance de la machine, - un circuit secondaire de source froide comprenant, à l'intérieur de l'évaporateur, un second échangeur de chaleur dans lequel circule un second fluide caloporteur -généralement le même que le premier fluide caloporteur- assurant le transfert de chaleur de la source froide située à distance de la machine vers l'évaporateur. Les machines de ce type, c'est-à-dire celles où les sources chaude et froide sont situées à distance du condenseur et de l'évaporateur, donc nécessitant des cicuits secondaires, sont généralement des machines de moyenne ou grande puissance, utilisées chaque fois qu'il est nécessaire de disposer d'une grande puissance de conditionnement d'air, ou encore dans les secteurs industriels et notamment pour les circuits de refroidissement des centrale nucléaires. Les impératifs de fonctionnement de ces machines sont bien souvent très. rigoureux, et leur disponibilité la plus large est une condition essentielle. Cependant, l'exploitation de ces machines frigorifiques nécessite des visites périodiques de ddpan- nage et d'entretien, dont il y a lieu de réduire la durée à un minimum. ta détection des fuites du fluide frigorigène, c'est-à-dire l'essai d'étanchéité du circuit primaire, est une de ces opérations les plus fréquentes. Pour cela, il est nécessaire d'arrêter la machine et d'élever la pression régnant à l'intérieur du circuit primaire. Jusqu'à présent,-cet essai était réalisé en d- levant la pression par introduction d'un gaz neutre (tel que l'azote sec par exemple) dans le circuit primaire jusqu'à atteindre la pression d'épreuve. Cette méthode permet une approche précise de la pression d'épreuve désirée et évite toute introduction d'humidité dans le circuit primaire. Elle a cependant un certain nombre d'inconvé- nients : introduction d'incondensables dans le circuit primaire, avec l'apparition des phénomènes classiques qui en découlent (pompage, surcharge, vibrations, ...) coût élevé de l'azote sec en quantité, et surtout temps d'intervention élevé lié à l'introduction du gaz et ensuite à son évacuation complète. La présente invention propose de remédier à l'ensemble de ces inconvénients, en évitant toute intervention directe sur le circuit primaire, et avec un temps d'intervention notablement réduit par rapport à la méthode classique, Pour cela, le procédé de l'invention consiste, pour au moins ltun des deux échangeurs, à - isoler l!changeur du reste du circuit secondaire auquel il appartient, - faire circuler dans l'échangeur un fluide caXoporteur, réchauffer ce fluide caloporteur, de sorte que l'élévation de température à l'intérieur de l'échan- geur produise une élévation de température et de pression du fluide frigorigène jusqu'd une valeur correspondant à la pression d'épreuve du circuit primaire de la machine. De cette manière, on te toute introduction de gaz 'étrangers dans le circuit primaire, et on supprime l'étape d'évacuation poussée des incondensables, ce qui assure une disponibilité de la machine immédiate après l'essai d'étanchéité. En outre, la mise-en pression est très rapide et précise, réduisant à un minimum la procédure d'inter- vention sur la machine. L'invention propose également un appareil conçu pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet appareil comprend au moins un circuit de fluide caloporteur relié à l'échangeur correspondant de la machine frigorifique, ce circuit comprenant - des moyens de réchauffage du fluide caloporteur, - des moyens de pompage pour forcer la circulation du fluide caloporteur dans le circuit, - des moyens thermostatiques coopérant avec les moyens de réchauffage pour en interrompre le ftnctionne- ment lorsque la température du fluide caloporteur atteint une valeur prédéterminée. Avantageusement, le circuit comprend en outre des moyens cotr8leurs de débit aptes à interrompre le fonctionnement des moyens de récauffage et des moyens de pompage en cas d'obstruction du circuit ou d'absence de fluide caloporteur' dans celui-ci. De préférence, il est prévu également sur cet appareil des moyens pressostatiques reliés au circuit de fluide frigorigène de la machine, aptes à interrompre le fonctionnement des moyens de réchauffage lorsque la pression du-fluide frigorigène atteint une valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique de la machine frigorifique reliée à l'appareil d'essai ; - la figure 2 est une vue plus détaillée de cet appareil d'essai. La figure 1 représente la machine frigorifique 10, qui est une machine à poste fixe, avec les différentes conduites qui- lui sont associées, ainsi que l'appareil d'essai 700, qui peut être un appareil mobile amené au voisinage de la machine frigorifique pour la circonstance. Cette machine frigorifique comprend, de manière classique, un circuit primaire constitué, en sdrie, d'un compresseur 11, d'un condenseur t2, d'un détendeur 13 et d'un évaporateur 14, le retour au compresseur dtant assuré par la tubulure 15. Le condenseur comprend un échangeur thermique 20, relié à un circuit secondaire de source chaude, dans lequel circule un fluide tel que de l'eau ou de i'eau glycolée. L'alimentation et le soutirage du fluide dans l'échangeur 20 sont réalisés par les conduites 21 et 22, respectivement, qui sont reliées aux conduites 23 et 24 en communication avec la source chaude située à distance du condenseux, Deux vannes 25 et 26 permettent d'isoler l'échangeur 20 du reste du circuit de source chaude.En outre, il est prévu sur chacune des conduites 21 et 22 une prise en dérivation aboutissant aux vannes 27 et 28, qui seront utilisées pour introduire et soutirer, respectivement, un fluide dans l'échangeur 20 lorsque les vannes d'isolement 25 et 26 auront été fermées pour isoler celuici de la source chaude. L'évaporateur 14 comprend par ailleurs un échan- geur 30 relié à ia source froide. Les différents éléments référencés 30 à 38 sont similaires, pour ce circuit secondaire de source froide, aux éléments 20 à 28 du circuit secondaire de source chaude. Pour essai d1êtanchéité, l'appareil 100 est relié aux vannes 27, 28 et 37, 38, de sorte que les deux circuits de réchauffage 110 et 120 soient mis en communication avec les échangeurs 20 et 30, respectivement. Bien qu'il soit possible de n'intervenir que sur l'un des échangeurs, il est préférable d'opérer le réchauffage sur l'un et l'autre pour assurer une mise en température plus homogène du circuit primaire de fluide frigorigène. L'appareil d'essai 100 est représenté plus en détail figure 2. Le premier circuit de réchauffage 110 comprend un certain nombre d'éléments reliés en série entre la vanne 28 (soutirage du fluide hors de l'dchan- geur) et la vanne 27 (alimentation de l'échangeur par le fluide réchauffé). On rencontre tout d'abord une pompe 111 permet- tant de mettre en circulation l'eau circulant dans le circuit. En aval de cette pompe se trouve un ballon 113 comprenant un réchauffeur tl4 par exemple un réchauffeur Electrique. Le baNon tt3 peut être isoléau moyen de deux vannes 112 et 115, de manière à éviter une vidange lorsque l'appareil d'essai est déconnecté des vannes 27 et 28. Un thermostat 117, avantageusement placé en aval du ballon 113 assure la mise hors service du réchauffeur lorsque la température désirée (c'est-à-dire celle correspondant à la pression d'essai du fluide primaire) est atteinte. Avantageusement, ii est dgalement prévu un thermostat de sécurité 116 protégeant contre toute élé- vation de température excessive dans le ballon, ainsi qu'une soupape de sécurité 119 assurant une mise à l'air libre du fluide en cas de pression excessive dans le ballon. Par ailleurs, l'appareil comprend avantageusement un ddbitmètrett8 capable de déclencher 1'arrdt du réchauffeur et de la pompe en cas de manque d'eau ou d'obstruction du circuit. Un second circuit 120 identique au précédent, est prévu pour être relié à l'évaporateur par l'intermédiaire des vannes 37 et 38. Les éléments référencés 121 à 129 sont identiques aux éléments référencés 111 à 119 du circuit 110. L'appareil comprend en outre, avantageusement un pressostat 130 relié au circuit primaire de fluide frigorigène, et dont le point de réglage est fixé à la valeur de la pression d'épreuve. Ce pressostat, tout comme les thermostats 116 et t26, permet d'arrêter le fonctionnement des réchauffeurs 114 et 124, tout en laissant en fonctionnement les pompes 111 et t21. L'ensemble de ces différents organes est monté sur un chtssis t40, par exemple pourvu de roues t50 ; ce châssis peut également porter l'armoire électrique t60 centralisant les moyens d'alimentation et les automatismes des différents organes, Un tel appareil a par exemple été utilisé pour l'essai d'étanchéité de groupes frigorifiques de grande puissance utilisant des fluides frigorigènes tels que les réfrigérants Ftl et F t13. Ces rétrigérants sont utilisés à une pression inférieure à la pression atmosphérique, la pression d'épreuve étant de l'ordre de 1 à 2 bars. La température correspondante est d'environ 380C. Cette valeur peut être atteinte en 15 à 30 minutes de fonce tionnement des réchauffeurs, cette période étant suivie d'une période de mise en circulation continue de l'eau de manière à assurer une mise en température homogène du cirez cuit primaire. L'ensemble de l'intervention dure en tout- état de cause moins d'une journée, au lieu des cinq journées nécessaires d'immobilisation avec le procédé classique injection directe d'azote dans le circuit primaire. REVENDICATIONS t. Un procédé pour l'essai d'étanchéité d'une machine frigoxifique (tO) à fluide frigorigène condenw sable du type comprenant - un circuit primaire de fluide frigorigène constitué d'un compresseur (Il), d'un condenseur (12), d'un détendeur (13) et 'un évaporateur (t4) t - un circuit secondaire de source chaude (20-24), comprenant, à l'intérieur du condenseur, un premier échangeur de chaleur (20) dans lequel circule un premier fluide caloporteur assurant le transfert de chaleur du condenseur vers la source chaude située à distance de la machine ;; - un circuit secondaire de source froide (30-34), comprenant, à l'intérieur de l'évaporateur, un second échangeur de chaleur (30) dans lequel circule un second fluide caloporteur assurant le transfert de chaleur de la source froide située à distance de la machine vers l'évaporteur, procédé caractérisé en ce qu'il consiste, pour au moins l'un des deux échangeurs, à - isoler l'échangeur du reste du circuit secondaire auquel il appartient, - faire circuler dans l'échangeur un fluide caloporteur - rdchauffer ce fluida caoporteur, de sorte que l'élévation de température à l'intérieur de l'échangeur produise une élévation de température et de pression du fluide frigorigène jusqu'à une valeur correspondant à- la pression d'épreuve du circuit primaire de la machine. 2. Un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication t, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit de fluide caloporteur relié à l'é- changeur correspondant de la machine frigorifique, ce circuit comprenant - des moyens de réchauffage (114 ; 124) du fluide caloporteur, - des moyens de pompage (111 ; 121), pour for- cer la circulation du fluide caloporteur dans le circuit, - des moyens thexnostatiques (t17 ; 127), coo pérant avec les moyens de ré chauffage pour en interrom- pre le fonctionnement lorsque la température du fluide caloporteur atteint une valeur prédéterminée. 3. Un appareil selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que Se circuit-eoaprend en outre des moyens contraleurs de débit (113 ; 128), aptes à interrompre le fonctionnement des moyens de réchauffage et des moyens de pompage en cas d'obstruction du circuit ou d'absence de fluide caloporteur dans celui-ci. 4. Un appreil selon la revendication 2, caxactérisé en ce que le circuit comprend en outre des moyens pressostatiques (130), reliés au circuit de fluide frigo- rigène de la machine, aptes à interrompre le fonctionnement des moyens de réchauffage lorsque la pression du fluide frigorigène atteint une valeur prédéterminée.