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Organiser la maintenance de l’installation frigorifique

Machine frigorifique

Température d’eau glacée

Mesure / lecture de la température par thermomètre digital.

Si possible, l’augmentation du point de consigne augmente le rendement.

Mesure prise à l’emplacement du thermomètre à aiguille
dont la précision est parfois sujette à caution…

Régime d’eau glacée

Mesure des températures de départ et de retour de l’eau glacée, par thermomètre digital.

Si, à puissance maximale, l’écart est inférieur à 5 K, le débit d’eau peut être réduit (économie électrique + diminution du risque d’érosion).

Température à la Basse Pression : T°(BP)

La mesure directe de la température d’évaporation est très difficile. On réalise plutôt la lecture de la basse pression BP au manomètre, que l’on traduit en température d’évaporation en fonction du type de fluide utilisé.

Si l’écart entre T°_évaporation et la T°_{eau sortie évaporateur} > 6 à 7 K, il y a encrassement et donc chute de rendement. Si l’écart subsiste après le nettoyage (en général, un détartrage à l’acide), il faut envisager l’extension de la surface de l’évaporateur.

Il faut ici particulièrement faire attention au risque de gel de l’évaporateur. En principe, il existe un thermostat de sécurité antigel sur la sortie de l’évaporateur. Si la température descend sous les 3°C, la machine est mise à l’arrêt.

Il est d’ailleurs possible que la baisse de température de fonctionnement de l’évaporateur soit la conséquence d’une réduction de la surface d’échange de l’évaporateur (par exemple, en bouchant des tubes qui auraient éclaté sous l’effet du gel, suite à un fonctionnement de la machine frigo avec une irrigation en eau insuffisante).

Pour connaître la température d’évaporation à partir de la mesure de la basse pression, voici une table de correspondance entre la température et la pression relative mesurée à l’aspiration de la machine frigorifique pour quelques fluides frigorigènes :

Intensité absorbée par le compresseur

A puissance nominale, mesurer l’intensité à la pince ampèremétrique sur chaque phase, les valeurs doivent être peu différente et proche ou inférieures à celle de la plaque signalétique. On peut forcer l’allure de la machine frigorifique pendant cette mesure (en abaissant la demande à l’évaporateur, par exemple).

L’idéal dans ce domaine est toujours de comparer d’une année à l’autre… Donc il faut noter les valeurs mesurées.

Il vaut en général mieux de ne pas faire confiance aux ampèremètres présents sur la machine.

Si l’on passe de 1 à 2 étages et que l’intensité ne bouge pas, c’est qu’il y a des clapets cassés.

Pression et température de condensation à la Haute Pression : T°(HP)

La mesure directe de la température de condensation est très difficile. On réalise plutôt la lecture de la haute pression HP au manomètre, que l’on traduit en température de condensation en fonction du type de fluide utilisé. Si c’est du R22, la double indication (pression-température) est souvent inscrite sur le manomètre.

La valeur de la pression varie suivant le système, sauf compresseur à vis : HP-BP = 10 bar.

La variation de la Haute Pression (le plus bas possible, suivant la technologie de fabrication) réduit la consommation électrique.

Ecart de température entre le condenseur et le fluide refroidissant : T°(HP)

Mesurer l’écart entre la température de condensation et la température du fluide refroidissant.

Pour un condenseur à eau, si l’écart entre T°condensation et la T°eau sortie condenseur > 6 à 10 K, il y a encrassement et donc chute de rendement. Si le dT° dépasse 15 K, il faut envisager l’extension de la surface du condenseur.

Pour un condenseur à air, l’écart entre la température de condensation et la température de l’air à l’entrée doit être de l’ordre de 15 à 20 K à pleine charge. A charge partielle, le delta T° doit diminuer proportionnellement.

Si ces écarts sont dépassés malgré un détartrage régulier, c’est que le condenseur est trop petit. Or toute augmentation de 1° de cet écart entraîne 3% de consommation en plus.

Remarque : pour connaître la température de condensation, lire la haute pression, et se référer tableau de correspondance température/pression du fluide frigorigène (Exemple pour le R22, R134a et R407c)

Sous-refroidissement

Mesurer température ligne liquide (T°liq), à l’entrée du détendeur, au moyen d’un thermomètre de contact, puis la comparer à la température de condensation T°(HP), déduite de la valeur de la Haute Pression.

Sauf pour les détendeurs à capillaire, le sous-refroidissement (qui est la différence T°(HP) – T°(liq)) doit se situer entre 5 et 7 K.

Une augmentation du sous-refroidissement augmente la puissance frigorifique de la machine frigorifique et son efficacité énergétique. Le travail compresseur reste en effet constant alors que la plage d’évaporation s’accroît. Concrètement, pour une situation type donnée, on a observé 0,8% d’accroissement du COP par degré d’augmentation du sous-refroidissement pour du R-22 et 1%/K pour du R-134a (source : « Le froid efficace dans l’industrie »- Ademe- France).

Si une faible valeur est rencontrée, c’est l’indication :

soit d’un manque de fluide frigorigène (fuite ?),
soit d’un encrassement du condenseur (mauvaise condensation, donc peu de liquide ?).

S’il s’agit d’un détendeur à capillaire (petites installations du type climatiseur), le sous-refroidissement doit être plus faible car à l’arrêt, il y aura égalisation des pressions Haute et Basse; donc du liquide pénétrera dans l’évaporateur; donc risque de coup de liquide au démarrage si la quantité est trop importante.

Surchauffe

Mesurer température d’aspiration (T°asp) au moyen d’un thermomètre de contact.

Pour les détendeurs thermostatiques, la différence entre la T°évaporation(BP) et T°aspiration à l’entrée du compresseur = 6 K à 8 K. Pour les détendeurs électroniques, la différence entre la T° BP et T° asp = 3 K.

Une réduction de la surchauffe permet une augmentation de la puissance frigorifique, mais :

une surchauffe trop faible peut provoquer des coups de liquide au compresseur,
une surchauffe trop forte entraîne une usure prématurée des compresseurs par élévation de leur température de refoulement.

Température de refoulement

Mesurer la température à la sortie du compresseur.

La température dépend du fluide (pour un condenseur à air : 60 … 70°C). Avec du fluide 410c, on peut atteindre une température de 110°C. Il est bon d’avoir les données du fabricant.

Si la température de refoulement en sortie de compresseur est élevée, c’est peut être qu’il y a présence d’incondensables (air, eau). Il y a alors risque de dégrader rapidement l’huile…

Test : si la machine est à l’arrêt, le condenseur se met entièrement à la température extérieure (condenseur à air). En mesurant à ce moment la pression, elle doit correspondre à la valeur théorique correspondant à la température du fluide du fluide. Si elle est plus élevée, c’est le signe qu’il y a des incondensables dans le circuit (par exemple, un nettoyage à l’azote qui n’aurait pas été bien tiré au vide).

Aspect extérieur des compresseurs et organes associés

Traces de condensation (isolation défectueuse ou pas d’isolation).

A protéger si risque de corrosion avec fuites (eau ou frigorigène) – Éviter les risques de rejet à l’égout public de rouille, etc

Corps d’évaporateur

Dégradation éventuelle de l’isolation (passage de vapeur d’eau) + absence de corrosion de la surface.

Risque de perforation à long terme avec perte de fluide frigorigène.

Clapets cassés ?

Il s’agit de 2 tests comparatifs à réaliser d’année en année :

la mesure du temps de « pump down ». C’est le temps en seconde entre l’arrêt de la vanne magnétique avant le détendeur et l’arrêt du compresseur sur la Basse Pression. Si ce temps s’allonge, c’est l’indication qu’il y a des fuites aux clapets.
la mesure du temps pour que les pressions s’équilibrent à l’arrêt de la machine. Si les clapets sont cassés, la Haute Pression descend très vite.

Type de frigorigène

Vérification du type de fluide utilisé : CFC (interdit) , HCFC (interdit), HFC (réduction d’utilisation règlementaire entre 2015 et 2030), autre …?

Circuit du frigorigène

Absence de fuites (pas de traces d’huile au sol, corrosion de brasures, etc).

Défaut d’étanchéité soupape, perte de fluide à l’atmosphère, dégradation de la couche d’ozone si CFC, HFCF + frais de remplissage.
Remplacer la soupape si risque de rupture.

Bombe aérosol et détecteur électronique.

pH du fluide frigorigène

Couleur de l’indicateur d’humidité sur ligne liquide / test d’acidité sur échantillon d’huile.

Si pH acide, vérifier l’étanchéité du circuit, réparer les fuites, changer l’huile, remplacer la cartouche du déshydrateur (ou en installer une) et tirer au vide (de préférence avec de l’azote « R »).

Résistance de carter

Durant l’arrêt des compresseurs à pistons, la température de carter doit être env. 40°C.

En fonctionnement, le carter ne doit pas être froid, il ne doit pas condenser et encore moins givrer. On admet qu’il doit avoir à peu près la température ambiante du local. S’il est trop froid, un réglage s’impose par le frigoriste.

Si le carter n’est pas chauffé, risque de grippage au démarrage du compresseur, avec destruction du bobinage du moteur.

Compteurs d’heures (h) compresseurs ou groupe frigo

Existence du compteur (sinon à placer), vérification du fonctionnement + relevés.

Période ± 3 000 h/an , valeur courante de 1 250 h à 1 800 h en non modulant.

Compteurs de démarrage (d) compresseurs

Existence du compteur (sinon à placer), vérification du fonctionnement + relevés.

Si le total est supérieur à 6 000/mois, vérifier la régulation.

Dimensionnement du groupe frigorifique

Calculer le cycle moyen (h/d) c-à-d quotient des deux valeurs ci-avant. Cela ne fonctionne pas sur les appareils modulants (compresseur à vis, par exemple).

Si la valeur est inférieure à 10 minutes, la puissance est à réduire dans la mesure du possible ou la régulation de mise en cascade est mal réglée (voir technologie appliquée).

Niveaux

Ils sont surveillés plus que mesurés. Ce sont :

le niveau de frigorigène dans la bouteille accumulatrice de liquide, dans les séparateurs basse ou moyenne pression,
le niveau d’huile dans le système d’alimentation en huile de compresseurs en parallèle,
le niveau d’eau dans le bac de rétention d’eau de la tour de refroidissement ou du condenseur « évaporatif ».

On contrôlera également :

La qualité de passage du fluide frigorigène dans le voyant liquide : il ne doit pas y avoir de bulles. S’il y a des bulles, cela traduit, dans la plupart des installations, un manque de fluide et donc probablement une fuite.

La présence d’humidité dans le circuit frigorifique modifie la couleur dans le voyant (dry = sec, wet = humide).

La présence d’humidité peut gravement endommager le groupe froid, notamment par la corrosion des vernis sur les enroulements.

Une fuite de fluide provoque un fonctionnement prolongé du compresseur (mais à puissance moindre) et des ventilateurs du condenseur. Le rendement est donc dégradé.

Dans les 2 cas, un dépannage rapide par le frigoriste est nécessaire.

Quels paramètres enregistrer ?

Lorsqu’une régulation numérique est mise en place, la question des points de mesure à relever pour la maintenance se pose. Reprenons ici les recommandations citées dans l’ouvrage « Le froid efficace dans l’industrie » publié par l’Ademe. Elle est donnée à titre de check-list car encore faut-il disposer du temps pour analyser les résultats…!

Pressions

pressions du frigorigène : d’évaporation, de condensation, intermédiaire (dans le cas d’un cycle biétagé),
pressions différentielles d’huile des compresseurs,
pressions de refoulement des diverses pompes : de frigorigène (circuit noyé), de frigoporteur, d’eau, etc.

Températures

Du frigorigène : à l’entrée des compresseurs, à la sortie de ceux-ci, à la sortie de la bouteille accumulatrice de liquide, à l’entrée des régleurs, à la sortie des évaporateurs, etc.
Des milieux refroidis :
- températures des chambres froides des cuisines collectives,
- températures de bacs à liquides refroidis,
- températures d’entrée et de sortie de l’évaporateur de la boucle d’eau glacée
Des milieux de refroidissement : températures d’entrée et de sortie d’eau du condenseur, température de l’air entrant dans un condenseur à air, etc.
Du carter du compresseur

Débits

La mesure du fluide frigorigène est peu courante, et c’est souvent dommage, les quelques mesures pratiquées le sont sur l’eau. Le coût relativement faible des capteurs est certainement une explication.

États logiques

état de marche ou d’arrêt d’un compresseur,
état d’ouverture ou de fermeture d’un robinet électromagnétique ou d’une vanne motorisée,
fonctionnement ou non du dégivrage de tel évaporateur, etc.

États analogiques (ou numériques)

position, exprimée en fraction de charge, du tiroir de réglage d’un compresseur à vis,
degré d’ouverture d’un robinet motorisé, d’un détendeur,
nombre de cylindres en fonction dans un compresseur, etc.

Puissances ou consommations électriques

de machines sur lesquelles on fait porter l’attention, par exemple pour en optimaliser le fonctionnement : compresseurs, pompes, ventilateurs, etc.

Temps

temps de marche d’une machine en vue de l’homogénéisation du temps de fonctionnement de machines en parallèle, etc.

Exemples d’utilisation de ces mesures

La connaissance des pressions et des températures d’entrée et de sortie d’un compresseur est un indicateur de son bon fonctionnement. Les valeurs nominales devraient toujours se trouver à proximité de l’équipement, car si la température de refoulement est plus élevée qu’elle le devrait, il y a un risque que les clapets ne soient plus étanches, ce qui nécessite une intervention.
À partir des températures et du débit d’eau traversant le condenseur, on peut déduire la quantité d’énergie échangée. En y ajoutant la température de condensation du fluide frigorigène, on peut connaître le coefficient d’échange thermique du condenseur et le comparer à sa valeur initiale. Si elle décroît fortement, ce sera l’indication d’un entartrage ou de présence de boues à éliminer par un nettoyage de l’échangeur.

Tour de refroidissement

En général

La tour de refroidissement constitue un consommateur d’eau et d’énergie non négligeable.

On vérifiera le bon fonctionnement des ventilateurs, la tension et alignement des courroies pour réduire le risque de dégâts mécaniques dûs à un mauvais entraînement (courroies, paliers, roulements), générant en plus du bruit.

En dehors des actions d’amélioration de la régulation de la tour (par exemple : 1° agir sur le ventilateur, 2° agir sur la vanne 3 voies mélangeuses), il existe diverses mesures d’exploitation reprises ci-dessous.

Astuce : comment reconnaître le type de tour de l’extérieur ? On reconnait une tour fermée parce qu’elle a 4 tuyaux (2 pour l’eau à refroidir venant du condenseur, 2 pour l’alimentation en eau de pulvérisation); par contre, une tour ouverte n’a que les tuyaux venant du condenseur).

Tour de refroidissement à circuit ouvert

Dans ces installations, le condenseur a tendance à se boucher du fait du calcaire qu’il y a dans l’eau potable qui sert de fluide de refroidissement. L’entartrage autour de tubes d’échangeur forme isolant et par conséquent la température de condensation augmente avec pour conséquence une augmentation de puissance électrique absorbée. Il est donc très important de détartrer régulièrement les condenseurs.

Il se peut aussi que les nids d’abeilles dans lesquels ruisselle l’eau dans la tour de refroidissement se désagrègent avec le temps, et les petits morceaux de plastique qui se détachent se déposent dans le condenseur.

Il en va de même des parties rouillées des tuyauteries, souvent encore enrobées de calcaire qui finissent aussi dans le condenseur et qui bouchent alors directement les tubes du condenseur d’un coup.

On peut combattre l’introduction des grosses particules en posant un filtre grossier à l’entrée du condenseur.

Corrosion de l’habillage est à protéger pour retarder mise au rebut et ainsi limiter la production de déchets.

On sera attentif également au risque de développement de la légionelle puisque la température de l’eau y est très favorable (30 à 50°C). Une désinfection chimique avec de l’hypochlorite de sodium (eau de Javel) y sera régulièrement réalisée. Si l’installation est critique (risque de contamination par respiration du panache de vapeur d’eau poussé par le vent), une désinfection continue devra y être réalisée.

Tours de refroidissement en circuit fermé

Dans ces installations, le fluide à refroidir circule dans un réseau fermé mais on fait ruisseler de l’eau potable (en général naturellement chargée en calcaire) sur les faisceaux de tuyaux pour augmenter le refroidissement.

Donc là aussi, le principal problème est le calcaire qui se dépose autour des tuyaux à refroidir dans la tour, mais qui ne peut heureusement pas entrer dans le circuit puisqu’il est fermé.

Il faut là aussi régulièrement détartrer l’intérieur de la tour pour éviter que ne diminuent les qualités d’échange de chaleur.

Débit d’eau de déconcentration

Le débit de déconcentration en sel de l’eau de la tour constitue une source de consommation d’eau importante. Il est possible remplacer le débit de déconcentration des tours fermées par une purge régulière.

Pour définir le réglage du débit, il y a lieu soit de vérifier la conductivité de l’eau (en micro-siemens), soit de comparer la concentration en ions chlore avec celle de l’eau du réseau (par exemple, elle ne peut pas être 3 fois plus forte que la valeur initiale). Valeurs à préciser auprès du fournisseur du matériel.

Danger de gel dans les tours de refroidissement

L’eau qui se trouve dans les tours de refroidissement peut geler s’il fait froid. Pour éviter ce phénomène, on équipe les tours de résistances chauffantes électriques.

Il sera très utile de vérifier la régulation du système de chauffage de l’eau du bac.

Il est bien évident que ces corps de chauffe ne doivent fonctionner qu’en cas de nécessité, c.-à-d. en cas de fonctionnement réel de la tour en hiver.

Pour une tour à circuit ouvert, il faut en hiver vidanger le circuit jusqu’au condenseur, ne pas oublier d’arrêter la pompe de circulation et débrancher le corps de chauffe électrique pour éviter qu’il ne marche par inadvertance. Dès ce moment, l’installation froid ne peut plus fonctionner.

Pour une tour en circuit fermé, la démarche est la même, mais l’installation peut continuer à fonctionner, l’air étant assez froid pour assurer seul les besoins en refroidissement.

Aéro-refroidisseurs ou condenseurs à air

Nettoyage des batteries

Dans les condenseurs refroidis à l’air, le principal problème est le nettoyage des batteries, car le genre de construction de ces appareils ne prévoit presque jamais de filtres anti-poussières.

Il est donc nécessaire de dépoussiérer et enlever régulièrement les feuilles mortes et autres déchets, faute de quoi, le débit d’air diminuant, les qualités d’échange diminuent aussi, ce qui entraîne une diminution de la puissance frigorifique et une augmentation de la puissance électrique absorbée. Le serpentin peut être nettoyé à l’aide d’un compresseur à air ou à eau à basse pression (travail à réaliser de préférence par un frigoriste car les ailettes sont peu résistantes mécaniquement).

Une augmentation de 5 K de la température de condensation (suite à l’encrassement) entraîne une augmentation de consommation électrique de 10 à 15 %.

Corrosion

L’habillage de l’équipement contre la corrosion est à protéger pour retarder mise au rebut et ainsi limiter la production de déchets.

Régulation

Vérifier la bonne régulation de la pression de condensation (enclenchement de la cascade de ventilateurs, pour contribuer à abaisser le plus possible la pression de condensation.

Déclenchements du compresseur par forte température extérieure

Si le compresseur déclenche régulièrement par période de forte chaleur, c’est suite au pressostat HP (Haute Pression) : la condensation se fait à trop niveau de pression.

Le frigoriste risque malheureusement de diagnostiquer une insuffisance de puissance de l’installation (ce qui est exact) et de proposer un remplacement par un compresseur plus puissant. Mais la nouvelle installation sera alors surpuissante toute l’année…

Si le fabricant l’autorise, il vaut mieux augmenter le seuil de pression de déclenchement du compresseur. La machine frigorifique pourra alors continuer à fonctionner, tout en donnant temporairement une puissance frigorifique plus faible que sa valeur nominale. L’inconfort résultant sera limité.

On étudiera également si ce n’est pas le condenseur qui est sous-dimensionné par rapport au compresseur : une augmentation de surface de condensation améliorera le rendement toute l’année.

Lors d’une panne d’une cascade de compresseurs, on pourra soit redémarrer l’installation avec un seul compresseur (bénéficiant de l’ensemble de la surface du condenseur, il verra la température de condensation fortement diminuer), soit arroser le condenseur…!

Nuisances acoustiques

Si la nuisance sonore est surtout importante aux basses fréquences, il est possible que les machines tournantes (ventilateur du condenseur, moteur du compresseur,…) soient mal équilibrées.

Ce défaut s’accentue avec l’usure des équipements.

Deux solutions pour améliorer la situation :

Posted By : 25 Sep, 2007

Organiser la maintenance de l’installation de climatisation

Destruction d’énergie (« chaud » et « froid » simultanés)

Le plus gros gaspillage d’énergie (électricité et combustible) que l’on puisse faire en climatisation consiste à laisser fonctionner ensemble le chauffage et la climatisation en période d’été (chauffage inutile) ou en hiver (réfrigération inutile).

Il faut donc toujours réfléchir sur une installation de climatisation en n’oubliant pas qu’il y a une production de chaleur dans le système. En pratique :

Couper la production de chaleur en été et la production de froid en hiver

Ne jamais faire confiance à la régulation électronique et aux organes de réglages pour couper totalement (au niveau des groupes de pulsion) le chauffage en été et l’eau glacée en hiver. En effet, la plupart du temps, les vannes de réglage motorisées à trois voies des batteries chaudes et froides ne sont plus étanches à la fermeture totale après quelques années de service.
En période d’été, par exemple de juin à août ou éventuellement de mai à septembre, le chauffage doit être coupé, c.-à-d. : couper les chaudières et les pompes des circuits chauds (dont les batteries chaudes des groupes de pulsion), soit manuellement, soit par une sonde extérieure qui empêche le démarrage des chaudières et des pompes lorsque la température extérieure est supérieure à une température de l’ordre de ± 20°C le jour et de ± 10°C la nuit.
En période d’hiver, la climatisation par air frais n’est plus nécessaire, càd au moins pendant la période de gel : couper le groupe de production d’eau glacée, la bâche d’eau glacée et les pompes primaires et secondaires des circuits froids jusqu’aux différents groupes de pulsion du bâtiment..

Eviter le fonctionnement simultané d’équipement de chaud et de froid

Éviter de laisser fonctionner des circuits de radiateurs ou de convecteurs non régulés par la régulation de la climatisation, en même temps que des groupes de pulsion d’air frais ou que des petits splits de climatisation indépendants. But : éviter que des radiateurs ou des convecteurs non régulés ne continuent à fournir de la chaleur pendant que la climatisation apporte de l’air frais au bâtiment.
Vérifier qu’une demande de chaud ou de froid du régulateur ouvre la vanne de réglage correspondante et referme l’autre.
Vérifier l’étanchéité des vannes à 3 voies.

Vérification de la régulation

Vérification du bon raccordement

Si la réception s’est faite plus au restaurant qu’en chantier (!), il n’y aura pas eu d’essais et de mesures de réception et toutes les malfaçons et oublis passeront inaperçus.

Exemples vécus

Les clapets d’air extérieurs sont bloqués à mi-ouverture et les servo-moteurs ne sont pas câblés à la régulation.
La régulation est du type informatique, prévue pour la télésurveillance, mais elle n’est pas câblée par modem sur le central du chauffagiste et il n’y a pas de terminal non plus en chaufferie. Enfin, le logiciel source n’est pas communiqué. Pourtant, tout a été réceptionné et le bâtiment est occupé depuis un an ! Dans cet immeuble, il aura fallu deux années pour mettre tout en ordre, en ajoutant les équipements manquants et en décryptant le logiciel de régulation.
La sonde de température extérieure est fixée juste au dessus de la grille de ventilation du local de chaufferie. La température mesurée ne correspondant pas à la réalité, la régulation est bloquée en « manuel »…

Une vérification complète est indispensable avant toute mise au point.

Vérification de la programmation

Surtout s’il s’agit de régulations digitales ou informatisées, il est indispensable de vérifier deux fois par an (une fois avant l’hiver et une fois avant l’été), toutes les consignes de réglage programmées dans tous les systèmes de régulation.

Il faut également vérifier si les horaires de fonctionnement correspondent bien à l’occupation effective du bâtiment. Dans beaucoup d’immeubles de bureau, on constate encore que les installations de chauffage et de climatisation tournent la nuit et les jours fériés lorsque le bâtiment est vide.

Il est indispensable que toutes les consignes de réglage de chaque organe de régulation soient notées sur une fiche qui doit se trouver à portée de main près du régulateur concerné. Sinon, chaque technicien qui passe règle suivant son intuition et il n’y aura jamais de régulation stable dans le bâtiment.

Pour les régulations à programmation digitale, le mode d’emploi doit se trouver en chaufferie et il doit être rangé dans un endroit prévu pour le protéger, sinon il disparaît après quelques années. Souvent après l’installation de la régulation, le mode d’emploi a déjà disparu ou il est abîmé. Après un an ou deux ans il est déjà tombé dans l’eau, ou les techniciens ont utilisé le verso des pages comme bloc note.

Lorsqu’il n’y a plus de mode d’emploi, les régulateurs à programmation digitale sont abandonnés dans leur état…

Cas courants vécus (avec régulateurs digitaux)

Lors d’une expertise, on constate que depuis plusieurs années, le programme horaire fonctionne à l’envers, c.-à-d. que l’on chauffe plus fort la nuit que le jour.
Lors d’une expertise, on constate que la courbe de chauffe est réglée pour de l’eau chaude à 130°C en hiver, alors que les aquastats de chaudières sont bloqués à 90°C.

Check-list de vérifications à réaliser

Réglage du point de rosée

Laveur en service, mesurer la température à son aval.

En fonction du rendement du laveur, l’humidité ambiante doit être comprise entre 40 et 70 % (de préférence sous 60 %) c-à-d températures probables de 11°C à 16°C.

Température de l’air pulsé

Mesurer à la sortie du GP.

Suivant le type de bouche et l’application, ne pas pulser sous + 15°C.

Cascade free-chilling

Vérifier seuil d’enclenchement.

Valeur approximative + 14°C (aérorefrigérants) + 16°C (tour)… dans le meilleur des cas !

Pulsion unités terminales à batteries chaudes

Fonctionnement en statique hors période d’occupation.

Permet de réduire les consommations durant les heures d’inoccupation.

Gestion de la récupération d’énergie

Inverser les sondes.

L’appareil fonctionne dans un sens et s’arrête dans l’autre (il doit s’arrêter en mi-saison si la t° rejetée est > à la t° de pulsion requise).

Change-over

Vérifier course et étanchéité complète des vannes de sélection chaud / froid.

Un mélange par mauvaise étanchéité provoque de la destruction d’énergie.
Prévoir seuil de mise à l’arrêt du chaud.

Gestion d’intermittences

Vérifier les réglages et mises à l’heure des horloges + programmes en cas d’arrêt total.

Prévoir relance pour température intérieures < + 14°C (évite condensation et dégâts au stock de papier).

Paramétrages

Lire valeurs.

Point de consigne moyen à adapter en fonction de l’emplacement de la sonde :

si au sol (reprise), prendre + 18°C
si au mur, choisir + 21°C
la bande proportionnelle en air < 5 K, en général
vérifier zone morte entre fonctions chaud/froid (limitée à 2 ou 3 K de température ambiante)

Consigne de la sonde d’humidité relative

Si la sonde d’humidité relative est placée dans la gaine de reprise, tenir compte de la stratification des températures et diminuer la consigne d’humidité relative.

Si l’air est à 25°C alors que l’ambiance est à 22°C, une consigne réglée sur 50 % HR va générer en réalité une ambiance à 60 % HR.

Boucle d’eau glacée

Réglage correct de la température de l’eau glacée

Il est nécessaire d’avoir une température de départ d’eau glacée correcte pour assurer une climatisation efficace en été, surtout par des températures extérieures de 30°C.

Par contre, il est inutile que la température d’eau glacée soit trop basse, car cela provoque une consommation d’énergie supplémentaire par chaleur latente. Normalement (suivant calculs de conception) la température de départ de l’eau glacée doit être de 5 à 8 °C (voire 12°C pour les circuits de ventilo-convecteurs).

Or, sur les groupes frigo de plus de 100 KW, il y a souvent deux compresseurs et chacun peut travailler à plein débit ou à mi-débit (en fermant l’aspiration de la moitié des cylindres). On a donc une cascade à 4 étages de puissance commandée par la température de départ de l’eau glacée, mais souvent aussi par la température de retour qui est de l’ordre de 12 à 14°C (voire 18°C pour les circuits de ventilo-convecteurs).

D’où parfois une confusion qui fait que la température de départ de l’eau glacée (la seule importante) est trop haute ou trop basse. Il est donc important de noter en chaufferie, de façon apparente, la température de départ choisie par le concepteur et si la régulation est faite sur le départ ou sur le retour.

Plus en détail, voici une check-list de contrôle :

Soupapes de sécurité

Traces de fuite (traces d’humidité) autour de l’entonnoir.
Fuites = remplissage = accroissement de l’entartrage / ou de la corrosion interne.

Isolation des tuyauteries

Epaisseur régulière et continuité, absence d’humidité.

Les défauts réduisent le rendement de distribution et accroissent le risque lié aux remplissages excessifs.

Compteur de remplissage

Existence (sinon à placer), vérif. fonctionnement + relevés comparatifs.

En principe, sauf travaux il ne doit pas y avoir d’appoint. On tolère 1 % par an du volume du circuit.

Purgeurs points hauts

Absence de fuites coulant à l’intérieur de l’isolant.

Risques liés à la corrosion (remplissages, entartrages, etc).

Colonnes, réseau intérieur et/ou enterré

Qualité de l’isolant et absence de fuites.

Un mauvais isolant dégrade le rendement de distribution, ce qui fait augmenter irrationnellement la consommation liée à la production.

Vannage, pieds de colonne, etc

Manœuvrabilité, accessibilité, étanchéité des bourrages.

Si blocage, pas de possibilité de limiter les débits par zones, + pertes d’eau => risque liés aux remplissages trop fréquents.

Isolement hydraulique des machines en attente

Étanchéité, absence de circulation au travers des échangeurs de machines à l’arrêt.

Le mélange de fluides entre machines en service et à l’arrêt provoque un réchauffement indésiré de la température de départ eau glacée. Ceci conduit à devoir abaisser la température d’évaporation pour obtenir la température d’eau désirée et donc à dégrader le rendement de la machine.

Vases d’expansion fermés à pression variable

Isoler et vider le vase, la pression de tarage = hs + 1 [bar] (1 bar min) où hs = hauteur statique [bar].

Le cas de l’eau glacée est inverse à celui de l’eau de chauffage, c-à-d que la pression à l’arrêt doit être la plus élevée car l’eau se contractera lors du refroidissement.

Vannes à trois voies de régulation automatique

Libre mouvement, orientation, absence de fuites, positionnement.

Une mauvaise régulation de température conduit à des suppléments de consommation par refroidissement excessif.

Propriétés anti-gel

Si présence de glycol, mesurer la concentration et déterminer le point de congélation.

Risque de gel et de destruction d’équipements avec production anticipée de déchets.

Qualité d’eau

mesurer pH, TH, Cu,

Valeurs normales :

9,2 < pH < 9,8 (Fe)
8,2 < pH < 8,5 (Al)
9 < pH glycol < 9,5
TH < 3 (eau)
TH < 5 (eau glycolée)
Cu < 0,3 mg/l (si supérieur, risque de corrosion de l’échangeur)

Voir aussi les aspects spécifiques à la maintenance des installations frigorifiques.

Centrale de traitement d’air

Clapets d’air

Fonctionnement, autorité, rappel automatique pour passage en recyclage hors période d’occupation.

Air neuf légalement requis 30 m³/h/personne; excès d’air neuf entraîne excès de consommations associées (froid ou chaud).

Filtration

Efficacité, résistance.

dp limite = dp départ + 150 Pa
Si < EU 5, risques d’allergies, propagation de poussières, etc …

Roue de récupération

Encrassement, fonctionnement moteur, courroie.

La dégradation de rendement provoque une augmentation de consommation d’énergie électrique.
L’encrassement peut propager odeurs, bactéries, etc…

Batterie de récupération

Charge en fluide, encrassement, débit.

Si hors service, augmentation de 50 % de la consommation liée au traitement de l’air neuf.

État des batteries

Corrosion, encrassement.

Obturation partielle signifie perte de rendement et nécessité de forcer les régimes de température pour obtenir le résultat, d’où dégradation de rendement. Traiter le bas des batteries froides condensantes à l’inhibiteur.

Etat des caissons

Salubrité.

La dégradation de surface peut boucher progressivement les batteries d’échange à l’aval, entraînant une perte de rendement.

Etat du laveur d’air

Trop-plein, déconcentration, propreté, mise à l’arrêt hors saison froide et hors occupation.

Excès de fonctionnement = gaspillage d’eau. Idem si fuite permanente à l’égout par le trop-plein ! Ne pas confondre avec la déconcentration qui doit être réglée à un taux de 3 à 4.

Séparateur de gouttelettes

Propreté, efficacité.

Eviter corrosion du ventilateur et des batteries.

Evacuationà l’égout

Salubrité, présence d’un coupe-air efficace.

Eviter l’aspiration de vapeurs éventuellement nocives.

Caisson du ventilateur

Propreté, entraînement d’eau.

Eviter l’entraînement de particules vers l’air ambiant.

Traitement UV

Compteur d’heures.

Au-delà de 8 000 h, changer le tube TL; nettoyer le tube quartz éventuel séparant le TL de l’eau.

VMC, Ventilation mécanique contrôlée

Ralenti de nuit ou arrêt.

Génère une économie importante sur une année ! Conserver tirage naturel dans les sanitaires.

Pour plus d’informations sur la maintenance des ventilateurs, on consultera la maintenance du réseau de distribution.

Unités terminales

Batteries chaudes et froides

Propreté, état général, vitesse d’expulsion d’air.

Les ventilateurs de type tangentiels (cage d’écureuil) ont un débit qui se réduit fortement dès encrassement du filtre. La vitesse d’expulsion doit approcher de 2 m/s (réduire la section, de sortie), sinon mauvais balayage du local traité.

Filtration éventuelle

État général, encrassement.

Risque de propagation d’odeurs, développement de colonies, manque d’échange thermique par manque de débit, remplacement plutôt que nettoyage par aspiration.

Débit d’air

Mesure et comparaison avec les données du constructeur.

Se situer à environ 85 % du nominal en vitesse moyenne. La vitesse minimale sert en chauffage, les autres en refroidissement.

Raccordements hydrauliques et évacuation de condensats

Absence de fuites, absence de dépôts intérieurs (flexibles EPDM p.ex.)

Risques liés à la perte d’eau (corrosion, entartrage, etc…) + bouchage flexible = réduction de puissance émise. Préférer les liaisons en matériau rigide (p.ex. inox cannelé).

Vitesse et arrêt des pompes

Surdimensionnement des pompes

Les pompes de circulation de la boucle d’eau glacée sont très souvent surdimensionnées (comme c’est le cas aussi en chauffage). Du fait des faibles écarts de températures entre aller et retour, les puissances des pompes sont plus importantes que celles que l’on trouve en chauffage. Si elles sont surdimensionnées, le potentiel d’économie d’énergie électrique est très important !

Que faire ?

Pour mesurer le surdimensionnement, une première méthode consiste à vérifier le Delta T° entre aller et retour et à le comparer avec les valeurs nominales. Par exemple, soit un réseau prévu au régime 6° – 12°C. Si par temps très chaud, le fonctionnement est du type 6° – 9°C et que tous les consommateurs sont satisfaits, la pompe est surdimensionnée d’un facteur 2. Dès lors :

> Soit deux pompes sont prévues en parallèle : on pourrait essayer avec une seule pompe (d’année en année, réaliser une alternance entre les pompes).

> Soit on peut réduire la vitesse des pompes ou changer le moteur (si c’est une pompe in-line) ou carrément changer la pompe.

> Soit il s’agit d’une pompe récente, permettant 3 ou 4 vitesses de rotation, où même à vitesse variable :

Si elles sont à plusieurs vitesses il faut adopter une vitesse plus faible et le noter de façon visible sur l’appareil.
S’il s’agit de pompes à vitesse variable il est indispensable d’utiliser la documentation de la pompe pour faire le réglage. En effet, il existe plusieurs type de régulation à vitesse variable, soit à pression constante, soit à pression décroissante ou même en fonction de la température. Il est donc indispensable que la documentation des pompes se trouve en chaufferie.
Enfin, certaines pompes à vitesse variable se règlent par une télécommande portable.

Une deuxième méthode de vérification consiste à mesurer le débit réel via le raccordement d’un manomètre aux prises de pression accessibles de part et d’autres de la pompe. Connaissant la caractéristique du circulateur (voir catalogue du constructeur) et le Delta P de fonctionnement, on en déduit le débit, à comparer avec le débit nécessaire donné par conception.

Arrêt des pompes

On évitera de laisser les circuits froids en service alors qu’il n’y a pas de demande : nuit, WE, hiver, entre-saisons, …

On évitera également de laisser les vases tampons froids lorsqu’il n’y a pas de demande.

Traitement des eaux

Adoucisseur

Mesure de TH (dureté permanente).

Maximum 7° f en sortie, si alimentation d’un laveur d’air en inox et court trajet
OK pour TH 0° f (réduit entartrage).

Préparateur d’eau chaude sanitaire

Prélever échantillon d’eau et faire analyser bactériologiquement.
Si présence de legionnella ou autre, traitement ad hoc à prévoir.

Contrat d’entretien

Objectifs

Les installations techniques de chauffage, de ventilation et de climatisation doivent être entretenues, mais aussi réglées et conduites avec les objectifs suivants :

le maintien des conditions de confort des occupants, tant en été qu’en hiver,
l’économie des énergies, fuel/gaz et électricité, en effectuant les meilleurs réglages possibles des équipements existants,
le maintien des équipements en bon état de fonctionnement par un entretien adapté à leurs spécificités,
la sécurité de fonctionnement des équipements,
la sécurité des personnes.

Contenu du contrat d’entretien

Un cahier des charges technique d’entretien doit être établi par le client au moment de l’appel d’offres aux différentes entreprises de maintenance.

Ce document doit contenir, en plus des principales clauses générales administratives et juridiques, les deux documents techniques suivants :

la liste de tous les équipements à entretenir avec leurs dates de fabrication et leurs principales caractéristiques techniques,
la liste des prestations techniques d’entretien et de contrôle à réaliser sur chaque type d’équipement avec leur fréquence.

Le nombre minimum de visites de contrôle par an (en plus de celles indispensables pour l’entretien) est donc imposé, suivant complexité des installations : 4 (minimum) à 12 fois par an.

Il ne faut donc pas laisser les sociétés de maintenance proposer librement le programme d’entretien et le nombre de visites pour les contrôles, les réglages et la conduite. Sinon, on risque de confier l’entretien à l’offre la moins chère qui est souvent la moins bonne ou la moins complète. En effet, dans le but d’emporter le marché certaines entreprises proposent un programme insuffisant.

Contrôle de maintenance

Il est très utile de prévoir dès la rédaction du contrat d’entretien un système de contrôle d’entretien par le client, par son Responsable Énergie ou par son Ingénieur Conseils. Et donc d’en faciliter le travail ultérieur.

En général, les sociétés de maintenance préparent pour chaque chantier un planning d’entretien prévisionnel, ce planning ne donne que les dates prévues pour les différents entretiens et ne permet donc aucun contrôle de ce qui a été effectivement réalisé. Il est donc très utile de prévoir l’obligation d’afficher en chaufferie un planning mensuel ou trimestriel d’entretien vierge sur lequel la société de maintenance aura l’obligation de noter la date de chaque prestation contractuelle après qu’elle ait été effectuée.

Après une saison de chauffe complète, le planning doit donc être complètement rempli. Ce système permet de contrôler mois par mois l’état d’avancement de l’entretien. En plus de cela, les techniciens inscriront dans le carnet d’entretien conservé en chaufferie toutes les autres interventions non contractuelles, comme les dépannages, les visites supplémentaires, les modifications, etc.

Critères de qualité

Il faut prévoir des critères de qualité énergétique à respecter. Par exemple, pour une grosse installation, on peut imaginer de placer un compteur d’énergie sur l’eau glacée et un compteur électrique sur le compresseur (coût de l’ordre de 5 000 Euros). Il sera alors possible d’imposer un COP moyen annuel minimum à la société de maintenance… en laissant celle-ci se débrouiller pour y arriver. Un remboursement de la différence peut être prévu comme pénalité en cas de non-respect.

Bien sûr, le contrôle d’entretien ne sert à rien non plus s’il n’y a pas de sanctions prévues en cas de manque d’entretien. Il est donc conseillé de prévoir dans le contrat des clauses du type :

Le paiement des factures trimestrielles pourra être bloqué jusqu’à la réalisation complète des prestations prévues.
Une pénalité de 125 € par brûleur et par contrôle sera due au cas où les deux contrôles annuels contractuels n’auront pas été effectués à la fin de l’année et les attestations de réglage envoyées au Client.
Même type de pénalités pour l’oubli du nettoyage ou du remplacement des filtres, ou autres opérations ponctuelles importantes.

Il faut aussi éviter de mettre dans le contrat d’entretien des clauses qui vous obligent à perdre du temps et de l’argent en passant devant un tribunal pour le plus petit litige.

Prix du Contrat d’Entretien

Le bon fonctionnement économique des installations dépend beaucoup de l’entretien et des réglages des équipements. Or, ceux-ci ne seront réalisés correctement que si le prix du contrat d’entretien est suffisant. Il faut donc éviter de souscrire à une offre de contrat d’entretien dont le prix est anormalement trop bas.

Depuis de nombreuses années, les grosses sociétés de maintenance se font une concurrence féroce afin d’augmenter leur part de marché et d’aboutir à la faillite et à la reprise des plus faibles. Il en résulte souvent des offres de prix anormalement basses pour de gros chantiers.

Lorsque ces offres sont faites à perte, ce qui est parfois le cas, l’entreprise qui a obtenu le marché a plusieurs possibilités pour ne pas y perdre : le plus simple est de ne faire qu’une petite partie de l’entretien et des contrôles prévus, une autre solution est de remplacer par du neuf (avec 20 à 30 % de bénéfice) tous les équipements qui devraient être dépannés, ou remis en état.

Cas vécu

Sur base d’un cahier des charges précis et identique pour tous les soumissionnaires, les offres étaient de : 22 150 €/an, 13 700 €/an et 5828 €/an ! Heureusement, le Client (secteur privé) a éliminé l’offre la plus basse et a choisi celle de 13 700 €/an.

Personnel d’entretien

Le choix de la société d’entretien et du personnel de contrôle et de conduite est un problème très important, car pour une grosse installation, toutes les sociétés de maintenance ne se valent pas.

D’abord, il faut vérifier que les sociétés qui présentent une offre de contrat d’entretien ont bien la compétence nécessaire pour les installations en place, en particulier concernant les groupes frigorifiques, les régulations digitales ou les régulations informatisées avec télésurveillance. Il faut aussi vérifier si la société de maintenance possède bien un service de dépannage 24h sur 24h, y compris (et surtout) en juillet et août, à l’époque ou la climatisation est indispensable et où une panne ne peut pas attendre la fin des congés annuels du bâtiment.

Voici 2 cas vécus

La société de maintenance qui propose l’entretien des installations de climatisation ne possède pas de technicien frigoriste. Elle sous-traite alors une fois par an un gros entretien du groupe frigo mais ne peut donc pas assurer correctement les autres prestations contractuelles de contrôle de ces équipements spécifiques.
Une société de maintenance qui n’a pas de frigoriste constate la panne complète d’un groupe frigo de 2 ans d’âge, elle diagnostique une destruction complète au niveau des clapets et propose le remplacement du groupe pour un montant de 12 400 € HTVA. Heureusement, le Client a eu recours à un Bureau d’Ingénieur Conseil et vérification faite, il n’y avait qu’un problème de fluide frigorigène et aucun dégât aux machines.

Lorsque l’on a choisi une bonne société d’entretien, on n’est pas encore sûr d’avoir un bon entretien, de bons réglages et une bonne conduite des installations. Il faut impérativement que toute la chaîne humaine de décision et d’exécution soit composée (dans votre région) de personnes compétentes et au courant de vos installations.
En général, on distingue les personnes suivantes :

Le responsable de l’entretien
Au siège de la société d’entretien, il doit y avoir un ingénieur responsable du bon déroulement de l’entretien et de la conduite des installations. Il commande le personnel technique et doit vérifier par les documents ad hoc le bon déroulement de l’entretien et de la conduite. Il doit aussi être l’interlocuteur du Client (ou de son Responsable Énergie) en cas de problème.
Le chef de chantier
Toute installation nécessite des spécialistes pour les différents équipements : brûleurs, chaudières, pompes, groupes frigo, groupes de pulsion, régulations, télésurveillance (informaticiens); mais aussi des électriciens, monteurs, soudeurs, etc. Au-dessus de ce personnel technique, il faut un responsable de chantier. Il ne doit pas être ingénieur, mais ce doit être un bon technicien polyvalent et surtout il doit toujours être le même, car il doit bien connaître votre installation et son passé.

Il est impératif que le Client ou son Responsable Energie connaisse le Responsable de l’entretien de la société de maintenance et le chef de chantier. On évitera les communications hiérarchiques inutiles en s’adressant directement au chef de chantier pour les petits problèmes et seulement au Responsable de l’entretien pour les problèmes plus importants ou pour ceux qui n’ont pas pu se résoudre autrement.

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