Le détendeur thermostatique, avec son bulbe et son capillaire, est un composant crucial dans les systèmes de réfrigération et de climatisation, notamment les pompes à chaleur (PAC). Sa défaillance peut entraîner des problèmes majeurs, allant d'une performance médiocre à des pannes complètes du système. Comprendre comment tester un bulbe de détendeur, en particulier un Sporlan, est essentiel pour le diagnostic et la maintenance.
Le Rôle du Bulbe et du Capillaire dans le Système Frigorifique
Le bulbe du détendeur est généralement fixé sur le tube d'aspiration, à la sortie de l'évaporateur. Il contient un gaz sensible à la température dont la pression varie en fonction de la surchauffe des gaz aspirés. Cette pression est transmise à la capsule du détendeur via le capillaire, un tube fin et flexible. Le "train thermostatique" est l'ensemble constitué du bulbe et du capillaire. Ce dispositif contrôle l'ouverture du détendeur, régulant ainsi le débit de fluide frigorigène vers l'évaporateur pour maintenir une surchauffe optimale et éviter les retours de liquide au compresseur.
Symptômes d'une Défaillance du Bulbe ou du Capillaire
Une fuite sur le capillaire du bulbe peut entraîner une série de symptômes caractéristiques d'un détendeur défectueux. Lorsque le gaz s'échappe du capillaire, la pression à l'intérieur diminue, ce qui fait que le détendeur se ferme (sous l'effet du ressort interne). Cela se traduit par un évaporateur non alimenté, ce qui peut provoquer une erreur de basse pression (BP). Les diagnostics classiques d'une telle panne incluent une puissance frigorifique faible, une basse pression faible, une température des gaz aspirés élevée, une surchauffe importante et un sous-refroidissement normal.
Une usure ou une rupture du train thermostatique est souvent la conséquence de frottements répétés. Par exemple, si le bulbe est mal fixé sur le tube d'aspiration (attaches mal fixées), ou que les spires du capillaire ne sont pas maintenues fixées entre elles, ou encore que le capillaire est laissé sans attaches sur son parcours, ces frottements peuvent provoquer des dommages. Pour les PAC, lors d'un entretien sérieux, il est recommandé de sécuriser les capillaires contre les vibrations en les attachant et en les fixant avec du silicone.
Diagnostic et Remplacement du Train Thermostatique
Malheureusement, lorsque le train thermostatique est défectueux, il est généralement nécessaire de vider le circuit frigorifique pour le remplacer. Il suffit de relever le type du train thermostatique, qui se trouve sans problème chez n'importe quel grossiste en matériel frigorifique. Il a été mentionné que le train thermostatique (bulbe et capillaire) peut être changé sans toucher au détendeur et au circuit frigo, mais cette affirmation est contredite par l'expérience de certains professionnels qui indiquent la nécessité de vider le circuit frigorifique pour cette opération.
Si tout le gaz est parti, et depuis combien de temps, cela est important. S'il est parti depuis longtemps, il y a un risque d'humidité dans le circuit, ce qui nécessiterait un dégazage sérieux et un tirage au vide. Cette panne est souvent le résultat d'une mauvaise sélection soit du détendeur, soit de la buse, et peut avoir des conséquences importantes, car il y a des risques de coup de liquide au compresseur. De plus, des circuits pollués par des impuretés (copeaux de cuivre) peuvent entraîner une panne mécanique du détendeur, empêchant tout réglage et nécessitant son remplacement.
Les Détendeurs Électroniques : Une Technologie Moderne
Les détendeurs électroniques pas à pas, désignés par différents noms tels que LEV (Linear Expansion Valve, chez Mitsubishi), EEV (Electronic Expansion Valve, chez Carel) ou encore EOSM (Electronic Operated Step Motor, chez Sporlan), sont des dispositifs de régulation avancés que l’on retrouve dans de nombreux équipements CVC modernes. Ils sont présents dans les pompes à chaleur, les unités VRV, les climatiseurs inverter et les groupes froids.
Ces détendeurs fonctionnent grâce à un induit ou stator composé de quatre bobines en cuivre, entourées de carters en fer, visibles sous forme de pointes triangulaires décalées sur le corps en acier inoxydable de la vanne. Ces enroulements sont alimentés successivement, créant un champ magnétique tournant qui déplace le rotor et son pointeau (aiguille) à l’intérieur du détendeur. Ce mouvement permet un contrôle précis du débit de fluide frigorigène. Pour ouvrir le détendeur, le champ magnétique se déplace dans le sens horaire, et pour le fermer, il tourne dans le sens antihoraire.
Leçon N° 54 : Le détendeur électronique
Test d'un Détendeur Électronique (Type Sporlan EOSM)
Le stator est équipé d’un connecteur d’alimentation généralement composé de 5 fils : un commun et quatre fils, un pour chaque bobine. Chaque bobine est soumise à un courant de 12Vcc. Le commun est souvent de couleur grise pour les détendeurs de la marque CAREL.
Étapes de test :
- Vérification de l'alimentation : À la mise sous tension, un cliquetis audible peut être entendu au niveau du détendeur lorsqu’il ouvre et ferme complètement l’aiguille pour caler sa position. Ce son indique que le détendeur est bien alimenté. Si ce n'est pas le cas, il faut vérifier l’alimentation venant de la carte électronique ou du régulateur.
- Mesure de la résistance des bobines :
- Commencez par débrancher le connecteur après avoir coupé l’alimentation de la carte de commande.
- Réglez ensuite votre multimètre sur la position ohmmètre.
- Mesurez la résistance des bobines. En règle générale, vous devriez lire une résistance de 40 à 50 ohms entre chaque fil et le commun, avec une tolérance de plus ou moins 10 %.
- Toute lecture inférieure signifie que l’enroulement de la bobine est défectueux.
- Une lecture OL (circuit ouvert) indique également un enroulement interrompu. Par exemple, si le fil gris est le commun, vous mesurerez entre le gris et chacun des quatre autres fils.
- Certains détendeurs peuvent comporter six fils, le principe de mesure reste le même.
- Vérification mécanique : Avant toute chose, il est conseillé de retirer l’induit de la cheminée et de vérifier si celle-ci n’est pas abîmée. En fonctionnement, vous devriez entendre le passage du fluide en actionnant l’aimant. Bien sûr, la mise en place des manomètres HP et BP vous aidera à visualiser les fluctuations des pressions, confirmant ainsi le bon fonctionnement ou la défaillance du détendeur.
Cas Spécifiques des Pompes à Chaleur avec Multiples Détendeurs
Sur certaines machines, comme celles mentionnées avec un détendeur de l'échangeur à plaques et un pour l'échangeur à ailettes, il n'y a pas de détendeur bi-flow. Le capillaire du détendeur alimente l'échangeur à plaque pendant l'inversion de cycle. Même si le détendeur de l'échangeur à plaques est défectueux, cela n'empêche pas la machine de fonctionner tant qu'on n'est pas en période de givrage. Cependant, dès qu'il y a givre, la situation se corse et les dégivrages ne se font plus correctement, ce qui peut indiquer une défaillance de ce détendeur spécifique. Le type "EBF" avec raccord à souder, pour le R22, avec égalisation de pression externe et une capacité frigorifique de 1 1/4 à 3 tonnes, est un exemple de détendeur pouvant être rencontré.