Développement d'un logiciel d'expertise technique d'installation frigorifiques de chambre froides

IV.1.3 Présentation des groupes frigorifiques

Les groupes frigorifiques sont identiques, de marque HK REFRIGERATION. Chaque groupe comprend deux grandes parties : un groupe condenseur (modèle JJ27813401) et un évaporateur (modèle BAC 304 N6). Le fluide frigorigène utilisé est le R404A. Le circuit fluidique de chacun des groupes est celui présenté sur la figure I.1.

IV.1.4 Le mode de défaillance constaté

Un groupe de cette installation présente une défaillance intermittente non encore explicitée. Le mode de défaillance correspondant est le suivant : le pressostat différentiel d'huile arrête le groupe, sans qu'aucune anomalie ne soit constatée sur les valeurs des pressions de fluide frigorigène ou sur le système de lubrification. Après plusieurs réarmements le groupe reprend une marche continue, jusqu'à la prochaine réapparition de la défaillance quelques mois plus tard.

IV.2 Expertise par Fronix

Ici, nous présentons l'expertise effectuée à l'aide de Fronix sur ce groupe défaillant. IV.2.1 Bilan thermique

Les données constructives et d'exploitation précédentes ont été rentrées dans le logiciel. Le profil climatique utilisé est celui des conditions moyennes du mois de Février 2002 dans la ville de Douala, dont les caractéristiques sont :

Tableau IV.2 : Conditions extérieures utilisées

Température sèche		28 °C	Humidité relative
78%

Source : Direction de la métrologie du ministère des transports (Douala-Cameroun)

La température du sol est plus délicate à obtenir. Mais pour une chambre dont le plancher a été bien isolé (c'est le cas ici), des erreurs sur ce paramètre n'ont pas une grande incidence sur les résultats. Nous l'avons fixé à 15°C, valeur couramment utilisée dans (BREIDERT, 1998).

Les résultats de calcul du bilan thermique édités par Fronix sont présentés dans l'annexe 2. Les charges frigorifiques à fournir par les évaporateurs sont :

· SAS : 38040 W ;

· Compartiment principal : 115248 W.

IV.2.2 Diagnostic interne

Les mesures et paramètres du groupe diagnostiqué sont donnés dans le tableau suivant :

Tableau IV.3 : Données de diagnostic du groupe expertisé

Parametres	Fluide frigorigène	R404A
	Diamètre de la tuyauterie d'aspiration	0,066 m
	Diamètre de la tuyauterie de refoulement	0,022 m
	Diamètre de la tuyauterie liquide	0,022 m
	Type de refroidissement du compresseur	Veine d'air du condenseur
	Puissance maximale de compression	30000 W
Mesures realisees	Température entrée air évaporateur	-17 °C
	Température sortie air évaporateur	-18,5 °C
	Température entrée air condenseur	26 °C
	Température sortie air condenseur	30 °C
	Pression aspiration compresseur	2,5 bars
	Pression refoulement compresseur	18 bars
	Température aspiration compresseur	2 °C
	Température refoulement compresseur	70 °C
	Débit volumique air évaporateur	27000 m^3/h
	Débit volumique air condenseur	36000 m^3/h
	Humidité relative du compartiment	85%

Les calculs ont été faits avec la seule CCF (Configuration de Circuit Fluidique) actuellement disponible. Un problème majeur du diagnostic tel que nous l'avons conçu est de pouvoir trouver les paramètres de l'algorithme génétique conduisant à de bons résultats en un temps court. Pour cela, nous avons réalisé des essais avec des paramètres différents, en utilisant les bornes par défaut des variables d'état. Les résultats sont présentés dans le tableau suivant :

Tableau IV.4 : Résultats des essais de diagnostic réalisés

		N° de l'essai
		1	2	3	4	5	6
Entrée	Probabilité de sélection	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,95
	Probabilité de mutation min.	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0
	Probabilité de mutation max.	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005
	Taille de la population	20	40	20	40	20	20
	Nombre de générations	100	100	200	200	400	400
Sortie	Paramètre d'homogénéité	10	7,5	55	27,5	35	5
	Fitness minimal	1,76	1,41	1,05	1,13	0,92	2,92
	Temps de calcul (minutes)	10,14	20,10	21,15	36,26	31,48	46,43

Des expériences précédentes ont montrées que des probabilités de mutation inférieures à 0,005 conduisaient à de bons résultats. Aussi, comme le montre l'essai N°6, des probabilités de mutation trop faibles empêchent une bonne exploration et les résultats sont mauvais. Le tableau montre que de bons résultats peuvent être obtenus avec une population de 20 individus. Ce nombre étant fixé, le fitness diminue quand le nombre de générations augmente, mais le temps de calcul croît, et il faut pouvoir trouver un bon compromis. Ici, c'est l'essai N°5 qui a donné satisfaction. Le rapport de diagnostic correspondant est présenté dans l'annexe 3.

IV.2.3 Redimensionnement

Les paramètres de redimensionnement utilisés sont indiqués dans le tableau suivant. Tableau IV.5 : Données de départ du redimensionnement

Efficacité évaporateur	0,7
Efficacité condenseur	0,7
Surchauffe évaporateur	5 °C
Sous refroidissement total	10 °C
Rendement effectif compresseur	0,7
Rendement isentropique compresseur non refroidit	0,7
Rendement isentropique compresseur refroidit par ventilateur de tête de culasse	0,8
Rendement isentropique compresseur refroidit par veine d'air du condenseur	0,8
Différence température condensation - air extérieur	7°C
Débit air évaporateur (m^3/h)	30000
Débit air condenseur (m^3/h)	40000

Après redimensionnement la DLL de la CCF a sortit le rapport suivant : « La vitesse à l'entrée de la tuyauterie d'aspiration est trop faible (v < 6 m/s), il y a risque de non retour d'huile. ».

IV.2.4 Prise des décisions

Il y a actuellement dix règles disponibles pour la CCF implémentée. Elles ont toutes un seuil de décision « Vrai » de 0,6 ; un seuil de décision « Faux » de 0,4 et une tolérance de 10%. Après évaluation, toutes ces règles ont eu la valeur de vérité « Faux ».

IV.3 Discussion

Après expertise, il apparaît que la défaillance constatée est due non pas à de mauvaises conditions d'utilisation ou un vieillissement d'organe, mais à une mauvaise conception du tracé des tuyauteries, conduisant à des vitesses insuffisantes pour un bon retour d'huile (tel qu'indiqué dans le rapport de redimensionnement). Signalons à cet effet que même si il y a un séparateur d'huile dans le circuit la séparation n'est pas toujours parfaite, d'où le caractère intermittent de la défaillance.

Les règles ont toutes été évaluées « Faux ». Ceci montre que les paramètres de fonctionnement du groupe ne sont pas trop loin de leurs valeurs nominales. Cela se comprend dans la mesure où la chambre froide n'a que un an, et offre actuellement entière satisfaction dans la qualité des paramètres de conservation.

Ces résultats ont été obtenus avec une CCF plutôt moyenne en terme de profondeur dans les modèles de calcul, et sont pourtant acceptables.

Enfin, il faut quand même noter les temps de calculs assez élevés requis pour le diagnostic. Cela est dû à l'algorithme génétique, et c'est le prix à payer pour profiter pleinement de sa puissance.