I. Choix du réfrigérant
Le Fréon est un réfrigérant inodore, transparent et de faible toxicité. Il n'est ni facilement inflammable ni explosif, et sa stabilité chimique est très élevée. Toutefois, les différents types de Fréon, possédant des structures chimiques distinctes, présentent des propriétés de réfrigération sensiblement différentes ; le choix du réfrigérant approprié s'effectue donc en fonction de la température de refroidissement requise. Actuellement, les réfrigérants les plus couramment utilisés dans les pompes de circulation à basse température sont le R404A et le R22. Le R404A est un réfrigérant de qualité supérieure ; il n'appauvrit pas la couche d'ozone et est considéré comme respectueux de l'environnement. Ses caractéristiques incluent une faible toxicité, une ininflammabilité, une grande pureté et une excellente efficacité de refroidissement, ce qui le rend adapté à la plupart des systèmes de réfrigération à moyenne et basse température. Le R22 est un réfrigérant très répandu ; sa température de vaporisation standard est de -40 °C. Grâce à ses propriétés ininflammables et non explosives, il offre un facteur de sécurité élevé et est fréquemment utilisé dans les climatiseurs domestiques ainsi que dans les réfrigérateurs à basse température. Un nouveau réfrigérant, le « R410A », a fait son apparition ; il est reconnu comme une alternative écologique capable de remplacer le R22. Sa pression de fonctionnement étant 1,6 fois supérieure à celle du R22 ordinaire, il offre une meilleure efficacité de refroidissement et ne contribue pas à l'appauvrissement de la couche d'ozone. Lors du choix du réfrigérant pour une pompe de circulation à basse température, divers facteurs doivent être pris en compte, tels que la pression de fonctionnement, le facteur de sécurité, la stabilité, ainsi que l'impact du réfrigérant sur la couche d'ozone ou sa contribution à l'effet de serre. Le choix d'un réfrigérant approprié garantira des performances optimales pour la pompe de circulation à basse température.
II. Choix du liquide de refroidissement
Les liquides de refroidissement utilisés dans les pompes de circulation à basse température comprennent principalement les huiles caloporteuses, l'eau, l'éthanol et les liquides antigel. L'huile caloporteuse offre une large plage de températures, s'étendant de -120 °C jusqu'à 300 °C et au-delà. Cette plage de température varie en fonction de la composition de l'huile caloporteuse utilisée. L'antigel est un fluide de refroidissement contenant des additifs spécifiques ; il est principalement utilisé dans les systèmes de refroidissement des moteurs automobiles. L'antigel présente l'avantage d'offrir une résistance à la corrosion et de prévenir la formation de tartre, mais son point de congélation est de -38 °C, ce qui peut s'avérer insuffisant pour répondre aux exigences thermiques de certains équipements. L'eau possède une plage de température encore plus restreinte, mais elle constitue l'option la plus écologique et la plus pratique ; elle peut être utilisée en fonction des besoins expérimentaux spécifiques.
Le fluide de refroidissement le plus couramment utilisé dans les pompes de circulation à basse température est un mélange d'éthanol et d'eau. Lors de la préparation de ce mélange, le ratio est crucial : il doit impérativement être de 95 % d'éthanol pour 5 % d'eau. Une concentration en éthanol supérieure rendrait le mélange hautement inflammable. À l'inverse, si la proportion d'eau est trop élevée et celle d'éthanol trop faible, de la glace risque de se former sur le serpentin de refroidissement en cuivre. Dans ce cas, il est nécessaire d'augmenter la teneur en éthanol. L'éthanol étant un produit très volatil, le niveau du fluide dans le réservoir de refroidissement doit faire l'objet d'une surveillance constante. Le niveau du fluide doit se situer au moins 2 cm au-dessus du serpentin de refroidissement en cuivre. Si le niveau du fluide diminue, il convient de le compléter sans délai. Il est également recommandé de nettoyer régulièrement la poussière et les autres débris accumulés sur le capot de ventilation afin de ne pas entraver la dissipation thermique.
III. Maintenance quotidienne et dépannage
En cas d'utilisation prolongée, les pompes de circulation à basse température peuvent présenter une baisse de leurs performances de refroidissement. Dans ce cas, vérifiez l'absence d'impuretés obstruant le circuit d'eau ; une telle obstruction peut en effet entraver le retour de l'eau à travers le filtre. Ce phénomène peut également être à l'origine de bruits anormaux émis par l'appareil. Par ailleurs, vérifiez si le niveau du fluide de refroidissement a diminué sous l'effet de l'évaporation. Le liquide contenu dans le réservoir de refroidissement doit impérativement recouvrir le serpentin de refroidissement en cuivre ; si ce n'est pas le cas, ajoutez du fluide de refroidissement. Nettoyez régulièrement la poussière et les débris accumulés sur le capot de ventilation afin de préserver l'efficacité de la dissipation thermique.
Lors d'un fonctionnement de longue durée, les pompes de circulation à basse température sont susceptibles d'émettre des bruits anormaux. Ce phénomène peut être imputable à un problème de retour d'eau ou à l'usure mécanique de certains composants. Des inspections régulières sont indispensables ; les roulements et les pièces d'usure doivent être remplacés périodiquement. Le corps de la pompe doit également faire l'objet d'inspections régulières. Tout instrument de laboratoire nécessite une inspection et une maintenance régulières de ses composants afin de garantir sa longévité. Il existe de nombreux autres aspects de la maintenance quotidienne des pompes de circulation à basse température, nécessitant une attitude diligente et des procédures rigoureuses durant le fonctionnement.