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ENseignement Supérieur d'Ingénierie Appliquée Thermique, Energie, Environnement

ENseignement Supérieur d'Ingénierie Appliquée Thermique, Energie, Environnement THEME : FONCTIONNEMENT DU SYSTEME DE LA CLIMATISATION AUTOMOBILE PLAN I- Fonctionnement II- Les points Entrée/Sortie III- Explication logique du programme Présenté par : SOW Mor Talla ING32 Mai 2018 SOW Mor Talla ING32 Mai 2018 Page 2 I- Fonctionnement du système de climatisation automobile La production de froid se fait comme toute les machines frigorifiques à détente directe. Le circuit frigorifique de la climatisation automobile est composé de :  quatre éléments de base (elements principaux) qui sont le compresseur, le condenseur, le détendeur et l’évaporateur.  Un élément complémentaire qui est le déshydrateur  Un fluide frigorigène qui circule { l’intérieur du circuit : le R134a Figure I : circuit frigorifique d’une climatisation automobile LE COMPRESSEUR Entrainé par courroie et débrayable, il assure la circulation du fluide dans le circuit et participe au fonctionnement en comprimant le fluide lorsqu’il est en phase gazeuse. Figure I-a : compresseur de la climatisation automobile SOW Mor Talla ING32 Mai 2018 Page 3 LE CONDENSEUR Placé devant le radiateur de refroidissement, il accélère le transfert de chaleur en refroidissant le fluide frigorigène qui subira une condensation (liquéfaction). Figure I-b : condenseur de la climatisation automobile LE DÉTENDEUR Il abaisse la pression du liquide et régule son débit dans l’évaporateur fin d’assurer une transformation totale du liquide en gaz. Il est piloté par un élément thermostatique. Figure I-c : condenseur de la climatisation automobile L’ÉVAPORATEUR C’est un échangeur thermique qui va transformer le liquide en gaz. Il enlève de la chaleur et de l’humidité { l’air qui le traverse. L’air arrivera donc froid dans l’habitacle du véhicule. Figure I-d : condenseur de la climatisation automobile SOW Mor Talla ING32 Mai 2018 Page 4 LE DÉSHYDRATEUR Il absorbe l’humidité contenue dans le circuit afin de protéger le circuit de la corrosion. Zone tampon, il absorbe les variations brutales de pression et constitue une réserve de fluide en phase liquide. Il possède un voyant de contrôle permettant de diagnostiquer un disfonctionnement. Figure I-e : compresseur de la climatisation automobile LE FLUIDE FRIGORIGÈNE R 134a Moins polluant que le fréon R12 qu’il remplace, il possède toutes les qualités nécessaires aux installations de conditionnement d’air pour véhicule (stabilité chimique, facilité de mélange avec les lubrifiants, chaleur d’évaporation élevée, ininflammable...) Nous savons que pour refroidir quelque chose, il faut céder de la chaleur. Sur les véhicules automobiles, on utilise dans ce but un système de réfrigération par compression. Un réfrigérant circule dans un circuit fermé et son état varie en permanence entre liquide et gazeux. De manière brève, la climatisation automobile fonctionne comme suit : 1. Le liquide frigorigène gazeux est mis sous haute pression par le compresseur: sa pression et sa température s’élèvent. 2. Ce gaz très chaud arrive au condenseur dont les faisceaux, traversés par de l’air frais, vont refroidir et donc condenser ce gaz. Le fluide va passer de l’état gazeux { l’état liquide. 3. Sorti du condenseur, le liquide se dirige vers un filtre déshydrateur qui va retenir l’humidité ainsi que les éventuelles impuretés. 4. Le fluide liquide arrive ensuite au détendeur qui va baisser brutalement la pression et donc la température du liquide. Le liquide est maintenant très froid. SOW Mor Talla ING32 Mai 2018 Page 5 5. Le liquide { très basse température traverse maintenant l’évaporateur. L’air tiède ou chaud de l’extérieur traverse les ailettes de cet évaporateur et va donc être fortement refroidi avant de pénétrer dans l’habitacle. L’humidité de l’air extérieur va se condenser en eau sur les ailettes, et sera évacué hors du véhicule. 6. Réchauffé par l’air traversant l’évaporateur, le liquide repassera en phase gazeuse durant son passage. À la sortie de l’évaporateur, nous avons donc une vapeur en basse pression, état indispensable pour être ensuite comprimée par le compresseur. 7. Cette vapeur arrive au compresseur et le cycle peut recommencer. De manière plus détaillée : Le compresseur aspire le réfrigérant froid, gazeux, à basse pression. Le réfrigérant est comprimé dans le compresseur et se réchauffe. Il est pompé dans le circuit (côté haute pression). Durant cette phase, le réfrigérant est gazeux, à haute pression, à température élevée. Le réfrigérant arrive rapidement au condenseur (où a lieu sa liquéfaction). La chaleur du gaz chaud comprimé est alors absorbée dans le condenseur par le flux d’air (vent dû au déplacement du véhicule et soufflante). Lorsqu’il atteint le point de rosée, qui dépend de la pression, le gaz réfrigérant se condense et passe l’état liquide. Durant cette phase, donc, le réfrigérant est liquide, à pression élevée et à température moyenne. Le réfrigérant liquide comprimé est alors refoulé en direction d’un étranglement. Il peut s’agir d’un étrangleur ou d’un clapet de détente. Il est { ce niveau pulvérisé dans l’évaporateur, ce qui s’accompagne d’une chute de pression (côté basse pression). Dans l’évaporateur, le réfrigérant liquide pulvérisé se détend et s’évapore. La chaleur d’évaporation requise est prélevée dans l’air frais chaud passant le long des ailettes de l’évaporateur, qui et refroidi. La température dans l’habitacle se rafraîchit. Durant cette phase, le réfrigérant est { l’état de vapeur { basse pression et basse température. Le réfrigérant, ayant repris une forme gazeuse, sort de l’évaporateur. Il est réaspiré par le compresseur et le cycle reprend. C’est donc la fin du cycle. Durant cette phase, le réfrigérant est à nouveau gazeux à basse pression et à basse température. SOW Mor Talla ING32 Mai 2018 Page 6 Figure II-a : climatisation automobile II- Les points Entrée/Sortie Entrée ;  Sonde du thermostat  Capteur de pression Sortie : Compresseur III- Explication logique du programme de la climatisation automobile  La sonde du thermostat détecte la consigne et transmet le signal au thermostat qui actionne le coupleur électromagnétique du compresseur.  Le capteur de pression détecte la consigne et transmet le signal au contacteur de pression qui actionne soit le coupleur électromagnétique du compresseur soit le ventilateur du condenseur :  Il coupe en cas de surpression d’environ 2,4 { 3,2 MPa (24 { 32 bar) le coupleur électromagnétique via l’appareil de commande du climatiseur. Cette surpression peut se produire en cas par exemple de fort encrassement du condenseur. SOW Mor Talla ING32 Mai 2018 Page 7 Figure II-b  Il coupe pour une pression trop faible (0,2 MPa/2 bar) le coupleur électromagnétique via l’appareil de commande du climatiseur. Cela peut se produire en cas de perte de réfrigérant par exemple. Figure II-c  Il commute le ventilateur sur la vitesse suivante en cas de surpression de 1,6 MPa (16 bar). Il s’ensuit une performance optimale du condenseur. Figure II-d uploads/Geographie/ rapport-clim-auto.pdf