Quelques principes de bases en froid/ climatisation automobile

Quelques principes de bases en froid/ climatisation automobile

On voit dans la vie de tous les jours des phénomènes physiques qui nous paraissent simples et sans intérêt particulier, et pourtant...

Tout le monde a déjà vu une casserole pleine d'eau bouillir !
Et bien c'est ce qui se passe dans l'évaporateur de votre voiture, l'eau absorbe la chaleur du bruleur jusqu'à 100° (à 1 bar de pression atmosphérique) puis se vaporise, le fluide frigorigène contenu dans l'évaporateur absorbe la chaleur de l'air puis se vaporise (le 134a se vaporise, pour une voiture, à 0° et 3 bars abs) , cet air étant brassé il en ressort de l'air froid !!

Nous avons tous à un moment ou à un autre sorti une bouteille d'eau fraiche du frigo (pas pour boire le pastis !!! c'est péché ! ) que pouvons nous remarquer ?
De l'eau se forme sur la bouteille, que c'est il passé ?
Eh bien, l'humidité sous forme de vapeur contenue dans l'air de la pièce et se trouvant au plus près de la bouteille froide a vu sa température baisser jusqu'à passer de l'état de vapeur à l'état liquide.
On parle de condensation !

Il se passe la même chose avec le fluide frigorigène qui circule dans le condenseur, à l'aide de ventilateurs qui brassent l'air à travers le condenseur, on retire au fluide frigorigène de la chaleur pour arriver au stade où il passe de l'état vapeur, à l'état liquide !

C'est tout c... non ?

Le circuit frigorifique est un circuit fermé et étanche afin que les changements d'état, que je viens de décrire, se produisent.

Il faut utiliser un fluide frigorigène qui a les caractéristiques physiques adéquates entre autre,
il faut qu'il s'évapore à basse température en absorbant de la chaleur.

Pour faire circuler le fluide frigorigène, on utilise un compresseur, ce compresseur aspire de la vapeur (puisque le liquide est incompressible) venant de l'évaporateur et la comprime pour l'envoyer dans le condenseur :

Maintenant, ça se complique un peu !

Certains d'entre vous ont déjà entendu parler de" l'équation caractéristique des gaz parfaits" :

PV/T=constante

où P = pression, V = volume et T = température

Je vais essayer de faire simple: dans un compresseur lorsque le piston monte, le volume diminue dans le cylindre donc la pression du gaz augmente et la température aussi (on peut le voir avec une pompe à vélo).

Le rapport PV/T = constante est respecté.

Si on fait chuter la pression brutalement grâce à un robinet d'étranglement, la pression baisse, la température baisse et le volume augmente, le rapport est encore respecté.

A FAIRE A L'EXTÉRIEUR LOIN DE TOUTE FLAMME

Prenez une bouteille de butane ou propane pleine et ouvrez trés, trés légèrement la vanne. Mettez une plaque métallique à 10 cm en face du robinet pendant 2 secondes, la plaque est devenue trés froide.

La pression de sortie est basse, sa température aussi et le volume a augmenté (le volume extérieur est plus grand que le volume intérieur de la bouteille)
Il se passe la même chose grâce au détendeur de votre installation :



Le cycle frigorifique



1 - Condenseur
2 - Détendeur
3 - Evaporateur
4 - Compresseur



Fonctionnement:
Dans un circuit frigorifique le fluide est aspiré en basse pression et basse température au compresseur. Il est en phase vapeur.
Le compresseur comprime ces vapeurs en haute pression et haute température. Les vapeurs passent de l'état vapeur à l'état liquide dans le condenseur en évacuant de la chaleur. Nous sommes toujours en haute pression (HP) avec une température assez chaude et à 100% liquide.

Le fluide passe dans le détendeur où sa pression et donc sa température chute, le fluide est à l'état liquide basse pression et basse température, le fluide passe dans l'évaporateur dans lequel il va absorber de la chaleur ambiante et ainsi passer de l'état liquide à l'état vapeur toujours en basse pression et basse température puis, de nouveau être aspiré par le compresseur.