La climatisation au CO2

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Description détaillée

Rappel sur les fluides frigorigènes des véhicules neufs:

Fluides	PRP (Potentiel de réchauffement climatique)	Inflammabilité
R1234yf	4	Faible inflammabilité (A2L)
R744 (CO2)	1	Non inflammable (A1)

Pour la sécurité en cas de fuite dans l'habitacle, un capteur de CO2 est monté en dessous de la boîte à gants; le calculateur de climatisation enlève le recyclage, augmente la ventilation et demande au conducteur d'aérer le véhicule (ouvrir les vitres, …) si la concentration de CO2 est anormale.



1.    Présentation du circuit de climatisation au R744 de l'AUDI A8

L'échangeur thermique monté après le compresseur ne s'appelle plus un condenseur mais un refroidisseur, car dans certaines conditions de fonctionnement le fluide ne change plus d'état dans celui-ci ; le fluide ne fait que traverser le refroidisseur à l'état supercritique et sa température diminue.



Les pressions de fonctionnement d'un circuit de climatisation au R744 sont beaucoup plus élevées que celles d'un circuit de climatisation habituel, la haute pression (HP) est au maximum de 130b et la basse pression (BP) peut varier de 29 à 39b.



L'étanchéité de tous les composants a été adaptés au R744, à l'huile spécifique et aux pressions élevées.



La cylindrée du compresseur a été réduite, le détendeur et l'évaporateur ont été modifiés, le refroidisseur a été étudié pour fonctionner en mode condenseur et en mode refroidisseur, le circuit est équipé d'un échangeur interne (IHX)

 

 

 

 

 

 

 

1 Électrovanne de pilotage de la cylindrée	8 Raccord de service HP
2 Compresseur	9 Détendeur
3 Poulie et embrayage	10 Evaporateur
4 Clapet de surpression coté HP (160b)	11 Raccord de service BP
5 Refroidisseur	12 Capteur de pression et de température coté BP
6 Capteur de pression et de température coté HP	13 Accumulateur
7 Echangeur de chaleur interne (IHX)	14 Clapet de surpression coté BP (120b)

2.    Les raccords de service

Pour éviter de mélanger les fluides, les raccords de service rapides sont spécifiques au R744.

Pour la sécurité des techniciens en après-vente, les bouchons des raccords n'ont pas de joint afin d'éviter une accumulation de fluide et une montée en pression dans le bouchon en cas de fuite de l'obus

 

3.    Les tuyaux et les joints

Les tuyaux et les joints sont adaptés au R744, à l'huile et aux pressions élevées.







 

 

 

 

 

1 Couche intermédiaire	5 Couche ondulée en métal (tuyau HP)
2 Couche en textile	6 Joint en métal avec un revêtement spécifique
3 Couche externe	7 Bague de guidage
4 Couche étanche et résistance au fluide et à l'huile (tuyau BP)

 

 

 

 

4.    Le compresseur

Le compresseur possède 9 pistons et il est à cylindrée variable pilotée; sa cylindrée de 31 cm3 est plus faible qu'un compresseur habituel.

 

 

 

 

1 Refoulement HP	5 Embrayage électromagnétique
2 Clapet de surpression coté HP (160b)	6 bouchon de vidange d'huile
3 Aspiration BP	7 Connecteur électrique
4 Electrovanne de pilotage de la cylindrée

5.    Le détendeur

Le détendeur modifie le débit en fonction de la haute pression; le passage du fluide est fonction de la haute pression

 

 

 

1 Ressort	4 Passage by-pass
2 Filtre	5 Passage diamètre 0,5 mm
3 Soufflet métallique	6 Etanchéité

6.    L'évaporateur

L'évaporateur est un échangeur à micro-canaux.

De plus, il résiste à une pression de fonctionnement élevée (de 29 à 39b) ; la pression maximum est de 120b (tarage du clapet de surpression coté BP).



 

7.    Le refroidisseur

Le condenseur est un échangeur à micro-canaux.

De plus, il résiste à une pression de fonctionnement élevée (130b); la pression maximum est de 160b (tarage du clapet de surpression coté HP).





 

Le refroidisseur est étudié pour fonctionner en mode condenseur et en mode refroidisseur suivant la température et le débit de l'air extérieure qui le traverse.



En mode condenseur :

Le fluide traverse l'échangeur à l'état subcritique; la transformation se fait en dessous du point critique du R744 (73,6b et 31°C), le fluide se trouve à la fois à l'état liquide et gazeux pendant le changement d'état (zone verte sur le diagramme de Mollier).

 

 

Définition de la Zone	Elément permettant le changement d'état
A Zone verte, fluide R744 à l'état liquide et gazeux	1-2 Compresseur
B Zone Bleu, fluide R744 à l'état gazeux	2-3 Refroidisseur en mode condenseur (HP = 65b / T° condensation constante = 25°C)
C Zone violette, fluide R744 à l'état supercritique	3-4 Echangeur interne (IHX) coté HP
D Point critique du R744 (73,6b et 31°C)	4-5 Détendeur
E Zone jaune, fluide R744 à l'état liquide	5-6 Evaporateur (BP = 30b / T° vaporisation constante = -5°C)
	6-1 Accumulateur et Echangeur interne (IHX) coté BP

En mode refroidisseur :

Le fluide traverse l'échangeur à l'état transcritique; la transformation se fait au dessus du point critique du R744 (73,6b et 31°C), le fluide se trouve à l'état supercritique pendant le changement d'état (zone violette sur le diagramme de Mollier).

Quand du fluide est à l'état supercritique, il n'y plus de distinction entre le gazeux et le liquide, le fluide possède certaines caractéristiques qui se rapproche du liquide (ex : masse volumique élevée) et d'autres du gazeux (ex : compressible)



 

 

 

Définition de la zone	Elément permettant le changement d'état
A Zone verte, fluide R744 à l'état liquide et gazeux	1-2 Compresseur
B Zone Bleu, fluide R744 à l'état gazeux	2-3 Refroidisseur en mode refroidisseur (HP = 120b / T°= 145 °C au point 2 puis elle diminue jusqu'à 49°C au point 4)
C Zone violette, fluide R744 à l'état supercritique	3-4 Echangeur interne (IHX) coté HP
D Point critique du R744 (73,6b et 31°C)	4-5 Détendeur
E Zone jaune, fluide R744 à l'état liquide	5-6 Evaporateur (BP = 33b / T° vaporisation constante = -2°C)
	6-1 Accumulateur et Echangeur interne (IHX) coté BP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Méthodes et pratiques

Entretien du circuit de climatisation (récupération du fluide et recharge en fluide)
Contrôle de l'étanchéité du circuit de fluide frigorigène.
Contrôle de l'efficacité du circuit de climatisation.
Remplacement de composants.
Diagnostic du système de climatisation.

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Impact sur les compétences en atelier

Compétences génériques pour l'ensemble des intervenants

•    Appliquer les méthodes et les règles de sécurité pour intervenir sur le circuit de climatisation au R744.

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Exemple d’outillage approprié

Station de climatisation adaptée au R744

Traceur spécifique au circuit R744 pour la recherche de fuites avec une lampe UV

Huile spécifique au circuit R744