Climatisation automobile : fonctionnement, recharge et entretien 

La climatisation dans une voiture offre non seulement confort, mais aussi la base d’une sécurité de conduite active.

Une température excessive dans l’habitacle (qui en été peut se situer souvent entre 40°C et 60°C) détériore les performances, l’endurance, l’attention et le temps de réaction du conducteur, ce qui entraine mécaniquement l’augmentation du risque des accidents.

Les températures dans une voiture, une mise en situation

Pour un trajet d’une heure, température extérieure de 30°C à l’ombre avec rayonnement solaire.

Avec une climatisation : température agréable, conducteur détendu, pas de problèmes avec les yeux, tension artérielle normale.

Sans la climatisation : transpiration, tête surchauffée, yeux qui piquent, tension artérielle élevée…

Les différents types de climatisations automobiles :

Dispositif à température contrôlée :

Les installations à température contrôlée maintiennent la température. La température intérieure est ainsi constante. Il suffit d’adapter la soufflerie et la distribution d’air aux conditions extérieures.

Dispositif entièrement automatisé :
Les dispositifs entièrement automatiques ne se contentent pas de maintenir température réglée constante, mais adapte le ventilateur et la répartition de l’air aux conditions du moment.

Comment fonctionne une climatisation automobile ?

Le principe de refroidissement

Les climatiseurs ne refroidissent pas en produisant du froid, mais en extrayant de la chaleur de l’environnement. Cela se fait selon un principe physique : un liquide qui s’évapore dégage de la chaleur dans l’environnement.

Nous connaissons cet effet par exemple par l’effet de refroidissement de l’alcool sur la peau ou lorsqu’un corps mouillé de sueur est exposé au vent. Lorsque le liquide s’évapore, la chaleur est extraite du corps, ce qui permet finalement à l’homme de maintenir sa température corporelle constante en été ou lors d’un effort physique. C’est sur ce principe que fonctionnent tous les appareils de climatisation et de réfrigération, comme le réfrigérateur ou le congélateur.

Ils ne fonctionnent toutefois pas avec l’alcool, mais avec un fluide frigorigène. Pour le refroidissement des véhicules, on utilise du gaz frigorigène.

Dans le condensateur:

Le gaz réfrigérant est refroidi de l’air extérieur et par conséquent liquéfié. La chaleur extraite de l’habitacle pénètre ainsi dans l’environnement. Le réfrigérant liquide est ensuite placé dans le sécheur/collecteur recueilli et débarrassé de l’humidité et de la saleté.

La soupape d’expansion régule le débit du réfrigérant liquide pour l’évaporation.

Le circuit de refroidissement

Le fluide frigorigène circule en circuit fermé et change entre l’état liquide et l’état gazeux. Dans ce contexte, la chaleur intérieure est retirée et évacuée avec le flux d’air de refroidissement vers l’extérieur.

Le fonctionnement de la climatisation automobile en détails :

Le compresseur actionné par le moteur sur une courroie aspire réfrigérant gazeux (évaporé) provenant de l’évaporateur et comprimé à environ 15 bars. Dans ce cas, la température du réfrigérant augmente fortement.
Du compresseur, la vapeur du fluide frigorigène est transformée en condensateur/liquideur pompé en amont du refroidisseur du moteur.

1. Compresseur : Le gaz chauffé qui entre dans le condenseur est refroidi par l’air qui circule autour des ailettes de refroidissement. Lorsque le gaz atteint est refroidi à environ 20°C, il commence à se liquéfier. Il est alors à l’état liquide. À la sortie du condenseur, il contient encore des particules de gaz.
2. Condenseur/condensateur : Le liquide de refroidissement s’écroule dans le collecteur, où la partie gazeuse est séparé du liquide du réfrigérant. Ensuite, le liquide de refroidissement est retenu dans le collecteur jusqu’à ce que la quantité de liquide nécessaire, débarrassée des impuretés et de l’humidité.
3. Collectionneur : Lors du passage dans le détendeur liquide, le liquide de refroidissement se transforme en un brouillard à basse pression (1-2 var et à basse température (-5°C).
4. Expansion des ventilateurs : le réfrigérant qui entre dans l’évaporateur s’évapore en utilisant la chaleur de l’air. La température monte à 5°C à la sortie de l’évaporateur.
5. Evaporateur : Le compresseur prélève le liquide de refroidissement gazéifié liquide de refroidissement à basse pression (1-2 bar) et à basse température (0 °C et le comprime en gaz à haute pression (15 bar) et à haute température (80°C). Le gaz comprimé est ensuite transféré vers le condenseur.

Ces points forment un cycle.

Composants d’un système de climatisation

Les compresseurs utilisés dans les systèmes de climatisation automobile sont exclusivement des compresseurs volumétriques lubrifiés à l’huile. Le compresseur aspire le gaz réfrigérant de l’évaporateur (le liquide ne peut pas être comprimé). Ici, le réfrigérant à basse pression est comprimé à haute pression et transmis au condenseur. La puissance du compresseur est conçue de manière à obtenir une puissance frigorifique suffisante au ralenti. L’accouplement magnétique est bridé sur le compresseur. Il est entraîné par une courroie à nervures trapézoïdales entraînée par le moteur et met le compresseur en marche ou à l’arrêt. Le compresseur ne fonctionne que lorsque la climatisation est activée.

Le condenseur est, au sens figuré, le radiateur de la climatisation. Il est installé avant le radiateur du moteur, ce qui doit garantir un refroidissement suffisant. La structure du condenseur est comparable à celle du radiateur du moteur (tubes avec ailettes de refroidissement, lamelles). Ici, le liquide de refroidissement gazeux est refroidi et donc liquéfié. La chaleur qui est a été extraite de l’habitacle du véhicule par l’évaporateur, est évacuée vers l’extérieur par le flux d’air du véhicule en mouvement et du ventilateur.

Le collecteur, ou réservoir de liquide, sert de réservoir et de récipient d’équilibre pour le liquide de refroidissement. Il se compose d’un tamis pour l’élimination des corps étrangers et d’un sécheur pour l’absorption de l’humidité du liquide de refroidissement. Comme la quantité de réfrigérant en circulation varie en fonction de la charge thermique, ce réservoir de liquide est nécessaire.

Le détendeur régule le débit de réfrigérant vers l’évaporateur en fonction de la température de la vapeur. de la température de la vapeur de réfrigérant. Seule la quantité de réfrigérant dans l’évaporateur que celle qui peut s’y évaporer en fonction de la situation. Le détendeur Le détendeur est le point de séparation entre la haute et la basse pression.

Le réfrigérant liquide est injecté dans l’évaporateur à partir du détendeur et s’y évapore. La chaleur dont le fluide frigorigène a besoin pour s’évaporer est prélevée dans l’environnement (air intérieur).

Un ventilateur de véhicule placé devant l’évaporateur aspire de l’air frais ou de l’air recyclé et le pousse à travers l’évaporateur. L’air refroidi est soufflé dans l’habitacle du véhicule. L’humidité de l’air se dépose sous forme de condensation dans l’évaporateur et est évacuée vers l’extérieur. Cela améliore le climat à l’intérieur (air plus sec) Les particules en suspension et le pollen dans l’air se déposent dans l’eau de condensation) et les vitres embuées sont dégagées.

Maintenance et entretien de la climatisation automobile

En raison de leur composition, les fluides frigorigènes R134a et R1234yf ne sont pas miscibles avec les lubrifiants à base d’huile minérale.

En combinaison avec ces fluides frigorigènes, une huile synthétique pour compresseur PAG (polyalkylène glycol) d’une certaine viscosité est nécessaire : Faible viscosité, Viscosité élevée ou Viscosité très élevée. Cette huile PAG est très hygroscopique, c’est-à-dire qu’elle attire l’eau.

Pour les véhicules hybrides ou les véhicules équipés d’un compresseur électrique, il est nécessaire d’utiliser de l’huile POE (huile PolyOlEster).

Les travaux d’entretien et de réparation des systèmes de climatisation seront toujours nécessaires, car :

• les tuyaux fuient
• le réfrigérant peut se diffuser (recharge nécessaire, recherche de fuites)
• les raccords à vis se desserrent, les joints vieillissent et s’assèchent
• le condenseur et les câbles de raccordement se trouvent dans la zone du véhicule exposée aux chutes de pierres et aux accidents (en cas de dommages à l’avant, endommagement du condenseur)
• les raccords d’entretien peuvent facilement fuir, par ex. en raison de
  de la saleté lors du raccordement des tuyaux d’entretien
  les composants de la climatisation sont soumis à une certaine usure
  de l’humidité peut s’infiltrer
• des bactéries et des mauvaises odeurs peuvent se former sur l’évaporateur ou dans le collecteur.

Instructions pour entretenir une climatisation automobile

Les trois points les plus importants :

1. la propreté – toute substance étrangère, comme l’air, l’humidité ou les dans le circuit, nuisent au bon fonctionnement du système de climatisation.

2. l’huile réfrigérante est très hygroscopique, c’est-à-dire qu’elle absorbe immédiatement l’humidité de l’air. C’est pourquoi le récipient doit impérativement être garder fermé.

3. les pertes de fluide frigorigène sur les climatiseurs R134a de 60 à 130 g/an sont normales. Même après une durée de fonctionnement de deux à quatre ans, une sous-charge du climatiseur est normale. Dans ces cas cas, une recharge ou un nouveau remplissage sans remplacement de composants est nécessaire.

Tous les collaborateurs qui effectuent des travaux d’entretien et de réparation sur des systèmes de climatisation doivent être en possession d’un certificat de compétence à jour.

Quelques conseils pratiques

• Lors de la vidange d’un système de climatisation, il est impératif de récupérer le fluide frigorigène à l’aide d’un appareil de service. Le fluide frigorigène ne doit en aucun cas être évacué à l’air libre.
• Lors de travaux avec un appareil de service, il faut impérativement respecter les indications du fabricant.
• Même dans un système de climatisation préalablement vidé, une pression peut se reconstituer en raison des résidus de fluide frigorigène contenus dans l’huile de refroidissement.
• La plus grande prudence est de mise lors de travaux de soudure à proximité du système de climatisation. Il faut veiller à ce que les pièces du climatiseur ne soient pas exposées à la chaleur. Destruction des conduites et risque d’explosion en sont les conséquences.
• Après des travaux de peinture suivis d’un séchage dans une étuve, la température du R134a ne doit pas dépasser 70 à 80°C.
• Avant de débrancher les tuyaux de réfrigérant, les raccords et les pièces de connexion, il faut les nettoyer de la saleté, de l’eau, de l’huile, etc. afin d’éviter un encrassement du système.
• Fermer immédiatement tous les raccords ouverts à l’aide de bouchons. Les bouchons en ruban adhésif ne sont pas adaptés.
• S’assurer que les outils, les instruments de mesure et les pièces de rechange sont propres et secs.
• Remplacer systématiquement les joints toriques après avoir défait les connexions. et les humidifier avec de l’huile réfrigérante (PAG) avant de les remettre en place.
• Si le système de climatisation a été ouvert pour des travaux d’entretien, il faut toujours remplacer la cartouche de dessiccateur.
• Après chaque réparation, toutes les connexions qui ont été ouvertes doivent être vérifiées, doivent être contrôlés à l’aide d’un détecteur de fuites.

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