La climatisation gaz r1234yf VW VAG

Gaz réfrigérant R1234yf utilisé dans les climatisations automobiles

Le nouveau réfrigérant est donc plus respectueux de l’environnement. Mais qu’est-ce que le R1234yf et en quoi est-il différent du R134a?
De manière générale, le R1234yf est un gaz qui peut passer de l’état gazeux à l’état liquide, et vice versa. C’est là la définition d’un réfrigérant et de la transformation nécessaire à la formation d’air froid dans l’habitacle de la voiture. La valeur PRP du R1234yf est de 4, bien inférieure à la valeur absolue maximum de 150. Cela entend qu’il se dissout beaucoup plus rapidement dans l’atmosphère et ne détruit donc pas la couche d’ozone. Malheureusement, le R1234yf a un inconvénient que le R134a n’avait pas: il est légèrement inflammable et fonctionne à une pression et une température plus élevées. L’UE a toutefois établi que le risque qu’une voiture prenne feu en cas de collision suite à la présence du réfrigérant était si minime qu’elle a approuvé le R1234yf en 2008.

 

 

Principes de base de la climatisation

Le système de climatisation de l’habitacle du véhicule repose sur des principes de lois physiques en utilisant un agent chimique spécial appelé agent réfrigérant (ou frigorigène).

Prix moyen d’une recharge de gaz de climatistion :

Véhicules équipés en fluide R134a -> Forfait de 60 € TTC

Véhicules équipés en fluide R1234yf -> Forfait de 219 € TTC

 

Circulation de l’agent réfrigérant dans le circuit fermé de la climatisation

Le système de climatisation est composé de quatre éléments fonctionnels principaux :

  • le compresseur
  • le condenseur
  • la soupape de détente
  • l’évaporateur.

Ces éléments sont intégrés dans un circuit fermé, qui est composé de deux parties différentes:

  • basse pression
  • haute pression

Compresseur de climatisation

Le compresseur aspire l’agent réfrigérant gazeux de la basse pression. L’agent réfrigérant est comprimé et propulsé par le compresseur dans la partie haute

pression du circuit de climatisation. Le réchauffage de l’agent réfrigérant survient lors de sa compression.

Condenseur:

Le condenseur est traversé par la partie haute pression du circuit de climatisation. C’est ici qu’une partie de

la chaleur est prélevée et que l’agent réfrigérant comprimé, qui se trouvait en état gazeux, est liquéfié. La chaleur est transmise à l’air extérieur qui traverse le condenseur en dehors de la voiture.

Soupape de détente

L’agent réfrigérant liquide haute pression traverse la soupape de détente vers la partie basse pression du circuit de climatisation. L’agent réfrigérant se dilate et passe de l’état liquide à l’état gazeux. Au cours de cette dilatation, l’agent réfrigérant refroidit sensiblement.

Évaporateur

L’évaporateur est traversé par la partie pression basse du circuit de climatisation. C’est ici que l’agent réfrigérant reçoit la chaleur provenant de l’air frais qui

traverse l’évaporateur en direction de l’habitacle. Ainsi, l’air qui traverse l’évaporateur est refroidi et l’agent réfrigérant est réchauffé. L’agent réfrigérant, en état gazeux, quitte l’évaporateur et est de nouveau aspiré par le compresseur vers la partie haute pression du circuit de climatisation.

L’agent réfrigérant permet d’effectuer la circulation thermique dans la climatisation, au cours de laquelle la chaleur de l’espace refroidi de l’habitacle de la voiture est reçue (si la température et la pression de l’agent réfrigérant sont basses, cela survient au moyen de l’évaporateur) et la chaleur est transmise à l’espace extérieur en dehors de la voiture (si la température et la pression de l’agent réfrigérant sont élevées, cela survient au moyen du condenseur).

Au cours de ce processus, le gz passe de l’état liquide à l’état gazeux et vice-versa.

 

Les gaz réfrigérants

Réfrigérant R12

Sous la désignation de R12 avait été fabriqué un agent réfrigérant dont la composition chimique correspond à CCl2F2 – dichlorodifluorométhane. Au début des années 1990, il a été démontré que le réfrigérant CFC R12

appartenant au groupe de fréons endommageait la couche d’ozone et créait le trou d’ozone. L’utilisation de cette

substance dans les systèmes de climatisation a été interdite en 1995.

Réfrigérant R134a

Sous la désignation de R134a est fabriqué un agent réfrigérant dont la composition chimique correspond à CH2FCF3 – tétrafluoroéthane. Il représente la liaison chimique du fluor, du carbone et de l’hydrogène. À l’opposé de l’agent réfrigérant R12, dont l’utilisation est devenue inacceptable en raison de son grand potentiel de déplétion ozonique, il ne contient pas d’atomes de chlore,

Le réfrigérant R134a, qui ne contient pas de fréons, a un potentiel de déplétion ozonique nul, mais il nuit à l’environnement en tant que gaz à effet de serre.

Réfrigérant R1234yf

Le réfrigérant R1234yf nouvellement développé, dont la composition chimique correspond à CF3CF=CH2 – tétrafluoropropène, a été développé en tant que substitut du réfrigérant R134a. Et ce en raison de la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

 

 

Tableau comparatif des caractéristiques R134a / R1234yf

R134a R1234yf
Nom chimique tétrafluoroéthane tétrafluoropropène
Formule chimique CH2FCF3 CF3CF=CH2
Huile recommandée Polyalcylène Glycol (PAG) (polyolestère – POE) Polyalcylène Glycol (PAG) conçu pour R1234yf (polyolestère – POE)
Classification ASHRAE A1 – non toxique, non inflammable A2L – non toxique, peu inflammable
Point d’ébullition à 1 at -26 °C -29 °C
PDO 0 0
PRG 1430 4
PRG en tant que part en % de R134a 100 % 0,3 %
  • PDO – potentiel de déplétion ozonique
  • PRG – potentiel de réchauffement global

 

 

Avantages du réfrigérant R1234yf
Il a été conçu expressément pour les systèmes de climatisation mobiles.
Il fournit une capacité de refroidissement et une efficacité énergétique comparables à celles de R134a.
Il convient à toutes les zones climatiques du monde.
Il satisfait aux normes mondiales de la protection de l’environnement.
Potentiel de réchauffement global PRG = 4, soit de 99,7 % inférieur à celui de R134a.
Son potentiel de déplétion ozonique est de zéro.
Non toxique.

Couleur et odeur de l’agent réfrigérant R1234yf

Couleur de l’agent réfrigérant R1234yf

L’agent réfrigérant est incolore, qu’il se trouve en état gazeux ou liquide. Le gaz est invisible. On ne peut voir que l’interface entre le gaz et le liquide. (Le niveau du liquide dans le tube vertical du cylindre ou des bulles de remplissage dans le regard). Dans le regard de contrôle, l’agent réfrigérant R1234yf peut apparaître laiteux.

Cet effet vient de l’huile partiellement libérée de l’agent réfrigérant et ne constitue pas un dysfonctionnement.

Odeur de l’agent réfrigérant R1234yf

L’agent réfrigérant est quasi inodore. En cas de fuite de R1234yf, il est possible de détecter une légère odeur d’éther, quelles que soient les conditions ambiantes.

Tableau des pressions des vapeurs saturées de l’agent réfrigérant R1234yf selon la température

Température (°C) Pression (bar)
-40 -0,40
-30 -0,01
-25 0,12
-20 0,50
-15 0,83
-10 1,21
-5 1,65
0 2,15
5 2,72
10 3,36
15 4,09
20 4,90
25 5,81
30 6,82
35 7,93
40 9,17
45 10,52
50 12,01
55 13,64
60 15,41
65 17,35
70 19,46
75 21,75
80 24,24
85 26,94
90 29,09

Inflammabilité de l’agent réfrigérant R1234yf

L’agent réfrigérant R1234yf est inflammable dans certaines concentrations dans l’air. Dans une flamme ou lors du

contact avec des surfaces chaudes, l’agent réfrigérant se décompose et des fumées toxiques se produisent.

La fission, ou la décomposition de l’agent réfrigérant R1234yf se produit également lors de l’exposition à un

rayonnement ultraviolet, qui fait également partie de la lumière naturelle.

 

 

Huile du gaz réfrigérant

Lubrification du compresseur de climatisation

L’huile de l’agent réfrigérant est destinée à lubrifier les pièces mobiles du compresseur. Cette huile doit très bien

tolérer l’agent réfrigérant, car ils circulent en partie ensemble dans le circuit de climatisation.

    1. Répartition de l’huile dans le système de climatisation

L’huile de l’agent réfrigérant vient se mélanger à l’agent réfrigérant et circule en permanence dans le circuit de refroidissement de la climatisation. Ainsi, l’huile est répartie dans l’ensemble du circuit de climatisation comme indiqué sur le schéma suivant.

Graphique de la répartition en % de l’huile de l’agent réfrigérant dans le système de climatisation

 

 

Quantité d’huile dans le système de climatisation

La quantité d’huile varie en fonction du type de système de climatisation et, en particulier, en fonction du compresseur de climatisation utilisé.

Type de l’huile du système de climatisation

Le type d’huile utilisé dans le système de climatisation dépend de l’agent réfrigérant utilisé. Pour l’agent réfrigérant R134a, plus ancien, on utilise l’huile synthétique spéciale PAG – Poly-Alcylène-Glycol. Pour le nouveau agent réfrigérant R1234yf, on utilise l’huile PAG enrichie d’additifs spéciaux.

Raccords d’entretien

Le circuit de climatisation du véhicule est équipé de deux raccords d’entretien. Une connexion pour les réparations de la partie haute pression du circuit de climatisation et une connexion pour la partie basse pression. Ces raccords d’entretien ont des diamètres différents afin d’éviter la confusion.

Après l’introduction du nouveau réfrigérant R1234yf, il a été nécessaire d’assurer la non interchangeabilité des raccords d’entretien entre les parties basse pression et haute pression, ainsi que la non interchangeabilité des agents réfrigérants R134a et R1234yf. Deux raccords d’entretien ont été conçus pour le nouveau agent réfrigérant, aux dimensions différentes de celles des raccords de l’agent réfrigérant précédent R134a.

Le tableau décrit les paramètres des quatre raccords d’entretien non interchangeables :

Dimensions

des raccords d’entretien

Raccord d’entretien, agent réfrigérant R134a Raccord d’entretien, agent réfrigérant R1234yf
côté haute pression échappement côté basse pression échappement côté haute pression échappement côté basse pression échappement
diamètre extérieur (D1) 16,0 mm 13,0 mm 17,0 mm 14,0 mm
diamètre extérieur (D2) 14,0 mm 11,0 mm 13,0 mm 12,0 mm
montage (L1) 4,6 mm 6,15 mm 9,0 mm 4,75 mm
montage (L2) 8,16 mm 9,16 mm 12,5 mm 7,2 mm
position de montage de la soupape, non connectée (C) 6,1 – 7,1 mm 6,1 – 7,1 mm 8,3 – 9,3 mm 8,3 – 9,3 mm

Fermetures des raccords d’entretien

Les raccords d’entretien sont dotés de fermetures en plastique. Ces fermetures sont dotées d’un joint d’étanchéité spécial à l’intérieur.

 

Pour permettre une orientation rapide et pour distinguer les charges de l’agent réfrigérant de la climatisation, les fermetures des raccords d’entretien de la climatisation avec la charge R134a sont de couleur noire, tandis que les fermetures des raccords d’entretien de la climatisation avec la charge R1234yf sont de couleur grise.

Pour distinguer les gaz réfrigérant de la climatisation, les fermetures des raccords d’entretien de la climatisation avec la charge R134a sont de couleur noire, tandis que les fermetures des raccords d’entretien de la climatisation avec la charge R1234yf sont de couleur grise.

  1. – raccord d’entretien de la partie basse pression de la climatisation avec la charge d’agent réfrigérant R134a
  2. – raccord d’entretien de la partie haute pression de la climatisation avec la charge de R134a

 

  1. – raccord d’entretien de la partie basse pression de la

 

climatisation avec la charge de l’agent réfrigérant R1234yf 4 – raccord d’entretien de la partie haute pression de la

climatisation avec la charge de l’agent réfrigérant R1234yf

 

 

Étiquette d’avertissement du circuit de refroidissement de la climatisation

L’étiquette d’avertissement fournit des informations sur le type de réfrigérant utilisé, la quantité de réfrigérant remplie à l’usine et le type d’huile pour réfrigérant utilisé. Les symboles sur l’étiquette d’avertissement indiquent les dangers liés à la manipulation du réfrigérant et au travail sur le circuit frigorifique.

Type de réfrigérant utilisé

symboles d’avertissement indiquant les dangers

Type de réfrigérant utilisé

quantité de réfrigérant

type d’huile

L’étiquette d’avertissement concernant le circuit frigorifique de la climatisation est placé sur le couvercle de

l’espace entre la calandre et la paroi frontale, l’étiquette est visible lorsque le capot est soulevé.

Différentes normes peuvent également être indiquées sur l’étiquette. Par ex., les normes SAE et ISO.

SAE J639 décrit les consignes de sécurité pour les climatisations des véhicules de tourisme. SAE J842 décrit l’utilisation des pièces et des matériaux approuvés pour le réfrigérant R1234yf.

SAE J2845 indique que la réparation et l’entretien du circuit frigorifique de climatisation ne peuvent être effectués par des personnes formées et certifiées.

Compresseur de climatisation

Compresseur

Le compresseur de climatisation aspire le gaz du fluide de refroidissement dans l’évaporateur, le compresse et le

transmet en au condenseur.

Processus de compression

Le compresseur aspire un réfrigérant gazeux depuis l’évaporateur, de la branche basse pression du circuit de climatisation.

L’état gazeux du réfrigérant est important pour le compresseur parce que le réfrigérant liquide n’est pas compressible et pourrait endommager le compresseur.

Le compresseur de climatisation comprime le réfrigérant et le transporte sous la forme de gaz chaud, via la branche haute pression de la climatisation, dans le condenseur.

Ainsi, le compresseur devient l’interface des branches à basse et haute pression.

Une huile spéciale circule dans le circuit de réfrigérant pour lubrifier le compresseur, voir page 17 de ce manuel.

Régulation de la puissance du compresseur

La puissance du compresseur sans vanne de régulation dépend entièrement du régime moteur. Lorsque le régime moteur change, le remplissage de l’évaporateur change et les performances de refroidissement sont différenciées.

Pour assurer un remplissage fluide de l’évaporateur, les compresseurs modernes sont équipés de vannes de régulation. Grâce au compresseur réglable, la pression du réfrigérant en aval du compresseur est constante malgré les variations du transfert de chaleur et du régime moteur.

Compresseur de climatisation avec soupape de régulation de pression et embrayage électromagnétique

Les Citigo , up sont équipés d’un compresseur à la capacité de 90 cm3 dont la régulation est effectuée à l’aide d’un limiteur de pression intégré directement dans le compresseur de climatisation.

La course de transport, et donc le débit du réfrigérant, sont déterminés par ce limiteur de pression.

Le rapport de la pression à l’intérieur du compresseur et de la basse pression du réfrigérant commande la course du piston. Ce rapport sert également de mesure du refroidissement souhaité.

tambour à position transversale variable

ressort

 

Le tambour est guidé longitudinalement dans une glissière. Le positionnement oblique du tambour, et donc du moyeu d’entraînement, détermine la course du piston, donc la puissance.

L’angle du tambour de compresseur dépend de la pression dans la chambre, et donc du rapport des pressions devant et derrière le piston, et est contrôlé par les pistons situés devant et derrière le tambour.

La pression dans la chambre est influencée par la pression haute et basse de la soupape de régulation et par un orifice calibré d’étranglement.

9.1.2.1 Coupleur électromagnétique du compresseur de climatisation

Le compresseur de climatisation avec réducteur interne de pression est relié au moteur qui l’entraîne au moyen d’un embrayage électromagnétique. Le coupleur électromagnétique relie le compresseur au moteur lors de l’allumage de la climatisation. Lorsque la climatisation est éteinte, le compresseur est débranché de l’entraînement du moteur par le coupleur électromagnétique.

poulie pour courroie

à rainures de transmission de couple à partir du moteur via le coupleur électromagnétiquevers l’arbre d’entraînement du compresseur

côté basse pression du compresseur (depuis l’évaporateur)

côté haute pression du compresseur

 

 

Compresseur de climatisation à commande extérieure avec vanne électromagnétique intérieure de régulation

La conception moderne du compresseur de climatisation avec vanne électromagnétique intérieure permet une régulation fluide de la puissance du compresseur à l’aide de l’unité de commande de la climatisation. Le couple du moteur est transmis en permanence sur l’arbre d’entraînement du compresseur. La puissance du compresseur est alors entièrement commandée par l’unité de commande de la climatisation à travers la vanne électromagnétique de régulation.

 

Description du fonctionnement

Il s’agit d’un compresseur à piston avec régulation en continu par la pression d’aspiration. Le préréglage de la pression d’admission à régler est assuré par la vanne électromagnétique de régulation. L’activation de la vanne de régulation est effectuée par l’unité de commande de la climatisation et est commandé en fonction des valeurs configurées sur le panneau de commande de la climatisation, de la température extérieure, de la partie haute pression de la climatisation et de la température souhaitée de l’évaporateur.

 

 

compresseur dans la position de base – course du piston minimale, le couple moteur est transmis en permanence à l’arbre d’entraînement du compresseur

 

haute pression pression d’admission

pression dans le vilebrequin

compresseur dans la position de travail – course du piston intermédiaire, le couple moteur est transmis en permanence à l’arbre d’entraînement du compresseur

Évaporateur de climatisation

Description du fonctionnement de l’évaporateur

Le réfrigérant liquide se vaporise dans le labyrinthe du tube de l’évaporateur, qui est guidé via un réseau de lamelles. Lorsque la climatisation est allumée, la chaleur de l’air circulant à travers les lamelles de l’évaporateur vers l’intérieur de la voiture est collectée : l’air est refroidi. Le réfrigérant s’évapore et la chaleur absorbée est aspirée par le compresseur de climatisation.

Lorsque la climatisation est allumée, l’humidité de l’air se condense sur les parois de l’évaporateur. Le condensat résultant est évacué en dehors du véhicule par un orifice d’évacuation. De cette façon, l’humidité absolue à l’intérieur du véhicule est réduite.

L’évaporateur assure donc que l’air entrant dans l’habitacle est non seulement refroidi, mais aussi séché et nettoyé.

 

 

Condenseur de climatisation

Principe de fonctionnement du condenseur

Le condenseur évacue la chaleur du gaz de réfrigérant comprimé par le compresseur dans l’air ambiant. Au cours de ce processus, le gaz de réfrigérant se condense en liquide.

Devant le condenseur se trouve un ventilateur de refroidissement ayant une puissance suffisante pour assurer le fonctionnement correct du condenseur.

 

 

Dans le condenseur, le fluide caloporteur arrivant depuis le compresseur à l’état gazeux, est refroidi par l’air ambiant de sorte qu’il se condense à la sortie du condenseur et redevient liquide.

 

 

 

 

 

 

Source : ssp110 skoda
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