Thèmes:
- Préface
- Capillaire
- Détendeur Thermostatique (TEV)
- Stockage Mogelijke
Préface:
Un détendeur est un élément essentiel des systèmes de climatisation. Il fonctionne comme une restriction dans la conduite entre l'élément sécheur/filtrant et l'évaporateur, entraînant une transition de la haute à la basse pression. Dans l'image ci-dessous, le détendeur (conçu comme une vanne de sectionnement) est encadré en vert.
Une fois que le réfrigérant du compresseur a traversé l'élément filtre/sécheur, il atteint le détendeur à une pression d'environ 15 bars et une température d'environ 45 degrés Celsius. Le réfrigérant s'écoule du détendeur vers l'évaporateur. Lorsque le réfrigérant traverse la restriction du détendeur, il subit une réduction significative de la pression. Lorsque la pression chute, le point d’ébullition du réfrigérant baisse également. Le réfrigérant commence à s’évaporer et passe de la forme liquide à la forme gazeuse. Lors de ce changement de phase de liquide à vapeur, le réfrigérant absorbe la chaleur de l’environnement. Cette chaleur dégagée est extraite de l’air qui traverse l’évaporateur, ce qui entraîne le refroidissement de l’air. Cet air refroidi est acheminé vers l’intérieur, ce qui donne l’air refroidi et séché produit par un climatiseur.
Il existe différents types de détendeurs, à savoir le détendeur capillaire et le détendeur thermostatique (TEV), également souvent appelé « vanne de blocage ». Ceux-ci sont décrits ci-dessous.
Capillaire:
Dans les systèmes de climatisation, vous rencontrez parfois un type simple de détendeur appelé capillaire ou orifice. Dans les véhicules plus récents, les détendeurs ne sont généralement plus équipés d'un capillaire, mais d'un détendeur thermostatique (contrôlé).
Avec un système de climatisation à capillaire, la puissance frigorifique ne peut pas être réglée avec précision. Si la pression devient trop élevée ou si l'évaporateur devient trop froid, le compresseur de la climatisation s'éteint généralement.
L'extérieur du détendeur capillaire est généralement en plastique et il y a un tube spécial à l'intérieur. Il y a des filtres avant et après ce tube. Le capillaire provoque une chute soudaine de pression, qui fait rapidement baisser la température d’ébullition du réfrigérant et le transforme de liquide en gaz. La façon dont le capillaire est construit détermine l’ampleur de la chute de pression, ce qui affecte la température lorsque le réfrigérant entre dans l’évaporateur. Le capillaire peut être trouvé dans différentes tailles, et en installer un avec des dimensions différentes modifiera la capacité de refroidissement du système. S'il y a moins d'évaporation dans l'évaporateur, cela signifie généralement moins de refroidissement.
Dans les systèmes de climatisation à capillaire, on trouve généralement également un accumulateur dans la section basse pression. Cela empêche le liquide d'être aspiré par le compresseur, car le capillaire a une ouverture fixe. L'accumulateur remplit également d'autres tâches importantes, telles que le filtrage, l'élimination de l'humidité (séchage) et le stockage du réfrigérant. Le réfrigérant entre dans l’accumulateur depuis l’évaporateur sous forme de gaz, avec quelques gouttelettes de liquide. Un tamis de séparation dans l'accumulateur garantit que les particules liquides coulent sur le côté. Un déshydratant élimine l'humidité du réfrigérant. De plus, la vapeur est aspirée en haut par le compresseur à travers une petite ouverture d'environ 1 millimètre, entraînant avec elle un peu d'huile.
Les dysfonctionnements suivants peuvent survenir dans les systèmes de climatisation à tube capillaire :
- Obstruction : Si le capillaire est obstrué par des contaminants présents dans le réfrigérant, cela peut réduire la capacité de refroidissement ;
- Dimensions incorrectes : Dans certains cas, il peut être nécessaire de remplacer le capillaire par un capillaire de dimensions différentes pour ajuster la capacité de refroidissement du système. Cela peut être nécessaire en cas de modifications du système ou si les spécifications d'origine ne répondent pas aux performances requises, comme un évaporateur gelé ou un refroidissement insuffisant.
- Problèmes systématiques : Si le système de climatisation présente des problèmes de performances persistants et que d'autres composants ont été vérifiés et sont en bon état, le capillaire peut en être la cause possible. Le capillaire peut être endommagé, ce qui n'est pas facilement visible.
Détendeur Thermostatique (TEV) :
Un système de climatisation que l'on trouve habituellement dans les véhicules modernes est un système avec un détendeur à commande thermostatique, en abrégé TEV. Le détendeur thermostatique remplace le système par un capillaire et est essentiellement un étranglement dont la taille d'ouverture est contrôlée par la température du gaz s'écoulant de l'évaporateur.
Il existe différentes versions. Outre le remplacement du capillaire, l'élément filtre/sécheur est également différent. Le filtre/sécheur est situé directement après le condenseur et traite le réfrigérant sous forme liquide. La température est mesurée après l'évaporateur. Si la température de l'évaporateur devient trop élevée parce qu'il n'y a pas assez de réfrigérant qui le traverse, l'ouverture est agrandie, permettant à plus de réfrigérant d'entrer dans l'évaporateur et la température baisse à nouveau. Le détendeur thermostatique maintient la température (et la pression) constante dans certaines limites. Cela signifie également que nous pouvons être sûrs que le réfrigérant sous forme de vapeur est aspiré par le compresseur, de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'utiliser un accumulateur dans la section basse pression.
Le détendeur thermostatique peut être divisé en trois types :
- Détendeur avec capteur à distance (télécommande de l'ampoule) avec égalisation de pression interne ou externe.
- Vanne de sectionnement à membrane interne ou externe.
- Détendeur à commande électronique.
Détendeur thermostatique avec capteur à distance et égalisation de pression interne :
Le détendeur thermostatique se compose de deux parties, à savoir la partie de mesure et le capteur ou bulbe, qui est connecté au détendeur lui-même. La section de mesure est remplie de gaz et est située à la sortie de l'évaporateur. Lorsque la température à la sortie de l’évaporateur augmente parce que trop peu de réfrigérant passe, le gaz se dilate et la pression augmente. La goupille repousse ensuite la bille, ce qui fait circuler davantage de réfrigérant dans l'évaporateur et fait chuter à nouveau la température à la sortie. La bille est relâchée dès que la force exercée sur la membrane par le capteur dépasse la somme de la force du ressort et de la force de compression du réfrigérant du côté entrée de l'évaporateur. Lorsque la température après l’évaporateur devient trop basse, c’est l’inverse qui se produit. La force du ressort repousse la bille sur le siège, l'ouverture se rétrécit et le débit de réfrigérant est réduit. La vanne TEV maintient donc la température du fluide frigorigène constante. Le détendeur thermostatique mesure la température et la convertit en pression. Le contrôle de pression active la vanne.
Détendeur thermostatique avec capteur à distance et égalisation de pression externe :
L'égalisation de la pression concerne la pression sous le diaphragme. Si l'espace sous la membrane est relié au côté entrée de l'évaporateur, nous ne prenons pas en compte la perte de charge qui se produit dans l'évaporateur. En effet, la mesure de la température s'effectue du côté sortie de l'évaporateur, tandis que le contrôle s'effectue du côté entrée. Lorsque la perte de pression dépasse 0,2 bar, il est recommandé d'utiliser un détendeur avec égalisation de pression externe. Si l'espace sous la membrane est relié au côté sortie de l'évaporateur, la perte de pression est compensée. L'égalisation de pression externe est généralement appliquée aux systèmes plus grands.
Vanne de sectionnement avec membrane de commande externe
Le robinet d'arrêt est installé sur les tuyaux d'entrée et de sortie de l'évaporateur. La conduite d’entrée est située à côté de la conduite de sortie de l’évaporateur. Au bas de la vanne de sectionnement, le réfrigérant entre sous forme liquide depuis le filtre/sécheur (condenseur) et passe par la vanne à bille pour se diriger vers l'évaporateur. Il y a une quantité fixe de réfrigérant gazeux au-dessus de la membrane. Ce gaz prendra la température du gaz provenant de l'évaporateur. À mesure que la température augmente, l’augmentation de la pression poussera la goupille vers le bas, ce qui entraînera une plus grande ouverture de débit dans la conduite d’alimentation. Cela permet à plus de réfrigérant d’entrer dans l’évaporateur, abaissant ainsi la température. Dans les situations inverses, le robinet à tournant sphérique se fermera, permettant à moins de réfrigérant de pénétrer dans l'évaporateur et provoquant une augmentation de la température.
Vanne de sectionnement avec membrane de régulation interne :
Dans la vanne de sectionnement avec membrane de contrôle interne, il y a une tête thermique avec réfrigérant du côté sortie de l'évaporateur. Le réfrigérant dans la tasse thermo prend la température du réfrigérant quittant l'évaporateur. À des températures élevées, le réfrigérant se dilate, ce qui amène le diaphragme de la capsule à pousser la tige vers le bas et à élargir l'ouverture du robinet à tournant sphérique. À l’inverse, une température plus basse fera monter la membrane, réduisant ainsi l’ouverture. Ces deux situations sont illustrées dans les images ci-dessous.
Détendeur thermostatique à commande électronique :
Le détendeur à commande électronique (en abrégé EEV) peut être contrôlé à l'aide de l'ECU de la climatisation. Un moteur pas à pas peut être utilisé pour cela. Ce moteur pas à pas permet à l'aiguille d'augmenter ou de diminuer l'ouverture par petits pas. En fonction de la température souhaitée à l'intérieur, l'ECU peut réguler très rapidement la puissance en utilisant le compresseur de climatisation à commande électrique et le détendeur.
Dysfonctionnements possibles :
En atelier, nous rencontrons des problèmes avec le détendeur. Les problèmes surviennent généralement en raison d’une contamination, provoquant le colmatage ou le maintien du détendeur.
- La vanne est bouchée :
Le colmatage est causé par des contaminants présents dans le réfrigérant. En raison du blocage, trop peu de réfrigérant pénètre dans l'évaporateur, ce qui entraîne une augmentation de la pression avec un risque de surchauffe du compresseur. - La vanne reste ouverte :
Laisser la vanne ouverte permet à trop de réfrigérant de pénétrer dans le compresseur. Si tout le réfrigérant présent dans l'évaporateur ne s'est pas transformé en gaz, il est possible qu'une quantité (excessive) de réfrigérant liquide se retrouve dans le compresseur, provoquant un choc liquide chez le compresseur.
La contamination est facile à éviter : remplacez périodiquement le filtre/sécheur.
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