Description

La climatisation pour véhicule sans système de compression se rapporte aux systèmes de climatisation thermiques.

La climatisation auto actuelle repose exclusivement sur le cycle du froid conventionnel à l'aide de la compression mécanique.

Le compresseur entraîné par l'arbre moteur est l'organe le plus important et le plus coûteux de l'installation il est aussi le plus défaillant. Il nécessite une attention particulière pour son entretient. Sans aucune défaillance du compresseur, la puissance mécanique nécessaire pour la réalisation de tels cycles (par exemple entre 4 et 16 bars) nécessite une extra consommation en carburant et induit une perte de puissance.

Si l'on tiens compte du côté mécanique du compresseur, on peut citer son besoin en huile nécessaire pour la lubrification de ses pistons (amélioration de son rendement isentropique) la surveillance de l'état de ses roulements qui, suite à la fatigue, peuvent causer d'extra frottements en augmentant le couple résistant et induisant une surconsommation en carburant, sans oublier l'usure de la courroie d'entraînement.

L'augmentation du couple moteur ne peut qu'avoir une conséquence négative sur la surchauffe de l'eau de refroidissement et la sollicitation fréquente du ventilateur du radiatl)eur.

Les retombées économiques négatives (coût du transport par exemple) de cette climatisation conventionnelle sont évidentes, surtout avec la flambée continue du prix du pétrole.

L'impact flagrant de cette climatisation, se manifeste bien avec l'explosion du parc automobile, qui, ne fait qu'augmenter la pollution, principalement dans la circulation urbaine pendant la saison estivale.

Avec tout ce qu'on a cité de négatif sur la compression mécanique, il nous parait urgent à l'étape actuelle de s'engager à s'investir dans la minimisation de l'impact économico-environnementale pénalisant.

Cette invention vise à mettre au point une technologie originale dans l'industrie automobile, conformément à la politique internationale en matière de protection de l'environnement et à promouvoir la voiture économique.

Elle vise aussi à encourager l'utilisation et l'industrialisation des énergies renouvelables abondantes.

Ces avantages sont assurées via :

-Compression écologique

-Baisse de la température de l'eau de refroidissement ou des gaz d'échappement

-Diminution de consommation en carburant (pollution, coût, ...)

-Diminution du coût de l'installation de climatisation (répercutions sur le prix de vente du véhicule)

-Cette invention représentera le premier pas de l'utilisation de l'énergie thermique en vue de la production du froid en général.

L'idée de cette invention est de se passer de ce système mécanique de compression et de le remplacer par une compression thermodynamique utilisant seulement l'excès de chaleur provenant du moteur via l'eau de refroidissement ou via les gaz d'échappement

Le compresseur sera remplacé par un échangeur de chaleur (compresseur thermodynamique) détaillé sur la figure 3 noyé dans l'eau de refroidissement ou soumis aux fumées de l'échappement. La compression visée, s'effectuera par le chauffage du fluide frigorifique qui peut déjà commencer lorsque l'état du fluide est encore diphasique (liquide -gaz) entre les points 2 et 3 de la figure 4.

Cette compression s'effectuera à volume constant le long d'une isochore, ce qui offre une montée plus raide en pression à l'intérieur de la cloche diphasique.

Le choix de cette isochore 2-3 (de la figure 2) est contrôlé par la dimension de l'évaporateur (1) et du condenseur (2). Un détendeur (3) est utilisé pour assurer la transformation cyclique.

En sous-dimensionnant l'évaporateur (1), on diminue les pertes de charges et on augmente en même temps la pression au point 3 (de la figure 2), car la montée en pression le long d'une isochore, est plus raide lorsque le gaz est humide que s'il est sec (à l'extérieur de la cloche)

Le sens de l'écoulement serait contrôlé par le mouvement du piston (4) commandé magnétiquement (électroaimants) ou électriquement (petit moteur (5) à vis sans fin (6)). Ce piston (4) assurera l'aspiration et dotera en plus le fluide d'une élévation en-pression.

Le cylindre échangeur (7) est équipé par deux capteurs de pression et de deux systèmes électrovannes (8) à liaison mécanique, le tout est connecté à un microcontrôleur ou via une logique câblée.

Figure 1 : Schéma du principe du fonctionnement du système de refroidissement thermodynamique Figure 2 : Dessin du compresseur thermodynamique

Figure 3 : Circuit de refroidissement à l'aide d'un compresseur thermodynamique

Figure4. Exemple de cycle visé, dans le diagramme h-P pour le fluide frigorifique R134A