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Lycée professionnel Gaston Barré Certificat d’Aptitude Professionnelle Vendeur Magasinier en Pièces de Rechange et Equipements Automobiles SESSION 2013-2014 LA CLIMATISATION Nom : Prénoms :

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  • Lyce professionnel Gaston Barr

    Certificat dAptitude Professionnelle

    Vendeur Magasinier en Pices de Rechange et Equipements Automobiles

    SESSION 2013-2014

    LA CLIMATISATION

    Nom :

    Prnoms :

    http://www.crdp-montpellier.fr/ressources/examens/consultation/diplomes.aspx?type=500

  • LYCEE GASTON BARR 1 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    La climatisation

    1. Historique

    Pour le rafrachissement des boissons, les civilisations grecques et gyptiennes utilisaient leffet

    dvaporation de leau travers les vases et les jarres poreux. Cest au XIXme sicle que sont apparues les

    premires machines frigorifiques compression de fluide.

    1834 : Jacob PERKINS, de Londres, construit la premire machine de rfrigration compression mcanique avec de lther comme rfrigrant ; 1859 : Le Franais Ferdinand CARRE ralise la premire installation industrielle (machine absorption deau + NH3= Ammoniac !!!!) ; 1930 : Grce ltude thorique du chimiste belge Frdric SWARTS, le grand essor de lindustrie du froid sinstalle, avec la mise au point par une socit amricaine dun nouveau fluide frigorigne Le DICHLORODIFLUOROMETHANE (R12). 1950 : Gnral Motors met en place des glaces teintes sur ses vhicules pour rduire la temprature intrieure engendre par rayonnement. En France, le chauffage de lhabitacle des vhicules se gnralise ; 1955 : Les premiers systmes de conditionnement dair font leur apparition sur des vhicules amricains type Chevrolet. Lensemble du systme tait pr-assembl par Frigidaire lusine de Dayton (Ohio) et mis en place sur environ 3500 vhicules durant la mme anne ; 1960 : Les concepteurs aboutissent combiner le systme de rfrigration celui de chauffage; 1970 : Les constructeurs europens adoptent la climatisation dans leurs vhicules ; 1980 : Apparition des premiers systmes de climatisation automatiss sur les vhicules.

    Au milieu des annes 90, prs de 90% des vhicules amricains sont climatiss, contre seulement 20% en Europe !!!!! Actuellement, prs de 80% des vhicules, toutes gammes confondues, sont quips de srie dun systme de climatisation ou dair conditionn. Cette croissance ne peut que saccentuer dans les annes futures, de par les qualits du bien-tre apport par le conditionnement de lair de lhabitacle des vhicules automobiles.

  • LYCEE GASTON BARR 2 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    2. Objectif de la climatisation

    La climatisation automobile est, par dfinition, l'ensemble des moyens utiliss pour maintenir dans

    l'habitacle une atmosphre constante (temprature, pression et humidit).

    En effet, la climatisation apporte :

    Une meilleure visibilit Par temps froid et humide, la formation de bue et de givre sur les vitres diminue considrablement la visibilit du conducteur.

    Un maintien de la vigilance du conducteur

    Un excs de temprature dans l'habitacle a tendance endormir le conducteur.

    L'isolation de l'habitacle en zone pollue

    Quand les vhicules traversent une zone pollue (bouchon dans les grandes villes, long tunnel routier, zone industrielle, etc.)

    Un confort de conduite Le conducteur n'a plus besoin de se soucier des rglages habituels de temprature et de ventilation ncessaires, conscutifs aux variations climatiques extrieures.

    Une sensation de bien-tre

    Le systme va neutraliser les effets de chaleur, de froid et d'humidit et produire une temprature (entre 21C et 26C) et un degr d'humidit (entre 35 et 65% ) correspondant au sentiment de bien-tre propre chaque conducteur.

    3. La rfrigration

    Un corps nous parat chaud ou froid si en le touchant, il nous communique de la chaleur.

    Le corps chaud transmet de la chaleur au corps froid jusqu galit de la temprature.

    Exemple :

    Nota : Mme un corps froid dgage de la chaleur !!!!!

  • LYCEE GASTON BARR 3 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    4. Mesure de protection de lenvironnement

    En 1987, 37 tats se sont engags en signant le protocole de Montral prendre des dispositions pour

    protger la sant des personnes et lenvironnement, en instituant un programme de rduction de la

    production et lutilisation des anciens gaz de climatisation (R12) , voir mme de leur suppression totale.

    En dfinitive, le protocole conduit deux actions :

    - Eviter le rejet dun produit base de chlore dans latmosphre lors des interventions sur les circuits dun

    systme de rfrigration, ce qui impose aux services de maintenance de rcuprer et de recycler ce type de

    gaz ;

    - Utiliser un fluide de rfrigration moins polluant.

    La qualit de l'air : un objectif de sant public

    Le trou dans la couche d'ozone, le SMOG , le rchauffement de la plante font partie des maux de cette

    dcennie. La climatisation et en particulier les fluides frigorignes sont montrs du doigt.

    Quelle est la diffrence entre leffet de serre et la destruction de la couche dozone ?

    La couche dozone

    Cest une couche de gaz situe dans la stratosphre, elle nous protge en absorbant une partie des rayons ultraviolets. Les anciens gaz de climatisation relchs dans latmosphre montent dans la stratosphre et dtruisent la couche dozone. Cette destruction est appele le trou de la couche dozone .

    Leffet de serre

    Leffet de serre est un phnomne naturel, la basse atmosphre terrestre laisse pntrer la chaleur du soleil et lemprisonne comme la vitre dune serre. Les gaz de climatisation relchs dans latmosphre augmentent leffet de serre.

  • LYCEE GASTON BARR 4 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    Les dangers du fluide sur lenvironnement

    Fluides frigorignes ODP PRB Observations

    R12 1 8500 Participe la destruction de la couche dozone et

    laugmentation de leffet de serre

    R134a 0 1300 Participe laugmentation de leffet de serre

    R744 (CO2) 0 1 Participe laugmentation de leffet de serre

    R413A (substitut au R12)

    0 3100 Participe laugmentation de leffet de serre

    R416A (substitut au R12)

    0,006 900 Participe la destruction de la couche dozone et

    laugmentation de leffet de serre

    ODP (Potentiel dappauvrissement de la couche dozone) : Plus ce nombre est proche de 1, plus le fluide

    considr dtruit la couche dozone.

    PRP (Potentiel de Rchauffement Plantaire) : Plus ce nombre est lev, plus le fluide considr augmente

    leffet de serre.

    Quelques dates :

    Depuis Janvier

    2001

    Le R12 est interdit et il est substitu par le R413A et le R416A

    Les vhicules de nouvelles gnrations comme le 3008 devront prsenter un

    taux de fuite de 40g/an avec un fluide dont le PRP est suprieur 150.

    Tous les vhicules sortants de lusine devront prsenter un taux de fuite de

    40g/an avec un fluide dont le PRP est suprieur 150.

    La rglementation impose un agrment (attestation de capacit) et des

    procdures dintervention aux diffrents organismes et entreprises qui

    manipulent les fluides frigorignes.

    partir de juin

    2008

    partir de 2017

    partir de juin

    2009

    partir de juin

    2009

    Les vhicules neufs devront tre quips de fluides frigorignes dont le PRP

    est infrieur 150.

  • LYCEE GASTON BARR 5 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    5. Dcomposition des lments

    5.1. Le compresseur (Montage classique + Harrisson)

    Cest une pompe qui aspire le fluide sous forme de vapeur la sortie de

    lvaporateur, le comprime et le refoule vers le condenseur. En levant la

    pression, le compresseur augmente la temprature du fluide.

    Marque de compresseur connue : Hella, Sanden, Ava, Valo, NRF, Delphi, Lizarte,

    Quel que soit le type de compresseur, son entranement par le moteur se fait

    par lintermdiaire dun embrayage lectromagntique caractris ds son

    enclenchement par un CLAC .

    En position dbraye, la poulie tourne en rotation par la courroie relie au

    moteur.

    Ds que le bobinage de l'lectroaimant est aliment, le champ

    lectromagntique attire le plateau qui vient se coller le long de la poulie. Les

    linguets faisant office de ressorts de rappels se dforment.

    Position dbraye Position embraye

  • LYCEE GASTON BARR 6 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    5.2. Le condenseur (Montage classique + Harrisson)

    II est situ l'avant du vhicule entre le radiateur de

    refroidissement du moteur et les moto-ventilateurs de

    refroidissement (ou groupe moto-ventilateur).

    Lorsque le flux d'air qui traverse le condenseur n'est pas

    suffisant, l'arrt ou en ville par exemple, les moto-

    ventilateurs se mettent en route et assurent le dbit d'air

    ncessaire.

    Marque de condenseur connue : Hella, Valo, NRF, FrigAir, Ava, Delphi,

  • LYCEE GASTON BARR 7 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    5.3. La bouteille dshydratante (Montage classique)

    Elle remplit 3 fonctions :

    - Elle sert de rservoir tampon au liquide frigorigne,

    - Elle filtre le liquide,

    - Elle absorbe lhumidit contenue dans le liquide.

    5.4. Le dtendeur (Montage classique)

    Il sert dtendre le liquide frigorigne qui arrive l'entre du dtendeur l'tat liquide haute pression

    pour le transformer en gaz basse pression.

    Il est plac sur les deux canalisations d'entre et de sortie de l'vaporateur.

    Il sert dtendre le liquide frigorigne qui arrive l'entre du dtendeur l'tat

    liquide haute pression pour le transformer en gaz basse pression.

  • LYCEE GASTON BARR 8 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    5.5. Lvaporateur (Montage classique + Harrisson)

    C'est un changeur thermique dont la fonction est indissociable de

    celle du dtendeur thermostatique.

    II a pour rle d'assurer la transformation complte du fluide (sous

    un tat diphasique) en gaz aprs son passage dans le dtendeur.

    Pendant cette vaporation, le fluide absorbe l'nergie de l'air puls

    qui se refroidit en traversant le faisceau de l'vaporateur.

    Fonctionnement :

    Le fluide frigorigne l'tat gazeux et basse temprature circule travers les tubes de

    l'vaporateur.

    Il est en contact avec l'air extrieur par les ailettes de l'vaporateur.

    L'air extrieur cde de la chaleur au fluide et par l mme se refroidit.

    Il se produit une condensation de l'humidit : c'est le rle dshumidificateur de l'vaporateur.

    Cette condensation s'coule sous la voiture lorsque la climatisation fonctionne : c'est un phnomne

    normal !!!

  • LYCEE GASTON BARR 9 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    5.6. Lorifice calibr (montage Harrisson)

    L'orifice calibr est un simple organe de dtente : plac l'entre

    de l'vaporateur, il abaisse la pression et la temprature du

    rfrigrant.

    Contrairement au dtendeur, il ne peut pas faire varier le dbit du

    fluide : sa taille est fixe.

    5.7 Laccumulateur (montage Harrisson)

    Aprs le passage dans l'vaporateur, le rfrigrant traverse

    l'accumulateur. Celui-ci filtre l'humidit et les impurets, et

    transforme le reste du rfrigrant liquide en gaz si la totalit n'a pas

    t vaporise par l'vaporateur.

    L'accumulateur vite ainsi au compresseur d'aspirer du rfrigrant

    liquide.

    Exercice 1 : partir du cours et dinternet, complter le document informatique Composants

    climatisation mis disposition en le renommant par Nom de famille_Composants climatisation

    Sachant que pour complter les cases, vous effectuerez la dmarche suivante :

    Exercice 2 : partir du cours et dinternet, complter le document informatique Exercice N2_Elments de

    la climatisation mis disposition en le renommant par Nom de famille_ Exercice N2_Elments de la

    climatisation.

    Nom de llment

    HP Haute Pression (12 28 bars)

    BP Basse Pression (1 5 bars)

    L tat liquide

    G tat gazeux

    D Diphasique

    F Froid (1 5)

    C Chaud (70 90)

    T Tide

  • LYCEE GASTON BARR 10 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    6. Le circuit dair puls

    Le volet dentre dair

    Il sert fermer l'entre d'air extrieur quand :

    - Le conducteur souhaite isoler l'habitacle de l'ambiance extrieure pollue dans laquelle il se trouve. En

    gnral, c'est le cas lorsque le vhicule roule sous un long tunnel envahi de gaz d'chappement ou dans un

    bouchon de la circulation, lorsque le vhicule aspire les gaz d'chappement du vhicule qui le prcde ;

    - La temprature qui rgne dans l'habitacle chute trs rapidement. L'air repasse donc dans d'vaporateur

    pour tre refroidi nouveau. C'est le mode recyclage caractris par la circulation de l'air intrieur dans le

    circuit de climatisation. Dans cette position du volet d'entre d'air, la vapeur d'eau dgage par les

    occupants du vhicule risque de se condenser sur le pare-brise et gner la visibilit du conducteur.

    Pour viter ce dsagrment et ne pas compromettre la scurit, le passage en mode recyclage commande

    automatiquement la mise en fonctionnement du circuit frigorifique pour asscher l'air.

    En utilisation courante, le volet d'air laisse libre l'entre d'air extrieur et ferme l'arrive de l'air intrieur. Il

    ne possde pas de position intermdiaire. La fermeture de ce volet se fait soit par cble, soit par un moteur

    lectrique dont l'alimentation lectrique est commande par un interrupteur possdant un sigle normalis.

    Fonctionnement en rgle gnrale Mode recyclage

    Le volet dentre dair (1) est ouvert et laisse entrer lair extrieur (2)

    Le volet dentre dair (1) ferme lentre de lair extrieur. Lair intrieur re-circule dans le circuit.

  • LYCEE GASTON BARR 11 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    Le rglage de la temprature

    Pour rgler la temprature, le systme agit sur un volet de mixage qui partage en deux le flux d'air traversant

    l'vaporateur.

    Une partie du flux traverse le radiateur de chauffage pour tre rchauffe tandis que l'autre partie plus

    froide accde directement la chambre o les deux flux vont tre mlangs.

    Plus le volet laissera passer d'air par le radiateur et plus la temprature finale sera leve.

    On obtient ainsi une variation de temprature dpendant directement de la position du volet de mixage.

    Position Air Chaud

    Le volet de mixage laisse toute la veine d'air traverser le radiateur de chauffage. La temprature est maximale

    Position Air Froid

    Le volet de mixage ferme le passage par le radiateur de chauffage. La temprature est minimale.

    Position Air Tide

    Le volet de mixage laisse une partie de lair traverser le radiateur de chauffage. La temprature est variable selon la position du volet.

  • LYCEE GASTON BARR 12 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    La rpartition de la temprature

    Il existe 3 modes de rpartition de la temprature dans l'habitacle avec des positions intermdiaires.

    Le dgivrage/dsembuage Lorsque la temprature extrieure est de quelques degrs, la vapeur d'eau se condense sur le pare-brise et forme la bue qui gne la visibilit du conducteur. Lorsque la temprature est ngative l'extrieur comme l'intrieur, c'est du givre qui se forme sur la vitre. Dans ces deux cas, il est indispensable de concentrer rapidement tout le dbit d'air chaud et sec vers le pare-brise. C'est le rle du volet de dgivrage/dsembuage qui ferme toutes les autres sorties pour laisser passer ce flux. Ce mode de rpartition commande automatiquement la mise en route du circuit frigorifique. Le volet de dgivrage/dsembuage peut prendre des positions intermdiaires et driver seulement une partie du flux vers le pare-brise et les bouches latrales si le conducteur le souhaite.

    Le volet ferme les 2 issues, le flux dair se dirige vers le pare-brise et les bouches latrales.

    Le mode aration tte

    L'air est envoy vers les bouches du tableau de bord par le volet de rpartition d'air qui ferme les sorties vers le bas (pieds et arrire). La commande de ce volet se fait par cble ou par moteur lectrique. Ce mode de rpartition est le plus intressant pour l'aration de l'habitacle en air frais. L'intgralit de l'air extrieur est dirige vers les arateurs de tte. On peut diriger le dbit et la direction du flux car ces arateurs sont en gnral rglables et orientables.

    Position des volets complter au crayon. Appeler votre professeur pour vrification

  • LYCEE GASTON BARR 13 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    Le mode aration chauffage pieds Dans ce cas, le volet de rpartition d'air ferme les sorties des bouches du tableau de bord. Le flux d'air est envoy vers les arateurs des pieds et arrire. La commande de ce volet se fait par cble ou par moteur lectrique. Ce mode de rpartition est utilis essentiellement pour le chauffage de l'habitacle.

    Position des volets complter au crayon. Appeler votre professeur pour vrification

    Les modes intermdiaires

    Les volets de dgivrage/dsembuage peuvent prendre toutes les positions possibles dans leur plage de dbattement. Ainsi les diffrents modes de rpartition peuvent tre partags. Les volets peuvent, dans certains cas, tre coupls, c'est--dire que leurs mouvements peuvent tre lis par des systmes d'engrenage.

    - une distribution d'air tte et pieds ; Position des volets complter au crayon. Appeler votre professeur pour vrification

    - une distribution pieds dvirage/ dsembuage. Position des volets complter au crayon. Appeler votre professeur pour vrification

  • LYCEE GASTON BARR 14 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    7. Les filtres habitacles ou filtre anti-pollen

    L'augmentation constante du nombre de vhicules en circulation et l'aggravation invitable du niveau de pollution

    soumettent les occupants des vhicules l'agression de nombreux polluants qui pntrent dans lhabitacle par le

    systme de ventilation et les bouches d'aration.

    Une exposition prolonge une pollution leve est dsagrable et peut avoir des effets prjudiciables la sant des

    occupants du vhicule.

    Avec le temps, les micro-organismes s'accumulent dans l'habitacle, provoquant un risque pour la sant et la scurit

    des passagers.

    La multiplication des bactries l'intrieur du vhicule (avec une concentration potentiellement 5 8 fois plus leve

    que la normale) est synonyme dirritation des muqueuses, de picotements dans les yeux, de maux de tte, de nauses,

    de ractions allergiques...

    Bloquer le flux d'arrive d'air frais n'est pas une solution : elle provoque la prsence sur les vitres d'une couche de

    bue et gnre une fatigue prmature des occupants.

    La fonction du filtre d'habitacle est donc essentielle au confort et la sant du conducteur et des passagers.

    Le filtre anti-pollen bloque les plus petites particules allergisantes qui ne sont pas toujours arrtes par le mucus

    respiratoire ou par les voies nasales et peuvent atteindre les bronches en favorisant allergies ou crises d'asthme.

    Par ailleurs, le filtre charbon actif arrte les particules et les odeurs. Le systme de filtrage comporte une couche de

    charbon actif dispose entre deux couches de fibres non-tisses.

    Un filtre combin (qui filtre aussi bien les particules que les gaz) permet de rduire la concentration de gaz nocifs et

    dsagrables, susceptibles de provoquer maux de tte et ternuements.

    Filtre dhabitacle normal Filtre dhabitacle charbon actif

  • LYCEE GASTON BARR 15 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    8. Les capteurs

    Capteur de pression de fluide rfrigrant

    Cest un capteur qui informe en permanence le calculateur de climatisation de la pression rgnant dans le circuit de

    fluide rfrigrant. Si la pression est infrieure 2 bars, la climatisation ne senclenchera pas (manque de gaz).

    Hella, Valo, NRF, Delphi,

    Capteur temprature vaporateur

    Il est plac environ 20 mm de lvaporateur. Linformation est utilise par le calculateur pour :

    - Grer la production de froid. La connaissance de la temprature vaporateur permet au calculateur de

    climatisation dajuster la puissance frigorifique en fonction de la consigne client et des risques de formation

    de bue.

    - viter la formation du givre au niveau de lvaporateur. En traversant lvaporateur, lair est refroidi. Si la

    temprature est infrieure 0 C, lhumidit quil contient se condense sur les parois de lvaporateur et

    risque de givrer. Cela peut empcher le passage de lair et donc dans ce cas il ny a plus de ventilation ni

    dchange thermique. Afin dviter ce phnomne, le calculateur de climatisation coupe lalimentation du

    circuit lectrique si la temprature est proche de 0 C.

    - Calculer la temprature dair souffl sortant de lappareil de climatisation.

  • LYCEE GASTON BARR 16 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    Capteur solaire ou CAPTEUR ENSOLEILLEMENT

    Il est situ en partie centrale de la planche de bord. Il permet dindiquer au calculateur de climatisation la luminosit rgnant lextrieur et doptimiser les flux

    dair en fonction de la demande des usagers.

    Capteur de temprature et dhumidit habitacle

    Il est situ sur la planche de bord. Il permet dindiquer au calculateur de climatisation le taux dhumidit et la temprature rgnant dans

    lhabitacle afin doptimiser les flux dair en fonction de la demande des usagers.

    Capteur de qualit dair

    Il est situ derrire le tableau de bord.

    Le capteur de qualit d'air renseigne le systme de l'air lextrieur de lhabitacle du vhicule Le capteur de

    qualit d'air dtecte les gaz principaux agents de pollution de lair tel que les NOx (Oxydes dazote) et le CO

    (Monoxyde de carbone).

  • LYCEE GASTON BARR 17 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    Capteur de temprature extrieure

    Le capteur de temprature est situ dans le rtroviseur extrieur droit. Il permet dindiquer au calculateur la

    temprature extrieure et de moduler par consquent, la temprature intrieure.

    Capteur de temprature deau

    Elle est situe sur le moteur et informe le calculateur de climatisation par lintermdiaire du calculateur

    moteur de la temprature deau moteur.

    Exercice N3 : Avec laide de Word, recopier le tableau page suivante et complter ce dernier.

  • LYCEE GASTON BARR 18 CAP VENDEURS MAGASNIERS

    Nom et prnom

    VIN Dnomination commerciale Nom du moteur Puissance en KWatts Type de climatisation Nom du fluide utilis

    VF30ERHE89S175533 Peugeot 5008 DW10CTED4 110 Classique R134a

    Pice Rfrence(s) Constructeur quipementier Nom du site + Prix H.T.

    avec 15% de remise Prix H.T. T.V.A. Prix T.T.C. Nom Rfrence

    Compresseur en change standard avec la consigne

    6453 ZT + 6453 GZ 608,62 121,72 730,34 Hella 8FK351334-271

    Dtendeur 6461 N0 119,01 23,80 142,81 AVA CN1276

    Capteur densoleillement 6445 YA 31,88 6,38 38,26

    Condenseur 6455 HJ 340,83 68,17 409,00 Valeo 818171

    Filtre dhabitacle 6479 93 27,43 5,49 32,92 Purflux AHC261

    Capteur de pression de climatisation

    6455 Z3 60,95 12,19 73,14 Hella 351 023-081

    Sonde de T vaporateur 6445 YY 22,40 4,48 26,88

    VIN Dnomination commerciale Nom du moteur Puissance en KWatts Type de climatisation Nom du fluide utilis

    VF1BG0G0625269815 Laguna II dCi F9Q750 110 Harrison R134a

    Pice Rfrence Constructeur quipementier Nom du site + Prix H.T.

    avec 15% de remise Prix H.T. T.V.A. Prix T.T.C. Nom Rfrence

    Condenseur 8200008763 461,40 92,28 553,68 Van Wezel 43005280

    Sonde T vaporateur 7701048762 14,85 2,97 17,82

    Orifice calibr 7701053317 8,01 1,60 9,61 Hella 8UW351233091

    Filtre dhabitacle 7701048749 33,30 6,66 39,96 QH QAP629

    Accumulateur 8200025640 90,04 18,01 108,05 DaSilva FF0436

    Capteur de pression de climatisation

    7701205751 112,82 22,56 135,38 Denso DPS23010

    Tuyau reliant laccumulateur au compresseur

    8200004040 79,98 16,00 95,98