Les inquiétudes concernant les effets du réchauffement
de la planète sont allées croissantes au cours des dernières
années. Dans de nombreux pays, le réfrigérant
utilisé dans les systèmes de climatisation des automobiles
est passé du CFC-12 au HFC-134a pour protéger la couche
d'ozone. Toutefois, le HFC-134a présente encore un potentiel
de
réchauffement du globe relativement élevé et
un réfrigérant plus inoffensif pour l'environnement
est requis. Dans le futur, le réfrigérant à base
de dioxyde de carbone (CO2) est considéré
comme une des alternatives les plus prometteuses. |
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| Caractéristiques
du réfrigérant au CO2 |
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Valeur du potentiel de réchauffement de
la planète extrêmement basse (PRG)
La valeur du potentiel de réchauffement de la planète
du réfrigérant au CO2 est extrêmement
basse, environ 1/1300 par rapport au HFC-134a. Donc, même s'il
y avait une fuite du CO2 utilisé comme réfrigérant
pour le système de climatisation, l'effet causé par
cette fuite sur l'environnement serait négligeable. |
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Pression de fonctionnement élevée
Le CO2 a une température critique *1 plus basse
que celle du HFC-134a et une pression critique*2 plus élevée
que celle du HFC-134a. Par conséquent, dans un système
de climatisation qui adopte le réfrigérant au CO2,
la température côté haute pression dépasse
le point critique. Il en résulte une pression de fonctionnement
de 7 à 10 fois supérieure à celle du HFC-134a |
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| *1) |
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La température critique est la température
au-dessus de laquelle une substance ne peut pas exister à
l'état liquide, quelle que soit la pression. |
| *2) |
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La pression critique est la pression d'équilibre
d'un fluide qui a atteint sa température critique. |
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| Le système de climatisation
au CO2 de DENSO |
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| DENSO, leader mondial dans les systèmes de
climatisation avec une part de 24 pour cent du marché mondial,
a développé un système de climatisation au CO2
résistant à une pression de fonctionnement élevée. |
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| Les différences majeures entre le système
d'air conditionné à base de CO2 de DENSO,
illustré dans les FIG. 1 et 2, et le système conventionnel
à base de HFC-134a sont les suivantes: |
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Un refroidisseur de gaz, qui correspond à
un condenseur traditionnel, refroidit le réfrigérant
CO2 envoyé par le compresseur. Comme le
réfrigérant CO2 dépasse
le point critique du CO2 sur le côté
haute-pression, il n'est pas condensé par le refroidisseur
de gaz, mais le détendeur condense une partie de ce réfrigérant
par l'effet de l'expansion adiabétique. |
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Comme illustré sur la FIG. 1, un échangeur
thermique interne est installé entre le refroidisseur
de gaz et l'échangeur thermique pour assurer des échanges
de chaleur avec le réfrigérant sur le côté
basse-pression du système et refroidir davantage encore
le réfrigérant CO2 libéré
par le refroidisseur de gaz. L'échangeur thermique interne
concentre le réfrigérant liquide à l'entrée
de l'évaporateur pour accroître la puissance de
refroidissement et ainsi augmenter le coefficient de performance
(COP) du système. |
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L'accumulateur est installé sur le côté
basse pression puisque la pression du réfrigérant
sur le côté haute pression avoisine 10 Mpa ou plus,
ce qui est beaucoup plus élevé que dans un système
classique. Étant donné que l'accumulateur est
intégré à l'échangeur thermique
interne et au détendeur, la structure du système
de climatisation au CO2 est plus simple et facile
à installer sur un véhicule. |
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Chaque composant est conçu pour résister
aux grandes pressions de fonctionnement. |
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| FIG. 1 Structure de base du système
de climatisation au CO2 |
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| FIG. 2 Configuration de base du
système de climatisation au CO2 |
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| Système de climatisation
au CO2 et système de thermopompe de DENSO |
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| Sur la base du système de climatisation au
CO2 des FIG. 1 et 2, DENSO a également développé
un système de climatisation au CO2 et de thermopompe
pour le véhicule hybride Toyota à pile à combustible
(Toyota FCHV-4). Le système de climatisation au CO2
et de thermopompe a d'excellentes capacités de refroidissement
et de chauffage et peut être convenablement utilisé pour
un véhicule électrique ou un véhicule électrique
hybride, dont la source d'énergie ne peut pas être utilisée
comme source de chaleur pour réchauffer l'habitacle, à
la différence des moteurs à combustion interne classiques. |
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| Le système peut être commuté
du mode «chauffage» au mode «refroidissement»
en ouvrant ou fermant les soupapes de dérivation 1 et 2 (voir
FIG. 3). |
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En mode «refroidissement», la soupape
de dérivation n
1 est ouverte et la soupape de dérivation n
2 est fermée. En outre, les valves de mélange d'air
du refroidisseur de gaz interne sont complètement fermées.
En conséquence, le réfrigérant de CO2
circule dans le système pratiquement de la même manière
que dans le système de climatisation au CO2
illustré dans les FIG. 1 et 2. |
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| En mode «chauffage», la soupape de dérivation
n 1 est fermée
et la soupape de dérivation n
2 est ouverte. Les valves de mélange d'air du refroidisseur
de gaz interne sont ouvertes. De la sorte, le réfrigérant
au CO2 à haute pression et à haute température
libéré par le compresseur, échange de la chaleur
avec l'air, réchauffant ce dernier tout en circulant à
l'intérieur du refroidisseur de gaz interne. Au besoin, le
système peut aussi déshumidifier l'air en fermant la
soupape de dérivation n
2 et en modulant le degré d'ouverture du détendeur n
2. |
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| De plus le compresseur de ce système est alimenté
par un moteur électrique et les deux sont hermétiquement
intégrés l'un à l'autre, avec pour résultats
une étanchéité optimale, une structure simplifiée
et une installation facilitée à l'intérieur du
véhicule. |
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| La FCHV-4, équipée de ce système,
a commencé les tests sur route en août 2002. Des ventes
limitées sont prévues pour la fin de l'année
2002. |
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| FIG. 3 Structure système
de climatisation au CO2 et du système de thermopompe |
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| Perspectives et problèmes
des système de climatisation au CO2 |
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| Avant la diffusion sur le marché du système
de climatisation au CO2, il faudra résoudre
les problèmes suivants: |
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Réduction des coûts |
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Réduction du poids |
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Garantir la fiabilité, et |
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Création d'infrastructures
qui comprennent : |
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la fourniture de l'équipement pour le
service et l'entretien, et |
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l'explication et la normalisation des procédures
de service et d'entretien des systèmes de climatisation
au CO2 tout en conservant un certain degré
de sécurité. |
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| Ces problèmes sont trop ardus pour être
résolus par une seule société. DENSO s'efforcera
de résoudre ces problèmes pour proposer le système
de climatisation au CO2 sur le marché, ceci
en collaboration avec les constructeurs d'automobiles, d'autres fournisseurs
de système de climatisation et les gouvernements du monde entier. |
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[Coordonnées]
Shinya Omi, Yoko Suga, Miwa Kurokawa
Département des Communications Générales de DENSO
Corporation
+81-566-25-5594/5592
shinya_omi@denso.co.jp,
yoko_suga@denso.co.jp,
miwa_kurokawa@denso.co.jp,
jennifer_knoll@denso.co.jp
http://www.globaldenso.com |
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