Principe de l'évaporateur de climatisation automobile
Premièrement, le type d'évaporateur
L'évaporation est le processus physique par lequel un liquide se transforme en gaz. L'évaporateur du système de climatisation du véhicule est intégré à l'unité de climatisation et favorise la vaporisation du fluide frigorigène liquide grâce à un ventilateur.
(1) Principaux types de structures d'évaporateurs : tubulaire, en cascade, à flux parallèle
(2) Caractéristiques des différents types d'évaporateurs
L'évaporateur à ailettes est composé d'un tube rond en aluminium ou en cuivre recouvert d'ailettes en aluminium. Ces ailettes sont en contact étroit avec le tube rond grâce à un procédé d'expansion du tube.
Ce type d'évaporateur à ailettes tubulaires présente une structure simple et une fabrication aisée, mais son rendement de transfert thermique est relativement faible. Du fait de sa facilité de production et de son faible coût, il s'agit d'un modèle d'entrée de gamme, et les anciens modèles restent encore utilisés.
Ce type d'évaporateur est constitué d'un tube plat poreux soudé et d'une bande de refroidissement en aluminium en forme de serpentin. Le procédé est plus complexe que pour les évaporateurs tubulaires et nécessite l'utilisation d'aluminium composite double face et de tubes plats poreux.
L'avantage est que l'efficacité du transfert de chaleur est améliorée, mais l'inconvénient est que l'épaisseur et le nombre de trous internes sont importants, ce qui peut facilement entraîner un écoulement irrégulier du réfrigérant dans les trous internes et une augmentation des pertes irréversibles.
L'évaporateur en cascade est actuellement la structure la plus répandue. Il est composé de deux plaques d'aluminium usinées pour obtenir des formes complexes, puis soudées entre elles pour former un canal de fluide frigorigène. Entre chaque paire de canaux, des ailettes ondulées assurent la dissipation de la chaleur.
Ses avantages sont une efficacité de transfert de chaleur élevée et une structure compacte, mais sa fabrication est très difficile, son canal étroit et il est facile de le boucher.
L'évaporateur à flux parallèle est un type d'évaporateur couramment utilisé. Il est basé sur la structure de l'évaporateur à tubes et à bande. C'est un échangeur de chaleur compact composé d'une double rangée de tubes plats poreux et d'ailettes à persiennes.
Ses avantages sont un coefficient de transfert thermique élevé (comparativement à un échangeur de chaleur tubulaire, la capacité est augmentée de plus de 30 %), un poids léger, une structure compacte, une quantité de réfrigérant réduite, etc. Son inconvénient réside dans la difficulté à obtenir une distribution uniforme du réfrigérant diphasique gaz-liquide entre chaque tube plat, ce qui affecte le transfert de chaleur et la distribution du champ de température.
