Four steps to heaven

Comme souligné dans le numéro de juin 2014 (p72), il est très important de rassembler des connaissances sur l’application et les circonstances les plus sévères dans lesquelles un système CVC hors route fonctionnera. Au Moyen-Orient, aux États-Unis ou dans le sud de l’Europe en particulier, le système sera mis à rude épreuve !

Afin de s’assurer qu’elle conçoit le bon système, l’équipe d’ingénieurs de SNDC passe invariablement par quatre étapes, en commençant par le programme de prévision de la charge thermique (HLP). Afin de maintenir le confort à l’intérieur de la cabine, l’unité de capacité de refroidissement et de chauffage d’un système HVAC – y compris l’admission d’air (système de filtrage) et la distribution d’air (tableau de bord de la cabine et conduits) – doit fonctionner, malgré une charge thermique constante provenant de l’extérieur.

Les données de la cabine en 3D (fenêtres et parois) et du matériau utilisé (isolation et coefficient de vitrage) sont ensuite introduites dans le programme HLP. Les conditions extrêmes d’utilisation, y compris la température, la vitesse du vent et l’humidité, ainsi que la température de confort souhaitée à l’intérieur de la cabine, permettent de calculer : la chaleur qui entre dans la cabine en été ou qui en sort en hiver, par conduction et convection ; l’entrée d’air frais ; le rayonnement du soleil et de la machine (provenant du compartiment moteur et du système hydraulique), etc.

Les valeurs obtenues dans ces conditions seront les performances minimales attendues du système CVC. Il convient toutefois de noter que lors de la conversion à la norme IMACA (utilisée pour comparer les unités testées dans les mêmes conditions), l’air à +35°C/50% HR pour la climatisation ou à -20°C pour le chauffage fournira un résultat en kW plus élevé que celui calculé avec l’équilibrage de la cabine à 25°C ou à une température inférieure.

Étapes 2 et 3

Les performances requises ayant été spécifiées, les batteries (évaporateur, réchauffeur et condenseur) peuvent alors être conçues. Sur la base de l’enveloppe disponible de l’unité HVAC, le logiciel THE (Thermal Heat exchanger) détermine les dimensions et les caractéristiques de toutes les batteries, bien qu’il prenne principalement en compte les conditions d’écoulement de l’air traversant la batterie, en utilisant les données fournies par les résultats HLP.

La grande variété de modèles de serpentins, de tailles de tubes, de circuits, de configurations et d’espacements d’ailettes possibles exige que l’on accorde une attention particulière à la conception. Pour un évaporateur, les principales conditions à prendre en compte sont les suivantes :

• La vitesse de l’air à travers l’évaporateur, qui peut potentiellement conduire à la projection de gouttelettes d’eau ;
• L’espacement des ailettes nécessaire pour obtenir un drainage optimal de l’eau du condenseur ;
• la perte de charge de l’air qui peut limiter le débit d’air final de l’unité.

La troisième étape implique l’utilisation d’un logiciel de simulation des flux d’air (AFS), qui donne une bonne idée de l’acoustique et des performances des systèmes CVC en termes de confort du conducteur, y compris la distribution de l’air dans la cabine, l’équilibre des températures, le dégivrage et le désembuage du pare-brise.

Le logiciel AFS permet une analyse complète de la boucle d’air à l’aide d’un fichier de conception en 3D. L’outil garantit que chaque composant de la boucle d’air, tel que le réchauffeur de batterie, l’évaporateur de batterie, l’enveloppe, les volets d’air, les déflecteurs d’air, les conduits et les persiennes, est correctement dimensionné et offre une perte de charge acceptable.

Étape 4

Bien sûr, connaître les performances requises (étape 1), développer des échangeurs de qualité (étape 2) et s’assurer de la qualité de la distribution d’air (étape 3) sont des étapes nécessaires, mais il ne faut pas oublier que la boucle frigorifique joue l’un des rôles les plus importants dans un système CVC.

Le logiciel de prédiction des flux de réfrigérant (RFP) utilisé par SNDC prend en compte chaque composant de la boucle et vérifie que :

• Les performances minimales requises (HLP) seront assurées et l’équilibre frigorifique sera maintenu dans toutes les conditions ;
• La performance de l’évaporateur est relative à la vitesse du compresseur et à sa pression de refoulement et d’aspiration ;
• La capacité du compresseur augmentera sa durée de vie.

Il est donc clair que les 28 années d’expérience de SNDC dans le domaine des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation pour les marchés OEM sont inestimables. Ces deux articles ont été conçus pour éduquer les lecteurs sur la complexité des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, car construire un système de chauffage, de ventilation et de climatisation, c’est un peu comme être un homme-orchestre : il ne suffit pas de connaître la musique, il faut aussi savoir jouer de plusieurs instruments. Le confort de la cabine de conduite est à ce prix !

Jean Marc Guittard, président, a fondé la SNDC en 1986.

Article traduit de l’anglais