EP2785542A1 - Boucle de climatisation reversible a architecture simplifiee - Google Patents

Boucle de climatisation reversible a architecture simplifiee

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Publication number
EP2785542A1
EP2785542A1 EP12788214.0A EP12788214A EP2785542A1 EP 2785542 A1 EP2785542 A1 EP 2785542A1 EP 12788214 A EP12788214 A EP 12788214A EP 2785542 A1 EP2785542 A1 EP 2785542A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air conditioning
heat exchanger
conditioning loop
refrigerant
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12788214.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Imed Guitari
Mohamed Yahia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP2785542A1 publication Critical patent/EP2785542A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part

Definitions

  • the present invention is in the field of air conditioning refrigerant fluid circuits intended to interact with a heating, ventilation and / or air conditioning apparatus to form a heating, ventilation and / or air conditioning system for a motor vehicle. It relates to such a refrigerant circuit may be implemented by simplified means according to various modes of operation, including at least a so-called "cooling" mode, a first mode called “heating” and a second mode said "heater”.
  • the thermal conditioning of the passenger compartment of electric or hybrid vehicles remains a function that must be taken care of.
  • Thermal conditioning is conventionally obtained by the implementation of an air conditioning loop inside which circulates a refrigerant.
  • the air conditioning loop conventionally comprises a compressor, a outdoor heat exchanger, an expansion valve and an indoor heat exchanger traveled by the refrigerant.
  • the indoor heat exchanger is installed in a heating, ventilation and / or air conditioning unit, usually mounted in the passenger compartment of the vehicle and allowing the circulation and diffusion of a hot, cold or temperate air flow inside the vehicle. the passenger compartment of the vehicle, according to a request from the user of the vehicle.
  • the external heat exchanger is conventionally installed on the front of the vehicle to be traversed by a flow of air outside the vehicle.
  • the air conditioning loop can be used according to various modes of operation, especially in a so-called "cooling" mode or in a so-called "heating" mode.
  • the refrigerant In the so-called "cooling" mode, the refrigerant is circulated by the compressor and is sent to the external heat exchanger, then behaving as a condenser, where the coolant is cooled by the outside air flow. Then, the refrigerant circulates to the expander in which it undergoes a lowering of pressure before entering the indoor heat exchanger, then behaving like an evaporator.
  • the cooling fluid is heated by the flow of indoor air circulating in the heating, ventilation and / or air conditioning apparatus, which is correlatively reflected by a cooling of the air flow. interior, in order to lower the temperature inside the vehicle.
  • the air conditioning loop being a closed circuit, the coolant returns, therefore, to the compressor.
  • the refrigerant is circulated by the compressor and is sent to the indoor heat exchanger, then behaving as a condenser, where the refrigerant is cooled by the circulating interior air flow.
  • the heating, ventilation and / or air conditioning unit which is correlatively translated by a heating of the interior air flow, in order to increase the temperature of the passenger compartment of the vehicle.
  • the refrigerant circulates to the pressure reducer in which it undergoes a lowering of pressure before entering the external heat exchanger, then behaving like a evaporator, where the refrigerant is heated by the outside air flow.
  • the air conditioning loop being a closed circuit, the coolant returns, therefore, to the compressor.
  • the object of the present invention is therefore to solve the disadvantages described above mainly by defining a simplified air conditioning loop architecture and able to be operable effectively in a so-called "cooling" mode, a first mode called “heating”, in which the refrigerant passes through the outdoor heat exchanger, and a second mode called “heating”, in which the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger.
  • the subject of the present invention is therefore an air conditioning loop in which a cooling fluid circulates, for thermally conditioning an interior air flow intended to be diffused in a passenger compartment of a vehicle.
  • the air conditioning loop includes a compressor, a heat exchanger outside, a first expansion means, a second expansion means, an evaporator, an indoor heat exchanger and control means adapted to arrange the air conditioning loop according to various modes of operation, including a first mode called “heating”, a second mode called “heating” and a mode called “cooling".
  • control means comprise at least a first stop means, able to allow and / or prohibit all or part of a circulation of the refrigerant fluid, arranged between the compressor and the external heat exchanger and a second means stop, able to allow and / or prohibit all or part of a circulation of the refrigerant fluid, arranged between the first stop device and the compressor.
  • the first expansion means is arranged between a connection point, said second connection point, arranged between the external heat exchanger and the second expansion means, and the evaporator.
  • control means comprise only the first stop means and the second stop means. This guarantees a simplicity of design of the air conditioning loop according to the present invention while allowing it to operate in at least three distinct modes of operation.
  • the compressor is connected to the indoor heat exchanger.
  • the indoor heat exchanger is connected to the second expansion means.
  • a refrigerant storage device is arranged immediately upstream of the compressor.
  • a storage device is, for example, formed by an accumulator.
  • the present invention also covers various uses of the air conditioning described above. It is thus provided a use of the cooling circuit in so-called “cooling" mode, wherein the first stop means is open and the second stop means is closed.
  • the refrigerant is circulated by the compressor and then passes successively through the first stop means, the external heat exchanger, the first expansion means and the evaporator, to return to the compressor.
  • the internal heat exchanger is traversed by the refrigerant fluid.
  • the refrigerant is circulated by the compressor and then successively passes through the indoor heat exchanger, the second expansion means, the first expansion means and the evaporator, to return to the compressor.
  • An advantage of the present invention lies in the design of an air conditioning loop of particularly simple structure, allowing use in at least three distinct modes of operation.
  • the external heat exchanger and the evaporator are fed in parallel.
  • FIG. 1 is a schematic view of a first variant of an air conditioning loop according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic view of the air conditioning loop of FIG. 1 according to a so-called "cooling" mode
  • FIG. 3 is a schematic view of the air conditioning loop of FIG. 1 according to a first mode known as "heating",
  • FIG. 4 is a schematic view of the air conditioning loop of FIG. 1 according to a second mode known as "heating"
  • FIG. 5 is a schematic view of a second variant of the air conditioning loop according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view of a third variant of the air conditioning loop according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view of a fourth variant of the air conditioning loop according to the present invention.
  • the structural and / or functional elements common to the various embodiments may have the same references. Thus, unless otherwise stated, these elements have identical structural, dimensional and material properties.
  • upstream and downstream refer to the direction of movement of the fluid in question, that is to say the refrigerant or the air flow.
  • FIG. 1 is a schematic view of an air conditioning loop 1 according to a first variant of the present invention, presented in a general architecture.
  • the air conditioning loop 1 is a closed loop inside which a refrigerant circulates.
  • the coolant may be a super-critical fluid, such as carbon dioxide known as R744.
  • the refrigerant may be a subcritical fluid, such as a hydrofluorocarbon, for example the refrigerant known under the name R134a, or a refrigerant with low environmental impact, for example the refrigerant known under the name R1234yf .
  • the air conditioning loop 1 may comprise an internal exchanger (not shown in the figures) for improving the performance of the air conditioning loop 1 by heat exchange between the high pressure refrigerant and the same low pressure refrigerant.
  • the refrigerant fluid is a supercritical fluid, such as R744, it is particularly advantageous to have an internal exchanger in the air conditioning loop 1.
  • the presence of an internal exchanger in the air conditioning loop 1 is optional.
  • the refrigerant is circulated by a compressor 2, for example driven by an electric motor, in particular integrated in a compressor housing 2.
  • the function of the compressor 2 is to increase the pressure of the refrigerant, and correlatively the temperature.
  • the compressor 2 comprises an inlet through which the coolant, at low pressure and at low temperature, enters the compressor 1.
  • the refrigerant flows from the compressor 2 through an outlet in a state of high pressure and high temperature, compared to the state of the refrigerant at the inlet of the compressor 1.
  • the air conditioning loop 1 comprises control means 5 for managing the various modes of operation of the air conditioning loop 1.
  • the control means 5 consist of a plurality of distinct components.
  • the control means 5 consist, for example, exclusively of a first stop means 6 and a second stop means 7.
  • the first stop means 6 and the second stop means 7 allow to authorize and / or prohibit all or part of a flow of refrigerant.
  • the output of the compressor 2 is connected to the first stop means 6.
  • the first stop means 6 is a two-way valve 6.
  • the first stop means 6 is connected to a External heat exchanger 9.
  • the external heat exchanger 9 is disposed on the front face of a vehicle.
  • the external heat exchanger 9 makes it possible to carry out a heat exchange between the refrigerant and an outside air flow 10 circulating outside a passenger compartment of the vehicle in which the air conditioning loop 1 according to the present invention is installed.
  • the external heat exchanger 9 has a front surface crossed by the outside air flow 10.
  • the outside heat exchanger 9 comprises at least a first pass 11 and a second pass 12.
  • the first pass 11 occupies a front surface proportion of the outer heat exchanger 9 larger than the second pass 12.
  • the first pass 1 1 occupies about 2/3 of the front surface of the heat exchanger.
  • external heat 9 and the second pass 12 occupies about 1/3 of the front surface of the outdoor heat exchanger 9.
  • the external heat exchanger 9 is connected to a first expansion means 14.
  • the first expansion means 14 is a calibrated orifice 14 whose refrigerant flow section is fixed.
  • the first expansion means 14 may also be a thermostatic expansion valve 14 or an electrically or electronically controlled expansion valve 14.
  • the first expansion means 14 is also connected to an evaporator 15.
  • the evaporator 15 is a heat exchanger between the refrigerant and an interior air flow 16 intended to be diffused into the passenger compartment of the vehicle.
  • the interior air flow 16 makes it possible to ensure the thermal conditioning of the passenger compartment of the vehicle.
  • An outlet of the evaporator 15 is connected to the inlet of the compressor 2, either directly or via a storage device 17, for storing the non-circulating mass of refrigerant fluid depending on the temperature conditions and depending on the operating mode of the air conditioning loop 1.
  • a first connection point 18 is provided between the output of the compressor 2 and the first stop means 6, a first connection point 18 is provided.
  • the air conditioning loop 1 form a "T".
  • the first connection point 18 is connected to an indoor heat exchanger 19.
  • the indoor heat exchanger 19 is a heat exchanger whose function is to implement a heat exchange between the interior air flow 16 and the refrigerant. More specifically, the indoor heat exchanger 19 is dedicated to the heating function of the passenger compartment of the vehicle implemented in at least one so-called "heating" mode. Advantageously, the indoor heat exchanger 19 is arranged downstream of the evaporator 15, in the direction of circulation of the interior air flow 16.
  • An outlet of the indoor heat exchanger 19 is connected to a second expansion means 20.
  • the second expansion means 20 is a calibrated orifice 20 whose refrigerant flow section is fixed.
  • the second expansion means 20 may also be a thermostatic expansion valve 20 or an electrically or electronically controlled expansion valve 20.
  • the second expansion means 20 is placed in communication with a second connection point 21 arranged between the exchanger 9 and the first expansion means 14.
  • the air conditioning loop 1 forms a "T”.
  • the air-conditioning loop 1 comprises a third connection point 22.
  • the third connection point 22 is put into communication with the second stop means 7 constituting the control means 5 , and is arranged between the first stop means 6 and the external heat exchanger 9.
  • the air conditioning loop 1 forms a "T".
  • an output of the second stop means 7 is connected to a fourth connection point 23 arranged between the evaporator 15 and the inlet of the compressor 2, in particular upstream of the storage device 17.
  • the air conditioning loop 1 forms a "T".
  • Figures 2 to 4 show various modes of operation of the first variant of the present invention shown in Figure 1.
  • the strong lines represent the parts or portions of the air conditioning loop 1 in which the coolant circulates and the dashed lines represent the parts or portions of the air conditioning loop 1 in which the coolant does not circulate.
  • FIG. 2 is a schematic view of the air conditioning loop 1 of FIG. 1 according to a mode known as "cooling" of the interior air flow 16.
  • the first stop means 6 is placed in an open position, otherwise referred to as a coolant bypass, wherein the coolant is allowed to flow from the outlet of the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 9.
  • the refrigerant then enters the external heat exchanger 9, passes through the first pass 1 1 and the second pass 12, preferably in a direction of flow opposite to the direction of flow in the first pass 1 1, to exit the exchanger 9.
  • the refrigerant transfers calories to the outside air flow 10 passing through the external heat exchanger 9.
  • the second stop means 7 is placed in a closed position, otherwise called refrigerant blocking, in which the coolant is not allowed to flow from the third connection point 22 to the compressor 2.
  • the refrigerant then passes through the first expansion means 14, causing a lowering of the refrigerant pressure.
  • the refrigerant enters the evaporator 15 which is then traversed by the refrigerant expanded.
  • the refrigerant absorbs the calories of the internal air flow 16 passing through the evaporator 15.
  • the interior air flow 16 is advantageously dehumidified. It is thus possible to diffuse into the cabin of the vehicle a flow of air inside 16 dry and cooled to cool the cabin.
  • the refrigerant then leaves the evaporator 15, passes through the fourth connection point 23 before returning to the compressor 2, advantageously after passing through the storage device 17.
  • FIG. 3 is a schematic view of the air conditioning loop 1 of FIG. 1 according to a first mode called "heating" of the interior air flow 16.
  • the first stop means 6 is placed in a closed position , otherwise referred to as a coolant blocker, in which the coolant is not allowed to flow from the outlet of the compressor 2 to the third connection point 22.
  • the refrigerant passes through the first point of connection 18 and is directed to the indoor heat exchanger 19.
  • the refrigerant whose temperature has been raised by the compression implemented by the compressor 2, passes through the indoor heat exchanger 19 and gives calories to the flow 16. This results in a warming of the interior air flow 16 and therefore an increase in the temperature of the passenger compartment.
  • the coolant exits the indoor heat exchanger 19 and enters the second expansion means 20, causing a lowering of the refrigerant pressure.
  • the refrigerant then enters the outdoor heat exchanger 9. It passes through the second pass 12 and then the first pass 1 1, advantageously in a direction of flow opposite to the direction of flow in the second pass 12, to exit the exchanger 9. During the circulation of the external heat exchanger 9, the refrigerant absorbs heat to the outside air flow 10 passing through the external heat exchanger 9.
  • the refrigerant circulates in the outdoor heat exchanger 9 in a direction opposite to the direction of circulation of the cooling fluid in the so-called “cooling” mode.
  • the refrigerant passes through the third connection point 22 from which it is directed to the second stop means 7, because the first stop device 6 is placed in a closed position.
  • the second stop means 7 is placed in an open position, otherwise called coolant pass, in which the coolant is allowed to flow from the third connection point 22 to the fourth connection point 23 before returning to the compressor 2 , advantageously after passing through the storage device 17.
  • FIG. 4 is a schematic view of the air conditioning loop 1 of FIG. 1 according to a second mode called "heating of the interior air flow 16.
  • the second mode called” heating “of the interior air flow 16 is also called the mode
  • This type of operation is, for example, used when the temperature of the outside air flow 10 renders inoperative the use of the external heat exchanger 9.
  • Such a mode of operation can also, for example , be used to dry and dehumidify the air flow inside 16. This is called a mode called “dehumidification”.
  • the air conditioning loop 1 is configured so that the interior air flow 16 can pass through the evaporator 15 and the indoor heat exchanger 19.
  • the flow of air indoor air 16 comes from the passenger compartment of the vehicle.
  • an additional heating device (not shown), for example an electric heating radiator, then initiates the thermodynamic cycle.
  • an additional heating device for example an electric heating radiator
  • the second mode called “heating” differs from the first mode called “heating” in that the control means 5 prohibit a flow of refrigerant in the outdoor heat exchanger 9.
  • the control means 5 block the refrigerant circulation.
  • the first stop means 6 and the second stop means 7 are placed in closed positions, otherwise called refrigerant blocking, in which the refrigerant is not allowed to circulate between the first connection point 18, the second connection point 21 and the outdoor heat exchanger 9.
  • the coolant exits the compressor 2 and passes through the first connection point 18. Because the first stop means 6 is placed in a closed position, the coolant is directed to the indoor heat exchanger 19 before join the second expansion means 2, causing a first lowering of the refrigerant pressure, and reach the second connection point 21.
  • the coolant is directed to the first expansion means 14, causing a second lowering of the refrigerant pressure, without passing through the external heat exchanger 9 .
  • the coolant enters the evaporator 15 in which the coolant captures calories from the interior air stream 16.
  • the air conditioning loop 1 according to the second mode known as "heating", the first expansion means 14 and the second expansion means 20 are arranged in series, advantageously immediately one behind the other.
  • the expansion according to the second mode called “heating” is greater than the relaxation caused by the first expansion means 14 in the so-called “cooling” mode or by the second means of relaxation 20 in the first mode called “heating”.
  • Such a configuration ensures a good operation of the second mode called "heating”.
  • the first expansion means 14 and the second expansion means 20 are arranged in series between the outlet of the indoor heat exchanger 19 and the evaporator 15, the second connection point 21 being advantageously interposed between the first means of 14 and the second expansion means 20.
  • the present invention therefore takes advantage of the existence of the first expansion means 14 and the second expansion means 20 used respectively for the "cooling" function or the "heating" function. It is thus possible to combine the function "cooling” and the function “heating” to ensure the operation of the second mode called “heating”. This is a particularly simple assembly since the second mode called “heating” does not require the addition of additional component.
  • the second mode called “heating” exploits the components already present in the air conditioning loop 1. As a result, at the outlet of the evaporator 15, the refrigerant fluid reaches the fourth connection point 23 before returning to the compressor 2, advantageously after passing through the storage device 17.
  • the air conditioning loop 1 according to FIGS. 1 to 4 requires only two separate control means 5, in particular the first stop means 6 and the second stop means 7, in particular in the form of a two-way valve. .
  • the air conditioning loop 1 comprises only two separate expansion means, in particular the first expansion means 14 and the second expansion means 20, used independently for the so-called “cooling” mode or the first mode called “heating”, and in combination, preferentially in series, for the second mode called “heating".
  • FIG. 5 is a schematic view of a second variant of the air conditioning loop 1 according to the present invention.
  • the differences with the air conditioning loop 1 according to Figures 1 to 4 reside in the control means 5. While for Figures 1 to 4, the control means 5 are only two in number, respectively the first stop means 6 and the second stop means 7, the control means 5 of the second variant according to FIG. 5 comprise a third stop means 24.
  • the third stop means 24 is arranged in the air conditioning loop 1 between the second connection point 21 and first expansion means 14.
  • the third stop means 24 takes, for example, the shape of a valve two tract.
  • the third stop means 24 may also take the form of a three-way valve installed in place of the second connection point 21.
  • the third stop means 24 is of particular interest for the first mode called "heating". Indeed, when the first expansion means 14 is a calibrated orifice, it passes a small amount of refrigerant to the evaporator 15. However, according to the first mode called “heating", it is desirable that the evaporator 15 is bypassed.
  • the third stop means 24 makes it possible to authorize and / or to prohibit all or part of a circulation of the coolant towards the first expansion means 14 and the evaporator 15.
  • the closed position of the third stop means 24 in the first so-called "heating" mode makes it possible to improve the coefficient of performance of the air conditioning loop 1 according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view of a third variant of the air conditioning 1 according to the present invention.
  • the differences with the air conditioning loop 1 according to Figure 5 reside in the control means 5. While the air conditioning loop 1 shown in Figure 5, the control means 5 are only three in number, respectively the first means of stopping 6 the second stopping means 7 and the third stopping means 24, the control means 5 of the third variant according to FIG. 5 comprise a fourth stopping means 25 and / or a fifth stopping means 26 .
  • the fourth stopping means 25 is arranged in the air conditioning loop 1 between the first connection point 18 and the indoor heat exchanger 19.
  • the fourth stopping means 25 takes, for example, the shape of a two way valve.
  • the fourth stop means 25 may also take the form of a three-way valve installed in place of the first connection point 18.
  • the fourth stop means 25 takes the form of a three-way valve, it is capable of being combined with the first stopping means 6 in the form of a unitary control means.
  • the fourth stop means 25 is of particular interest for the so-called "cooling" mode. Indeed, the fourth stop means 25 makes it possible to authorize and / or prohibit all or part of the circulation of the refrigerant in a portion of the air conditioning loop 1 comprising the indoor heat exchanger 19 and the second means 20. Thus, the fourth stop means 25 prevents a parasitic circulation of the refrigerant through the inner heat exchanger 19 and the second expansion means 20, especially when the second expansion means 20 takes the form of a calibrated orifice.
  • the closed position of the fourth stop means 25 in the so-called "cooling" mode makes it possible to improve the coefficient of performance of the air conditioning loop 1 according to the present invention.
  • the air conditioning loop 1 comprises a fifth stop means 26 arranged between the second expansion means 20 and the second connection point 21.
  • the fifth stop means 26 takes, for example, example, the shape of a two-way valve.
  • the fifth stop means 26 may also take the form of a three-way valve installed in place of the second connection point 21.
  • the fifth stopping means 26 takes the form of a three-way valve, it can be combined with the third stopping means 24 as a unitary control means.
  • the fifth stop means 26 allows to completely isolate the portion of the air conditioning loop 1 comprising the inner heat exchanger 19 and the second expansion means 20 and between the fourth stop device 25 and the fifth device. stop 26.
  • the heating, ventilation and / or air conditioning system comprises at least one closure means 27 whose function is to prevent the flow of the interior air flow 16 into the indoor heat exchanger 19.
  • the closure means 27 may be installed upstream and / or downstream of the indoor heat exchanger 19, in the direction of flow of the inner air flow 16.
  • such a closure means 27 takes the form of a regulation flap 28 articulated on an axis of rotation.
  • a regulating flap 28 is thus capable of taking a first extreme position in which the regulation flap 28 blocks the circulation of the interior air flow 16 through the indoor heat exchanger 19 and a second end position in which the internal air flow 16 completely frees the access of the interior air flow 16 through the indoor heat exchanger 19.
  • the control flap 28 can take any intermediate positions between the first extreme position and the second extreme position.
  • Figure 7 is a schematic view of a fourth variant of the air conditioning loop 1 according to the present invention.
  • the fourth variant of air conditioning loop 1 according to the present invention has several differences by compared to the various variants described above.
  • the internal heat exchanger 19 is traversed by the refrigerant during the implementation according to the first mode known as “heating” and according to the second mode called “heating”, while it is bypassed when the air conditioning loop 1 is implemented in the so-called "cooling" mode.
  • Such an arrangement is obtained by controlling the control means 5.
  • the indoor heat exchanger 19 is traversed by the refrigerant whatever the operating modes chosen, especially in the so-called "cooling" mode, the first mode said “heating” and the second mode says “heating” and mode said "cooling".
  • the first expansion means 14 and the second expansion means 20 are arranged to sealingly seal the refrigerant circulation.
  • the first expansion means 14 and the second expansion means 20 have the additional function of prohibiting, according to a particular command, the circulation of the refrigerant in the portion of the air conditioning loop 1 in which the first expansion means 14 and the second detent means 20 are arranged.
  • the refrigerant is circulated by the compressor 2 and then passes through the indoor heat exchanger 19.
  • the first stop means 6 is placed in an open position, otherwise called coolant pass, in which the refrigerant is allowed to flow from the indoor heat exchanger 19 to the outdoor heat exchanger 9.
  • the refrigerant enters then in the outdoor heat exchanger 9, passes through the first pass 1 1 and the second pass 12, advantageously in a direction of circulation opposite to the direction of circulation in the first pass 1 1, to exit the external heat exchanger 9.
  • the refrigerant fluid passes through the first expansion means 14, causing a lowering of the refrigerant pressure.
  • the refrigerant enters the evaporator 15.
  • the refrigerant absorbs the calories of the inner air stream 16 passing through the evaporator 15.
  • the interior air flow 16 is advantageously dehumidified. It is thus possible to diffuse into the cabin of the vehicle a flow of air inside 16 dry and cooled to cool the cabin.
  • the refrigerant then leaves the evaporator 15 and returns to the compressor 2, advantageously after passing through the storage device 17.
  • the first stop means 6 is placed in an open position
  • the second stop means 7 is placed in a closed position
  • the first detent means 14 performs a detent
  • the second detent means 20 closes, in a sealed manner, the portion of the air conditioning loop 1 in which it is arranged. Closing the portion of the air conditioning loop 1 in which the second expansion means 20 is arranged, thus blocks any circulation of the refrigerant between the outlet of the indoor heat exchanger 19 and the external heat exchanger 9.
  • the refrigerant In the first mode called "heating", the refrigerant is circulated by the compressor 2 and then passes through the indoor heat exchanger 19.
  • the first stop means 6 In the first mode called “heating” of the fourth embodiment of the air conditioning loop 1 , the first stop means 6 is placed in a closed position, otherwise called blocking. As a result, the refrigerant fluid passes through the second expansion means 20, causing a lowering of the fluid pressure refrigerant. The refrigerant then enters the outdoor heat exchanger 9.
  • the first stop means 6 In the first mode called “heating” of the fourth embodiment of the air conditioning loop 1, the first stop means 6 is placed in the closed position, and the second stop means 7 is placed in the open position. At the outlet of the indoor heat exchanger 19, the refrigerant fluid returns to the compressor 2, advantageously after passing through the storage device 17.
  • the first stop means 6 is placed in the closed position, the second stop means 7 is placed in the open position, the first means 14 closes sealing the portion of the air conditioning loop 1 in which it is arranged. Closing the portion of the air conditioning loop 1 in which the first expansion means 14 thus blocks any circulation of the refrigerant between the second expansion means 20 and the evaporator 15.
  • the refrigerant is circulated by the compressor 2 and passes through the inner heat exchanger 19.
  • the refrigerant passes through the second means detent 20, causing a first lowering of the pressure of the refrigerant, then the first expansion means 14, causing a second lowering of the pressure of the refrigerant.
  • the refrigerant enters the evaporator 15 and returns to the compressor 2, advantageously after passing through the storage device 17.
  • the first stop means 6 and the second stop means 7 are placed in the closed position.
  • the first expansion means 14 is directly in series, in the air conditioning loop 1, after the second expansion means 20.
  • the air conditioning loop 1 according to the fourth embodiment has the advantage of being able to be configured according to a third mode said "heater”.
  • the third mode called "heating” is such that the air conditioning loop 1 is arranged to allow a circulation of refrigerant in parallel in the external heat exchanger 9 and in the evaporator 15. The refrigerant is separated and into two flow at the second connection point 21.
  • Such a configuration is made possible by appropriate control of the control means 5, the first expansion means 14 and the second expansion means 20.
  • the refrigerant is circulated by the compressor 2 and passes through the indoor heat exchanger 19.
  • the refrigerant passes through the second expansion means 20, causing a first lowering of the refrigerant pressure
  • the coolant separates into a first refrigerant portion that passes through the external heat exchanger 9 and a second refrigerant portion that is directed to the first expansion means 14, causing a second lowering the pressure of the refrigerant fluid, prior to the passage of the evaporator 15, before joining the fourth connection point 23.
  • the first portion of refrigerant fluid passes through the external heat exchanger 9 and the second stop means 7 before reaching the fourth connection point 23.
  • the first refrigerant portion and the second refrigerant portion then combine at the fourth connection point 23 to return to the compressor 2, preferably after passing through the storage device 17.
  • the first stop means 6 is placed in closed position, the second stop means 7 is placed in the open position and the first expansion means 14 and the second expansion means 20 are passing while implementing a relaxation of the refrigerant.
  • the first expansion means 14 is open to the maximum to operate a minimum relaxation.
  • the outdoor heat exchanger 9 and the evaporator 15 then operate in parallel.
  • first component is adjacent to a second component, or possibly connected to each other exclusively by a refrigerant transport means which takes, for example, the shape of a conduit. or tubing, in particular flexible or rigid.
  • first component is connected to the second component by an inactive means with regard to the thermodynamic cycle that takes place in the air conditioning loop 1.
  • present invention is not limited to the embodiments described above and provided solely by way of example. It encompasses various modifications, alternative forms and other variants that may be considered by those skilled in the art in the context of the present invention and in particular any combination of the different modes of operation described above, which can be taken separately or in combination.

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Abstract

L'invention concerne une boucle de climatisation (1), dans laquelle circule un fluide réfrigérant, comprenant un compresseur (2), un échangeur de chaleur extérieur (9), un premier moyen de détente (14), un deuxième moyen de détente (20), un évaporateur (15), un échangeur de chaleur intérieur (19) et des moyens de commande (5) aptes à agencer la boucle de climatisation (1) selon divers modes de fonctionnement. Les moyens de commande (5) comprennent au moins un premier moyen d'arrêt (6), apte à autoriser et/ou interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant, agencé entre le compresseur (2) et l'échangeur de chaleur extérieur (9), et au moins un deuxième moyen d'arrêt (7), apte à autoriser et/ou interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant, agencé entre le premier moyen d'arrêt (6) et le compresseur (2).

Description

BOUCLE DE CLIMATISATION REVERSIBLE A ARCHITECTURE SIMPLIFIEE
La présente invention est du domaine des circuits de fluide réfrigérant formant boucle de climatisation destinée à interagir avec un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour former une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile. Elle a pour objet un tel circuit de fluide réfrigérant susceptible d'être mis en œuvre par des moyens simplifiés selon divers modes de fonctionnement, notamment au moins en un mode dit "refroidissement", un premier mode dit "chauffage" et un deuxième mode dit "chauffage".
La raréfaction des ressources pétrolières conduit les constructeurs automobiles à développer des véhicules fonctionnant à partir de nouvelles sources d'énergie. La propulsion du véhicule par l'énergie électrique est une solution représentant une alternative. Il est alors nécessaire d'embarquer différents composants liés à la chaîne de traction électrique, notamment des batteries, pour stocker et fournir l'énergie électrique, un moteur électrique, pour assurer la propulsion du véhicule, en particulier un véhicule électrique, comprenant uniquement une motorisation de type électrique, ou un véhicule hybride, comprenant deux motorisations, l'une de type à combustion interne, l'autre de type électrique, exploitées alternativement ou en combinaison.
Le conditionnement thermique de l'habitacle des véhicules électriques ou hybrides reste une fonction qui doit être prise en charge. Ainsi, en absence du moteur à combustion interne pour un véhicule électrique ou pendant les phases d'arrêt ou en mode purement électrique pour un véhicule hybride, il convient de trouver une solution susceptible de permettre le conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule, c'est-à-dire de chauffer et/ou de refroidir un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule.
Le conditionnement thermique est classiquement obtenu par la mise en œuvre d'une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide frigorigène. La boucle de climatisation comprend classiquement un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un détendeur et un échangeur de chaleur intérieur parcourus par le fluide frigorigène. L'échangeur de chaleur intérieur est installé dans un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, généralement monté dans l'habitacle du véhicule et permettant la circulation et la diffusion d'un flux d'air intérieur chaud, froid ou tempéré dans l'habitacle du véhicule, en fonction d'une demande de l'utilisateur du véhicule. Par ailleurs, l'échangeur de chaleur extérieur est classiquement installé en face avant du véhicule pour être traversé par un flux d'air extérieur au véhicule. La boucle de climatisation peut être utilisée selon divers modes de fonctionnement, notamment dans un mode dit "refroidissement" ou dans un mode dit "chauffage".
Dans le mode dit "refroidissement", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur et est envoyé vers l'échangeur de chaleur extérieur, se comportant alors comme un condenseur, où le fluide réfrigérant est refroidi par le flux d'air extérieur. Puis, le fluide réfrigérant circule vers le détendeur dans lequel il subit un abaissement de pression avant d'entrer dans l'échangeur de chaleur intérieur, se comportant alors comme un évaporateur. A la traversée de l'échangeur de chaleur intérieur, le fluide réfrigérant est chauffé par le flux d'air intérieur circulant dans l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, ce qui se traduit corrélativement par un refroidissement du flux d'air intérieur, dans le but d'abaisser la température l'habitacle du véhicule. La boucle de climatisation étant un circuit fermé, le fluide réfrigérant retourne, par suite, vers le compresseur.
Dans le mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur et est envoyé vers l'échangeur de chaleur intérieur, se comportant alors comme un condenseur, où le fluide réfrigérant est refroidi par le flux d'air intérieur circulant dans l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, ce qui se traduit corrélativement par un chauffage du flux d'air intérieur, dans le but d'augmenter la température l'habitacle du véhicule. Puis, le fluide réfrigérant circule vers le détendeur dans lequel il subit un abaissement de pression avant d'entrer dans l'échangeur de chaleur extérieur, se comportant alors comme un évaporateur, où le fluide réfrigérant est réchauffé par le flux d'air extérieur. La boucle de climatisation étant un circuit fermé, le fluide réfrigérant retourne, par suite, vers le compresseur. Un tel agencement a été amélioré en complétant la boucle de climatisation par l'ajout d'un échangeur de chaleur intérieur supplémentaire traversé par le fluide réfrigérant et dont la fonction est de chauffer le flux d'air intérieur destiné à être envoyé dans l'habitacle. Toutefois, la mise en œuvre d'une telle boucle de climatisation impose l'emploi d'un nombre important de moyens de commande, rendant la gestion d'une telle boucle de climatisation complexe.
Par ailleurs, il existe un mode de fonctionnement particulier dans lequel l'échangeur de chaleur extérieur n'est pas traversé par le fluide réfrigérant. Le flux d'air intérieur, provenant de l'habitacle, est refroidi, à la traversée de l'échangeur de chaleur intérieur, avant d'être réchauffé, notamment par l'échangeur de chaleur intérieur supplémentaire. Toutefois, un tel mode de fonctionnement n'est pas optimal.
Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci- dessus principalement en définissant une architecture de boucle de climatisation simplifiée et apte à être opérable efficacement selon un mode dit "refroidissement", un premier mode dit "chauffage", dans lequel le fluide réfrigérant traverse l'échangeur de chaleur extérieur, et un deuxième mode dit "chauffage", dans lequel le fluide réfrigérant contourne l'échangeur de chaleur extérieur.
La présente invention a donc pour objet une boucle de climatisation dans laquelle circule un fluide réfrigérant, pour conditionner thermiquement un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans un habitacle d'un véhicule,
La boucle de climatisation comprend un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un premier moyen de détente, un deuxième moyen de détente, un évaporateur, un échangeur de chaleur intérieur et des moyens de commande aptes à agencer la boucle de climatisation selon divers modes de fonctionnement, notamment un premier mode dit "chauffage", un deuxième mode dit "chauffage" et un mode dit "refroidissement".
Plus spécifiquement, les moyens de commande comprennent au moins un premier moyen d'arrêt, apte à autoriser et/ou interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant, agencé entre le compresseur et l'échangeur de chaleur extérieur et un deuxième moyen d'arrêt, apte à autoriser et/ou interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant, agencé entre le premier dispositif d'arrêt et le compresseur.
Selon une première caractéristique de l'invention, le premier moyen de détente est agencé entre un point de raccordement, dit deuxième point de raccordement, agencé entre l'échangeur de chaleur extérieur et le deuxième moyen de détente, et l'évaporateur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande comprennent uniquement le premier moyen d'arrêt et le deuxième moyen d'arrêt. On garantit ainsi une simplicité de conception de la boucle de climatisation selon la présente invention tout en lui permettant de fonctionner selon au moins les trois modes de fonctionnement distincts. De plus, préférentiellement, le compresseur est relié à l'échangeur de chaleur intérieur. Par ailleurs, selon encore une caractéristique, l'échangeur de chaleur intérieur est relié au deuxième moyen de détente.
Optionnellement, un dispositif de stockage de fluide réfrigérant est agencé immédiatement en amont du compresseur. Un tel dispositif de stockage est, par exemple, formé par un accumulateur.
La présente invention couvre également diverses utilisations de la boucle de climatisation décrite précédemment. Il est ainsi prévu une utilisation de la boucle de climatisation en mode dit "refroidissement", dans lequel le premier moyen d'arrêt est ouvert et le deuxième moyen d'arrêt est fermé. Dans le mode dit "refroidissement", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur puis traverse successivement le premier moyen d'arrêt, l'échangeur de chaleur extérieur, le premier moyen de détente et l'évaporateur, pour retourner au compresseur. Avantageusement, l'échangeur de chaleur intérieur est traversé par le fluide réfrigérant.
Il est ainsi prévu une utilisation de la boucle de climatisation dans un premier mode dit "chauffage", dans lequel le premier moyen d'arrêt est fermé et le deuxième moyen d'arrêt est ouvert. Dans le premier mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur puis traverse successivement l'échangeur de chaleur intérieur, le deuxième moyen de détente, l'échangeur de chaleur extérieur et le deuxième moyen d'arrêt et retourner au compresseur. II est ainsi prévu une utilisation de la boucle de climatisation dans un deuxième mode dit "chauffage", dans lequel le premier moyen d'arrêt et le deuxième moyen d'arrêt sont fermés.
Dans le deuxième mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur puis traverse successivement l'échangeur de chaleur intérieur, le deuxième moyen de détente, le premier moyen de détente et l'évaporateur, pour retourner au compresseur.
Un avantage de la présente invention réside dans la conception d'une boucle de climatisation de structure particulièrement simple, permettant une utilisation selon au moins trois modes de fonctionnement distincts.
Un autre avantage réside dans la possibilité d'opérer le deuxième mode dit "chauffage", autrement appelé mode "récupération", en exploitant les deux moyens de détente, préférablement utilisés alors en série. Un tel agencement évite l'ajout d'un composant supplémentaire pour la mise en œuvre du deuxième mode dit "chauffage".
Enfin, il est ainsi prévu une utilisation la boucle de climatisation en un troisième mode dit "chauffage", dans lequel le premier moyen d'arrêt est fermé, le deuxième moyen d'arrêt est ouvert, le premier moyen de détente est ouvert et le deuxième moyen de détente est ouvert.
Dans le troisième mode dit "chauffage", l'échangeur de chaleur extérieur et l'évaporateur sont alimentés en parallèle.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique d'une première variante d'une boucle de climatisation selon la présente invention,
- la figure 2 est une vue schématique de la boucle de climatisation de la figure 1 selon un mode dit "refroidissement",
- la figure 3 est une vue schématique de la boucle de climatisation de la figure 1 selon un premier mode dit "chauffage",
- la figure 4 est une vue schématique de la boucle de climatisation de la figure 1 selon un deuxième mode dit "chauffage",
- la figure 5 est une vue schématique d'une deuxième variante de la boucle de climatisation selon la présente invention,
- la figure 6 est une vue schématique d'une troisième variante de la boucle de climatisation selon la présente invention, et
- la figure 7 est une vue schématique d'une quatrième variante de la boucle de climatisation selon la présente invention. Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes formes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, ces éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Dans la description qui va être faite de la présente invention, les termes « amont » et « aval » se réfèrent au sens de déplacement du fluide considéré, c'est-à-dire du fluide réfrigérant ou du flux d'air.
La figure 1 est une vue schématique d'une boucle de climatisation 1 selon une première variante de la présente invention, présentée dans selon une architecture générale. La boucle de climatisation 1 est une boucle fermée à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant peut être un fluide super-critique, tel que du dioxyde de carbone connu sous la dénomination R744. Néanmoins, le fluide réfrigérant peut être un fluide sous-critique, tel que qu'un hydrofluorocarbone, par exemple le fluide réfrigérant connu sous la dénomination R134a, ou un fluide réfrigérant à faible impact environnemental , par exemple le fluide réfrigérant connu sous la dénomination R1234yf.
La boucle de climatisation 1 peut comprendre un échangeur interne (non représenté sur les figures) permettant d'améliorer les performances de la boucle de climatisation 1 par échange thermique entre le fluide réfrigérant à haute pression et le même fluide réfrigérant à basse pression. Lorsque le fluide réfrigérant est un fluide super-critique, tel que le R744, il est particulièrement avantageux de disposer un échangeur interne dans la boucle de climatisation 1 . Pour les fluides sous-critiques, la présence d'un échangeur interne dans la boucle de climatisation 1 est optionnelle.
Dans la boucle de climatisation 1 , le fluide réfrigérant est mis en circulation par un compresseur 2, par exemple entraîné par un moteur électrique, notamment intégré dans un boîtier du compresseur 2. La fonction du compresseur 2 est d'augmenter la pression du fluide réfrigérant, et corrélativement la température.
Le compresseur 2 comprend une entrée par lequel le fluide réfrigérant, à basse pression et à basse température, entre dans le compresseur 1 . Le fluide réfrigérant sort du compresseur 2 par une sortie dans un état de haute pression et de haute température, comparé à l'état du fluide réfrigérant à l'entrée du compresseur 1 . La boucle de climatisation 1 comprend des moyens de commande 5 permettant de gérer les divers modes de fonctionnement de la boucle de climatisation 1 . Les moyens de commande 5 sont constitués d'une pluralité de composants distincts.
Selon une alternative de réalisation de la boucle de climatisation 1 , les moyens de commande 5 sont, par exemple constitués, exclusivement d'un premier moyen d'arrêt 6 et d'un deuxième moyen d'arrêt 7. Le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7 permettent d'autoriser et/ou d'interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant. Selon la présente invention, la sortie du compresseur 2 est raccordée au premier moyen d'arrêt 6. Préférentiellement, le premier moyen d'arrêt 6 est une vanne deux voies 6. Par ailleurs, le premier moyen d'arrêt 6 est raccordé à un échangeur de chaleur extérieur 9. Avantageusement, l'échangeur de chaleur extérieur 9 est disposé en face avant d'un véhicule.
L'échangeur de chaleur extérieur 9 permet de réaliser un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur 10, circulant en dehors d'un habitacle du véhicule dans lequel est installé la boucle de climatisation 1 selon la présente invention.
L'échangeur de chaleur extérieur 9 présente une surface frontale traversée par le flux d'air extérieur 10. Selon un exemple de réalisation, l'échangeur de chaleur extérieur 9 comprend au moins une première passe 1 1 et une deuxième passe 12. Préférentiellement, la première passe 1 1 occupe une proportion de surface frontale de l'échangeur de chaleur extérieur 9 plus grande que la deuxième passe 12. Spécifiquement, la première passe 1 1 occupe environ 2/3 de la surface frontale de l'échangeur de chaleur extérieur 9 et la deuxième passe 12 occupe environ 1/3 de la surface frontale de l'échangeur de chaleur extérieur 9.
De plus, l'échangeur de chaleur extérieur 9 est raccordé à un premier moyen de détente 14. Préférentiellement, le premier moyen de détente 14 est un orifice calibré 14 dont la section de passage de fluide réfrigérant est fixe. De manière alternative, le premier moyen de détente 14 peut également être un détendeur thermostatique 14 ou encore un détendeur à commande électrique ou électronique 14.
Le premier moyen de détente 14 est également raccordé à un évaporateur 15. L'évaporateur 15 est un échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d'air intérieur 16 destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. Le flux d'air intérieur 16 permet d'assurer le conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule. Une sortie de l'évaporateur 15 est raccordée à l'entrée du compresseur 2, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un dispositif de stockage 17, permettant de stocker la masse non circulante de fluide réfrigérant en fonction des conditions de température et en fonction du mode de fonctionnement de la boucle de climatisation 1 .
De plus, selon la première variante de la présente invention, entre la sortie du compresseur 2 et le premier moyen d'arrêt 6, est prévu un premier point de raccordement 18. Au niveau du premier point de raccordement 18, la boucle de climatisation 1 forme un « T ». Le premier point de raccordement 18 est connecté à un échangeur de chaleur intérieur 19.
L'échangeur de chaleur intérieur 19 est un échangeur de chaleur dont la fonction est de mettre en œuvre un échange thermique entre le flux d'air intérieur 16 et le fluide réfrigérant. Plus spécifiquement, l'échangeur de chaleur intérieur 19 est dédié à la fonction de chauffage de l'habitacle du véhicule mise en œuvre dans au moins un mode dit "chauffage". Avantageusement, l'échangeur de chaleur intérieur 19 est agencé en aval de l'évaporateur 15, selon le sens de circulation du flux d'air intérieur 16.
Une sortie de l'échangeur de chaleur intérieur 19 est raccordée à un deuxième moyen de détente 20. Préférentiellement, le deuxième moyen de détente 20 est un orifice calibré 20 dont la section de passage de fluide réfrigérant est fixe. De manière alternative, le deuxième moyen de détente 20 peut également être un détendeur thermostatique 20 ou encore un détendeur à commande électrique ou électronique 20. Le deuxième moyen de détente 20 est mis en communication avec un deuxième point de raccordement 21 agencé entre l'échangeur de chaleur extérieur 9 et le premier moyen de détente 14. Au niveau du deuxième point de raccordement 21 , la boucle de climatisation 1 forme un « T ». En complément, selon la première variante de la présente invention, la boucle de climatisation 1 comprend un troisième point de raccordement 22. Le troisième point de raccordement 22 est mis en communication avec le deuxième moyen d'arrêt 7, constitutif des moyens de commande 5, et est agencé entre le premier moyen d'arrêt 6 et l'échangeur extérieur 9. Au niveau du troisième point de raccordement 22, la boucle de climatisation 1 forme un « T ».
Enfin, une sortie du deuxième moyen d'arrêt 7 est raccordée à un quatrième point de raccordement 23 agencé entre l'évaporateur 15 et l'entrée du compresseur 2, notamment en amont du dispositif de stockage 17. Au niveau du quatrième point de raccordement 23, la boucle de climatisation 1 forme un « T ».
Les figures 2 à 4 présentent divers modes de fonctionnement de la première variante de la présente invention présentée à la figure 1 . Par convention, sur les figures 2 à 4, les traits forts représentent les parties ou portions de la boucle de climatisation 1 dans lesquelles circule le fluide réfrigérant et les traits pointillés représentent les parties ou portions de la boucle de climatisation 1 dans lesquelles le fluide réfrigérant ne circule pas.
La figure 2 est une vue schématique de la boucle de climatisation 1 de la figure 1 selon un mode dit "refroidissement" du flux d'air intérieur 16. Pour ce faire, le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position ouverte, autrement appelée passante au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant est autorisé à circuler depuis la sortie du compresseur 2 vers l'échangeur de chaleur extérieur 9.
Le fluide réfrigérant pénètre ensuite dans l'échangeur de chaleur extérieur 9, traverse la première passe 1 1 puis la deuxième passe 12, avantageusement dans un sens de circulation opposé au sens de circulation dans la première passe 1 1 , pour sortir de l'échangeur de chaleur extérieur 9. Au cours de la circulation l'échangeur de chaleur extérieur 9, le fluide réfrigérant cède des calories au flux d'air extérieur 10 traversant l'échangeur de chaleur extérieur 9.
Par ailleurs, dans le mode dit "refroidissement", le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé dans une position fermée, autrement appelée bloquante au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant n'est pas autorisé à circuler depuis le troisième point de raccordement 22 vers le compresseur 2.
En sortie de l'échangeur de chaleur extérieur 9, le fluide réfrigérant traverse ensuite le premier moyen de détente 14, provoquant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant.
Par suite, le fluide réfrigérant pénètre dans l'évaporateur 15 qui est alors parcouru par le fluide réfrigérant détendu. Le fluide réfrigérant absorbe les calories du flux d'air intérieur 16 traversant l'évaporateur 15. A la traversée de l'évaporateur 15, le flux d'air intérieur 16 est avantageusement déshumidifié. Il est ainsi possible de diffuser dans l'habitacle du véhicule un flux d'air intérieur 16 asséché et refroidi afin de climatiser l'habitacle. Le fluide réfrigérant sort ensuite de l'évaporateur 15, traverse le quatrième point de raccordement 23 avant de retourner au compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.
La figure 3 est une vue schématique de la boucle de climatisation 1 de la figure 1 selon un premier mode dit "chauffage" du flux d'air intérieur 16. Pour ce faire, le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position fermée, autrement appelée bloquante au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant n'est pas autorisé à circuler depuis la sortie du compresseur 2 vers le troisième point de raccordement 22. Ainsi, en sortie du compresseur 2, le fluide réfrigérant traverse le premier point de raccordement 18 et est dirigé vers de l'échangeur de chaleur intérieur 19. Le fluide réfrigérant, dont la température a été élevée par la compression mise en œuvre par le compresseur 2, traverse l'échangeur de chaleur intérieur 19 et cède des calories au flux d'air intérieur 16. Cela se traduit par un réchauffement du flux d'air intérieur 16 et donc une augmentation de la température de l'habitacle. Le fluide réfrigérant sort de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et entre dans le deuxième moyen de détente 20, provoquant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant.
Le fluide réfrigérant pénètre ensuite dans l'échangeur de chaleur extérieur 9. Il traverse la deuxième passe 12 puis la première passe 1 1 , avantageusement dans un sens de circulation opposé au sens de circulation dans la deuxième passe 12, pour sortir de l'échangeur de chaleur extérieur 9. Au cours de la circulation l'échangeur de chaleur extérieur 9, le fluide réfrigérant absorbe des calories au flux d'air extérieur 10 traversant l'échangeur de chaleur extérieur 9.
Selon le premier mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant circule dans l'échangeur de chaleur extérieur 9 selon un sens opposé par rapport au sens de circulation du fluide réfrigérant selon le mode dit "refroidissement". Par suite, le fluide réfrigérant traverse le troisième point de raccordement 22 à partir duquel il est dirigé vers le deuxième moyen d'arrêt 7, du fait que le premier dispositif d'arrêt 6 est placé dans une position fermée.
Le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé dans une position ouverte, autrement appelée passante au fluide réfrigérant, dans lequel le fluide réfrigérant est autorisé à circuler depuis le troisième point de raccordement 22 vers le quatrième point de raccordement 23 avant de retourner au compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.
La figure 4 est une vue schématique de la boucle de climatisation 1 de la figure 1 selon un deuxième mode dit "chauffage du flux d'air intérieur 16. Le deuxième mode dit "chauffage" du flux d'air intérieur 16 est également appelé mode dit "récupération". Un tel mode de fonctionnement est, par exemple, utilisé quand la température du flux d'air extérieur 10 rend inopérant l'utilisation de l'échangeur de chaleur extérieur 9. Un tel mode de fonctionnement peut également, par exemple, être utilisé pour assécher et déshumidifier le flux d'air intérieur 16. On parle alors d'un mode dit "déshumidification".
Pour ce faire, la boucle de climatisation 1 est configurée de sorte que le flux d'air intérieur 16 puisse traversé l'évaporateur 15 et l'échangeur de chaleur intérieur 19. Avantageusement, selon le deuxième mode dit "chauffage", le flux d'air intérieur 16 est issu de l'habitacle du véhicule.
OptionneNement, un dispositif de chauffage additionnel (non représenté), par exemple un radiateur de chauffage électrique, amorce alors le cycle thermodynamique. Avantageusement, il est possible de démarrer l'utilisation de la boucle de climatisation 1 selon le premier mode dit "chauffage" puis en agençant les moyens de commandes 5 afin d'utiliser la boucle de climatisation 1 selon le deuxième mode dit "chauffage" . Le deuxième mode dit "chauffage" se distingue du premier mode dit "chauffage" par le fait que les moyens de commande 5 interdisent une circulation de fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur extérieur 9. Ainsi, dans le deuxième mode dit "chauffage", les moyens de commandes 5 bloquent la circulation de fluide réfrigérant. En d'autres termes, le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7 sont placés dans des positions fermées, autrement appelées bloquantes au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant n'est pas autorisé à circuler entre le premier point de raccordement 18, le deuxième point de raccordement 21 et l'échangeur de chaleur extérieur 9.
Ainsi, le fluide réfrigérant sort du compresseur 2 et traverse le premier point de raccordement 18. Du fait que le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position fermée, le fluide réfrigérant est dirigé vers l'échangeur de chaleur intérieur 19 avant de rejoindre le deuxième moyen de détente 2, provoquant un premier abaissement de la pression du fluide réfrigérant, et de rejoindre le deuxième point de raccordement 21 .
Du fait que le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé dans une position fermée, le fluide réfrigérant est dirigé vers le premier moyen de détente 14, provoquant un deuxième abaissement de la pression du fluide réfrigérant, sans traverser l'échangeur de chaleur extérieur 9.
Par suite, le fluide réfrigérant pénètre dans l'évaporateur 15 dans lequel le fluide réfrigérant capte des calories du flux d'air intérieur 16.
Selon la présente invention, la boucle de climatisation 1 selon le deuxième mode dit "chauffage", le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont agencés en série, avantageusement immédiatement l'un derrière l'autre.
Ainsi, de manière particulièrement intéressante, la détente selon le deuxième mode dit "chauffage" est plus importante que la détente occasionnée par le premier moyen de détente 14 en mode dit "refroidissement" ou par le deuxième moyen de détente 20 dans le premier mode dit "chauffage". Une telle configuration assure un bon fonctionnement du deuxième mode dit "chauffage".
Préférentiellement, le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont disposés en série entre la sortie de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et l'évaporateur 15, le deuxième point de raccordement 21 étant avantageusement interposé entre le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20. La présente invention met donc à profit l'existence du premier moyen de détente 14 et du deuxième moyen de détente 20 utilisés respectivement pour la fonction "refroidissement" ou la fonction "chauffage". Il est ainsi possible de combiner la fonction "refroidissement" et la fonction "chauffage" en vue d'assurer le fonctionnement du deuxième mode dit "chauffage". Il s'agit ainsi d'un montage particulièrement simple puisque le deuxième mode dit "chauffage" n'impose pas l'ajout de composant complémentaire. Selon la présente invention, le deuxième mode dit "chauffage" exploite les composants déjà présents dans la boucle de climatisation 1 . Par suite, en sortie de l'évaporateur 15, le fluide réfrigérant rejoint le quatrième point de raccordement 23 avant de retourner au compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.
On notera également que la boucle de climatisation 1 selon les figures 1 à 4 nécessite uniquement deux moyens de commande 5 distincts, en particulier le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7, notamment sous la forme de vanne deux voies.
Selon la première variante de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention, on notera aussi que la boucle de climatisation 1 ne comprend que deux moyens de détente distincts, en particulier le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20, utilisés indépendamment pour le mode dit "refroidissement" ou le premier mode dit "chauffage", et en combinaison, préférentiellement en série, pour le deuxième mode dit "chauffage".
La figure 5 une vue schématique d'une deuxième variante de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention. Les différences avec la boucle de climatisation 1 selon les figures 1 à 4 résident dans les moyens de commande 5. Alors que pour les figures 1 à 4, les moyens de commande 5 sont uniquement au nombre de deux, respectivement le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7, les moyens de commande 5 de la deuxième variante selon la figure 5 comprennent un troisième moyen d'arrêt 24.
Le troisième moyen d'arrêt 24 est agencé dans la boucle de climatisation 1 entre le deuxième point de raccordement 21 et premier moyen de détente 14. Avantageusement, le troisième moyen d'arrêt 24 prend, par exemple, la forme d'une vanne deux voies. Alternativement, le troisième moyen d'arrêt 24 peut également prendre la forme d'une vanne trois voies installée en lieu et place du deuxième point de raccordement 21 .
Le troisième moyen d'arrêt 24 présente un intérêt particulier pour le premier mode dit "chauffage". En effet, lorsque le premier moyen de détente 14 est un orifice calibré, il laisse passer une quantité faible de fluide réfrigérant vers l'évaporateur 15. Or, selon le premier mode dit "chauffage", il est souhaitable que l'évaporateur 15 soit contourné.
Afin d'améliorer les performances du premier mode dit "chauffage", le troisième moyen d'arrêt 24 permet d'autoriser et/ou d'interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant vers le premier moyen de détente 14 et l'évaporateur 15.
La position fermée du troisième moyen d'arrêt 24 dans premier mode dit "chauffage" permet d'améliorer le coefficient de performance de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention.
La figure 6 une vue schématique d'une troisième variante de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention. Les différences avec la boucle de climatisation 1 selon la figure 5 résident dans les moyens de commande 5. Alors que la boucle de climatisation 1 présentée à la figure 5, les moyens de commande 5 sont uniquement au nombre de trois, respectivement le premier moyen d'arrêt 6 le deuxième moyen d'arrêt 7 et le troisième moyen d'arrêt 24, les moyens de commande 5 de la troisième variante selon la figure 5 comprennent un quatrième moyen d'arrêt 25 et/ou un cinquième moyen d'arrêt 26.
Le quatrième moyen d'arrêt 25 est agencé dans la boucle de climatisation 1 entre le premier point de raccordement 18 et l'échangeur de chaleur intérieur 19. Avantageusement, le quatrième moyen d'arrêt 25 prend, par exemple, la forme d'une vanne deux voies. Alternativement, le quatrième moyen d'arrêt 25 peut également prendre la forme d'une vanne trois voies installée en lieu et place du premier point de raccordement 18. Lorsque le quatrième moyen d'arrêt 25 prend la forme d'une vanne trois voies, il est susceptible d'être combiné avec le premier moyen d'arrêt 6 sous la forme d'un moyen de commande 5 unitaire.
Le quatrième moyen d'arrêt 25 présente un intérêt particulier pour le mode dit "refroidissement". En effet, le quatrième moyen d'arrêt 25 permet d'autoriser et/ou d'interdire toute ou partie de la circulation du fluide réfrigérant dans une portion de la boucle de climatisation 1 comprenant l'échangeur de chaleur intérieur 19 et le deuxième moyen de détente 20. Ainsi, le quatrième moyen d'arrêt 25 évite une circulation parasite du fluide réfrigérant au travers de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et du deuxième moyen de détente 20, notamment lorsque le deuxième moyen de détente 20 prend la forme d'un un orifice calibré.
La position fermée du quatrième moyen d'arrêt 25 dans le mode dit "refroidissement" permet d'améliorer le coefficient de performance de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention.
Optionnellement, la boucle de climatisation 1 comprend un cinquième moyen d'arrêt 26 agencé entre le deuxième moyen de détente 20 et le deuxième point de raccordement 21 . Avantageusement, le cinquième moyen d'arrêt 26 prend, par exemple, la forme d'une vanne deux voies. Alternativement, le cinquième moyen d'arrêt 26 peut également prendre la forme d'une vanne trois voies installée en lieu et place du deuxième point de raccordement 21 . Lorsque le cinquième moyen d'arrêt 26 prend la forme d'une vanne trois voies, il est susceptible d'être combiné avec le troisième moyen d'arrêt 24 sous la forme d'un moyen de commande 5 unitaire.
Le cinquième moyen d'arrêt 26 permet d'isoler totalement la portion de la boucle de climatisation 1 comprenant l'échangeur de chaleur intérieur 19 et le deuxième moyen de détente 20 et comprise entre le quatrième dispositif d'arrêt 25 et le cinquième dispositif d'arrêt 26.
La troisième variante de la boucle de climatisation 1 présentée sur la figure 6 présente une différence supplémentaire. En effet, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comporte au moins un moyen d'obturation 27 dont la fonction est d'empêcher la traversée du flux d'air intérieur 16 dans l'échangeur de chaleur intérieur 19. Selon un exemple de réalisation présenté sur la figure 6, le moyen d'obturation 27 peut être installé en amont et/ou en aval de l'échangeur de chaleur intérieur 19, selon le sens d'écoulement du flux d'air intérieur 16.
A titre d'exemple, un tel moyen d'obturation 27 prend la forme d'un volet de régulation 28 articulé sur un axe de rotation. Un tel volet de régulation 28 est ainsi capable de prendre une première position extrême dans laquelle le volet de régulation 28 bloque la circulation du flux d'air intérieur 16 au travers de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et une deuxième position extrême dans laquelle du flux d'air intérieur 16 libère entièrement l'accès du flux d'air intérieur 16 au travers de l'échangeur de chaleur intérieur 19. Bien entendu, le volet de régulation 28 peut prendre toutes positions intermédiaires comprises entre la première position extrême et la deuxième position extrême.
La figure 7 est une vue schématique d'une quatrième variante de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention. La quatrième variante de boucle de climatisation 1 selon la présente invention comporte plusieurs différences par rapport aux diverses variantes décrites précédemment.
Dans les diverses variantes de réalisation de la boucle de climatisation 1 décrites en relation avec les figures 1 à 6, l'échangeur de chaleur intérieur 19 est traversé par le fluide réfrigérant lors de la mise en œuvre selon le premier mode dit "chauffage" et selon le deuxième mode dit "chauffage", alors qu'il est contourné quand la boucle de climatisation 1 est mise en œuvre selon le mode dit "refroidissement". Un tel agencement est obtenu par le pilotage des moyens de commande 5.
Selon la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 selon la figure 7, l'échangeur de chaleur intérieur 19 est traversé par le fluide réfrigérant quelques soient les modes de fonctionnement choisis, notamment dans le mode dit "refroidissement", le premier mode dit "chauffage" et le deuxième mode dit "chauffage" et mode dit "refroidissement".
Par ailleurs, selon une alternative de réalisation, avantageusement, le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont agencés pour obturer de manière étanche la circulation de fluide réfrigérant. Ainsi, le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 présentent une fonction supplémentaire consistant à interdire, selon une commande particulière, la circulation du fluide réfrigérant dans la portion de la boucle de climatisation 1 dans lesquelles le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont agencés.
Dans le mode dit "refroidissement", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur 2 puis traverse l'échangeur de chaleur intérieur 19. Dans le mode dit "refroidissement" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position ouverte, autrement appelée passante au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant est autorisé à circuler depuis l'échangeur de chaleur intérieur 19 vers l'échangeur de chaleur extérieur 9. Le fluide réfrigérant pénètre ensuite dans l'échangeur de chaleur extérieur 9, traverse la première passe 1 1 puis la deuxième passe 12, avantageusement dans un sens de circulation opposé au sens de circulation dans la première passe 1 1 , pour sortir de l'échangeur de chaleur extérieur 9.
En sortie de l'échangeur de chaleur extérieur 9, le fluide réfrigérant traverse le premier moyen de détente 14, provoquant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant.
Par suite, le fluide réfrigérant pénètre dans l'évaporateur 15. Le fluide réfrigérant absorbe les calories du flux d'air intérieur 16 traversant l'évaporateur 15. A la traversée de l'évaporateur 15, le flux d'air intérieur 16 est avantageusement déshumidifié. Il est ainsi possible de diffuser dans l'habitacle du véhicule un flux d'air intérieur 16 asséché et refroidi afin de climatiser l'habitacle.
Le fluide réfrigérant sort ensuite de l'évaporateur 15 et retourne vers le compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.
Dans le mode dit "refroidissement" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position ouverte, le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé dans une position fermée, le premier moyen de détente 14 réalise une détente et le deuxième moyen de détente 20 obture, de manière étanche, la portion de la boucle de climatisation 1 dans laquelle il est agencé. L'obturation de la portion de la boucle de climatisation 1 dans laquelle le deuxième moyen de détente 20 est agencé, bloque ainsi toute circulation du fluide réfrigérant entre la sortie de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et l'échangeur de chaleur extérieur 9.
Dans le premier mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur 2 puis traverse l'échangeur de chaleur intérieur 19. Dans le premier mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position fermée, autrement appelée bloquante. Par suite, le fluide réfrigérant traverse le deuxième moyen de détente 20, provoquant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant pénètre alors dans l'échangeur de chaleur extérieur 9. Dans le premier mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé en position fermée, et le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé en position ouverte. En sortie de l'échangeur de chaleur intérieur 19, le fluide réfrigérant et retourne vers le compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.
Dans le premier mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé en position fermée, le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé en position ouverte, le premier moyen de détente 14 obture de manière étanche la portion de la boucle de climatisation 1 dans laquelle il est agencé. L'obturation de la portion de la boucle de climatisation 1 dans laquelle le premier moyen de détente 14 bloque ainsi toute circulation du fluide réfrigérant entre le deuxième moyen de détente 20 et l'évaporateur 15.
Dans le deuxième mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur 2 et traverse l'échangeur intérieur 19. Par suite, le fluide réfrigérant traverse le deuxième moyen de détente 20, provoquant un premier abaissement de la pression du fluide réfrigérant, puis le premier moyen de détente 14, provoquant un deuxième abaissement de la pression du fluide réfrigérant. Enfin, le fluide réfrigérant pénètre dans l'évaporateur 15 et retourne vers le compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.
Dans le deuxième mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7 sont placés en position fermée. De plus, le premier moyen de détente 14 est directement en série, dans la boucle de climatisation 1 , après le deuxième moyen de détente 20.
Par ailleurs, la boucle de climatisation 1 selon la quatrième variante de réalisation présente l'avantage de pouvoir être configurée selon un troisième mode dit "chauffage".
Le troisième mode dit "chauffage" est tel que la boucle de climatisation 1 est agencée afin de permettre une circulation du fluide réfrigérant en parallèle dans l'échangeur de chaleur extérieur 9 et dans l'évaporateur 15. Le fluide réfrigérant se sépare ainsi en deux flux au niveau du deuxième point de raccordement 21 . Une telle configuration est rendue possible par une commande appropriée des moyens de commande 5, du premier moyen de détente 14 et du deuxième moyen de détente 20.
Dans le troisième mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur 2 et traverse l'échangeur de chaleur intérieur 19. Par suite, le fluide réfrigérant traverse le deuxième moyen de détente 20, provoquant un premier abaissement de la pression du fluide réfrigérant
Au deuxième point de raccordement 21 , le fluide réfrigérant se sépare en une première partie de fluide réfrigérant qui traverse l'échangeur de chaleur extérieur 9 et une deuxième partie de fluide réfrigérant qui se dirige vers le premier moyen de détente 14, provoquant un deuxième abaissement de la pression du fluide réfrigérant, préalablement à la traversée de l'évaporateur 15, avant de rejoindre le quatrième point de raccordement 23.
La première partie de fluide réfrigérant traverse l'échangeur de chaleur extérieur 9 et le deuxième moyen d'arrêt 7 avant de rejoindre le quatrième point de raccordement 23.
La première partie de fluide réfrigérant et la deuxième partie de fluide réfrigérant se combinent alors au niveau du quatrième point de raccordement 23 pour retourner au compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.
Dans le troisième mode dit "chauffage", le premier moyen d'arrêt 6 est placé en position fermée, le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé en position ouverte et le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont passants tout en mettant en œuvre une détente du fluide réfrigérant. Préférentiellement, dans un tel mode de fonctionnement, le premier moyen de détente 14 est ouvert au maximum pour opérer une détente minimale.
Dans le troisième mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , l'échangeur de chaleur extérieur 9 et l'évaporateur 15 fonctionnent alors en parallèle.
La description ci-dessus emploie les termes "directement " ou "immédiatement" afin de qualifier la position d'un composant par rapport à un autre. Ces termes doivent être compris comme définissant qu'un premier composant est adjacent à un deuxième composant, ou éventuellement relié l'un à l'autre exclusivement par un moyen de transport de fluide réfrigérant qui prend, par exemple, la forme d'un conduit ou d'une tubulure, notamment flexible ou rigide. Autrement dit, le premier composant est relié au deuxième composant par un moyen inactif au regard du cycle thermodynamique qui s'opère dans la boucle de climatisation 1 . Bien évidemment, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims

Revendications
1 . Boucle de climatisation (1 ), dans laquelle circule un fluide réfrigérant, comprenant un compresseur (2), un échangeur de chaleur extérieur (9), un premier moyen de détente (14), un deuxième moyen de détente (20), un évaporateur (15), un échangeur de chaleur intérieur (19) et des moyens de commande (5) aptes à agencer la boucle de climatisation (1 ) selon divers modes de fonctionnement,
caractérisé en ce que les moyens de commande (5) comprennent au moins un premier moyen d'arrêt (6), apte à autoriser et/ou interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant, agencé entre le compresseur (2) et l'échangeur de chaleur extérieur (9), et au moins un deuxième moyen d'arrêt (7), apte à autoriser et/ou interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant, agencé entre le premier moyen d'arrêt (6) et le compresseur (2).
2. Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 1 , dans laquelle le premier moyen de détente (14) est agencé entre un point de raccordement (21 ), agencé entre l'échangeur de chaleur extérieur (9) et le deuxième moyen de détente (20), et l'évaporateur (15).
3. Boucle de climatisation (1 ) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle les moyens de commande (5) comprennent uniquement le premier moyen d'arrêt (6) et le deuxième moyen d'arrêt (7).
4. Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le compresseur (2) est reliée à l'échangeur de chaleur intérieur (19).
5. Boucle de climatisation (1 ) selon la l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle l'échangeur de chaleur intérieur (19) est reliée au deuxième moyen de détente (20).
6. Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle un dispositif de stockage (17) est agencé en amont du compresseur (2).
7. Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes en mode de refroidissement, dans laquelle le premier moyen d'arrêt
(6) est ouvert et le deuxième moyen d'arrêt (7) est fermé, afin de définir un mode dit "refroidissement".
8. Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 7, dans laquelle le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur (2), traverse successivement le premier moyen d'arrêt (6), l'échangeur de chaleur extérieur (9) le premier moyen de détente (14), l'évaporateur (15) et retourne au compresseur (2).
9. Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 8, dans laquelle l'échangeur de chaleur intérieur (19) est traversé par le fluide réfrigérant.
10. Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le premier moyen d'arrêt (6) est fermé et le deuxième moyen d'arrêt
(7) est ouvert, afin de définir un premier mode dit "chauffage".
1 1 . Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 10, dans laquelle le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur (2), traverse successivement l'échangeur de chaleur intérieur (19), le deuxième moyen de détente (20), l'échangeur de chaleur extérieur (9), le deuxième moyen d'arrêt (7) et retourne au compresseur (2).
12. Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le premier moyen d'arrêt (6) et le deuxième moyen d'arrêt (7) sont fermés, afin de définir un deuxième mode dit "chauffage".
13. Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 12, dans laquelle le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur (2) et traverse successivement l'échangeur de chaleur intérieur (19), le deuxième moyen de détente (20), le premier moyen de détente (14), l'évaporateur (15) et retourne au compresseur (2).
14. Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le premier moyen d'arrêt (6) est fermé, le deuxième moyen d'arrêt (7) est ouvert, le premier moyen de détente (14) est ouvert et le deuxième moyen de détente (20) est ouvert, afin de définir un troisième mode dit "chauffage".
15. Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 14, dans laquelle l'échangeur de chaleur extérieur (9) et l'évaporateur (15) sont alimentés en parallèle.
16. Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, dans laquelle la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur extérieur (9) est inversée entre le premier mode dit "chauffage" ou le deuxième mode dit "chauffage" et le mode dit "refroidissement".
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