FR2761405A1 - Cooling circuit for vehicle air-conditioning condenser - Google Patents

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Abstract

The cooling device for the vehicle engine and air-conditioning unit comprises a first closed circuit (2) in which the cooling fluid circulates between the engine unit and a radiator (6). There is a second closed circuit (3) in which a refrigerant fluid circulates between an evaporator (17) and a condenser (15). The condenser is also located in the first circuit directly upstream of the engine unit. The first circuit comprises first and second cooling paths- defined by different parts of a single radiator or by separate radiators. The radiator outlets are connected to the engine unit inlet by first and second branches not passing and passing through the condenser respectively. The paths are arranged so as to supply a colder fluid at the outlet of the second path than from the first path.

Description

Circuit de refroidissement nour condenseur de climatisation de véhicule
L'invention concerne un dispositif de refroidissement du groupe moteur d'entrainement d'un véhicule automobile et de climatisation de l'habitacle de ce véhicule, comprenant un premier circuit fermé dans lequel un fluide de refroidissement circule entre le groupe moteur qui lui cède de la chaleur et au moins un radiateur de refroidissement où il cède de la chaleur à un premier flux d'air, et un second circuit fermé dans lequel un fluide réfrigérant circule entre un évaporateur où il passe de l'état liquide à l'état gazeux en recevant de la chaleur d'un second flux d'air destiné à être envoyé dans l'habitacle et un condenseur où il passe de l'état gazeux à l'état liquide en cédant de la chaleur à un milieu récepteur.Cooling system for vehicle air conditioning condenser
The invention relates to a device for cooling the drive unit of a motor vehicle and for air conditioning the passenger compartment of this vehicle, comprising a first closed circuit in which a cooling fluid circulates between the engine unit which gives way to it. the heat and at least one cooling radiator where it transfers heat to a first air flow, and a second closed circuit in which a refrigerant fluid circulates between an evaporator where it changes from the liquid state to the gaseous state by receiving heat from a second air flow intended to be sent into the passenger compartment and a condenser where it passes from the gaseous state to the liquid state by yielding heat to a receiving medium.

Dans les dispositifs connus de ce genre, le condenseur est accolé au radiateur de refroidissement, généralement à l'avant du compartiment moteur du véhicule, de façon à être également traversé par le premier flux d'air qui est produit par un ventilateur et qui constitue ledit milieu récepteur.In known devices of this kind, the condenser is attached to the cooling radiator, generally at the front of the engine compartment of the vehicle, so as to be also traversed by the first air flow which is produced by a fan and which constitutes said receiving medium.

Un tel condenseur refroidi à l'air est relativement encombrant, ce qui est un sérieux inconvénient compte tenu de l'espace réduit disponible dans le compartiment moteur de la plupart des véhicules actuels. De plus la nécessité de disposer le condenseur de façon qu'il soit traversé, conjointement au radiateur de refroidissement, par le flux d'air produit par le ventilateur constitue une contrainte supplémentaire quant à l'utilisation de cet espace restreint.Such an air-cooled condenser is relatively bulky, which is a serious drawback given the reduced space available in the engine compartment of most current vehicles. In addition the need to arrange the condenser so that it is traversed, jointly with the cooling radiator, by the air flow produced by the fan constitutes an additional constraint as to the use of this restricted space.

Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients.The object of the invention is to remedy these drawbacks.

L'invention vise notamment un dispositif du genre défini en introduction, et prévoit que le condenseur fait également partie du premier circuit, ledit milieu récepteur étant ledit fluide de refroidissement à l'état liquide. The invention relates in particular to a device of the kind defined in the introduction, and provides that the condenser is also part of the first circuit, said receiving medium being said cooling fluid in the liquid state.

Dans le cas où on utilise un fluide de refroidissement que la chaleur fournie par le groupe moteur fait passer au moins en partie à l'état gazeux, on choisit l'emplacement du condenseur sur le premier circuit de façon que le fluide de refroidissement qui le traverse soit entièrement à l'état liquide. Le condenseur, refroidi par liquide, est ainsi moins encombrant que les condensateurs connus à refroidissement par air. De plus, n'ayant pas à être traversé par un flux d'air, il peut être placé à tout endroit où un espace est disponible.In the case where a cooling fluid is used which the heat supplied by the power unit at least partly passes to the gaseous state, the location of the condenser on the first circuit is chosen so that the cooling fluid which supplies it cross either fully liquid. The liquid-cooled condenser is therefore less bulky than known air-cooled condensers. In addition, not having to be traversed by an air flow, it can be placed in any place where space is available.

Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après: - Le condenseur est disposé dans le premier circuit directement en amont du groupe moteur, c'est-à-dire qu'aucun autre échangeur de chaleur et aucun embranchement ne se trouvent entre le condenseur et le groupe moteur.Optional, complementary or alternative characteristics of the invention are set out below: - The condenser is arranged in the first circuit directly upstream of the motor unit, that is to say that no other heat exchanger and no between the condenser and the motor unit.

- Le condenseur est disposé dans le premier circuit directement en aval du radiateur de refroidissement, c'est-à-dire qu'aucun autre échangeur de chaleur et aucun embranchement ne se trouvent entre ce radiateur et le condenseur.- The condenser is arranged in the first circuit directly downstream of the cooling radiator, that is to say that no other heat exchanger and no branching are located between this radiator and the condenser.

- Le premier circuit comporte des premier et second trajets de refroidissement définis par différentes parties d'un radiateur unique ou par des radiateurs distincts, dont les sorties sont reliées à l'entrée du groupe moteur par l'intermédiaire de première et seconde branches ne passant pas et passant par le condenseur respectivement, lesdits trajets étant agencés de manière à fournir un fluide plus froid à la sortie du second trajet qu'à celle du premier trajet.- The first circuit includes first and second cooling paths defined by different parts of a single radiator or by separate radiators, the outputs of which are connected to the input of the power unit via first and second branches not passing pitch and passing through the condenser respectively, said paths being arranged so as to provide a cooler fluid at the outlet of the second path than at that of the first path.

- Le premier circuit comporte, disposées mutuellement en parallèle, une première voie contenant en série le premier trajet de refroidissement et la première branche et une seconde voie contenant en série le second trajet de refroidissement et la seconde branche. - The first circuit comprises, arranged mutually in parallel, a first channel containing in series the first cooling path and the first branch and a second channel containing in series the second cooling path and the second branch.

- Une voie contenant en série le second trajet de refroidissement et la seconde branche est disposée en parallèle avec la première branche, l'ensemble ainsi formé étant disposé en série avec le premier trajet de refroidissement.- A channel containing in series the second cooling path and the second branch is arranged in parallel with the first branch, the assembly thus formed being arranged in series with the first cooling path.

- Un élément produisant une perte de charge est disposé dans l'une des première et seconde branches pour équilibrer les débits de fluide de refroidissement passant et ne passant pas par le condenseur.- An element producing a pressure drop is arranged in one of the first and second branches to balance the flow rates of coolant passing and not passing through the condenser.

- Le premier circuit contient un radiateur de chauffage pour le chauffage du second flux d'air, disposé en parallèle avec le radiateur de refroidissement.- The first circuit contains a heating radiator for heating the second air flow, arranged in parallel with the cooling radiator.

- Les flux de fluide de refroidissement ayant traversé les radiateurs de refroidissement et de chauffage sont réunis pour parvenir au condenseur.- The coolant flows having passed through the cooling and heating radiators are combined to reach the condenser.

- Les flux de fluide de refroidissement ayant traversé le radiateur de refroidissement et le condenseur d'une part, et le radiateur de chauffage d'autre part, sont réunis pour parvenir au groupe moteur.- The coolant flows having passed through the cooling radiator and the condenser on the one hand, and the heating radiator on the other hand, are combined to reach the engine group.

- Le premier circuit comporte une vanne thermostatique propre à répartir le flux de fluide de refroidissement provenant du groupe moteur entre le radiateur de refroidissement et le radiateur de chauffage dans des proportions variables en fonction de sa température.- The first circuit includes a thermostatic valve capable of distributing the flow of cooling fluid coming from the engine group between the cooling radiator and the heating radiator in variable proportions as a function of its temperature.

- La vanne thermostatique est propre à envoyer vers le radiateur de refroidissement et le condenseur un débit minimal de fluide quelle que soit la température du fluide.- The thermostatic valve is suitable for sending a minimum flow of fluid to the cooling radiator and the condenser, whatever the temperature of the fluid.

Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, où des éléments identiques ou analogues sont désignés dans toutes les figures par les mêmes numéros de référence. Sur ces dessins, les figures 1 à 4 sont des schémas de circuits fluidiques de différents dispositifs selon 1' invention. The characteristics and advantages of the invention will be explained in more detail in the description below, with reference to the accompanying drawings, in which identical or analogous elements are designated in all the figures by the same reference numbers. In these drawings, FIGS. 1 to 4 are diagrams of fluid circuits of different devices according to the invention.

Chacun des dispositifs illustrés est destiné au refroidissement du moteur thermique 1 d'un véhicule automobile et à la climatisation de l'habitacle de ce véhicule. Le dispositif comprend un premier circuit de fluide 2 pour le refroidissement du moteur et un second circuit 3 de fluide réfrigérant pour la climatisation. Le circuit de refroidissement 2 amène d'abord le fluide de refroidissement de la sortie 4 du moteur à une vanne thermostatique 5 qui a pour fonction de diriger le fluide vers un radiateur de refroidissement 6 et/ou vers un radiateur de chauffage 25, en fonction de sa température.Each of the devices illustrated is intended for cooling the heat engine 1 of a motor vehicle and for air conditioning the passenger compartment of this vehicle. The device comprises a first fluid circuit 2 for cooling the engine and a second refrigerant circuit 3 for air conditioning. The cooling circuit 2 first supplies the cooling fluid from the outlet 4 of the engine to a thermostatic valve 5 which has the function of directing the fluid to a cooling radiator 6 and / or to a heating radiator 25, depending of its temperature.

Les flux de fluide ayant traversé les radiateurs 6 et 25 se rejoignent en un point de raccordement 7 pour être ramenés par une conduite 8 à l'entrée 9 du moteur. Un vase d'expansion 10 est relié par des conduites 11 et 12 à la vanne 5 et au point 7 respectivement. Le fluide circulant dans le radiateur de refroidissement 6 est refroidi par un flux d'air produit par un ventilateur non représenté.The fluid flows having passed through the radiators 6 and 25 meet at a connection point 7 to be brought back by a pipe 8 to the inlet 9 of the engine. An expansion vessel 10 is connected by lines 11 and 12 to the valve 5 and to point 7 respectively. The fluid circulating in the cooling radiator 6 is cooled by an air flow produced by a fan not shown.

Le circuit 3 de fluide réfrigérant comprend un compresseur 13 entraîné par le moteur 1 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'embrayage 14, un condenseur 15, un détendeur 16 et un évaporateur 17, ces composants étant reliés en boucle par des conduites.The refrigerant circuit 3 comprises a compressor 13 driven by the engine 1 via a clutch mechanism 14, a condenser 15, a pressure reducer 16 and an evaporator 17, these components being connected in a loop by pipes.

Le radiateur de chauffage 25 et l'évaporateur 17 sont disposés dans un boîtier représenté schématiquement en 18 de manière à être traversés, en fonction des besoins, par un flux d'air produit par un pulseur 19 également logé dans le boîtier 18, le flux d'air ainsi traité pénétrant ensuite dans l'habitacle du véhicule.The heating radiator 25 and the evaporator 17 are arranged in a box shown diagrammatically at 18 so as to be traversed, as required, by a flow of air produced by a blower 19 also housed in the box 18, the flow air thus treated then entering the passenger compartment of the vehicle.

Le dispositif tel que décrit jusqu'ici est connu. Dans ce dispositif connu, le condenseur est accolé au radiateur de refroidissement de façon à être traversé par le même flux d'air que celui-ci, flux d'air auquel il cède de la chaleur.The device as described so far is known. In this known device, the condenser is attached to the cooling radiator so as to be traversed by the same air flow as the latter, the air flow to which it transfers heat.

Généralement, le radiateur de refroidissement est situé vers l'extrémité avant du véhicule, et le condenseur est en regard de la face avant du radiateur.Generally, the cooling radiator is located towards the front end of the vehicle, and the condenser is opposite the front face of the radiator.

Dans les dispositifs illustrés, au contraire, le condenseur 15 fait également partie du circuit de refroidissement 2 de façon à réaliser un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant du circuit 3 et le fluide de refroidissement, lui-même déjà refroidi par le radiateur 6. Le fluide de refroidissement est alors à l'état liquide, même si le circuit de refroidissement est du type liquide/gaz. Le condenseur est donc un échangeur fluide/liquide, moins encombrant qu'un échangeur fluide/air. De plus, on dispose d'un choix beaucoup plus étendu quant à sa localisation dans le compartiment moteur.In the devices illustrated, on the contrary, the condenser 15 also forms part of the cooling circuit 2 so as to carry out a heat exchange between the refrigerant fluid of the circuit 3 and the cooling fluid, itself already cooled by the radiator 6. The cooling fluid is then in the liquid state, even if the cooling circuit is of the liquid / gas type. The condenser is therefore a fluid / liquid exchanger, less bulky than a fluid / air exchanger. In addition, there is a much wider choice as to its location in the engine compartment.

Ainsi, dans l'exemple de la figure 1, le condenseur 15 est placé directement avant l'entrée 9 du moteur 1, c'est-à-dire entre le point de jonction 7 et l'entrée 9.Thus, in the example of FIG. 1, the condenser 15 is placed directly before the inlet 9 of the motor 1, that is to say between the junction point 7 and the inlet 9.

A la figure 2, le condenseur 15 est placé directement en aval du radiateur 6, c'est-à-dire entre celui-ci et le point de jonction 7.In FIG. 2, the condenser 15 is placed directly downstream of the radiator 6, that is to say between the latter and the junction point 7.

Dans l'exemple de la figure 3, le radiateur de refroidissement 6 est divisé dans son épaisseur en deux parties 6-1 et 6-2, la partie 6-2 étant disposée en avant de la partie 6-1 par rapport au sens de déplacement du véhicule. Les parties 6-1 et 6-2 sont montées dans deux branches en parallèle 20 et 21 du circuit 2, qui se séparent en un point 22 en aval de la vanne 5 et qui se rejoignent en un point 23 en amont du point 7. Le condenseur 15 est monté dans la branche 21, en aval de la partie 6-2 du radiateur, et un élément 24 produisant une perte de charge est disposé dans la branche 20 en aval de la partie 6-1. Cette disposition permet, en choisissant convenablement les capacités de refroidissement des parties 6-1 et 6-2 du radiateur, de refroidir plus énergiquement une fraction du débit total du fluide de refroidissement, qui sera ensuite réchauffée en traversant le condenseur 15.In the example of FIG. 3, the cooling radiator 6 is divided in its thickness into two parts 6-1 and 6-2, the part 6-2 being disposed in front of the part 6-1 relative to the direction of moving the vehicle. Parts 6-1 and 6-2 are mounted in two parallel branches 20 and 21 of circuit 2, which separate at a point 22 downstream of the valve 5 and which meet at a point 23 upstream of point 7. The condenser 15 is mounted in branch 21, downstream of part 6-2 of the radiator, and an element 24 producing a pressure drop is placed in branch 20 downstream of part 6-1. This arrangement makes it possible, by suitably choosing the cooling capacities of parts 6-1 and 6-2 of the radiator, to cool more vigorously a fraction of the total flow rate of the cooling fluid, which will then be heated by passing through the condenser 15.

L'élément 24 permet d'obtenir la répartition des débits voulue entre les deux branches. I1 peut si nécessaire être placé dans la branche 21 et non dans la branche 20, ou être supprimé.The element 24 makes it possible to obtain the desired flow distribution between the two branches. I1 can if necessary be placed in branch 21 and not in branch 20, or be deleted.

La figure 4 montre un radiateur 6 semblable à celui de la figure 3, comprenant deux parties 6-1 et 6-2. Cette fois cependant la totalité du fluide de refroidissement circulant dans le radiateur traverse la partie 6-1, et c'est en aval de celle-ci que se séparent en un point 30 une première branche 31 ne contenant aucun composant et une seconde branche 32 contenant la partie 6-2 et le condenseur 15, ces deux branches se rejoignant au point 23 en amont du point 7. Comme précédemment, un élément non représenté produisant une perte de charge peut être inséré dans l'une des branches 31 et 32.Figure 4 shows a radiator 6 similar to that of Figure 3, comprising two parts 6-1 and 6-2. This time, however, all of the cooling fluid circulating in the radiator crosses part 6-1, and it is downstream of this that a point 30 separates a first branch 31 containing no component and a second branch 32 containing part 6-2 and the condenser 15, these two branches joining at point 23 upstream of point 7. As before, an element not shown producing a pressure drop can be inserted in one of the branches 31 and 32.

Le radiateur en deux parties des figures 3 et 4 peut être remplacé par deux radiateurs construits séparément.The two-part radiator in Figures 3 and 4 can be replaced by two radiators constructed separately.

L'invention n'est pas limitée aux véhicules à moteur thermique. Elle est applicable en particulier au dispositif de refroidissement du groupe moteur d'un véhicule électrique, ce groupe moteur incluant le circuit électrique d'alimentation du moteur. The invention is not limited to vehicles with an internal combustion engine. It is applicable in particular to the device for cooling the engine group of an electric vehicle, this engine group including the electrical circuit for supplying the engine.

Claims (12)

RevendicationsClaims 1. Dispositif de refroidissement du groupe moteur d'entraînement (1) d'un véhicule automobile et de climatisation de l'habitacle de ce véhicule, comprenant un premier circuit fermé (2) dans lequel un fluide de refroidissement circule entre le groupe moteur qui lui cède de la chaleur et au moins un radiateur de refroidissement (6) où il cède de la chaleur à un premier flux d'air, et un second circuit fermé (3) dans lequel un fluide réfrigérant circule entre un évaporateur (17) où il passe de l'état liquide à l'état gazeux en recevant de la chaleur d'un second flux d'air destiné à être envoyé dans l'habitacle et un condenseur (15) où il passe de l'état gazeux à l'état liquide en cédant de la chaleur à un milieu récepteur, caractérisé en ce que le condenseur fait également partie du premier circuit, ledit milieu récepteur étant ledit fluide de refroidissement à l'état liquide.1. A device for cooling the drive motor unit (1) of a motor vehicle and for air conditioning the passenger compartment of this vehicle, comprising a first closed circuit (2) in which a cooling fluid circulates between the motor unit which it transfers heat to it and at least one cooling radiator (6) where it transfers heat to a first air flow, and a second closed circuit (3) in which a coolant circulates between an evaporator (17) where it goes from the liquid state to the gaseous state by receiving heat from a second air flow intended to be sent into the passenger compartment and a condenser (15) where it goes from the gaseous state to the liquid state by ceding heat to a receiving medium, characterized in that the condenser is also part of the first circuit, said receiving medium being said cooling fluid in the liquid state. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le condenseur est disposé dans le premier circuit directement en amont du groupe moteur.2. Device according to claim 1, characterized in that the condenser is arranged in the first circuit directly upstream of the engine group. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le condenseur est disposé dans le premier circuit directement en aval du radiateur de refroidissement.3. Device according to claim 1, characterized in that the condenser is arranged in the first circuit directly downstream of the cooling radiator. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier circuit comporte des premier et second trajets de refroidissement (6-1, 6-2) définis par différentes parties d'un radiateur unique (6) ou par des radiateurs distincts, dont les sorties sont reliées à l'entrée du groupe moteur par l'intermédiaire de première et seconde branches ne passant pas et passant par le condenseur respectivement, lesdits trajets étant agencés de manière à fournir un fluide plus froid à la sortie du second trajet qu'à celle du premier trajet.4. Device according to claim 3, characterized in that the first circuit comprises first and second cooling paths (6-1, 6-2) defined by different parts of a single radiator (6) or by separate radiators, the outputs of which are connected to the input of the motor unit by means of first and second branches which do not pass and pass through the condenser respectively, said paths being arranged so as to provide cooler fluid at the outlet of the second path than 'to that of the first trip. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier circuit comporte, disposées mutuellement en parallèle, une première voie (20) contenant en série le premier trajet de refroidissement et la première branche et une seconde voie contenant en série le second trajet de refroidissement et la seconde branche.5. Device according to claim 4, characterized in that the first circuit comprises, arranged mutually in parallel, a first channel (20) containing in series the first cooling path and the first branch and a second channel containing the second path in series and the second branch. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une voie (32) contenant en série le second trajet de refroidissement (6-2) et la seconde branche est disposée en parallèle avec la première branche (31), l'ensemble ainsi formé étant disposé en série avec le premier trajet de refroidissement (6-1).6. Device according to claim 4, characterized in that a channel (32) containing in series the second cooling path (6-2) and the second branch is arranged in parallel with the first branch (31), the assembly thus formed being arranged in series with the first cooling path (6-1). 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'un élément (24) produisant une perte de charge est disposé dans l'une des première et seconde branches pour équilibrer les débits de fluide de refroidissement passant et ne passant pas par le condenseur.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that an element (24) producing a pressure drop is disposed in one of the first and second branches to balance the flow of coolant passing and not passing through the condenser. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier circuit contient un radiateur de chauffage (25) pour le chauffage du second flux d'air, disposé en parallèle avec le radiateur de refroidissement (6).8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first circuit contains a heating radiator (25) for heating the second air flow, arranged in parallel with the cooling radiator (6). 9. Dispositif selon la revendication 8, rattachée à la revendication 2, caractérisé en ce que les flux de fluide de refroidissement ayant traversé les radiateurs de refroidissement et de chauffage sont réunis (7) pour parvenir au condenseur.9. Device according to claim 8, attached to claim 2, characterized in that the flows of cooling fluid having passed through the cooling and heating radiators are combined (7) to reach the condenser. 10. Dispositif selon la revendication 8, rattachée à l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les flux de fluide de refroidissement ayant traversé le radiateur de refroidissement et le condenseur d'une part, et le radiateur de chauffage d'autre part, sont réunis (7) pour parvenir au groupe moteur.10. Device according to claim 8, attached to one of claims 3 to 7, characterized in that the flows of cooling fluid having passed through the cooling radiator and the condenser on the one hand, and the heating radiator of on the other hand, are assembled (7) to reach the engine group. 11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le premier circuit comporte une vanne thermostatique (5) propre à répartir le flux de fluide de refroidissement provenant du groupe moteur entre le radiateur de refroidissement (6) et le radiateur de chauffage (25) dans des proportions variables en fonction de sa température.11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the first circuit comprises a thermostatic valve (5) capable of distributing the flow of cooling fluid coming from the engine group between the cooling radiator (6) and the heating radiator (25) in variable proportions depending on its temperature. 12. Dispositif selon la revendication 11, rattachée à la revendication 10, caractérisé en ce que la vanne thermostatique est propre à envoyer vers le radiateur de refroidissement et le condenseur un débit minimal de fluide quelle que soit la température du fluide. 12. Device according to claim 11, attached to claim 10, characterized in that the thermostatic valve is capable of sending to the cooling radiator and the condenser a minimum flow of fluid regardless of the temperature of the fluid.
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