FR2974624A1 - Ensemble comprenant un circuit de fluide refrigerant et un circuit de fluide caloporteur - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un ensemble comprenant un circuit de fluide réfrigérant 1 et un circuit de fluide caloporteur 2 qui échange thermiquement l'un avec l'autre au moyen d'un échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30, ledit ensemble comprenant un dispositif de stockage thermique 16 qui échange thermiquement avec le fluide réfrigérant et avec le fluide caloporteur, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant 1 comprend un moyen de contournement 13 du dispositif de stockage thermique 16 et un moyen de gestion 61 du débit de fluide réfrigérant agencé pour que le débit de fluide réfrigérant qui circule dans le moyen de contournement 13 soit supérieur au débit de fluide réfrigérant qui circule dans le dispositif de stockage thermique 16. Application aux véhicules automobiles.

Description

ENSEMBLE COMPRENANT UN CIRCUIT DE FLUIDE REFRIGERANT ET UN CIRCUIT DE FLUIDE CALOPORTEUR.

Le secteur technique de la présente invention est celui des ensembles ou systèmes utilisés pour conditionner un flux d'air entrant dans un habitacle de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention vise un circuit de fluide réfrigérant combiné à un circuit de fluide caloporteur, où le circuit de fluide réfrigérant est utilisé en mode chauffage, ou pompe à chaleur, et intégrant un dispositif de stockage de calories.

Un véhicule automobile est classiquement équipé d'une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide frigorigène. Cette boucle comprend classiquement un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur parcourus par le fluide frigorigène. L'évaporateur est installé dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation généralemént montée dans l'habitacle du véhicule pour fournir à ce dernier un flux d'air chaud ou un flux d'air froid en fonction d'une demande de l'utilisateur du véhicule. Le condenseur est quant à lui classiquement installé en face avant du véhicule pour être traversé par le flux d'air extérieur au véhicule. Cette boucle de climatisation peut être utilisée en mode refroidissement ou en mode chauffage. En mode refroidissement, le fluide réfrigérant est envoyé vers le condenseur où le fluide réfrigérant est refroidit par le flux d'air extérieur. Puis, le fluide réfrigérant circule vers le détendeur où il subit un abaissement de sa pression avant d'entrer dans l'évaporateur. Le fluide réfrigérant traversant l'évaporateur est alors chauffé par le flux d'air entrant dans l'installation de ventilation, ce qui se traduit corrélativement par un refroidissement de ce flux d'air dans le but de climatiser l'habitacle du véhicule. Le circuit étant une boucle fermée, le fluide réfrigérant retourne alors vers le compresseur. En mode chauffage, le fluide est mis en circulation par le compresseur qui l'envoi vers l'évaporateur. Ce dernier se comporte alors comme un condenseur, où le fluide réfrigérant est refroidi par l'air circulant dans l'installation de ventilation. Cet air se chauffe donc au contact de l'évaporateur et apporte ainsi des calories à l'habitacle du véhicule. Après passage dans l'évaporateur, le fluide réfrigérant est détendu par un détendeur avant d'arriver dans le condenseur. Le flux d'air extérieur chauffe alors le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur est par conséquent plus froid après son passage dans le condenseur comparé à sa température avant son passage au travers du condenseur. Le fluide réfrigérant retourne alors vers le compresseur.

L'amélioration du coefficient de performance d'une telle boucle est souhaitée. L'installation d'un dispositif de stockage qui échange avec le fluide réfrigérant vient améliorer la situation car une partie de la puissance chaude peut être stockée puis restituée en cas de besoin, notamment dans des situations où le l'échangeur situé à l'extérieur du véhicule givre, ce qui gène de manière importante l'échange entre le fluide réfrigérant et l'air extérieur. Cependant, la phase de stockage de calories dans le dispositif de stockage déséquilibre le fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant quand celui-ci fonctionne en mode chauffage. En effet, le dispositif de stockage capte les calories présentes dans le fluide réfrigérant. Ceci se traduit par un abaissement de la température du fluide réfrigérant qui entraîne une augmentation de la charge au niveau du compresseur et corrélativement une dégradation du coefficient de performance. Le but de la présente invention est donc de résoudre l'inconvénient décrit ci-dessus principalement en partageant la circulation du fluide réfrigérant au niveau du dispositif de stockage et en autorisant une portion mineure de ce fluide réfrigérant à traverser le dispositif de stockage thermique, alors que la portion majeure continue son trajet en direction de l'échangeur extérieur. L'invention a donc pour objet un ensemble comprenant un circuit de fluide réfrigérant et un circuit de fluide caloporteur qui échange thermiquement l'un avec l'autre au moyen d'un échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur, ledit ensemble comprenant un dispositif de stockage thermique qui échange thermiquement avec le fluide réfrigérant et avec le fluide caloporteur, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant comprend un moyen de contournement du dispositif de stockage thermique et un moyen de gestion du débit de fluide réfrigérant agencé pour que le débit de fluide réfrigérant qui circule dans le moyen de contournement soit supérieur au débit de fluide réfrigérant qui circule dans le dispositif de stockage thermique. Selon une première caractéristique de l'invention, le circuit de fluide caloporteur comprend au moins une pompe de circulation du fluide caloporteur pour transporter les calories stockées dans le dispositif de stockage thermique vers l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur. Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le circuit de fluide réfrigérant comprend au moins un compresseur, un échangeur intérieur, un échangeur extérieur et un évaporateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le compresseur est entrainé par un moteur électrique intégré dans le compresseur. Selon encore une caractéristique de l'invention, le dispositif de stockage thermique comprend une enveloppe contenant un matériau à changement de phase, un premier faisceau faisant partie du circuit de fluide réfrigérant et un deuxième faisceau faisant partie du circuit de fluide caloporteur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le premier faisceau et le deuxième faisceau échangent, d'un point de vue thermique, directement avec le 15 matériau à changement de phase. Alternativement ou de manière complémentaire, le premier faisceau et le deuxième faisceau échangent, d'un point de vue thermique, directement avec ladite enveloppe. Avantageusement, le moyen de contournement est formé par un conduit 20 installé en parallèle d'une première branche du circuit de fluide réfrigérant et contenant le premier faisceau, et en parallèle d'une deuxième branche du circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins l'échangeur intérieur et l'échangeur extérieur. Avantageusement encore, le moyen de gestion du débit de fluide réfrigérant 25 est une restriction d'une section de passage du fluide réfrigérant installée dans la première branche. De manière avantageuse, le moyen de gestion du débit de fluide réfrigérant est formé par la première branche qui prend la forme d'un capillaire. Alternativement ou de manière complémentaire, le moyen de gestion de 30 débit de fluide réfrigérant est formé par le premier faisceau qui prend la forme d'un capillaire. Enfin, on notera que le moyen de contournement est dépourvu d'échangeur thermique.

Un tout premier avantage selon l'invention réside dans la possibilité de capter et stocker des calories dans le dispositif de stockage sans perturber le cycle thermodynamique du circuit de fluide réfrigérant. Un autre avantage réside dans la simplicité de l'ensemble selon l'invention.

En effet, cet ensemble est capable de fonctionner au moins en mode climatisation, en mode chauffage et en mode de dégivrage de l'échangeur extérieur sans nécessité l'emploi de nombreuses vannes. A cet égard, on notera que l'intégration du dispositif de stockage thermique et du moyen de contournement de ce dispositif de stockage thermique dans le circuit de fluide réfrigérant se fait sans utiliser de vanne régulatrice puisque le débit de fluide réfrigérant est imposé par la branche du circuit de fluide réfrigérant qui contient le dispositif de stockage thermique. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation 15 avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de l'ensemble selon l'invention illustré dans un état de fonctionnement correspondant à un mode de chauffage, - la figure 2 est une vue schématique de l'ensemble selon l'invention illustré dans un état de fonctionnement correspondant à un mode de climatisation, 20 - la figure 3 est une vue schématique de l'ensemble selon l'invention illustré dans un état de fonctionnement correspondant à un mode de dégivrage. II faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. 25 La figure 1 illustre l'ensemble selon l'invention qui comprend un circuit de fluide réfrigérant 1 et un circuit de fluide caloporteur 2. Le circuit de fluide réfrigérant 1 est une boucle fermée à l'intérieur de laquelle un fluide réfrigérant circule. Ce fluide réfrigérant est du type sous-critique, comme par exemple un composé connu sous l'acronyme 1234YF ou R134a, mais 30 il peut également s'agir d'un fluide de type supercritique, comme par exemple le dioxyde de carbone connu sous la référence R744. Le fluide réfrigérant est mis en circulation par un compresseur 3, dont la fonction est d'augmenter la pression et la température du fluide réfrigérant. Ce compresseur est entraîné mécaniquement, notamment par un mécanisme de type poulie-courroie. Cependant et de manière préférentielle, ce compresseur est de type électrique, c'est-à-dire un compresseur dont le mécanisme de compression est entraîné par un moteur électrique intégré dans le compresseur et formant ainsi un composant unitaire. Ce compresseur est par exemple du type à pistons, à palettes, à spirale et son contrôle peut être interne ou externe, c'est-à-dire embarqué sur le compresseur ou intégré sur un contrôleur distinct du compresseur. Le compresseur 3 comprend un orifice d'entrée 4 par lequel arrive le fluide 1 o réfrigérant et un orifice de sortie 5 par lequel le fluide réfrigérant ainsi comprimé est évacué. Cet orifice de sortie 5 est raccordé à un premier orifice d'entrée 6 d'un échangeur intérieur 7. Cet échangeur est qualifié d' « intérieur » en ce sens qu'il est agencé pour échanger des calories avec un flux d'air envoyé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. En pratique, cet échangeur intérieur 7 est installé dans un 15 boîtier 8 dans lequel circule un flux d'air intérieur 9 envoyé dans l'habitacle d'un véhicule automobile. Ce flux d'air intérieur traverse le corps d'échange ou faisceau de l'échangeur intérieur 7 et un corps d'échange ou faisceau d'un évaporateur 10, installé également dans le boîtier 8 en amont de l'échangeur intérieur 7 selon le sens de déplacement du flux d'air intérieur 9. On comprend 20 donc que l'échangeur intérieur 7 est un échangeur thermique air/fluide réfrigérant, dont la fonction est de chauffer le flux d'air intérieur 9 avant son entrée dans l'habitacle du véhicule automobile. Le boîtier 8 comprend encore un volet de mixage 63 installé entre l'évaporateur 10 et l'échangeur intérieur 7 et susceptible de prendre une première 25 position (illustrée sur les figures 1 et 3) où il contraint le flux d'air intérieur 9 à passer au travers de l'échangeur intérieur 7, une deuxième position (illustrée sur la figure 2) où le volet de mixage 63 interdit le passage du flux d'air intérieur 9 dans l'échangeur intérieur 7, ce flux d'air contournant alors l'échangeur intérieur 7. Le volet de mixage est enfin en mesure de prendre toutes positions intermédiaires 30 entre la première position et la deuxième position afin d'assurer un mélange ou mixage d'air froid et d'air chaud. Cette échangeur intérieur 7 comprend un orifice de sortie 11 raccordé par une canalisation à un premier point 12, autrement appelé point de bifurcation ou « Y ». Ce dernier est agencé pour recevoir le fluide réfrigérant en provenance de l'échangeur intérieur 7, et pour séparer le flot de fluide réfrigérant en deux parties. Le premier point 12 est raccordé à un moyen de contournement 13 et à une première branche 14 du circuit de fluide réfrigérant 1.

Le moyen de contournement 13 est formé par un conduit 15 installé en parallèle de la première branche 14, cette dernière canalisant le fluide réfrigérant vers un dispositif de stockage thermique 16. La première branche 14 comprend un premier faisceau 17 qui parcourt un volume interne du dispositif de stockage thermique, ce volume interne étant délimité par une enveloppe 18. Cette enveloppe contient un matériau à changement de phase 60, comme par exemple une paraffine. On comprend ici que le fluide réfrigérant entre dans le dispositif de stockage thermique 16 par un premier orifice d'entrée 56 raccordé, d'un côté à la première branche 14, et de l'autre au faisceau 17. A l'extrémité opposé du premier faisceau 17, on trouve un premier orifice de sortie 57 qui relie fluidiquement le premier faisceau 17 à la première branche 14. Selon une variante de réalisation du dispositif de stockage thermique 16, le premier faisceau 17 échange directement avec le matériau à changement de phase 60. On comprend ici que le contact entre le premier faisceau 17 et ce matériau est direct, le premier faisceau étant alors noyé dans le matériau à changement de phase. Alternativement, on peut prévoir que le premier faisceau 17 échange directement avec l'enveloppe 18, en ce sens que le premier faisceau est directement en contact contre l'enveloppe 18, par exemple à l'extérieur de l'enveloppe. Une solution intermédiaire réside dans l'implantation du premier faisceau 17 contre l'enveloppe 18 et à l'intérieur de celle-ci. Le premier faisceau 17 échange thermiquement alors avec l'enveloppe 18 par une première face et avec le matériau à changement par contact contre une seconde face du premier faisceau 17. L'invention prévoit un moyen de gestion 61 du débit de fluide réfrigérant dans la première branche 14. La fonction de ce moyen de gestion 61 est de limiter la circulation du fluide réfrigérant dans la première branche 14. Une telle limitation impose un débit de fluide réfrigérant plus élevé dans le moyen de contournement 13 du dispositif de stockage thermique 16 que dans la première branche 14. Une répartition 1/5 - 4/5 convient particulièrement bien pour éviter le déséquilibre thermodynamique en mode chauffage.

Selon un exemple de réalisation du moyen de gestion 61, il est prévu une restriction 62 d'une section de passage du fluide réfrigérant. Cette restriction est installée dans la première branche 14, par exemple en amont du premier faisceau 17. Bien évidement, une telle restriction pourra être placée en aval du premier faisceau 17, les notions d'amont et d'aval étant évaluées selon le sens de déplacement du fluide dans la conduite considérée. Selon un deuxième exemple de réalisation, le moyen de gestion du débit 61 est mis en oeuvre par la première branche 14 uniquement, cette dernière prenant la forme d'un capillaire. De manière alternative, le capillaire peut être formé uniquement par le 15 premier faisceau 17. Dans une variante avantageuse, le capillaire est formé par une combinaison de la première branche 14 avec le premier faisceau 17. Par capillaire, on entend un tube de longueur supérieure à 400 mm et de diamètre interne compris entre 1 mm et 4 mm. 20 Le conduit 15 est installé dans le circuit de fluide réfrigérant 1 de manière à ce que ce fluide contourne la première branche 14 contenant le premier faisceau 17. Le moyen de contournement 13 est dépourvu d'échangeur thermique, ce dernier étant alors uniquement réalisé par un tube de diamètre interne compris entre 6 et 10 mm. 25 La première branche 14 et le moyen de contournement 13 se rejoignent au niveau d'un deuxième point 19. La portion de fluide réfrigérant en provenance du premier faisceau 17 constitutif de la première branche 14 et la portion de fluide réfrigérant en provenance du conduit 15 sont mélangées au niveau du deuxième point 19 et reforme ainsi la totalité du flux de fluide réfrigérant qui circule dans 30 l'échangeur intérieur 7. Le deuxième point 19, autrement appelé point de raccordement, est connecté fluidiquement à un organe de régulation 20 via un tube ou une canalisation. L'organe de régulation 20 comprend un premier organe de détente 21 du fluide réfrigérant et une vanne 22 installée en parallèle du premier organe de détente 21. Le premier organe de détente 21 prend par exemple la forme d'un détendeur à commande électronique, cette dernière obéissant à une stratégie de pilotage mise en oeuvre par un dispositif de contrôle (non représenté). La vanne 22 est une valve deux voies à commande tout-ou-rien. L'organe de régulation 20 de la circulation du fluide réfrigérant présente un orifice d'entrée 23 et un orifice de sortie 24 raccordé à un orifice d'entrée 25 d'un échangeur extérieur 26. Cet échangeur est qualifié d' « extérieur » en ce sens qu'il est agencé pour échanger thermiquement avec un flux d'air extérieur 27 à l'habitacle du véhicule. Il s'agit donc d'un échangeur thermique air/fluide réfrigérant. Comme on le verra plus tard, l'échangeur extérieur 26 est conformé pour fonctionner en tant qu'évaporateur ou en tant que condenseur en fonction du mode de fonctionnement de l'ensemble selon l'invention. Cet échangeur extérieur 26 est installé au niveau de la face avant du véhicule de sorte à bénéficier du flux d'air dynamique quand le véhicule est en mouvement. Le fluide réfrigérant qui traverse cet échangeur extérieur 26 sort de ce dernier par un orifice de sortie 28 avant de rejoindre un troisième point 29, où le fluide réfrigérant a la possibilité de se séparer. Ce troisième point 29 alimente en fluide réfrigérant l'évaporateur 10 et/ou un échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30. Le troisième point 29 est ainsi raccordé d'un côté à un orifice d'entrée 33 d'une vanne trois voies 31, et de l'autre à un orifice d'entrée 34 d'un deuxième organe de détente 32, ce dernier étant installé directement en amont de l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30, selon le sens de déplacement du fluide réfrigérant.

Le deuxième organe de détente 32 comprend un orifice de sortie 35 raccordé à un orifice d'entrée 36 de l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30. Le fluide réfrigérant traverse alors un faisceau 37 de l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 et sort de ce dernier par un orifice de sortie 38 pour rejoindre un quatrième point 41, autrement appelé point de raccordement.

En traversant le faisceau 37 de l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30, le fluide réfrigérant échange thermiquement avec le fluide caloporteur quand celui-ci circule dans l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30. La vanne trois voies 31 comprend l'orifice d'entrée 33 raccordé via un tube au troisième point 29, un premier orifice de sortie 39 et un deuxième orifice de sortie 40. Le premier orifice de sortie 39 est connecté fluidiquement à un troisième organe de détente 42 du fluide réfrigérant, ce dernier pénétrant dans ce troisième organe de détente 42 via un orifice d'entrée 43. Le deuxième orifice de sortie 40 de la vanne trois voies 31 est raccordé par un tube au quatrième point 41. Une fois que le fluide réfrigérant a traversé le troisième organe de détente 42, il pénètre dans le corps d'échange, ou faisceau, de l'évaporateur 10 par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée 44. L'abaissement de la pression du fluide réfrigérant opérée par le troisième organe de détente 42 provoque un refroidissement de l'évaporateur de sorte à abaisser la température du flux d'air intérieur 9 qui circule au travers de l'évaporateur 10. Un orifice de sortie 45 de l'évaporateur 10 est quant à lui raccordé au quatrième point référencé 41. Alors que le premier point 12, le deuxième point 19 et le troisième point 29 forment une jonction fluidique entre trois accès, le quatrième point 41 est différent en ce sens qu'il présente quatre accès. En pratique, il est susceptible de recevoir le fluide réfrigérant par trois accès et restitue cette combinaison de fluide réfrigérant par un quatrième accès. L'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 est installé dans le circuit de réfrigérant en parallèle, du point de vue fluidique, de l'évaporateur 10 et du troisième organe de détente 42. Cet échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 est également installé dans le circuit de fluide réfrigérant 1 en parallèle de l'échangeur extérieur 29, de l'échangeur intérieur 7, du dispositif de stockage thermique 16 et du compresseur 3. Une fois que le fluide réfrigérant en provenance de l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 et/ou de l'évaporateur 10 ou de la vanne trois voies 31 est entré dans le quatrième point 41, il en sort pour être dirigé vers un accumulateur 46. Ce fluide réfrigérant pénètre dans cet accumulateur 46 par une entrée 47 qui est directement raccordée au quatrième point 41. L'accumulateur 46 comprend enfin une sortie 48 par laquelle le fluide réfrigérant sort pour retourner vers le compresseur 3 en entrant dans ce dernier par l'orifice d'entrée 4. Dans le circuit de fluide réfrigérant 1 décrit ci-dessus, on comprend que le conduit 15, qui forme le moyen de contournement 13, est installé en parallèle de la première branche 14 mais il est aussi en parallèle d'une deuxième branche 49 du circuit de fluide réfrigérant 1 comprenant au moins l'échangeur intérieur 7 et l'échangeur extérieur 26. De manière plus précise, cette deuxième branche 49 comprend également le compresseur 3, l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 et l'évaporateur 10.

Les composants du circuit de fluide réfrigérant 1 décrits ci-dessus sont raccordés les uns aux autres par l'intermédiaire d'un tube, d'une conduite ou de tout moyen apte à canaliser le fluide réfrigérant pour le transporter d'un premier à un second point. Le circuit de fluide réfrigérant 1 vient d'être expliqué en détails et on va 1 o maintenant s'attacher à la description du circuit de fluide caloporteur 2. Ce circuit de fluide caloporteur 2 forme une boucle fermée à l'intérieur de laquelle circule le fluide caloporteur. Ce dernier est par exemple un composé à base d'eau additionné de glycol. Ce circuit de fluide caloporteur forme une boucle dans laquelle on trouve au moins une pompe 50 de circulation du fluide 15 caloporteur dans la boucle. Une telle circulation permet de transporter les calories stockées dans le dispositif de stockage thermique 16 vers l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30, quand le mode dégivrage est mis en oeuvre. Une telle pompe est avantageusement à entraînement par moteur électrique. Le circuit de fluide caloporteur 2 comprend aussi l'échangeur fluide 20 réfrigérant/fluide caloporteur 30. La pompe 50 comprend un orifice d'entrée 51 et un orifice de sortie 52, ce dernier étant raccordé à une tubulure d'entrée 53 de l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 par un tuyau ou tous moyens apte à transporter le fluide caloporteur. Cet échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 comprend 25 une tubulure de sortie 54 raccordé fluidiquement à un deuxième orifice d'entrée 55 du dispositif de stockage thermique 16. Le fluide caloporteur traverse le dispositif de stockage thermique 16 en passant au travers d'un deuxième faisceau 58 pour sortir du dispositif de stockage thermique 16 par un deuxième orifice de sortie 59. Le circuit de fluide caloporteur 2 forme alors un boucle fermée quand ce 30 deuxième orifice de sortie 59 est raccordé fluidiquement à l'orifice d'entrée 51 de la pompe 50. Selon une variante de réalisation du dispositif de stockage thermique 16, le deuxième faisceau 58 échange directement avec le matériau à changement de phase 60. On comprend ici que le contact entre le deuxième faisceau 58 et ce matériau est direct, le deuxième faisceau étant alors noyé dans le matériau à changement de phase. Alternativement, on peut prévoir que le deuxième faisceau 58 échange directement avec l'enveloppe 18, en ce sens que le deuxième faisceau est directement en contact contre l'enveloppe 18, par exemple à l'extérieur de l'enveloppe. Une solution intermédiaire réside dans l'implantation du deuxième faisceau 58 contre l'enveloppe 18 et à l'intérieur de celle-ci. Le deuxième faisceau 58 échange thermiquement alors avec l'enveloppe 18 par une première face et avec le matériau à changement par contact contre une seconde face du deuxième faisceau 58. L'ensemble selon l'invention vient d'être décrit et on va maintenant s'attacher à décrire le fonctionnement de cet ensemble selon les modes d'utilisation.

Dans les figures 1 à 3, les traits forts utilisés pour le circuit de fluide réfrigérant illustrent une circulation du fluide réfrigérant soumis à une haute pression et une haute température. Les traits forts en pointillé utilisés pour le circuit de fluide réfrigérant illustrent une circulation du fluide réfrigérant soumis à une basse pression et une basse température. Les traits fins utilisés pour le circuit de fluide réfrigérant illustrent une absence de circulation du fluide réfrigérant dans la portion de circuit concernée. De même, le circuit de fluide caloporteur 2 est représenté sur les figures 1 et 2 en pointillé, illustrant ainsi l'absence de circulation du fluide caloporteur. Une telle absence est obtenue par arrêt de la pompe 50. En revanche, le circuit de fluide caloporteur 2 est représenté en trait fort sur la figure 3 pour symboliser une circulation du fluide caloporteur entre le dispositif de stockage thermique 16 et l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30. La figure 1 montre l'ensemble selon l'invention utilisé par exemple en hiver, c'est-à-dire en mode chauffage du flux d'air intérieur 9 envoyé dans l'habitacle.

Côté circuit de fluide réfrigérant 1, le fluide réfrigérant est comprimé et mis en circulation par le compresseur 3, puis traverse l'échangeur intérieur 7 où le fluide réfrigérant cède ses calories au flux d'air intérieur 9. Le fluide réfrigérant poursuit son parcours en circulant simultanément dans le dispositif de stockage thermique 16 et dans le moyen de contournement 13. Le moyen de gestion 61 du débit de fluide réfrigérant laisse passer une portion mineure de fluide réfrigérant dans le premier faisceau 17 du dispositif de stockage thermique, et impose ainsi le passage d'une portion majeure, c'est-à-dire plus importante que la portion mineure, du fluide réfrigérant dans le conduit 15. Une telle disposition permet au matériau à changement de phase de se charger en calories issues du fluide réfrigérant, de manière lente et sans perturber le cycle thermodynamique. Le fluide réfrigérant ayant circulé dans la première branche 14 et le fluide 1 o réfrigérant ayant circulé dans le moyen de contournement 13 se combinent au deuxième point 19 et circulent vers l'organe de régulation 20. La vanne 22 est alors fermée et le premier organe de détente 21 autorise une circulation du fluide réfrigérant vers l'échangeur extérieur 26, au travers duquel il subit un abaissement de sa pression. 15 Le fluide réfrigérant, ainsi détendu, échange avec le flux d'air extérieur 27, ce qui se traduit par une élévation de température du fluide réfrigérant. Dans cette situation, l'échangeur extérieur se comporte comme un évaporateur. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans la vanne trois voies 31, puis dans l'accumulateur 46 avant de retourner vers le compresseur 3. Dans cette variante 20 de réalisation, le deuxième organe de détente 32 et le troisième organe de détente 42 interdisent la circulation de fluide réfrigérant, respectivement dans l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 et dans l'évaporateur 10. Côté circuit de fluide caloporteur 2, on constate que la première boucle 32 est inactive en ce sens que le fluide caloporteur n'y circule pas car la pompe 50 25 n'est pas alimentée électriquement. Le volet de mixage 63 est placé dans sa première position afin de forcer le flux d'air intérieur à traverser l'échangeur intérieur 7, et corrélativement à se chauffer à son contact. La figure 2 illustre l'ensemble selon l'invention pendant une phase de 30 fonctionnement correspondant à un besoin en refroidissement du flux d'air intérieur 9. La description ci-dessous s'attache aux différences et on se reportera à la description de la figure 1 pour les éléments identiques.

Contrairement à la figure 1, le fluide réfrigérant n'est pas détendu par l'organe de régulation 20. Le premier organe de détente 21 est fermé de sorte que le fluide réfrigérant ne peut pas passer à son travers, et être détendu. En revanche, la vanne 22 est ouverte et laisse passer le fluide réfrigérant sans restriction. Ce dernier est alors refroidit par le flux d'air extérieur 27 lors de son passage au travers de l'échangeur extérieur 26. Le fluide réfrigérant poursuit sa circulation et passe au travers de la vanne trois voies 31 pour atteindre le troisième organe de détente 42. Cet organe de détente 42 réduit la pression du fluide réfrigérant qui le traverse. Ce fluide réfrigérant pénètre alors dans l'évaporateur 10 et se trouve chauffé par le flux d'air extérieur 9, ce qui se traduit par un refroidissement du flux d'air intérieur 9. Le fluide réfrigérant poursuit son parcours vers l'accumulateur 46 avant d'atteindre l'orifice d'entrée 4 du compresseur 3. En ce qui concerne le circuit de fluide caloporteur 2, on note que celui-ci est inactif en ce sens que le fluide caloporteur ne circule pas, par absence d'alimentation électrique de la pompe 50. Le volet de mixage 63 est placé dans sa seconde position où le flux d'air intérieur 9 échange avec l'évaporateur 10 mais n'échange pas avec l'échangeur intérieur 7. L'effet du refroidissement obtenu par l'évaporateur 10 n'est ainsi pas dégradé par l'échangeur intérieur 7. La figure 3 illustre l'ensemble selon l'invention pendant une phase de fonctionnement correspondant à un mode de dégivrage, c'est-à-dire une situation où il est détecté une formation de glace sur l'échangeur extérieur 26, notamment quand l'ensemble est utilisé en mode chauffage et que l'humidité présente dans le flux d'air extérieur 27 est élevée. La description ci-dessous s'attache aux différences et on se reportera à la description des figures 1 ou 2 pour les éléments identiques. Le compresseur 3 comprime le fluide réfrigérant et le fait circuler au travers de l'échangeur intérieur 7, du moyen de contournement 13 et du dispositif de stockage thermique 16. Le fluide réfrigérant poursuit son parcours dans le circuit 1 et traverse le l'organe de régulation 20 en passant par la vanne 22. Le fluide réfrigérant ne subit pas de détente et il entre alors dans l'échangeur extérieur 26 dans un état de haute pression et de haute température. Une telle disposition permet de dégivrer très rapidement l'échangeur extérieur, la glace se mettant à fondre pour à nouveau autoriser la circulation du fluide d'air extérieur 27 au travers de l'échangeur extérieur 26. Le fluide réfrigérant arrive alors au troisième point 29 et bifurque en direction du deuxième organe de détente 32. La vanne trois voies 31 est en position fermée où aucune circulation de fluide réfrigérant n'est autorisée entre l'orifice d'entrée 33 et le premier ou le deuxième orifice de sortie 39, 40. On comprend de ce qui précède que le parcours de fluide réfrigérant entre l'orifice de sortie 5 du compresseur 3 et le troisième point 29 est identique à celui to décrit à la figure 2, c'est-à-dire le mode refroidissement. Le deuxième organe de détente 32 abaisse la pression du fluide réfrigérant qui le traverse. Ce fluide réfrigérant pénètre alors dans l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30 dans un état de basse pression et de basse température.

15 Après avoir traversé cet échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30, le fluide atteint le quatrième point 41 pour entrer dans l'accumulateur et finalement rejoindre le compresseur 3. Côté circuit de fluide caloporteur 2, le mode de dégivrage se traduit par la mise en fonctionnement de la pompe 50. Le fluide caloporteur circule ainsi du 20 dispositif de stockage thermique 16 vers l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30, les calories étant ainsi transportées du point chaud qu'est le dispositif de stockage thermique 16 vers l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30. On rappelle que pendant le mode chauffage qui a précédé le mode 25 dégivrage, le matériau à changement de phase 60 a stocké des calories. L'activation du mode de dégivrage permet de transférer ces calories au fluide réfrigérant à l'état de basse pression et de basse température, par l'intermédiaire de l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30. Une telle disposition permet de réaliser un point chaud nécessaire au 30 fonctionnement du cycle thermodynamique quand l'ensemble fonctionne en mode dégivrage, alors que la température extérieure au véhicule est basse, par exemple en dessous de 0°C. Le volet de mixage 63 est placé dans sa première position afin de forcer le flux d'air intérieur à traverser l'échangeur intérieur 7, et corrélativement à se chauffer à son contact. Une telle disposition permet de maintenir un chauffage du flux d'air intérieur 9 alors que l'ensemble est utilisé en mode de dégivrage. On notera enfin que l'ensemble selon l'invention est particulièrement simple à mettre en oeuvre alors qu'il autorise pourtant un fonctionnement en mode chauffage, un fonctionnement en mode climatisation et un fonctionnement en mode dégivrage. En effet, côté circuit de fluide réfrigérant, on constate qu'il est prévu seulement une vanne trois voies. Il en va de même côté circuit de fluide caloporteur où celui-ci comprend uniquement le dispositif de stockage thermique l0 16, l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur 30, une pompe 50 de circulation du fluide caloporteur et les tuyaux reliant ces composants.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble comprenant un circuit de fluide réfrigérant (1) et un circuit de fluide caloporteur (2) qui échange thermiquement l'un avec l'autre au moyen d'un échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur (30), ledit ensemble comprenant un dispositif de stockage thermique (16) qui échange thermiquement avec le fluide réfrigérant et avec le fluide caloporteur, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant (1) comprend un moyen de contournement (13) du dispositif de stockage thermique (16) et un moyen de gestion (61) du débit de fluide réfrigérant agencé pour que le débit de fluide réfrigérant qui circule dans le moyen de contournement (13) soit supérieur au débit de fluide réfrigérant qui circule dans le dispositif de stockage thermique (16).
2. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (2) comprend au moins une pompe (50) de circulation du fluide caloporteur pour transporter les calories stockées dans le dispositif de stockage thermique (16) vers l'échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur (30).
3. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant (1) comprend au moins un compresseur (3), un échangeur intérieur (7), un échangeur extérieur (26) et un évaporateur (10).
4. 4. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel le compresseur (3) est entrainé par un moteur électrique intégré dans le compresseur (3).
5. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de stockage thermique (16) comprend une enveloppe (18) contenant un matériau à changement de phase (60), un premier faisceau (17) faisant partie du circuit de fluide réfrigérant (1) et un deuxième faisceau (58) faisant partie du circuit de fluide caloporteur (2).
6. 6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel le premier faisceau (17) et le deuxième faisceau (58) échangent directement avec le matériau à changement de phase (60).
7. 7. Ensemble selon les revendications 5 ou 6, dans lequel le premier faisceau (17) et le deuxième faisceau (58) échangent directement avec ladite enveloppe (1
8. 8). 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel le moyen de contournement (13) est formé par un conduit (15) installé en parallèled'une première branche (14) du circuit de fluide réfrigérant (1) qui contient le premier faisceau (17), et en parallèle d'une deuxième branche (49) du circuit de fluide réfrigérant (1) comprenant au moins l'échangeur intérieur (7) et l'échangeur extérieur (26).
9. 9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel le moyen de gestion (61) du débit de fluide réfrigérant est une restriction (62) d'une section de passage du fluide réfrigérant, installée dans la première branche (14).
10. 10. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel le moyen de gestion (61) du débit de fluide réfrigérant est formé par la première branche (14) qui prend la forme d'un capillaire.
11. 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 8 ou 10, dans lequel le moyen de gestion (61) de débit de fluide réfrigérant est formé par le premier faisceau (17) qui prend la forme d'un capillaire.
12. 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de contournement (13) est dépourvu d'échangeur thermique.