FR3013263A1 - Systeme de conditionnement thermique pour vehicule automobile et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de conditionnement thermique d'un flux d'air pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant (3) et un circuit de fluide caloporteur (5), ledit circuit de fluide réfrigérant (3) comprenant : - un premier échangeur thermique (9) pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur (FE), - un deuxième échangeur thermique (10) pour conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, et - un condenseur à eau (15) conjointement avec le circuit de fluide caloporteur (5). Ledit deuxième échangeur (10) est apte à travailler en évaporateur ou en échangeur de sous-refroidissement et le système de conditionnement comprend au moins une première et une deuxième vannes de commande (11, 12) agencées de part et d'autre dudit deuxième échangeur (10), et aptes à piloter la circulation du fluide réfrigérant au sein dudit deuxième échangeur (10) pour une commande d'évaporation ou de sous-refroidissement du fluide réfrigérant. L'invention concerne aussi une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante.

Description

Système de conditionnement thermique pour véhicule automobile et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante L'invention est du domaine des installations de chauffage, de ventilation et/ou de 5 climatisation d'un véhicule automobile électrique ou hybride. L'invention a pour objet un système de conditionnement thermique coopérant avec une telle installation. Un véhicule automobile électrique ou hybride, dont la propulsion est assurée au moins partiellement par un moteur électrique, est couramment équipé d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour modifier l'air contenu à 10 l'intérieur de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air conditionné à l'intérieur de l'habitacle. Une telle installation comprend généralement un système de conditionnement d'air apte à être piloté selon divers modes de fonctionnement, tels qu'un mode de chauffage ou mode dit « pompe à chaleur » permettant de répondre à un besoin de 15 chauffage de l'habitacle, ou un mode de climatisation pour rafraîchir l'air à destination de l'habitacle, ou encore un mode déshumidification permettant d'assécher l'air à destination de l'habitacle Le système de conditionnement comprend une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. 20 De façon traditionnelle, la boucle de climatisation ou circuit de fluide réfrigérant comprend un compresseur pour comprimer le fluide réfrigérant de façon à porter le fluide réfrigérant à une haute pression, un premier échangeur thermique dit externe, tel qu'un évaporateur externe, permettant un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur au véhicule, et un deuxième échangeur thermique, dit interne, 25 permettant un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air destiné à être délivré à l'intérieur de l'habitacle qui traverse l'échangeur thermique, donc un flux d'air à destination de l'habitacle. Le deuxième échangeur thermique interne est généralement un évaporateur interne permettant de refroidir le flux d'air le traversant. 30 Un organe de détente est prévu en amont de chaque évaporateur du système de -2- conditionnement d'air selon le sens de circulation du fluide réfrigérant pour abaisser la pression et la température avant évaporation. On connaît des circuits de fluide réfrigérant comprenant un condenseur dit interne permettant de réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. Dans ce cas le 5 système de conditionnement est couramment appelé système direct. On connaît aussi des systèmes de conditionnement comprenant un circuit secondaire de fluide caloporteur. Le circuit de fluide réfrigérant comprend alors conjointement avec le circuit de fluide caloporteur un condenseur à eau. Dans ce cas le flux d'air à destination de l'habitacle est réchauffé par le fluide caloporteur circulant 10 dans le circuit secondaire. On parle dans ce cas de système indirect. Une bouteille de stockage est généralement prévue en sortie du condenseur à eau et peut être solidaire du condenseur à eau. La bouteille de stockage permet de stocker le fluide réfrigérant afin de compenser des variations de volume du fluide réfrigérant. La bouteille de stockage reçoit généralement en entrée un mélange de gaz et liquide 15 provenant du condenseur et permet de séparer les phases liquide et gazeuse du fluide réfrigérant. Le liquide en sortie de la bouteille de stockage peut ensuite subir une détente avant d'être évaporé au sein d'un évaporateur en aval du condenseur à eau. Cependant, les performances de fonctionnement d'un tel système de 20 conditionnement d'air peuvent ne pas être optimales. Notamment, il n'est pas possible de refroidir le fluide réfrigérant après saturation, c'est-à-dire de refroidir le fluide une fois que ce dernier est complètement liquide. Un but de la présente invention est de proposer un système de conditionnement qui présente un rendement amélioré notamment lorsque le système de conditionnement 25 fonctionne dans un mode de pompe à chaleur. À cet effet, l'invention a pour objet un système de conditionnement thermique d'un flux d'air pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant et un circuit de fluide caloporteur, ledit circuit de fluide réfrigérant comprenant : 30 - au moins un premier échangeur thermique agencé pour un échange thermique entre -3- le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur, un deuxième échangeur thermique agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule par échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air à destination de l'habitacle, et un condenseur à eau conjointement avec le circuit de fluide caloporteur pour une condensation du fluide réfrigérant, avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, caractérisé en ce que le deuxième échangeur thermique est apte à travailler en évaporateur OU en échangeur de sous-refroidissement et en ce que le système de conditionnement comprend au moins une première vanne de commande et une deuxième vanne de commande agencées de part et d'autre du deuxième échangeur thermique, lesdites vannes de commande étant aptes à piloter la circulation du fluide réfrigérant au sein du deuxième échangeur thermique pour une commande d'évaporation du fluide réfrigérant ou de sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau. Avec cette architecture, le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau peut subir un sous-refroidissement avant l'évaporation. Dans ce cas, le fluide réfrigérant est amené à une température inférieure à la température de saturation.

Ce sous-refroidissement s'opère en cédant des calories au flux d'air traversant le deuxième échangeur thermique et devant être distribué dans l'habitacle. Il s'agit donc d'un chauffage direct du flux d'air à destination de l'habitacle. Cet apport supplémentaire de calories permet d'améliorer le rendement du système de conditionnement d'air lorsqu'il est piloté en pompe à chaleur notamment.

Selon un aspect de l'invention, le circuit de fluide réfrigérant comprend au moins un organe de détente agencé en amont du deuxième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, et la première vanne de commande est agencée entre l'organe de détente et le deuxième échangeur thermique.

Du fait de son emplacement, la première vanne de commande peut donc diriger -4- le fluide réfrigérant ayant subi au préalable une détente vers le deuxième échangeur thermique lorsqu'il travaille en évaporateur mais peut aussi diriger le fluide réfrigérant vers le deuxième échangeur thermique sans que le fluide réfrigérant n'ait subi au préalable une détente lorsque le deuxième échangeur thermique travaille en échangeur de sous-refroidissement. Selon le mode de réalisation décrit, le circuit de fluide caloporteur comprend un troisième échangeur thermique agencé en aval du deuxième échangeur thermique selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle, de manière à 10 conditionner ledit flux d'air à destination de l'habitacle. Cet agencement est avantageux pour améliorer le chauffage du flux d'air à destination de l'habitacle, car le flux d'air chauffé par passage dans le deuxième échangeur thermique travaillant en échangeur de sous-refroidissement est de nouveau chauffé par passage dans le troisième échangeur thermique du circuit de fluide 15 caloporteur dans lequel peut circuler un fluide caloporteur chaud. Cet agencement est en outre intéressant pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle par passage dans le deuxième échangeur thermique travaillant dans ce cas en évaporateur avant de le chauffer par passage dans le troisième échangeur thermique du circuit de fluide caloporteur dans lequel peut circuler un fluide caloporteur 20 chaud. Selon un mode de réalisation de l'invention, la première vanne de commande est une vanne trois-voies, dont une première voie est reliée à l'entrée du deuxième échangeur thermique, une deuxième voie est reliée à la sortie du condenseur à eau, et 25 une troisième voie est reliée à l'organe de détente en amont du deuxième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. La deuxième vanne de commande est par exemple une vanne trois-voies, dont une première voie est reliée à la sortie du deuxième échangeur thermique, une deuxième voie est reliée à l'entrée d'un compresseur, et une troisième voie est reliée au premier 30 échangeur thermique. -5- Selon un autre aspect de l'invention, le premier échangeur thermique est un évaporateur. Ce premier évaporateur, par exemple agencé en face avant du véhicule, est notamment apte à recevoir le fluide réfrigérant sous-refroidi en sortie du deuxième échangeur thermique travaillant en échangeur de sous-refroidissement notamment en mode de pompe à chaleur pour une évaporation du fluide réfrigérant de façon à récupérer encore des calories de l'extérieur avant de recommencer un cycle.

Le deuxième échangeur thermique peut être agencé pour une circulation du fluide réfrigérant sensiblement parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique. Selon un mode de réalisation particulier, ledit système comprend une vanne de commande agencée sur une conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le premier échangeur thermique et le deuxième échangeur thermique. La vanne de commande est apte à diriger le fluide réfrigérant depuis le deuxième échangeur thermique vers le premier échangeur thermique, lorsque le deuxième échangeur thermique est piloté en échangeur de sous-refroidissement, ou depuis le condenseur à eau vers au moins un évaporateur dudit système. La vanne de commande est notamment apte à orienter le fluide réfrigérant depuis le condenseur vers le premier évaporateur et vers le deuxième échangeur thermique travaillant en évaporateur pour une double évaporation en parallèle du fluide réfrigérant.

La vanne de commande agencée sur une conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le premier échangeur thermique et le deuxième échangeur thermique est une vanne trois-voies comprenant : une première voie reliée à la sortie du condenseur à eau, une deuxième voie reliée au premier échangeur thermique, une troisième voie reliée au deuxième échangeur thermique.

Ainsi, la vanne de commande peut notamment être commandée pour diriger le -6- fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau directement vers le deuxième échangeur thermique interne en by-passant les échangeurs thermiques en face avant dont le premier échangeur thermique. Ceci est en particulier intéressant dans un mode de recirculation du flux d'air préalablement chauffé.

Selon un autre aspect de l'invention, ledit système comprend au moins un échangeur de sous-refroidissement agencé en face avant dudit véhicule et apte à être piloté pour un sous-refroidissement du fluide réfrigérant avant évaporation du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur thermique travaillant en évaporateur.

Le sous-refroidissement est également directement sur un flux d'air mais a lieu dans ce cas en cédant des calories à l'extérieur. On améliore ainsi les performances du système de conditionnement d'air notamment lorsqu'il est piloté en un mode de climatisation pour un rafraîchissement de l'habitacle. Un tel échangeur de sous-refroidissement externe peut également être intéressant 15 lorsque le système de conditionnement d'air doit être piloté en un mode de déshumidification mais avec un besoin de chauffage peu élevé. Le fluide réfrigérant sous-refroidi peut alors être dirigé vers le deuxième échangeur thermique travaillant en évaporateur pour refroidir le flux d'air à destination de l'habitacle le traversant. 20 L'invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comportant un système de conditionnement thermique d'un flux d'air tel que défini précédemment. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des figures annexées parmi lesquelles : la figure 1 représente un système de conditionnement d'air selon l'invention, la figure 2 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un mode de 30 climatisation, -7- la figure 3 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un mode de pompe à chaleur, la figure 4 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un mode de recirculation, la figure 5 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un premier mode de déshumidification, la figure 6 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un deuxième mode de déshumidification, et la figure 7 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un troisième mode de déshumidification. Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références. La figure 1 représente de façon schématique et simplifiée un système de 15 conditionnement 1 d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile. Un tel système de conditionnement 1 permet de modifier les paramètres de l'air à l'intérieur de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air à l'intérieur de l'habitacle. 20 À cet effet, le système de conditionnement 1 peut comprendre un pulseur (non représenté) pour faire circuler le flux d'air par exemple depuis une bouche d'admission d'air (non représentée) vers une bouche de délivrance d'air (non représentée) dans l'habitacle. Il peut notamment comprendre une bouche de dégivrage/désembuage destinée à délivrer le flux d'air vers le pare-brise et/ou les vitres avant du véhicule. 25 Un tel système de conditionnement 1 peut fonctionner selon différents modes, notamment en mode pompe à chaleur pour répondre à un besoin de chauffage de l'habitacle, ou un mode de climatisation permettant de conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule pour le rafraîchir, ou encore un mode déshumidification pour obtenir un flux d'air sec avant de le distribuer dans l'habitacle, 30 ou encore recirculation du flux d'air de l'habitacle tels que décrits par la suite. -8- Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le système de conditionnement 1 comporte un circuit de fluide réfrigérant 3, et un circuit de fluide caloporteur 5 tel qu'un mélange d'eau et de glycol. Le circuit de fluide réfrigérant 3 est 5 aussi appelé boucle de climatisation 3. Les composants du circuit de fluide réfrigérant 3 sont raccordés les uns aux autres par des conduites ou canalisations à travers lesquelles le fluide réfrigérant circule. Respectivement les composants du circuit de fluide caloporteur 5 sont raccordés les uns aux autres par des conduites ou canalisations à travers lesquelles le fluide 10 caloporteur circule. Sur les figures, le circuit du fluide réfrigérant 3 est représenté en pointillés et le circuit du fluide caloporteur 5 est représenté en traits pleins. Le sens de circulation des fluides est schématisé par des flèches. Bien entendu, le sens de circulation représenté sur les figures est à titre illustratif et non limitatif. 15 Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend : un compresseur 7, un premier échangeur 9 thermique, pour un échange de chaleur entre le fluide 20 réfrigérant et un flux d'air extérieur FE, ici un premier évaporateur 9, - un deuxième échangeur thermique 10 agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte également deux vannes de commande 11, 12, de part et d'autre du deuxième échangeur thermique 10, permettant de diriger le 25 fluide réfrigérant selon le mode de pilotage du système de conditionnement d'air 1. De plus, on peut prévoir que le circuit de fluide réfrigérant comporte un échangeur de sous-refroidissement 13, également appelé sous-refroidisseur ou « subcooler » en anglais, apte à sous refroidir le fluide réfrigérant en phase liquide. Le circuit de fluide réfrigérant 3 peut comprendre également un circuit de 30 contournement 14 de l'échangeur de sous-refroidissement 13. -9- Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte en outre conjointement avec le circuit de fluide caloporteur 5 un échangeur thermique bi-fluide 15, ici un condenseur pour une condensation du fluide réfrigérant avec un échange thermique avec le fluide caloporteur. Le fluide caloporteur étant par exemple de l'eau, on parle de condenseur à eau ou « water condenser » en anglais. En fonctionnement, le compresseur 7 reçoit en entrée le fluide réfrigérant à l'état gazeux, ou un mélange de gaz/liquide, sous basse pression et basse température, tel qu'illustré schématiquement par le sigle « BP » au-dessus des canalisations sur les 10 figures. Le compresseur 7 comprend donc un orifice d'entrée par lequel le fluide réfrigérant rentre et un orifice de sortie par lequel le fluide réfrigérant comprimé sort. La compression permet d'élever la pression et la température du fluide réfrigérant, tel qu'illustré schématiquement par le sigle « HP » au-dessus des 15 canalisations sur les figures. Le premier échangeur thermique 9, ici un premier évaporateur 9, est par exemple agencé dans le véhicule au niveau de la face avant du véhicule pour être traversé par un flux d'air FE en provenance de l'extérieur du véhicule. On parle également d'échangeur 20 externe. En fonctionnement, le fluide réfrigérant s'évapore dans le premier évaporateur 9, et en s'évaporant le fluide réfrigérant absorbe la chaleur du flux d'air FE traversant le premier évaporateur 9. Un premier organe de détente 16 est par exemple agencé en série avec le premier 25 évaporateur 9. Plus précisément, le premier organe de détente 16 est agencé en amont du premier évaporateur 9 dans le sens de circulation du fluide réfrigérant notamment en mode pompe à chaleur, ou encore au moins un mode de déshumidification tels que décrits par la suite. En effet, dans un mode de pompe à chaleur, ou encore au moins un mode de 30 déshumidification du flux d'air à destination de l'habitacle décrit par la suite, le fluide -10- réfrigérant circule en série dans le premier organe de détente 16 puis dans le premier évaporateur 9, de façon à abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant avant l'évaporation.

En ce qui concerne le deuxième échangeur thermique 10, il est généralement qualifié d' « échangeur interne » du fait qu'il est agencé pour échanger des calories avec le flux d'air devant être distribué à l'intérieur de l'habitacle. Le deuxième échangeur thermique 10 est apte à travailler en tant qu'évaporateur notamment en mode de climatisation, ou de recirculation, ou encore au moins un mode 10 de déshumidification. En fonctionnement du deuxième échangeur thermique 10 en évaporateur, le fluide réfrigérant entrant dans le deuxième échangeur thermique 10 absorbe la chaleur du flux d'air à destination de l'habitacle en s'évaporant ; ce qui a pour effet de refroidir le flux d'air. 15 Le deuxième échangeur thermique 10 peut être agencé de façon à permettre une circulation du fluide réfrigérant en son sein sensiblement parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 9, en termes de circulation de fluide, lorsqu'il travaille en tant qu'évaporateur. De plus, un deuxième organe de détente 17 est agencé en série avec le deuxième 20 échangeur thermique 10. Plus précisément, le deuxième organe de détente 17 est agencé en amont du deuxième échangeur thermique 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant lorsqu'il travaille en tant qu'évaporateur, notamment en mode de climatisation, ou de recirculation. Le deuxième échangeur thermique 10 est en outre apte à travailler en tant 25 qu'échangeur de sous-refroidissement ou « sub-cooler » en anglais pour un sous-refroidissement dit forcé par condensation du fluide réfrigérant, en particulier en mode de pompe à chaleur. Il s'agit dans ce cas d'un échangeur interne de sous-refroidissement. En travaillant en tant qu'échangeur de sous-refroidissement interne, le deuxième 30 échangeur thermique 10 reçoit le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 qui -11- cède des calories au flux d'air à destination de l'habitacle. Ceci permet d'augmenter les performances en cas de besoin de chauffage de l'habitacle. Les vannes de commande 11, 12 sont agencées de part et d'autre du deuxième 5 échangeur thermique 10. La première vanne 11 est agencée en amont du deuxième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. La deuxième vanne 12 est agencée en aval du deuxième échangeur thermique 10. La première vanne de commande 11 relie le deuxième échangeur thermique 10 d'une part au condenseur à eau 15, plus précisément à un point de raccordement 19 en 10 aval du condenseur à eau 15 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, et d'autre part au deuxième organe de détente 17. La première vanne de commande 11 est par exemple une vanne trois-voies, dont : - une première voie lia est reliée à l'entrée du deuxième échangeur thermique 10, 15 - une deuxième voie llb est reliée à la sortie du condenseur à eau 15, par exemple au point de raccordement 19 en aval du condenseur à eau 15 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, et - une troisième voie 11c est reliée à l'organe de détente 17 en amont du deuxième échangeur thermique 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. 20 La deuxième vanne de commande 12 relie le deuxième échangeur thermique 10 d'une part au compresseur 7, et d'autre part au premier évaporateur 9. La deuxième vanne de commande 12 est par exemple une vanne trois-voies, dont : - une première voie 12a est reliée à la sortie du deuxième échangeur thermique 10, 25 - une deuxième voie 12b est reliée à l'entrée du compresseur 7, et - une troisième voie 12c est reliée au premier échangeur thermique 9. Les vannes de commande 11 et 12 sont aptes à piloter la circulation du fluide réfrigérant au sein du deuxième échangeur thermique 10 pour une commande d'évaporation du fluide réfrigérant, notamment en mode de climatisation, de 30 recirculation, ou au moins un mode de déshumidification, ou une commande de sous- -12- refroidissement du fluide réfrigérant, notamment en mode de pompe à chaleur. Par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend en outre un point de raccordement 20 agencé à la sortie du premier évaporateur 9 et à la sortie du deuxième 5 échangeur thermique 10 lorsqu'il travaille en mode évaporateur, pour canaliser le fluide réfrigérant vers le compresseur 7. L'échangeur de sous-refroidissement 13 est quant à lui agencé à l'avant du véhicule pour être traversé par le flux d'air extérieur FE en série avec le condenseur à 10 eau 15. Il s'agit dans ce cas d'un échangeur de sous-refroidissement externe par opposition à l'échangeur interne 10 apte à travailler en échangeur de sous-refroidissement. Le sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15, 15 est réalisé par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE. Cet échangeur de sous-refroidissement 13 est aussi appelé condenseur extérieur. Le circuit de contournement 14 de l'échangeur de sous refroidissement 13, permet de former un by-pass pour que le fluide réfrigérant ne subisse pas de sous-20 refroidissement en sortie du condenseur à eau 15. Un tel circuit de contournement 14 est donc destiné à permettre ou empêcher une circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur de sous-refroidissement 13. En particulier, dans un mode de recirculation ou « recovery » en anglais, le fluide réfrigérant by-pas se l'échangeur de sous refroidissement 13. 25 Bien entendu, le système de conditionnement d'air 1 peut être piloté de sorte que le fluide réfrigérant circule en parallèle dans l'échangeur de sous-refroidissement 13 et dans la branche de contournement 21, notamment dans un mode de déshumidification décrit par la suite. En particulier, le circuit de contournement 14 comporte une branche de 30 contournement 21 de l'échangeur de sous-refroidissement 13. La branche de -13- contournement 21 est ici agencée en aval de l'échangeur de sous-refroidissement 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Selon le mode de réalisation illustré, la branche de contournement 21 est apte à relier le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 au premier évaporateur 9 5 et/ou au deuxième échangeur thermique 10. À cet effet, le circuit de contournement 14 peut comporter : un point de raccordement 23 raccordé d'une part à la branche de contournement 21 et raccordé d'autre part à l'échangeur de sous-refroidissement 13 permettant de diriger le fluide réfrigérant condensé vers l'échangeur de sous-refroidissement 13 10 et/ou vers la branche de contournement 21, une vanne de commande 25, telle qu'une vanne ON/OFF, agencée en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant et apte à autoriser ou interdire la circulation du fluide réfrigérant à travers l'échangeur de sous-refroidissement 13, et 15 une autre vanne de commande 26, telle qu'une vanne trois-voies, agencée sur la branche de contournement 21 et apte à autoriser ou interdire la circulation du fluide réfrigérant à travers la branche de contournement 21 puis à travers le premier échangeur thermique 9 et/ou le deuxième échangeur thermique 10. Selon le mode de réalisation illustré, la vanne de commande 26 sur la branche de 20 contournement 21 est agencée en amont du premier évaporateur 9 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. À titre d'exemple, la vanne trois-voies 26 est agencée sur la conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le premier évaporateur 9 et le deuxième échangeur thermique 10. Il s'agit par exemple d'une vanne trois-voies 26 comprenant : 25 une première voie 26a reliée au point de raccordement 23 entre l'échangeur de sous- refroidissement 13 et le dispositif de contournement 14; la première voie 26a est donc reliée à la sortie du condenseur à eau 15, une deuxième voie 26b reliée au premier évaporateur 9, et une troisième voie 26c reliée au deuxième échangeur thermique 10. 30 Le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend encore dans cet exemple un point de -14- raccordement 27 raccordé à la branche de contournement 21, à la sortie de l'échangeur de sous-refroidissement 13 et au deuxième échangeur thermique 10. Le circuit de fluide réfrigérant 3 peut en outre comporter au moins un clapet anti-retour 28a, 28b.

Selon le mode de réalisation illustré, un premier clapet anti-retour 28a est agencé sur la conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le premier échangeur thermique 9 et le point de raccordement 20 raccordé au compresseur 7. Ce premier clapet anti-retour 28a est apte à empêcher un retour de fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur thermique 10 vers le premier échangeur 10 thermique 9. Le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur thermique 10 est donc dirigé obligatoirement vers le compresseur 7. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte selon le mode de réalisation illustré, un deuxième clapet anti-retour 28b agencé sur la conduite de circulation du fluide réfrigérant entre l'échangeur de sous-refroidissement 13 et le point de raccordement 27 15 raccordé au deuxième échangeur thermique 10. Ce deuxième clapet anti-retour 28b est apte à empêcher un retour de fluide réfrigérant sur la branche de contournement 21 vers l'échangeur de sous-refroidissement 13. Le fluide réfrigérant circulant sur la branche de contournement 21 est donc dirigé obligatoirement vers le premier évaporateur 9 ou le deuxième échangeur thermique 10 20 avant de rejoindre le compresseur 7. Par ailleurs, selon l'agencement représenté sur la figure 1, le condenseur à eau 15 est agencé en sortie du compresseur 7. En fonctionnement, le condenseur à eau 15 reçoit le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud qui cède de la chaleur au fluide 25 caloporteur. Une bouteille de stockage 29 du fluide réfrigérant peut être prévue en série avec le condenseur à eau 15. La bouteille de stockage 29 permet de stocker le fluide réfrigérant liquide afin de compenser d'éventuelles variations de volume. 30 Circuit de fluide caloporteur -15- En ce qui concerne le circuit de fluide caloporteur 5, ce dernier comporte un troisième échangeur thermique 31 agencé de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle. Le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter un échangeur thermique 5 additionnel optionnel 33, par exemple par chauffage par résistance, en série avec le condenseur à eau 15. Le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter en outre un radiateur 35, tel qu'un radiateur de refroidissement 35, agencé en face avant du véhicule. En outre, le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter une pompe 37 pour la 10 circulation du fluide caloporteur. Le circuit de fluide caloporteur 5 peut aussi comporter une ou plusieurs vannes de commande, par exemple une première vanne de commande 39 et une deuxième vanne de commande 41, permettant de diriger le fluide caloporteur selon le mode de fonctionnement du système de conditionnement 1. 15 Concernant le troisième échangeur thermique 31, il est prévu de façon à chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. Il s'agit par exemple d'un radiateur de chauffage couramment appelé « heater core » en anglais. 20 Selon le mode de réalisation illustré, le troisième échangeur thermique 31 est agencé en aval du deuxième échangeur thermique 10 selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule. Cet agencement est en particulier intéressant pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle par exemple en le refroidissant par passage dans le deuxième 25 échangeur thermique 10 travaillant en tant qu'évaporateur par exemple avant de chauffer ce flux d'air par passage dans le troisième échangeur thermique 31 du circuit de fluide caloporteur 5. Cet agencement est aussi intéressant lorsque le deuxième échangeur thermique 10 travaille en échangeur de sous-refroidissement interne, pour chauffer de nouveau le 30 flux d'air ayant traversé le deuxième échangeur thermique 10 par passage dans le -16- troisième échangeur thermique 31 avant d'être délivré dans l'habitacle. De plus, l'échangeur thermique additionnel électrique 33 peut être agencé en série entre le condenseur à eau 15 et le troisième échangeur thermique 31. En particulier, l'échangeur thermique additionnel électrique 33 est agencé en aval du condenseur à eau 15 et en amont du troisième échangeur thermique 31, dans le sens d'écoulement du fluide caloporteur, par exemple en mode de pompe à chaleur, ou de recirculation, ou encore dans au moins un mode de déshumidification du système de conditionnement d'air 1.

Le circuit de fluide caloporteur 5 comprend également un point de raccordement 43 auquel est raccordé la sortie du condenseur à eau 15 ou de l'échangeur thermique additionnel 33. Le point de raccordement 43 du circuit de fluide caloporteur 5 est également connecté d'une part à la première vanne de commande 39 en amont du radiateur basse-température 35 selon le sens de circulation du fluide caloporteur par exemple dans un mode de climatisation et d'autre part à la deuxième vanne de commande 41 en amont du radiateur de chauffage 31. La première vanne de commande 39 du circuit de fluide caloporteur 5 est par 20 exemple une vanne deux voies. La deuxième vanne de commande 41 du circuit de fluide caloporteur 5 peut à titre d'exemple être une vanne deux voies ou une vanne trois-voies. Ainsi, en circulant vers le point de raccordement 43, le fluide caloporteur peut circuler par la suite vers le radiateur de refroidissement 35, par exemple en mode de 25 climatisation ou vers le radiateur de chauffage 31 par exemple en mode pompe à chaleur ou de recirculation, ou encore dans au moins un mode de déshumidification comme cela sera décrit par la suite. La circulation du fluide caloporteur dans le radiateur de refroidissement 35 ou le radiateur de chauffage 31 est ainsi placée sous la dépendance de la première vanne de 30 commande 39 et de la deuxième vanne de commande 41 du circuit de fluide caloporteur -17- Enfin, le système de conditionnement 1 peut aussi comprendre un échangeur thermique additionnel 45, par exemple par résistance électrique à coefficient de 5 température positif CTP, agencé pour réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle, par exemple en complément du radiateur de chauffage 31 ou « heater core » en anglais. Il s'agit donc d'un chauffage dit sur l'air. L'échangeur thermique additionnel 45 peut dans ce cas être agencé en aval du radiateur de chauffage 31 selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de 10 l'habitacle. On décrit maintenant plus en détail le pilotage du système de conditionnement 1 selon divers modes de fonctionnement, tels qu'un mode de climatisation, de pompe à chaleur, ou de déshumidification, ou encore de recirculation. 15 Mode de climatisation La figure 2 est une vue schématique du système de conditionnement d'air 1 mis en oeuvre selon un mode de climatisation correspondant à un besoin en refroidissement de l'habitacle du véhicule. 20 Selon ce mode de climatisation permettant de conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule pour le rafraîchir, le fluide réfrigérant en sortie du compresseur 7 est d'abord condensé, puis peut être sous-refroidi avant de subir une détente en amont du deuxième échangeur thermique 10 travaillant en évaporateur. Le flux d'air à destination de l'habitacle traversant le deuxième échangeur thermique, ici le 25 deuxième évaporateur 10 est alors refroidi. Selon ce mode de climatisation, le système de conditionnement d'air 1 est piloté de sorte que le fluide réfrigérant circule du compresseur 7 vers le condenseur à eau 15. En passant dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant à l'état gazeux comprimé à haute pression HP, haute température, cède de la chaleur au fluide 30 caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5. -18- Le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant quittent respectivement le condenseur à eau 15. Le fluide réfrigérant ayant cédé de la chaleur au fluide caloporteur dans le condenseur à eau 15 quitte le condenseur à eau 15 et circule ensuite de la bouteille de stockage 29 vers le point de raccordement 23 du circuit de fluide réfrigérant 3 relié d'une part à l'échangeur de sous-refroidissement 13 et à la branche de contournement 21 de l'échangeur de sous-refroidissement 13. Le fluide réfrigérant est ensuite dirigé vers l'échangeur de sous-refroidissement 10 13. Pour ce faire, la vanne de commande 25, par exemple une vanne ON/OFF, agencée en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant est pilotée en position d'autorisation de circulation de fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement 13, tandis que la vanne de commande 26 agencée sur la branche de contournement 21 est pilotée en position 15 d'interdiction de circulation du fluide réfrigérant dans la branche de contournement 21. L'échangeur de sous refroidissement 13 reçoit le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 pour un sous-refroidissement du fluide réfrigérant par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE. Ceci permet d'évacuer des calories vers l'extérieur. 20 Le fluide réfrigérant éventuellement sous-refroidi après condensation est ensuite dirigé vers le deuxième échangeur interne 10 travaillant en tant qu'évaporateur. Plus précisément, le fluide réfrigérant circule en série dans le deuxième organe de détente 17 puis dans le deuxième échangeur thermique 10 travaillant en évaporateur 10. La détente permet d'abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant. 25 Lors du passage dans le deuxième échangeur thermique 10, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air traversant le deuxième échangeur thermique 10 à destination de l'habitacle. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième échangeur thermique 10 est de la sorte refroidi. En atteignant l'habitacle du véhicule, par exemple sous l'action d'un pulseur 30 (non représenté), le flux d'air refroidi permet de diminuer la température de l'air de -19- l' habitacle. Le fluide réfrigérant quitte ensuite le deuxième échangeur thermique 10 et retourne dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Entre le deuxième organe de détente 17 et l'entrée du compresseur 7, le fluide 5 réfrigérant est à basse pression et basse température. En ce qui concerne le fluide caloporteur, ce dernier est par exemple mis en mouvement par la pompe 37. Le fluide caloporteur traverse le condenseur à eau 15 dans lequel le fluide 10 caloporteur absorbe la chaleur du fluide réfrigérant. Le fluide caloporteur traverse ensuite le radiateur de refroidissement 35, où il cède des calories au flux d'air extérieur FE. Il s'agit selon le mode de réalisation décrit d'un radiateur de refroidissement dit « basse température ». En mode de climatisation, le radiateur de refroidissement 35 permet de refroidir 15 le fluide caloporteur provenant du condenseur à eau 15 par échange de chaleur avec le flux d'air extérieur FE. Le radiateur de refroidissement 35 présente en outre une sortie par laquelle le fluide caloporteur refroidi quitte le radiateur de refroidissement 35 pour être dirigé de nouveau vers le condenseur à eau 15, éventuellement en étant mis en circulation par la 20 pompe 37. En refroidissant le fluide caloporteur, le radiateur de refroidissement 35 permet ainsi de refroidir le condenseur à eau 15. Mode de pompe à chaleur 25 On décrit en référence à la figure 3, un mode de pompe à chaleur, correspondant à un besoin de chauffage de l'habitacle du véhicule. Selon ce mode de pompe à chaleur, on réalise après condensation, un sous-refroidissement forcé du fluide réfrigérant au sein du deuxième échangeur thermique 10 en cédant des calories au flux d'air à destination de l'habitacle, suivi d'une évaporation 30 du fluide réfrigérant avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air -20- extérieur FE au sein du premier évaporateur 9. Le fluide réfrigérant absorbe donc des calories du flux d'air extérieur FE avant de les céder au fluide caloporteur dans le condenseur à eau 15. Le fluide caloporteur réchauffé cède ensuite également de la chaleur au flux 5 d'air à destination de l'habitacle traversant le radiateur de chauffage 31. Ainsi, selon ce mode de pompe à chaleur, le système de conditionnement d'air 1 est piloté de sorte que le fluide réfrigérant circule du compresseur 7 vers le condenseur à eau 15. 10 En passant dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant à l'état gazeux comprimé à haute pression HP, haute température, cède de la chaleur au fluide caloporteur. Le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant quittent respectivement le condenseur à eau 15. 15 Le fluide réfrigérant ayant cédé de la chaleur au fluide caloporteur dans le condenseur à eau 15 quitte le condenseur à eau 15 et est stocké dans la bouteille de stockage 29. Le fluide réfrigérant circule ensuite de la bouteille de stockage 29 vers le point de raccordement 19 du circuit de fluide réfrigérant 3 en aval du condenseur à eau 15. 20 Le fluide réfrigérant est ensuite dirigé vers le deuxième échangeur thermique 10 travaillant dans ce cas en échangeur de sous-refroidissement. Pour ce faire, la première vanne de commande 11 est pilotée en position d'autorisation de circulation de fluide réfrigérant depuis le condenseur à eau 15 vers le deuxième échangeur thermique 10. Ainsi, le fluide réfrigérant condensé subit un sous-refroidissement en cédant de 25 l'énergie au flux d'air à destination de l'habitacle traversant le deuxième échangeur thermique 10. Ceci permet de récupérer une énergie supplémentaire pour améliorer les performances en mode pompe à chaleur. Le fluide réfrigérant sous-refroidi quitte ensuite le deuxième échangeur 30 thermique 10 pour être dirigé vers le premier évaporateur 9. Pour ce faire, la deuxième -21- vanne de commande 12 est pilotée en position d'autorisation de circulation depuis le deuxième échangeur thermique 10 vers le point de raccordement 27 sur la branche de contournement 21 puis vers la vanne de commande 26 en amont du premier évaporateur 9 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.

La vanne de commande 26 est pilotée en position d'autorisation de circulation du fluide réfrigérant sur la conduite de circulation du fluide réfrigérant depuis le point de raccordement 27 sur la branche de contournement 21 vers le premier évaporateur 9. Pour ce faire, la deuxième voie 26b et la troisième voie 26c de la vanne trois-voies 26 sont ouvertes tandis que la première voie 26a est fermée, de sorte que le fluide 10 réfrigérant peut être dirigé vers le premier évaporateur 9 en subissant une détente en amont. Plus précisément, le fluide réfrigérant sous-refroidi circule en série dans le premier organe de détente 16 puis dans le premier évaporateur 9. La détente permet d'abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant. 15 Lors du passage dans le premier évaporateur 9, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air extérieur FE traversant le premier évaporateur 9. Le premier évaporateur 9 permet ainsi de récupérer de l'énergie du flux d'air extérieur FE. Ceci permet de récupérer une énergie suffisante additionnée à l'énergie du 20 compresseur 7 pour réchauffer le fluide caloporteur au niveau du condenseur à eau 15 et améliorer l'énergie apportée au niveau du troisième échangeur thermique 31 pour chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle préchauffé par son passage dans le deuxième échangeur thermique 10. Le fluide réfrigérant quitte ensuite le premier évaporateur 9 et retourne dans le 25 compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Entre le premier organe de détente 16 et l'entrée du compresseur 7, le fluide réfrigérant est à basse pression et basse température. En ce qui concerne le fluide caloporteur, ce dernier est par exemple mis en 30 mouvement par la pompe 37. -22- Le fluide caloporteur traverse le condenseur à eau 15, dans lequel le fluide caloporteur absorbe la chaleur du fluide réfrigérant. En sortie du condenseur à eau 15, le fluide caloporteur peut être réchauffé de nouveau par l'échangeur thermique additionnel 33.

Le fluide caloporteur traverse ensuite le radiateur de chauffage 31, où il cède des calories au flux d'air à destination de l'habitacle le traversant. Dans ce cas, on parle de système indirect, car le chauffage du flux d'air à destination de l'habitacle est effectué via le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5 et non directement par le fluide réfrigérant.

Le flux d'air à destination peut en outre passer à travers l'échangeur thermique additionnel 45 de chauffage sur l'air agencé en aval du radiateur de chauffage 31 selon le sens d'écoulement du flux d'air pour être chauffé de nouveau. En atteignant l'habitacle du véhicule, par exemple sous l'action d'un pulseur (non représenté), le flux d'air chauffé permet d'augmenter la température de l'air de 15 l'habitacle. Le fluide caloporteur quitte ensuite le radiateur de chauffage 31 pour être dirigé de nouveau vers le condenseur à eau 15, éventuellement en étant mis en circulation par la pompe 37. 20 Mode de recirculation Le mode de recirculation schématisé sur la figure 4 du flux d'air de l'habitacle peut être utilisé pour un besoin de chauffage de l'habitacle et/ou pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle. Le mode de recirculation du flux d'air de l'habitacle permet de répondre au 25 besoin de chauffage en consommant moins qu'un pilotage en pompe à chaleur. Le mode de recirculation pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle peut être utilisé pour une température extérieure par exemple de l'ordre de 5°C à 15°C. Dans le mode de recirculation du flux d'air décrit, il n'y a pas d'échange 30 thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur FE. -23- Le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud haute pression et haute température en sortie du compresseur 7 entre dans le condenseur à eau 15, de façon à réchauffer le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5. Dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant cède de la chaleur au fluide caloporteur.

Le fluide caloporteur réchauffé retourne dans le troisième échangeur thermique 31. Au préalable, le fluide caloporteur peut ou non circuler dans l'échangeur thermique additionnel électrique 33 en amont du troisième échangeur thermique 31 pour être de nouveau chauffé. En parallèle, après avoir circulé dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant arrivant au point de raccordement 23 du circuit de fluide réfrigérant entre l'échangeur de sous-refroidissement 13 et le dispositif de contournement 14, est dirigé vers la branche de contournement 21 de l'échangeur de sous-refroidissement 13. La vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 est pilotée en position d'interdiction de circulation du fluide réfrigérant au sein de l'échangeur de sous-refroidissement 13. Dans la branche de contournement 21, le fluide réfrigérant est dirigé vers le deuxième échangeur thermique 10 travaillant dans ce cas en mode évaporateur. Pour cela, dans l'exemple illustré la deuxième voie 26b de la vanne trois-voies 26 est fermée tandis que la première voie 26a et la troisième voie 26c de la vanne trois-voies 26 sont ouvertes. Le deuxième clapet anti-retour 28b peut empêcher que le fluide réfrigérant arrivant au niveau du point de raccordement 27 relié au deuxième échangeur thermique 10 ne retourne dans l'échangeur de sous-refroidissement 13 au lieu de circuler dans le deuxième échangeur thermique 10. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le système de conditionnement 1 est piloté en mode de recirculation pour répondre à un besoin de chauffage de l'habitacle avec une température extérieure froide, car les échangeurs en face avant dont l'échangeur de sous-refroidissement 13, présentent une pression inférieure à la pression du deuxième échangeur thermique 10 dit échangeur interne, ce qui engendre un risque d'accumulation du fluide réfrigérant dans ces échangeurs en face avant. -24- Le fluide réfrigérant circulant vers le deuxième échangeur thermique 10 en mode évaporateur, subit une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième échangeur thermique 10. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air qui le traverse. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième échangeur thermique 10 est de la sorte refroidi et déshumidifié avant de passer à travers le troisième échangeur thermique 31 et éventuellement l'échangeur additionnel de chauffage sur l'air 45, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le fluide réfrigérant retourne ensuite dans le compresseur 7 pour recommencer 10 un cycle réfrigérant. Le premier clapet anti-retour 28a peut empêcher que le fluide réfrigérant arrivant au niveau du point de raccordement 20 ne retourne dans le premier évaporateur 9 en face avant au lieu de circuler vers le compresseur 7. 15 Premier mode de déshumidification En référence à la figure 5, on décrit maintenant le pilotage du système de conditionnement 1 selon un premier mode de déshumidification permettant de déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle en le refroidissant avant que ce flux d'air ne traverse le troisième échangeur thermique 31 du circuit de fluide 20 caloporteur 5 pour être réchauffé. Pour ce faire, le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud haute pression et haute température en sortie du compresseur 7 entre dans le condenseur à eau 15, de façon à réchauffer le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5. En effet, dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant cède de la chaleur au fluide 25 caloporteur. Le fluide caloporteur réchauffé retourne dans le troisième échangeur thermique 31. Au préalable, le fluide caloporteur peut circuler dans l'échangeur thermique additionnel électrique 33 en amont du troisième échangeur thermique 31 pour être de nouveau chauffé. Le fluide réfrigérant après condensation dans le condenseur à eau 15 arrivant au 30 point de raccordement 23 du circuit de fluide réfrigérant 3 entre l'échangeur de sous- -25- refroidissement 13 et le dispositif de contournement 14 est dirigé vers l'échangeur de sous-refroidissement 13. Pour ce faire, la vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 est pilotée en position d'autorisation de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement 13, tandis que la vanne de commande 26 sur la branche de contournement 21, est pilotée de façon à interdire la circulation du fluide réfrigérant dans la branche de contournement 21. La vanne trois-voies 26 empêche la circulation du fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 9 et dans le deuxième échangeur thermique 10 depuis la branche de 10 contournement 21. Pour cela, les deuxième et troisième vois 26b et 26c de la vanne trois-voies 26 dans cet exemple peuvent être fermées. Le fluide réfrigérant traversant l'échangeur de sous refroidissement 13 subit un sous-refroidissement par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE avant d'être dirigé vers le deuxième échangeur thermique 10 en mode évaporateur en subissant au 15 préalable une détente au niveau du deuxième organe de détente 17. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air qui le traverse. L'énergie est ici récupérée principalement par le deuxième évaporateur interne 10. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième échangeur 20 thermique 10 est de la sorte refroidi et donc déshumidifié avant de passer à travers le troisième échangeur thermique 31, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le flux d'air à destination de l'habitacle peut en outre passer à travers l'échangeur thermique additionnel 45 en aval du radiateur de chauffage 31 selon le sens 25 d'écoulement du flux d'air pour être chauffé de nouveau. Le fluide réfrigérant quant à lui peut ensuite retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Ce premier mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour une température extérieure de l'ordre de 15°C à 20°C nécessitant une faible puissance de 30 chauffage. -26- Deuxième mode de déshumidification Un deuxième mode de déshumidification permettant de déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle est schématisé sur la figure 6.

Ce deuxième mode de déshumidification diffère du premier mode de déshumidification en ce que le fluide réfrigérant, après avoir circulé dans le condenseur à eau 15, est divisé au point de raccordement 23 du circuit de fluide réfrigérant entre l'échangeur de sous-refroidissement 13 et le dispositif de contournement 14 ; une partie du fluide réfrigérant est dirigée vers le premier évaporateur 9 et une autre partie du fluide réfrigérant vers l'échangeur de sous refroidissement 13. Pour ce faire, la vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 est pilotée en position d'autorisation de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement 13, et de même la vanne de commande 26 en amont du premier évaporateur 9, est pilotée en position d'autorisation de circulation du fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 9. La partie du fluide réfrigérant se dirigeant vers le premier évaporateur 9 subit une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le premier évaporateur 9. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air extérieur FE qui le traverse.

La partie du fluide réfrigérant traversant l'échangeur de sous refroidissement 13 subit un sous-refroidissement par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE avant d'être dirigé vers le deuxième échangeur thermique 10 travaillant en tant qu'évaporateur. La partie de fluide réfrigérant sous-refroidie subit au préalable une détente qui 25 abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième échangeur thermique 10, de façon à refroidir en amont du radiateur de chauffage 31 le flux d'air à destination de l'habitacle. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air qui le traverse. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième échangeur 30 thermique 10 est de la sorte refroidi et donc déshumidifié avant de passer à travers le -27- troisième échangeur thermique 31, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 9 et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur thermique 10 se rejoignent au point de raccordement 20 5 du circuit de fluide réfrigérant 3 en amont du compresseur 7 pour ensuite retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Comme précédemment, le flux d'air à destination de l'habitacle peut en outre passer à travers l'échangeur thermique additionnel 45 en aval du radiateur de chauffage 10 31 dans le sens d'écoulement du flux d'air pour être chauffé de nouveau. Le fluide réfrigérant peut ensuite retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Ce deuxième mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour une température extérieure plus froide que pour le premier mode de déshumidification, 15 par exemple de l'ordre de 10°C à 15°C. Troisième mode de déshumidification Un troisième mode de déshumidification est schématisé sur la figure 7. Selon ce troisième mode de déshumidification, le fluide réfrigérant après avoir 20 circulé dans le condenseur à eau 15 arrivant au point de raccordement 23 est dirigé vers la branche de contournement 21. L'échangeur de sous-refroidissement 13 est by-passé. Pour ce faire, la vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 est pilotée en position d'interdiction de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement 13. 25 Dans la branche de contournement 21 le fluide réfrigérant est divisé à la vanne trois-voies 26 : une partie du fluide réfrigérant est dirigée vers le premier évaporateur 9 et une autre partie du fluide réfrigérant vers le deuxième échangeur thermique 10 en mode évaporateur. Selon l'exemple illustré, la vanne trois-voies 26 est pilotée de sorte que les voies 30 26a, 26b et 26c soient ouvertes pour permettre la circulation du fluide réfrigérant dans le -28- premier évaporateur 9 ainsi que dans le deuxième échangeur thermique 10. Ceci permet de récupérer de l'énergie aussi bien en face avant au sein du premier évaporateur 9 qu' à l'intérieur de l'installation de climatisation et de chauffage au sein du deuxième échangeur thermique 10.

La partie du fluide réfrigérant se dirigeant vers le premier évaporateur 9 subit une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le premier évaporateur 9. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air extérieur FE qui le traverse. Ceci permet de récupérer des calories du flux d'air extérieur FE.

De même, la partie du fluide réfrigérant se dirigeant vers le deuxième échangeur thermique 10 agissant en évaporateur subit en amont une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième échangeur thermique 10. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air à destination de l'habitacle qui le traverse. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième échangeur thermique 10 est de la sorte refroidi et donc déshumidifié avant de passer à travers le troisième échangeur thermique 31, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 9 et du deuxième échangeur thermique 10 se rejoignent au deuxième point de raccordement 20 du circuit 20 de fluide réfrigérant 3 en amont du compresseur 7 pour ensuite retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. L'énergie emmagasinée au niveau des deux évaporateurs 9 et 10, additionnée à celle du compresseur 7 permet de chauffer suffisamment le fluide caloporteur au niveau du condenseur à eau 15 et cette énergie est injectée dans le radiateur de chauffage 31 via 25 le fluide caloporteur chauffé. Ce troisième mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour une température extérieure froide à titre d'exemple non limitatif de l'ordre de 5°C à 10°C, pour répondre à un besoin de chauffage et de désembuage par exemple. 30 On comprend donc qu'un tel système de conditionnement 1 permet un sous- -29- refroidissement du fluide réfrigérant en cédant des calories au flux d'air à destination de l'habitacle traversant le deuxième échangeur thermique interne 10 ce qui améliore les performances du système de conditionnement lorsqu'il est piloté en mode de pompe à chaleur.

De plus, un échangeur de sous-refroidissement peut être agencé en face avant du véhicule de façon à bénéficier de l'évacuation de calories vers l'extérieur ce qui améliore les performances en mode de climatisation ou certains modes de déshumidification. Enfin, l'agencement des vannes de commande 26, 12a et 12b du système de 10 conditionnement d'air 1 permettent également de piloter le système de conditionnement d'air en un mode de recirculation permettant de réutiliser l'air préalablement chauffé de façon à consommer moins d'énergie.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Système de conditionnement thermique d'un flux d'air pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant (3) et un circuit de fluide caloporteur (5), ledit circuit de fluide réfrigérant (3) comprenant : - au moins un premier échangeur thermique (9) agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur (FE), un deuxième échangeur thermique (10) agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule par échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air à destination de l'habitacle, et un condenseur à eau (15) conjointement avec le circuit de fluide caloporteur (5) pour une condensation du fluide réfrigérant, avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, caractérisé en ce que : - le deuxième échangeur thermique (10) est apte à travailler en évaporateur ou en échangeur de sous-refroidissement et en ce que le système de conditionnement comprend au moins une première vanne de commande (11) et une deuxième vanne de commande (12) agencées de part et d'autre du deuxième échangeur thermique (10), lesdites vannes de commande (11, 12) étant aptes à piloter la circulation du fluide réfrigérant au sein du deuxième échangeur thermique (10) pour une commande d'évaporation du fluide réfrigérant ou de sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau (15).
2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant (3) comprend au moins un organe de détente (17) agencé en amont du deuxième échangeur thermique (10) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, et la première vanne de commande (11) est agencée entre l'organe de détente (17) et le deuxième échangeur thermique (10).-31-
3. 3. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (5) comprend un troisième échangeur thermique (31) agencé en aval du deuxième échangeur thermique (10) selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle, de manière à conditionner ledit flux d'air à destination de l'habitacle.
4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première vanne de commande (11) est une vanne trois-voies, dont : - une première voie (11a) est reliée à l'entrée du deuxième échangeur thermique (10), une deuxième voie (11b) est reliée à la sortie du condenseur à eau (15), et une troisième voie (11c) est reliée à l'organe de détente (17) en amont du deuxième échangeur thermique (10) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième vanne de commande (12) est une vanne trois-voies, dont : - une première voie (12a) est reliée à la sortie du deuxième échangeur thermique (10), une deuxième voie (12b) est reliée à l'entrée d'un compresseur (7), et une troisième voie (12c) est reliée au premier échangeur thermique (9).
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier échangeur thermique (9) est un évaporateur.
7. 7. Système selon l'une des quelconque revendications précédentes, dans lequel le deuxième échangeur thermique (10) est agencé pour une circulation du fluide réfrigérant sensiblement parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique (9).
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une-32- vanne de commande (26) agencée sur une conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le premier échangeur thermique (9) et le deuxième échangeur thermique (10) et apte à diriger le fluide réfrigérant : - depuis le deuxième échangeur thermique (10) vers le premier échangeur thermique, lorsque le deuxième échangeur thermique (10) est piloté en échangeur de sous-refroidissement, ou - depuis le condenseur à eau (15) vers au moins un évaporateur (9, 10) dudit système.
9. 9. Système selon la revendication 8, dans lequel la vanne de commande (26) agencée sur une conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le premier échangeur thermique (9) et le deuxième échangeur thermique (10) est une vanne trois-voies comprenant : - une première voie (26a) reliée à la sortie du condenseur à eau (15), - une deuxième voie (26b) reliée au premier échangeur thermique (9), - une troisième voie (26c) reliée au deuxième échangeur thermique (10).
10. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un échangeur de sous-refroidissement (13) agencé en face avant dudit véhicule et apte à être piloté pour un sous-refroidissement du fluide réfrigérant avant évaporation du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur thermique (10) travaillant en évaporateur. il. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation caractérisée en ce qu'elle comporte un système de conditionnement thermique (1) d'un flux d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes.