FR3022856A1 - THERMAL CONDITIONING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE HABITACLE - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile, comportant un circuit de fluide frigorigène comprenant un échangeur de chaleur (2) apte à former un évaporateur, l'échangeur de chaleur (2) comportant des moyens de stockage de frigories et étant apte à échanger de la chaleur avec un flux d'air (F1, F'1, F"1) destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule, un compresseur (C), des moyens de gestion (G) aptes à démarrer le compresseur (C) de façon à stocker des frigories dans l'échangeur de chaleur (2), et aptes à arrêter le compresseur (C) de façon à déstocker les frigories stockées dans l'échangeur de chaleur (2), caractérisé en ce que l'arrêt et le démarrage du compresseur (C) sont fonction de l'état de stockage de frigories dudit échangeur de chaleur (2).The invention relates to a device for thermal conditioning of a passenger compartment of a motor vehicle, comprising a refrigerant circuit comprising a heat exchanger (2) capable of forming an evaporator, the heat exchanger (2) comprising storage means of frigories and being able to exchange heat with a flow of air (F1, F'1, F "1) intended to open into the passenger compartment of the vehicle, a compressor (C), management means (G) able to start the compressor (C) so as to store frigories in the heat exchanger (2), and able to stop the compressor (C) so as to destock the frigories stored in the heat exchanger (2), characterized in that the stopping and starting of the compressor (C) is a function of the cold storage state of said heat exchanger (2).

Description

22 856 1 Dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile ainsi qu'un procédé de fonctionnement d'un tel dispositif. Un tel dispositif comporte classiquement un circuit de fluide frigorigène comprenant un évaporateur comportant des moyens de stockage de frigories et qui est apte à échanger de la chaleur avec un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule, et un compresseur. Un évaporateur apte à stocker des frigories, également appelé évaporateur-stockeur, est connu par exemple des documents FR 2 847 973 et FR 2 878 613. Un tel évaporateur comporte par exemple un réservoir contenant un matériau à changement de phase (également connu sous l'abréviation anglaise PCM pour « Phase-Change Material »), apte à se solidifier ou à se liquéfier. Par ce changement de phase, un tel matériau permet de stocker de l'énergie calorifique ou des frigories sous forme de chaleur latente de solidification ou de liquéfaction. Ces frigories stockées peuvent être restituées à un flux d'air, de manière à le refroidir, en particulier lorsque le compresseur est arrêté. Les matériaux à changement de phase les plus classiquement utilisés sont des paraffines, dont le point de liquéfaction est compris entre 5 °C et 12 °C. On rappelle qu'une frigorie (fg) est l'inverse d'une calorie (cal) et vérifie par conséquent la relation 1 fg = - 1 cal. Alors que la calorie exprime une quantité de chaleur correspondant à 4,2 Joules, une frigorie exprime donc une quantité de froid. L'invention a notamment pour but d'améliorer le rendement d'un tel dispositif de conditionnement thermique, de manière simple, efficace et économique.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a device for thermal conditioning of a passenger compartment of a motor vehicle and to a method of operating such a device. Such a device conventionally comprises a refrigerant circuit comprising an evaporator comprising means for storing frigories and which is capable of exchanging heat with a flow of air intended to open into the passenger compartment of the vehicle, and a compressor. An evaporator capable of storing frigories, also known as a storage evaporator, is known for example from documents FR 2 847 973 and FR 2 878 613. Such an evaporator comprises, for example, a tank containing a phase-change material (also known as abbreviation PCM for "Phase-Change Material"), able to solidify or liquefy. By this phase change, such a material can store heat energy or frigories in the form of latent heat of solidification or liquefaction. These stored frigories can be returned to a flow of air, so as to cool, especially when the compressor is stopped. The most commonly used phase change materials are paraffins, whose liquefaction point is between 5 ° C and 12 ° C. We recall that a frigory (fg) is the inverse of a calorie (cal) and therefore satisfies the relation 1 fg = - 1 cal. While the calorie expresses a quantity of heat corresponding to 4.2 Joules, a frigory expresses a quantity of cold. The invention particularly aims to improve the performance of such a thermal conditioning device, in a simple, efficient and economical way.

A cet effet, elle propose un dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile, comportant un circuit de fluide frigorigène comprenant un échangeur de chaleur apte à former un évaporateur, l'échangeur de chaleur comportant des moyens de stockage de frigories et étant apte à échanger de la chaleur avec un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule, un compresseur, des moyens de gestion aptes à démarrer le compresseur de façon à stocker des frigories dans l'échangeur de chaleur, et aptes à arrêter le compresseur de façon à déstocker les frigories stockées dans l'échangeur de chaleur, caractérisé en ce que l'arrêt et le démarrage du compresseur sont fonction de l'état de stockage de frigories dudit échangeur de chaleur.For this purpose, it proposes a device for thermal conditioning of a passenger compartment of a motor vehicle, comprising a refrigerant circuit comprising a heat exchanger capable of forming an evaporator, the heat exchanger comprising means for storing frigories and being capable of exchanging heat with a flow of air intended to open into the passenger compartment of the vehicle, a compressor, management means able to start the compressor so as to store frigories in the heat exchanger, and able to stopping the compressor so as to destock the frigories stored in the heat exchanger, characterized in that the stopping and starting of the compressor are a function of the cold storage state of said heat exchanger.

De cette manière, il est possible de stocker et déstocker des frigories à l'aide de l'échangeur de chaleur, en fonction de l'état de stockage de frigories dudit échangeur de chaleur. On définit par état de stockage le rapport de la quantité de frigories stockées dans l'échangeur sur la quantité de frigories pouvant être stockées dans l'échangeur. Cet état de stockage peut être déterminé par exemple par calcul, notamment à l'aide d'un ou plusieurs des paramètres suivantes, pris isolément ou en combinaison : dimensions du ou des réservoirs contenant un matériau à changement de phase, quantité dudit matériau, vitesse du flux d'air, débit du flux d'air, température à la surface de l'échangeur de chaleur, etc. Si l'état de stockage de l'échangeur est supérieur à une première valeur seuil (seuil maxi), alors l'échangeur est dit chargé. A l'inverse, si l'état de stockage de l'échangeur est inférieur à une seconde valeur seuil (seuil mini), alors l'échangeur est dit déchargé. A titre d'exemple, si l'état de stockage de l'échangeur est égal à 1, alors l'échangeur est complètement chargé, et si l'état de stockage de l'échangeur est égal à 0, alors l'échangeur est complètement déchargé. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'arrêt et le 30 démarrage du compresseur sont, pendant au moins une partie de la période de fonctionnement du moteur du véhicule, indépendants du mode de fonctionnement du moteur, en particulier d'un mode de frein moteur lors duquel l'alimentation en carburant du moteur thermique du véhicule est réduite ou stoppée, le moteur fournissant alors un couple résistant transmis aux roues du véhicule. Le confort de l'utilisateur peut alors être assuré de façon continue sur toute la durée de fonctionnement du moteur, tout en réduisant la consommation. Par ailleurs, l'arrêt et le démarrage du compresseur peuvent être fonction de la température externe au véhicule et/ou du rendement du moteur thermique du véhicule lorsque le compresseur est entraîné par ledit moteur thermique. De préférence, les moyens de gestion sont conçus pour arrêter le compresseur lorsque l'échangeur de chaleur est chargé en frigories, c'est-à-dire lorsque l'état de stockage des frigories de l'échangeur est supérieur à un seuil déterminé, par exemple 20 000 joules.In this way, it is possible to store and destock frigories using the heat exchanger, depending on the cold storage state of said heat exchanger. By storage state is defined the ratio of the amount of frigories stored in the exchanger on the amount of frigories that can be stored in the exchanger. This storage state can be determined for example by calculation, in particular using one or more of the following parameters, taken separately or in combination: dimensions of the tank or tanks containing a phase change material, quantity of said material, speed airflow, airflow rate, surface temperature of the heat exchanger, etc. If the storage state of the exchanger is greater than a first threshold value (maximum threshold), then the exchanger is said to be loaded. Conversely, if the storage state of the exchanger is less than a second threshold value (minimum threshold), then the exchanger is said to be unloaded. By way of example, if the storage state of the exchanger is equal to 1, then the exchanger is fully charged, and if the storage state of the exchanger is equal to 0, then the exchanger is completely discharged. According to a particular characteristic of the invention, the stopping and starting of the compressor are, during at least part of the period of operation of the vehicle engine, independent of the operating mode of the engine, in particular of a mode of operation. engine brake in which the fuel supply of the engine of the vehicle is reduced or stopped, the engine then providing a resistant torque transmitted to the wheels of the vehicle. The comfort of the user can then be assured continuously over the entire operating life of the engine, while reducing consumption. Furthermore, the stopping and starting of the compressor may be a function of the temperature outside the vehicle and / or the efficiency of the engine of the vehicle when the compressor is driven by said engine. Preferably, the management means are designed to stop the compressor when the heat exchanger is charged in frigories, that is to say when the storage state of the frigories of the exchanger is greater than a determined threshold, for example 20,000 joules.

On réduit ainsi au maximum la durée d'actionnement du compresseur et, par conséquent, la durée pendant laquelle de la puissance est prélevée sur le moteur du véhicule afin d'actionner le compresseur. En outre, les moyens de gestion peuvent être conçus pour démarrer le compresseur lorsque le moteur du véhicule est dans une phase de fort rendement, par exemple lorsque le moteur est à haut régime, et/ou lorsque le véhicule est dans un mode de fonctionnement en frein moteur. Dans ces cas de fonctionnement particuliers, le fait de prélever de la puissance motrice sur le moteur du véhicule n'est pas pénalisant pour le confort de conduite. Il est donc préférable de recharger l'échangeur de chaleur lors d'une telle période. Bien entendu, un tel rechargement n'est pas limité à de tels cas de fonctionnement particuliers, de façon à pouvoir assurer la fonction de climatisation sur toute la durée de fonctionnement du moteur. Les moyens de stockage des frigories de l'échangeur de chaleur 30 peuvent comporter au moins un matériau à changement de phase.This minimizes the operating time of the compressor and, consequently, the duration during which power is taken from the vehicle engine in order to actuate the compressor. In addition, the management means can be designed to start the compressor when the engine of the vehicle is in a high performance phase, for example when the engine is at high speed, and / or when the vehicle is in a mode of operation. Engine brake. In these particular cases of operation, the taking of the engine power of the vehicle engine is not detrimental to the driving comfort. It is therefore preferable to recharge the heat exchanger during such a period. Of course, such reloading is not limited to such particular operating cases, so as to ensure the air conditioning function over the entire operating life of the engine. The means for storing the frigories of the heat exchanger 30 may comprise at least one phase-change material.

Avantageusement, les moyens de stockage des frigories de l'échangeur de chaleur peuvent comporter au moins deux matériaux à changement de phase, lesdits matériaux ayant deux températures de liquéfaction différentes.Advantageously, the storage means of the frigories of the heat exchanger may comprise at least two phase change materials, said materials having two different liquefaction temperatures.

La température de liquéfaction d'un premier matériau à changement de phase peut par exemple être de l'ordre de 11 °C et la température de liquéfaction d'un second matériau à changement de phase peut par exemple être de l'ordre de 8 °C. Dans ce cas, lorsque le compresseur est arrêté, le flux d'air traversant l'échangeur de chaleur peut avoir une température relativement faible, par exemple de l'ordre de 9 °C, en particulier par liquéfaction du second matériau et transfert des frigories stockées au flux d'air. On notera cependant que la solidification du second matériau ne peut être obtenue qu'avec un débit important de fluide frigorigène et avec une pression et une température du fluide frigorigène qui sont plus basses que la pression et la température de liquéfaction dudit second matériau, ce qui peut être obtenu en augmentant la cylindrée du compresseur (lorsqu'il est à cylindrée variable) et/ou en augmentant la vitesse de rotation du compresseur. Il est donc plus difficile de solidifier, c'est-à-dire recharger, le second matériau à changement de phase. Un tel rechargement nécessite donc de prélever plus de puissance motrice au niveau du moteur, ce qui peut être fait par exemple sur des périodes de fonctionnement du moteur qui sont favorables, telles que les périodes évoquées ci-dessus (haut régime moteur, frein moteur).The liquefaction temperature of a first phase change material may for example be of the order of 11 ° C and the liquefaction temperature of a second phase change material may for example be of the order of 8 ° vs. In this case, when the compressor is stopped, the air flow through the heat exchanger can have a relatively low temperature, for example of the order of 9 ° C, in particular by liquefaction of the second material and transfer of frigories stored in the airflow. It will be noted, however, that the solidification of the second material can be obtained only with a large flow of refrigerant and with a pressure and a temperature of the refrigerant which are lower than the pressure and the liquefaction temperature of said second material, which can be obtained by increasing the displacement of the compressor (when it is variable displacement) and / or by increasing the speed of rotation of the compressor. It is therefore more difficult to solidify, that is to say recharge, the second phase change material. Such reloading therefore requires taking more power from the engine, which can be done for example on periods of engine operation that are favorable, such as the periods mentioned above (high engine speed, engine brake) .

A l'inverse, il est relativement aisé de recharger ou solidifier le premier matériau à changement de phase, un tel rechargement nécessitant un débit plus faible de fluide frigorigène et donc un prélèvement moins important d'énergie motrice sur le moteur du véhicule. De préférence, le compresseur est un compresseur à cylindrée 30 variable.Conversely, it is relatively easy to recharge or solidify the first phase-change material, such reloading requiring a lower flow of refrigerant and thus a less important removal of motive power on the vehicle engine. Preferably, the compressor is a variable displacement compressor.

On notera que, plus la cylindrée du compresseur est élevée, plus son rendement est important. L'invention permet ainsi d'utiliser le compresseur avec une cylindrée élevée, pendant la période de stockage de frigories dans l'échangeur de chaleur, avant de stopper le compresseur. Le rendement du dispositif est donc amélioré. Le dispositif peut comporter des moyens de chauffage dudit flux d'air, situés, dans le sens de circulation dudit flux d'air, en aval de l'échangeur de chaleur et/ou en aval de premier moyens de contournement aptes à détourner de l'échangeur de chaleur au moins une partie du flux d'air. Les moyens de chauffage peuvent être utilisés pour chauffer le flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle, afin que la température de ce flux corresponde à la valeur de consigne demandée par l'utilisateur du véhicule.It should be noted that the higher the compressor capacity, the greater the efficiency. The invention thus makes it possible to use the compressor with a high cubic capacity, during the period of storage of frigories in the heat exchanger, before stopping the compressor. The efficiency of the device is therefore improved. The device may include means for heating said air flow, located, in the direction of flow of said air flow, downstream of the heat exchanger and / or downstream of first bypass means capable of diverting heat from the heat exchanger. heat exchanger at least a part of the air flow. The heating means can be used to heat the air flow intended to open into the passenger compartment, so that the temperature of this flow corresponds to the desired value requested by the user of the vehicle.

En outre, le dispositif peut comporter au moins un second moyen de contournement desdits moyens de chauffage. L'invention concerne en outre un procédé de fonctionnement d'un dispositif du type précité, caractérisé en ce que l'arrêt et le démarrage du compresseur sont fonction de l'état de stockage de frigories de l'échangeur de chaleur. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de conditionnement thermique selon l'invention, - la figure 2 est une vue illustrant un premier mode de fonctionnement du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une vue illustrant un deuxième mode de fonctionnement du dispositif de la figure 1, - la figure 4 est une vue illustrant un troisième mode de fonctionnement du dispositif de la figure 1, - la figure 5 est une vue schématique d'un évaporateur du dispositif de la figure 1 et qui comporte deux matériaux à changement de phase différents. La figure 1 représente un dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile, comportant un circuit de fluide frigorigène comprenant un premier échangeur de chaleur 1 apte à former un condenseur, et un deuxième échangeur de chaleur 2 apte à former un évaporateur. Le circuit de fluide frigorigène peut comporter en outre un compresseur C à cylindrée variable, destiné à être entraîné par un moteur du véhicule, et un détendeur D. De préférence, un ventilateur V permet de faire circuler un flux d'air au travers du premier échangeur de chaleur 1.In addition, the device may comprise at least a second means for bypassing said heating means. The invention further relates to a method of operating a device of the aforementioned type, characterized in that the stopping and starting of the compressor are a function of the cold storage state of the heat exchanger. The invention will be better understood and other details, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a view schematic of a thermal conditioning device according to the invention, - Figure 2 is a view illustrating a first mode of operation of the device of Figure 1, - Figure 3 is a view illustrating a second mode of operation of the device of the FIG. 4 is a view illustrating a third mode of operation of the device of FIG. 1; FIG. 5 is a schematic view of an evaporator of the device of FIG. 1 and which comprises two phase change materials; different. FIG. 1 represents a device for thermal conditioning of a passenger compartment of a motor vehicle, comprising a refrigerant circuit comprising a first heat exchanger 1 capable of forming a condenser, and a second heat exchanger 2 capable of forming an evaporator. The refrigerant circuit may furthermore comprise a variable displacement compressor C intended to be driven by a motor of the vehicle, and an expander D. Preferably, a fan V makes it possible to circulate a flow of air through the first heat exchanger 1.

Le deuxième échangeur de chaleur 2 peut être situé dans un canal 4 de circulation d'un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule et aspirant par exemple de l'air à l'extérieur du véhicule. Ce canal 4 appartient à une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, également appelée H.V.A.C. (Heating, Ventilation and Air- Conditioning). Un premier moyen de contournement, tel par exemple qu'un premier volet V1 peut être monté à proximité du deuxième échangeur de chaleur 2. Le premier volet V1 est mobile entre deux positions extrêmes, à savoir une première position (représentée en trait continu) dans laquelle aucun flux d'air ne peut contourner le deuxième échangeur de chaleur 2, et une seconde position (représentée en traits pointillés) dans laquelle un flux d'air peut contourner le deuxième échangeur de chaleur 2. Bien entendu, le premier volet V1 peut être disposé dans des positions intermédiaires, situées entre lesdites positions extrêmes.The second heat exchanger 2 may be located in a channel 4 for circulating a flow of air intended to open into the passenger compartment of the vehicle and, for example, sucking air outside the vehicle. This channel 4 belongs to a heating, ventilation and / or air conditioning system, also called H.V.A.C. (Heating, Ventilation and Air-Conditioning). A first bypass means, such as for example a first flap V1 can be mounted near the second heat exchanger 2. The first flap V1 is movable between two extreme positions, namely a first position (shown in solid lines) in which no air flow can bypass the second heat exchanger 2, and a second position (shown in dashed lines) in which an air flow can bypass the second heat exchanger 2. Of course, the first flap V1 can be disposed in intermediate positions, located between said extreme positions.

Un troisième échangeur de chaleur 3 se présentant sous la forme d'un radiateur par exemple est situé dans le canal 4, en aval (dans le sens de circulation du flux d'air) du deuxième échangeur de chaleur 2. Le troisième échangeur de chaleur 3 est apte à transmettre des calories issues d'un fluide caloporteur, s'écoulant par exemple dans un circuit de refroidissement du moteur thermique du véhicule, au flux d'air traversant ledit troisième échangeur 3. Un second moyen de contournement, tel par exemple qu'un second volet V2 est monté dans le canal 4, en amont du troisième échangeur de chaleur 3 et est mobile entre deux positions extrêmes, à savoir une première position extrême (représentée en trait continu) dans laquelle la totalité du flux d'air circulant dans le canal 4 est détourné du troisième échangeur de chaleur 3, et une seconde position extrême (représentée en traits pointillés) dans laquelle la totalité du flux d'air circulant dans le canal 4 traverse le troisième échangeur de chaleur 3. Bien entendu, le second volet V2 peut être disposé dans des positions intermédiaires, situées entre lesdites positions extrêmes. Le deuxième échangeur de chaleur 2 est un évaporateur apte à stocker des frigories, également appelé évaporateur-stockeur. Comme indiqué précédemment, un évaporateur de ce type comporte de préférence un réservoir contenant un matériau à changement de phase (également connu sous l'abréviation anglaise PCM), apte à se solidifier ou à se liquéfier. Par ce changement de phase, un tel matériau permet de stocker des frigories sous forme de chaleur latente de solidification ou de liquéfaction. Ces frigories stockées peuvent être restituées au flux d'air concerné, de manière à le refroidir (déstockage des frigories). Les matériaux à changement de phase les plus classiquement utilisés sont des paraffines, dont le point de liquéfaction est compris entre 5 °C et 12 °C. Lorsque le compresseur C est actionné, le deuxième échangeur de chaleur 2 stocke de l'énergie thermique sous forme de frigories (c'est-à-dire le matériau à changement de phase est solidifié), par circulation du 30 fluide frigorigène au travers du compresseur C, du second échangeur de chaleur 2, du détendeur D et du premier échangeur de chaleur 1. Un tel stockage intervient donc uniquement lorsque le compresseur C est démarré. A l'inverse, lorsque le compresseur C est arrêté, les frigories stockées dans le deuxième échangeur de chaleur 2 peuvent être déstockées c'est-à-dire transférées au flux d'air traversant ledit échangeur de chaleur 2. On notera, par ailleurs, qu'on définit par état de stockage le rapport de la quantité de frigories stockées dans l'échangeur 2 sur la quantité de frigories pouvant être stockées dans l'échangeur 2. Cet état de stockage peut être déterminé par exemple par calcul, notamment à l'aide d'un ou plusieurs des paramètres suivantes, pris isolément ou en combinaison : dimensions du ou des réservoirs contenant un matériau à changement de phase, quantité dudit matériau, vitesse du flux d'air, débit du flux d'air, température à la surface de l'échangeur de chaleur, etc.A third heat exchanger 3 in the form of a radiator for example is located in the channel 4, downstream (in the flow direction of the air flow) of the second heat exchanger 2. The third heat exchanger 3 is able to transmit heat from a heat transfer fluid, flowing for example in a cooling circuit of the engine of the vehicle, to the air flow passing through said third heat exchanger 3. A second bypass means, such as for example a second flap V2 is mounted in the channel 4, upstream of the third heat exchanger 3 and is movable between two extreme positions, namely a first extreme position (shown in solid lines) in which the entire air flow circulating in the channel 4 is diverted from the third heat exchanger 3, and a second extreme position (shown in dotted lines) in which the entire flow of air flowing in the channel 4 trave Rse the third heat exchanger 3. Of course, the second flap V2 can be disposed in intermediate positions, located between said extreme positions. The second heat exchanger 2 is an evaporator able to store frigories, also called storage evaporator. As indicated above, an evaporator of this type preferably comprises a reservoir containing a phase change material (also known by the abbreviation PCM), capable of solidifying or liquefying. By this phase change, such a material makes it possible to store frigories in the form of latent heat of solidification or liquefaction. These stored frigories can be restored to the air flow concerned, so as to cool (clearance of frigories). The most commonly used phase change materials are paraffins, whose liquefaction point is between 5 ° C and 12 ° C. When the compressor C is actuated, the second heat exchanger 2 stores thermal energy in the form of frigories (i.e. the phase change material is solidified), by circulation of the refrigerant through the compressor C, the second heat exchanger 2, the expander D and the first heat exchanger 1. Such storage intervenes only when the compressor C is started. Conversely, when the compressor C is stopped, the frigories stored in the second heat exchanger 2 can be destocked, that is to say transferred to the flow of air passing through said heat exchanger 2. It will be noted, moreover, , that the ratio of the quantity of frigories stored in exchanger 2 to the quantity of frigories that can be stored in exchanger 2 is defined by storage state. This storage state can be determined for example by calculation, particularly at using one or more of the following parameters, taken singly or in combination: dimensions of the container (s) containing phase-change material, quantity of said material, air flow rate, air flow rate, temperature on the surface of the heat exchanger, etc.

Si l'état de stockage de l'échangeur est supérieur à une première valeur seuil (seuil maxi), alors l'échangeur est dit chargé. A l'inverse, si l'état de stockage de l'échangeur est inférieur à une seconde valeur seuil (seuil mini), alors l'échangeur est dit déchargé. A titre d'exemple, si l'état de stockage de l'échangeur est égal à 1, alors l'échangeur est complètement chargé, et si l'état de stockage de l'échangeur est égal à 0, alors l'échangeur est complètement déchargé. La figure 2 illustre un premier mode de fonctionnement dans lequel le premier volet V1 est partiellement ouvert permettant au flux d'air de contourner le deuxième échangeur de chaleur 2, et dans lequel le second volet V2 est complètement fermé, de façon à ce que le flux d'air contourne entièrement le troisième échangeur de chaleur 3. On définit les flux d'air suivants : - F1 est le flux d'air issu de l'air qui va circuler dans le canal 4, - F2 est le flux d'air traversant le deuxième échangeur de chaleur 2, - F3 est le flux d'air contournant le deuxième échangeur de chaleur 2 et passant au travers du premier volet V1, - F4 est le flux d'air contournant le troisième échangeur de chaleur 3.If the storage state of the exchanger is greater than a first threshold value (maximum threshold), then the exchanger is said to be loaded. Conversely, if the storage state of the exchanger is less than a second threshold value (minimum threshold), then the exchanger is said to be unloaded. By way of example, if the storage state of the exchanger is equal to 1, then the exchanger is fully charged, and if the storage state of the exchanger is equal to 0, then the exchanger is completely discharged. FIG. 2 illustrates a first mode of operation in which the first flap V1 is partially open, allowing the air flow to bypass the second heat exchanger 2, and in which the second flap V2 is completely closed, so that the second flap air flow completely bypasses the third heat exchanger 3. The following air flows are defined: - F1 is the air flow coming from the air that will flow in the channel 4, - F2 is the flow of air air passing through the second heat exchanger 2, - F3 is the air flow bypassing the second heat exchanger 2 and passing through the first flap V1, - F4 is the air flow bypassing the third heat exchanger 3.

Dans cet exemple, le flux F1 a une température de l'ordre de 25 °C. Le flux d'air F2 a un débit égal à 0,76 fois le débit du flux F1 et a une température en sortie du deuxième échangeur de chaleur 2 qui est de l'ordre de 8 °C. Le flux F3 a un débit égal à 0,24 fois le débit du flux F1 et a également une température de l'ordre de 25 °C. Le flux F4 est formé par le mélange des flux F2 et F3. Le débit du flux F4 est égal à celui du flux F1. Le flux F4 a une température de l'ordre de 12 °C. En d'autres termes, dans ce mode de réalisation, une partie (flux F2) de l'air (flux F1) est refroidie (et donc déshumidifiée) par passage au travers du deuxième échangeur de chaleur 2, puis à nouveau réchauffée par mélange avec une fraction (flux F3) d'air, plus chaud, de manière à obtenir la température de consigne souhaitée par l'utilisateur (dans ce cas 12 °C). On notera que, dans ce mode de fonctionnement, la température et la pression du fluide frigorigène sont relativement basses, ce qui permet de recharger rapidement le deuxième échangeur de chaleur 2. Il est également possible de réguler la température du flux F4 afin qu'elle soit proche d'une température de consigne, par exemple en ajustant la position du premier volet V1. Selon l'invention, des moyens de gestion G permettent de faire fonctionner le compresseur C de manière cyclique, chaque cycle comportant une phase d'actionnement du compresseur C et de stockage des frigories dans le deuxième échangeur de chaleur 2 (solidification du matériau à changement de phase), suivie d'une phase d'arrêt du compresseur C et de déstockage des frigories du deuxième échangeur de chaleur 2 (liquéfaction du matériau à changement de phase). En particulier, les moyens de gestion G sont conçus pour arrêter le compresseur C lorsque le deuxième échangeur de chaleur 2 est chargé en frigories, c'est-à-dire lorsque l'état de stockage du deuxième échangeur est supérieur à une valeur déterminée. De préférence, les moyens de gestion G sont conçus pour arrêter le compresseur lorsque l'échangeur de chaleur 2 est chargé en frigories, c'est-à-dire lorsque l'état de stockage des frigories de l'échangeur est supérieur à un seuil déterminé, par exemple 20 000 joules. Ainsi, lors de la phase de déstockage des frigories du deuxième échangeur de chaleur 2, il est possible de continuer à refroidir le flux F2 traversant ledit échangeur 2. Selon l'invention, les phases de démarrage et d'arrêt du compresseur C peuvent être, pendant au moins une partie de la période de fonctionnement du moteur du véhicule, indépendantes du mode de fonctionnement du moteur, en particulier d'un mode de frein moteur.In this example, the stream F1 has a temperature of the order of 25 ° C. The flow of air F2 has a flow rate equal to 0.76 times the flow rate F1 and has a temperature at the outlet of the second heat exchanger 2 which is of the order of 8 ° C. The flow F3 has a flow rate equal to 0.24 times the flow rate F1 and also has a temperature of the order of 25 ° C. Flux F4 is formed by the mixture of flows F2 and F3. The flow rate of the flow F4 is equal to that of the flow F1. The flow F4 has a temperature of the order of 12 ° C. In other words, in this embodiment, a part (flow F2) of the air (stream F1) is cooled (and thus dehumidified) by passing through the second heat exchanger 2, and then reheated by mixing with a fraction (flow F3) of air, warmer, so as to obtain the desired set temperature by the user (in this case 12 ° C). Note that in this mode of operation, the temperature and the pressure of the refrigerant are relatively low, which allows to quickly recharge the second heat exchanger 2. It is also possible to regulate the temperature of the flow F4 so that it is close to a set temperature, for example by adjusting the position of the first flap V1. According to the invention, management means G make it possible to operate the compressor C in a cyclic manner, each cycle comprising a phase of actuation of the compressor C and storage of the frigories in the second heat exchanger 2 (solidification of the material to be changed phase), followed by a stop phase of the compressor C and destocking of the frigories of the second heat exchanger 2 (liquefaction of the phase change material). In particular, the management means G are designed to stop the compressor C when the second heat exchanger 2 is charged in frigories, that is to say when the storage state of the second exchanger is greater than a determined value. Preferably, the management means G are designed to stop the compressor when the heat exchanger 2 is charged in frigories, that is to say when the storage state of the frigories of the exchanger is greater than a threshold determined, for example 20,000 joules. Thus, during the destocking phase of the frigories of the second heat exchanger 2, it is possible to continue cooling the flow F2 through said exchanger 2. According to the invention, the start and stop phases of the compressor C can be during at least part of the period of operation of the vehicle engine, independent of the operating mode of the engine, in particular of a motor brake mode.

De cette manière, il est possible de stocker et déstocker des frigories du deuxième échangeur hors des périodes préférentielles précitées. Le confort de l'utilisateur peut alors être assuré de façon continue sur toute la durée de fonctionnement du moteur du véhicule. Comme indiqué précédemment, il est possible de réduire également 20 au maximum la durée d'actionnement du compresseur C et, par conséquent, la durée pendant laquelle de la puissance est prélevée sur le moteur du véhicule. Bien entendu, les moyens de gestion G peuvent être conçus pour démarrer le compresseur C lorsque le moteur du véhicule est dans une 25 phase de fort rendement, par exemple lorsque le moteur est à haut régime, et/ou lorsque le véhicule est dans un mode de frein moteur. On cherche alors à profiter efficacement de ces phases de fort rendement, lorsqu'elles sont présentes, bien que le fonctionnement cyclique du compresseur C ne soit pas uniquement lié à de telles phases. 30 La figure 3 illustre un deuxième mode de fonctionnement, dans lequel le premier volet V1 et le second volet V2 sont partiellement ouverts (c'est-à-dire que les premier V1 et deuxième V2 volets sont disposés dans des positions intermédiaires entre les première et deuxième positions extrêmes). On définit les flux d'air suivants : - Fl est le flux d'air issu de l'air extérieur du véhicule et passant au travers du canal 4, - F'2 est le flux d'air traversant le deuxième échangeur de chaleur 2, - F'3 est le flux d'air contournant le deuxième échangeur de chaleur 2 et passant au travers du premier volet V1, - F'4 est le flux d'air traversant le troisième échangeur de chaleur 3, - F'5 est le flux d'air contournant le troisième échangeur de chaleur 3, - F'6 est le flux d'air et formé du mélange des flux F'4 et F'5. Dans cet exemple, le flux F'1 a une température de l'ordre de 15 °C. Le flux F'2 a un débit égal à 0,5 fois le débit du flux F'1 et a une température en sortie du deuxième échangeur de chaleur 2 qui est de l'ordre de 5 °C. Le flux F'3 a un débit égal à 0,5 fois le débit du flux F'1 et a également une température de l'ordre de 15 °C. Le flux F'4 a un débit égal à 0,5 fois le débit du flux F'1 et a une température en sortie du troisième échangeur de chaleur 3 qui est de l'ordre de 60 °C. Le flux F'5 a un débit égal à 0,5 fois le débit du flux F'1 et a une température de l'ordre de 10 °C. Enfin, le débit F'6 est égal au débit du flux F'1 et a une température de l'ordre de 30 °C. En d'autres termes, dans ce mode de réalisation, une partie (flux F'2) de l'air extérieur (flux F'1) est refroidie (et donc déshumidifiée) par passage au travers du deuxième échangeur de chaleur 2, puis à nouveau réchauffée par mélange avec une fraction (flux F'3) d'air, plus chaud, et par chauffage au travers du troisième échangeur de chaleur 3 (flux F'4), de manière à obtenir la température de consigne souhaitée par l'utilisateur (dans ce cas 30 °C, flux F'6). Comme précédemment, dans ce mode de fonctionnement, la température et la pression du fluide frigorigène sont relativement basses, 5 ce qui permet de stocker des frigories dans le deuxième échangeur de chaleur 2. Comme précédemment, les phases de démarrage et d'arrêt du compresseur C peuvent être, pendant au moins une partie de la période de fonctionnement du moteur, indépendantes du mode de fonctionnement du 10 moteur, en particulier d'un mode de frein moteur. La figure 4 illustre un troisième mode de fonctionnement, dans lequel le premier volet V1 et le second volet V2 sont complètement fermés (c'est-à-dire que les premier V1 et second V2 volets sont disposés dans une deuxième position extrême). 15 On définit les flux d'air suivants : - F"1 est le flux d'air issu de l'air extérieur du véhicule et passant au travers du canal 4, - F"2 est le flux d'air traversant le deuxième échangeur de chaleur 2, 20 - F"3 est le flux d'air contournant le troisième échangeur de chaleur 3. Dans cet exemple, le flux F"1 a une température de l'ordre de 30 °C. Le flux F"2 a un débit égal au débit du flux F"1 et a une température en sortie du deuxième échangeur de chaleur 2 qui est de l'ordre de 9 °C. 25 Le flux F"3 a un débit égal au débit du flux F"1 et a également une température de l'ordre de 9 °C, qui est la température de consigne souhaitée par l'utilisateur. En d'autres termes, dans ce mode de réalisation, l'ensemble du flux passant dans le canal 4 est refroidi par le deuxième échangeur de 30 chaleur 2 (mode dit « de climatisation »).In this way, it is possible to store and destock frigories of the second exchanger out of the aforementioned preferential periods. The comfort of the user can then be ensured continuously over the entire operating life of the vehicle engine. As indicated above, it is also possible to reduce the operating time of the compressor C as much as possible and, consequently, the duration during which power is taken from the vehicle engine. Of course, the management means G may be designed to start the compressor C when the vehicle engine is in a high efficiency phase, for example when the engine is at high speed, and / or when the vehicle is in a mode engine brake. It is then sought to profit effectively from these high efficiency phases, when present, although the cyclic operation of the compressor C is not solely related to such phases. FIG. 3 illustrates a second mode of operation, in which the first flap V1 and the second flap V2 are partially open (that is to say that the first V1 and second flaps V2 are arranged in intermediate positions between the first and second flaps and second extreme positions). The following air flows are defined: - Fl is the air flow coming from the outside air of the vehicle and passing through the channel 4, - F'2 is the flow of air passing through the second heat exchanger 2 - F'3 is the air flow bypassing the second heat exchanger 2 and passing through the first flap V1, - F'4 is the air flow passing through the third heat exchanger 3, - F'5 is the flow of air bypassing the third heat exchanger 3, - F'6 is the air flow and formed of the mixture of flows F'4 and F'5. In this example, the flow F'1 has a temperature of the order of 15 ° C. The flow F'2 has a flow rate equal to 0.5 times the flow rate of the flow F'1 and has a temperature at the outlet of the second heat exchanger 2 which is of the order of 5 ° C. The flow F'3 has a flow rate equal to 0.5 times the flow rate of the flow F'1 and also has a temperature of the order of 15 ° C. The flow F'4 has a flow equal to 0.5 times the flow rate of the flow F'1 and has a temperature at the outlet of the third heat exchanger 3 which is of the order of 60 ° C. The flow F'5 has a flow equal to 0.5 times the flow rate of the flow F'1 and has a temperature of the order of 10 ° C. Finally, the flow F'6 is equal to the flow rate of the flow F'1 and has a temperature of the order of 30 ° C. In other words, in this embodiment, a portion (flux F'2) of the outside air (flow F'1) is cooled (and thus dehumidified) by passing through the second heat exchanger 2, then again heated by mixing with a fraction (flow F'3) of air, hotter, and by heating through the third heat exchanger 3 (flow F'4), so as to obtain the desired temperature desired by the user (in this case 30 ° C, flow F'6). As previously, in this operating mode, the temperature and the pressure of the refrigerant are relatively low, which makes it possible to store frigories in the second heat exchanger 2. As before, the start and stop phases of the compressor C may be, during at least part of the period of operation of the engine, independent of the operating mode of the engine, in particular of a motor brake mode. FIG. 4 illustrates a third mode of operation, in which the first flap V1 and the second flap V2 are completely closed (that is to say that the first V1 and second flaps V2 are arranged in a second extreme position). The following air flows are defined: - F "1 is the air flow coming from the outside air of the vehicle and passing through the channel 4, - F" 2 is the flow of air passing through the second exchanger 2, 20 - F "3 is the air flow bypassing the third heat exchanger 3. In this example, the flow F" 1 has a temperature of the order of 30 ° C. The flow F "2 has a flow rate equal to the flow rate of the flow F" 1 and has a temperature at the outlet of the second heat exchanger 2 which is of the order of 9 ° C. The flow F "3 has a flow rate equal to the flow rate of the flow F" 1 and also has a temperature of the order of 9 ° C., which is the set temperature desired by the user. In other words, in this embodiment, the entire flow passing through the channel 4 is cooled by the second heat exchanger 2 (so-called "air conditioning" mode).

Comme précédemment, les phases de démarrage et d'arrêt du compresseur C peuvent être, pendant au moins une partie de la période de fonctionnement du moteur, indépendantes du mode de fonctionnement du moteur, en particulier d'un mode de frein moteur, contrairement à l'art antérieur. La figure 5 illustre une variante de réalisation dans laquelle le deuxième échangeur de chaleur 2 comporte deux réservoirs 5, 6 comportant respectivement un premier et un second matériaux à changement de phase, lesdits matériaux ayant deux températures de liquéfaction différentes, et une partie 8 apte à échanger de la chaleur avec le flux d'air correspondant qui la traverse. Le passage du fluide frigorigène au travers du second échangeur de chaleur 2 et des réservoirs 5, 6 est effectué au travers de canalisations 8, le sens de circulation du fluide frigorigène dans les canalisations 8 étant représenté par des flèches.As previously, the start and stop phases of the compressor C may be, during at least part of the operating period of the engine, independent of the operating mode of the engine, in particular of a motor brake mode, unlike the prior art. FIG. 5 illustrates an alternative embodiment in which the second heat exchanger 2 comprises two reservoirs 5, 6 respectively comprising a first and a second phase-change material, said materials having two different liquefaction temperatures, and a part 8 adapted to exchange heat with the corresponding airflow that passes through it. The passage of the refrigerant through the second heat exchanger 2 and the tanks 5, 6 is performed through lines 8, the flow direction of the refrigerant in the pipes 8 being represented by arrows.

La température de liquéfaction d'un premier matériau à changement de phase peut par exemple être de l'ordre de 11 °C et la température de liquéfaction d'un second matériau à changement de phase peut par exemple être de l'ordre de 8 °C. Dans ce cas, lorsque le compresseur C est arrêté, le flux d'air traversant le deuxième échangeur de chaleur 2 peut avoir une température relativement faible, par exemple de l'ordre de 9 °C, en particulier par liquéfaction du second matériau et déstockage des frigories stockées afin de les transférer au flux d'air. On notera cependant que la solidification du second matériau à changement de phase ne peut être obtenue qu'avec un débit important de fluide frigorigène et avec une pression et une température du fluide frigorigène qui sont plus basses que la pression et la température de liquéfaction dudit second matériau, ce qui peut être obtenu en augmentant la cylindrée du compresseur C et/ou en augmentant la vitesse de rotation du compresseur C. Il est donc plus difficile de solidifier, c'est-à-dire stocker des frigories, le second matériau à changement de phase. Un tel stockage nécessite donc de prélever plus de puissance motrice au moteur, ce qui peut être fait par exemple sur des périodes de fonctionnement du moteur qui sont favorables, telles que les périodes évoquées ci-dessus (haut régime moteur, frein moteur).The liquefaction temperature of a first phase change material may for example be of the order of 11 ° C and the liquefaction temperature of a second phase change material may for example be of the order of 8 ° vs. In this case, when the compressor C is stopped, the flow of air passing through the second heat exchanger 2 may have a relatively low temperature, for example of the order of 9 ° C, in particular by liquefaction of the second material and destocking stored frigories to transfer them to the airflow. It will be noted, however, that the solidification of the second phase-change material can be obtained only with a large flow of refrigerant and with a pressure and a temperature of the refrigerant which are lower than the pressure and the liquefaction temperature of said second material, which can be obtained by increasing the displacement of the compressor C and / or by increasing the speed of rotation of the compressor C. It is therefore more difficult to solidify, that is to say to store frigories, the second material to phase change. Such storage therefore requires taking more power from the engine, which can be done for example on periods of engine operation that are favorable, such as the periods mentioned above (high engine speed, engine brake).

A l'inverse, il est relativement aisé de stocker ou solidifier le premier matériau à changement de phase, un tel stockage nécessitant un débit plus faible de fluide frigorigène et donc un prélèvement moins important d'énergie motrice sur le moteur du véhicule.Conversely, it is relatively easy to store or solidify the first phase-change material, such a storage requiring a lower flow of refrigerant and thus a less important removal of motive power on the vehicle engine.

Claims (9)

REVENDICATIONS1. Dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile, comportant un circuit de fluide frigorigène comprenant un échangeur de chaleur (2) apte à former un évaporateur, l'échangeur de chaleur (2) comportant des moyens de stockage de frigories et étant apte à échanger de la chaleur avec un flux d'air (F1, F'1, F"1) destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule, un compresseur (C), des moyens de gestion (G) aptes à démarrer le compresseur (C) de façon à stocker des frigories dans l'échangeur de chaleur (2), et aptes à arrêter le compresseur (C) de façon à déstocker les frigories stockées dans l'échangeur de chaleur (2), caractérisé en ce que l'arrêt et le démarrage du compresseur (C) sont fonction de l'état de stockage de frigories dudit échangeur de chaleur (2).REVENDICATIONS1. Device for thermal conditioning of a passenger compartment of a motor vehicle, comprising a refrigerant circuit comprising a heat exchanger (2) capable of forming an evaporator, the heat exchanger (2) comprising means for storing frigories and being suitable exchanging heat with a flow of air (F1, F'1, F "1) intended to open into the passenger compartment of the vehicle, a compressor (C), management means (G) able to start the compressor (C) so as to store frigories in the heat exchanger (2), and able to stop the compressor (C) so as to destock the frigories stored in the heat exchanger (2), characterized in that stopping and starting of the compressor (C) depend on the cold storage state of said heat exchanger (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de gestion (G) sont conçus pour arrêter le compresseur (C) lorsque l'échangeur de chaleur (2) est chargé en frigories.2. Device according to claim 1, characterized in that the management means (G) are designed to stop the compressor (C) when the heat exchanger (2) is charged in frigories. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de gestion (G) sont conçus pour démarrer le compresseur (C) lorsque le moteur du véhicule est dans une phase de fort rendement.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the management means (G) are designed to start the compressor (C) when the vehicle engine is in a high performance phase. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de stockage des frigories de l'échangeur de chaleur (2) 25 comportent au moins un matériau à changement de phase.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the storage means of the frigories of the heat exchanger (2) 25 comprise at least one phase change material. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de stockage des frigories de l'échangeur de chaleur (2) comportent au moins deux matériaux à changement de phase, lesdits matériaux ayant deux températures de liquéfaction différentes. 305. Device according to claim 4, characterized in that the storage means of the frigories of the heat exchanger (2) comprise at least two phase change materials, said materials having two different liquefaction temperatures. 30 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le compresseur (C) est un compresseur à cylindrée variable.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the compressor (C) is a variable displacement compressor. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de chauffage (3) dudit flux d'air (F1, F'1, F"1), situés, dans le sens de circulation dudit flux d'air (F1, F'1, F"1), en aval de l'échangeur de chaleur (2) et/ou en aval de premier moyens de contournement (V1) aptes à détourner de l'échangeur de chaleur au moins une partie du flux d'air (F1, F'1, F"1).7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises means for heating (3) said air flow (F1, F'1, F "1), located in the direction of circulation of said air flow (F1, F'1, F "1), downstream of the heat exchanger (2) and / or downstream of first bypass means (V1) capable of diverting from the heat exchanger heat at least a portion of the air flow (F1, F'1, F "1). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un second moyen de contournement (V2) apte à détourner desdits moyens de chauffage (3) au moins une partie dudit flux d'air (F1, F'1, F"1).8. Device according to claim 7, characterized in that it comprises at least a second bypass means (V2) capable of diverting said heating means (3) at least a portion of said air flow (F1, F'1 , F "1). 9. Procédé de fonctionnement d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'arrêt et le démarrage du compresseur (C) sont fonction de l'état de stockage de frigories de l'échangeur de chaleur (2).159. Operating method of a device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the stopping and starting of the compressor (C) are a function of the cold storage state of the heat exchanger (2) .15