FR3033290A1 - AIR CONDITIONING CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un circuit de climatisation (1) dans lequel circule un fluide réfrigérant et comportant : - un compresseur principal (3), - un premier échangeur de chaleur (5) disposé en aval du compresseur principal (3), - un deuxième échangeur de chaleur (9) disposé en amont du compresseur principal (3), - un échangeur de chaleur interne (13) entre le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur (5) et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur (9), et - une turbine de détente (7) disposée en amont du deuxième échangeur de chaleur (9), ledit circuit de climatisation (1) comprenant en outre une branche de contournement (A) de l'échangeur de chaleur interne (13).The present invention relates to an air conditioning circuit (1) in which a refrigerant circulates and comprising: - a main compressor (3), - a first heat exchanger (5) disposed downstream of the main compressor (3), - a second heat exchanger (9) arranged upstream of the main compressor (3), - an internal heat exchanger (13) between the refrigerant at the outlet of the first heat exchanger (5) and the refrigerant at the outlet of the second heat exchanger (9), and - an expansion turbine (7) disposed upstream of the second heat exchanger (9), said air conditioning circuit (1) further comprising a bypass branch (A) of the internal heat exchanger ( 13).
Description
1 Circuit de climatisation de véhicule automobile La présente invention concerne le domaine des circuits de climatisation et plus particulièrement des circuits de climatisation de véhicule automobile.The present invention relates to the field of air conditioning circuits and more particularly to air conditioning circuits of a motor vehicle.
Dans un circuit classique de climatisation, comportant un compresseur principal, un premier échangeur de chaleur tel qu'un condenseur ou un refroidisseur de gaz et deuxième échangeur de chaleur tel qu'un évaporateur, lors de la détente du fluide réfrigérant, par exemple par un détendeur, une certaine quantité d'énergie est perdue. Il est ainsi connu de remplacer le détendeur par une turbine reliée à un compresseur additionnel connecté en série avec le compresseur principal. Cela permet de récupérer de l'énergie cinétique au niveau de la turbine et de l'utiliser pour comprimer le fluide réfrigérant au niveau du compresseur additionnel. On entend par connecté en série, à l'instar d'un branchement en série dans le domaine des branchements électriques, que la sortie de fluide réfrigérant du compresseur principal est connectée à l'entrée de fluide réfrigérant du compresseur additionnel lorsque celui-ci est placé en aval dudit compresseur principal ou que l'entrée de fluide réfrigérant du compresseur principal est connectée à la sortie de fluide réfrigérant du compresseur additionnel lorsque celui-ci est placé en amont dudit compresseur principal.In a conventional air conditioning circuit, comprising a main compressor, a first heat exchanger such as a condenser or a gas cooler and second heat exchanger such as an evaporator, during the expansion of the refrigerant, for example by a regulator, a certain amount of energy is lost. It is thus known to replace the expander with a turbine connected to an additional compressor connected in series with the main compressor. This makes it possible to recover kinetic energy at the turbine and to use it to compress the refrigerant fluid at the level of the additional compressor. Serial connected means, like a series connection in the field of electrical connections, that the refrigerant output of the main compressor is connected to the coolant inlet of the additional compressor when it is placed downstream of said main compressor or that the coolant inlet of the main compressor is connected to the coolant outlet of the additional compressor when it is placed upstream of said main compressor.
Cependant, pour ce genre d'architecture de circuit de climatisation comportant une turbine, l'ajout d'un échangeur de chaleur interne diminue le coefficient de performance du circuit de climatisation. Néanmoins, dans des conditions particulières extrêmes, notamment au ralenti à forte charge (par exemple à une température de l'ordre de 55 °C au niveau du condenseur avec une vitesse d'air le traversant de 1,5 m/s), le circuit de climatisation n'est pas capable d'atteindre une performance suffisante pour refroidir l'air au niveau de l'évaporateur sans la présence d'un échangeur de chaleur interne Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer une architecture de circuit de climatisation améliorée.However, for this type of air conditioning circuit architecture comprising a turbine, the addition of an internal heat exchanger decreases the coefficient of performance of the air conditioning circuit. However, under extreme particular conditions, especially at high load idling (for example at a temperature of about 55 ° C at the condenser with an air velocity passing through it of 1.5 m / s), the The air conditioning circuit is not capable of achieving sufficient performance to cool the air at the evaporator without the presence of an internal heat exchanger. One of the aims of the present invention is therefore to at least partially remedy the disadvantages of the prior art and to provide an improved air conditioning circuit architecture.
La présente invention concerne donc un circuit de climatisation dans lequel circule un fluide réfrigérant et comportant : 3033290 2 - un compresseur principal, - un premier échangeur de chaleur disposé en aval du compresseur principal, - un deuxième échangeur de chaleur disposé en amont du compresseur principal, - un échangeur de chaleur interne apte à permettre un échange de chaleur entre 5 le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur, ledit circuit de climatisation comprenant une branche de contournement de l'échangeur de chaleur interne. La branche de contournement permet aussi de rediriger le fluide réfrigérant afin qu'il 10 passe au sein de l'échangeur de chaleur interne ou alors qu'il contourne ce dernier et ainsi empêcher qu'il y ait échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur. L'échangeur de chaleur interne sera alors fonctionnel uniquement lorsque son action sera efficace, c'est-à-dire dans des conditions extrêmes, notamment au ralenti à forte charge (par 15 exemple à une température de l'ordre de 55 °C au niveau du premier échangeur de chaleur à une vitesse d'air le traversant de 1,5 m/s) où il permettra au système d'augmenter la puissance froide fournie au niveau du deuxième échangeur de chaleur. Selon un aspect de l'invention, le circuit de climatisation comporte une turbine de 20 détente disposée en amont du deuxième échangeur de chaleur, Selon un autre aspect de l'invention, la branche de contournement de l'échangeur de chaleur interne est réalisée entre un premier point de raccordement placé en amont dudit échangeur de chaleur interne et un second point de raccordement placé en aval dudit 25 échangeur de chaleur interne. Selon un autre aspect de l'invention, la branche de contournement de l'échangeur de chaleur interne est disposée sur le côté haute pression dudit circuit de climatisation.The present invention therefore relates to an air conditioning circuit in which circulates a refrigerant fluid and comprising: a main compressor, a first heat exchanger disposed downstream of the main compressor, a second heat exchanger disposed upstream of the main compressor. an internal heat exchanger able to allow a heat exchange between the refrigerant at the outlet of the first heat exchanger and the refrigerant at the outlet of the second heat exchanger, said air conditioning circuit comprising a bypass branch of the internal heat exchanger. The bypass branch also allows the refrigerant to be redirected so that it passes within the internal heat exchanger or when it bypasses the latter and thus prevents heat exchange between the cooling fluid in the heat exchanger. output of the first heat exchanger and the refrigerant at the outlet of the second heat exchanger. The internal heat exchanger will then be functional only when its action will be effective, that is to say under extreme conditions, especially at high load idling (for example at a temperature of about 55.degree. level of the first heat exchanger at a speed of air passing through it of 1.5 m / s) where it will allow the system to increase the cold power supplied at the second heat exchanger. According to one aspect of the invention, the air conditioning circuit comprises an expansion turbine arranged upstream of the second heat exchanger. According to another aspect of the invention, the bypass branch of the internal heat exchanger is made between a first connection point placed upstream of said internal heat exchanger and a second connection point downstream of said internal heat exchanger. According to another aspect of the invention, the bypass branch of the internal heat exchanger is disposed on the high pressure side of said air conditioning circuit.
30 Selon un autre aspect de l'invention, la branche de contournement de l'échangeur de chaleur interne est disposée sur le côté basse pression dudit circuit de climatisation.According to another aspect of the invention, the bypass branch of the internal heat exchanger is disposed on the low pressure side of said air conditioning circuit.
3033290 3 Par côté haute pression, on entend qu'il s'agit de la portion du circuit de climatisation située entre le compresseur principal et la turbine de détente où le fluide réfrigérant est à une pression haute.By high pressure side, it is meant that the portion of the air conditioning circuit between the main compressor and the expansion turbine where the refrigerant is at a high pressure.
5 Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de climatisation comporte un moyen de redirection du fluide réfrigérant vers l'échangeur de chaleur interne ou vers la branche de contournement. Selon un autre aspect de l'invention, le moyen de redirection du fluide réfrigérant est 10 une vanne trois-voies disposée en amont de l'échangeur de chaleur interne au niveau du premier point de raccordement. Selon un autre aspect de l'invention, le moyen de redirection du fluide réfrigérant comporte une première vanne d'arrêt disposée entre le premier point de raccordement et 15 l'échangeur de chaleur interne et une seconde vanne d'arrêt disposée sur la banche de contournement. Selon un autre aspect de l'invention, le moyen de redirection comporte des matériaux à mémoire de forme ou des bulbes de mesure de la température du fluide réfrigérant en sortie 20 du premier échangeur de chaleur. Selon un autre aspect de l'invention, l'échangeur de chaleur interne a une performance de transfert de chaleur comprise entre 20 et 40 %.According to another aspect of the invention, the air conditioning circuit comprises means for redirecting the refrigerant fluid to the internal heat exchanger or to the bypass branch. In another aspect of the invention, the coolant redirection means is a three-way valve disposed upstream of the internal heat exchanger at the first connection point. According to another aspect of the invention, the means for redirecting the refrigerant fluid comprises a first stop valve disposed between the first connection point and the internal heat exchanger and a second stop valve disposed on the circumvention. According to another aspect of the invention, the redirection means comprises shape memory materials or bulbs for measuring the temperature of the coolant at the outlet 20 of the first heat exchanger. According to another aspect of the invention, the internal heat exchanger has a heat transfer performance of between 20 and 40%.
25 Selon un autre aspect de l'invention, la turbine de détente est couplée à un compresseur additionnel disposé en amont du premier échangeur Le couplage entre la turbine de détente et le compresseur additionnel peut être de nature mécanique, par exemple au moyen d'un arbre de transmission ou encore il peut être d'une autre nature par exemple hydraulique ou magnétique.According to another aspect of the invention, the expansion turbine is coupled to an additional compressor arranged upstream of the first exchanger. The coupling between the expansion turbine and the additional compressor may be of a mechanical nature, for example by means of a transmission shaft or it may be of another nature for example hydraulic or magnetic.
30 Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de climatisation comporte en outre un accumulateur déshumidifiant placé en amont du compresseur principal et en aval du deuxième échangeur de chaleur.According to another aspect of the invention, the air conditioning circuit further comprises a dehumidifying accumulator placed upstream of the main compressor and downstream of the second heat exchanger.
3033290 4 Selon un autre aspect de l'invention, l'accumulateur déshumidifiant est intégré à l'échangeur de chaleur interne.According to another aspect of the invention, the dehumidifying accumulator is integrated with the internal heat exchanger.
5 Selon un autre aspect de l'invention, lorsque l'accumulateur déshumidifiant est intégré à l'échangeur de chaleur interne, la branche de contournement est disposée sur le côté haute pression dudit circuit de climatisation. Selon un autre aspect de l'invention, le fluide réfrigérant est du dioxyde de carbone.According to another aspect of the invention, when the dehumidifying accumulator is integrated with the internal heat exchanger, the bypass branch is disposed on the high pressure side of said air conditioning circuit. According to another aspect of the invention, the refrigerant fluid is carbon dioxide.
10 La présente invention concerne également un véhicule automobile comportant un circuit de climatisation tel que décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la 15 lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 montre une représentation schématique d'un circuit de climatisation selon un premier mode de réalisation, la figure 2 montre une représentation schématique d'un circuit de climatisation 20 selon un second mode de réalisation, la figure 3 montre une représentation schématique d'un circuit de climatisation selon un troisième mode de réalisation, Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.The present invention also relates to a motor vehicle having an air conditioning circuit as described above. Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings in which: FIG. 1 shows a schematic representation of a According to a first embodiment, FIG. 2 shows a schematic representation of an air conditioning circuit 20 according to a second embodiment, FIG. 3 shows a schematic representation of an air conditioning circuit according to a third embodiment. In the different figures, the identical elements bear the same reference numbers.
25 Dans la présente description, on entend par « placé en amont » qu'un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du fluide réfrigérant. A contrario, on entend par « placé en aval » qu'un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide réfrigérant.In the present description, the term "upstream" means that one element is placed before another relative to the direction of circulation of the cooling fluid. Conversely, "downstream" means that one element is placed after another relative to the direction of circulation of the refrigerant.
30 Comme cela est illustré aux figures 1 à 3, le circuit de climatisation 1, au sein duquel circule un fluide réfrigérant, comporte notamment : 3033290 5 un compresseur principal 3, un premier échangeur de chaleur 5 disposé en aval du compresseur principal 3, un deuxième échangeur de chaleur 9 disposé en amont du compresseur principal 3, 5 un échangeur de chaleur interne 13 apte à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 5 et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur 9. et une turbine de détente 7 disposée en amont du deuxième échangeur de chaleur 9.As illustrated in FIGS. 1 to 3, the air conditioning circuit 1, in which a cooling fluid circulates, comprises in particular: a main compressor 3, a first heat exchanger 5 disposed downstream of the main compressor 3, a second heat exchanger 9 arranged upstream of the main compressor 3, 5 an internal heat exchanger 13 adapted to allow a heat exchange between the refrigerant at the outlet of the first heat exchanger 5 and the refrigerant at the outlet of the second heat exchanger 9. and an expansion turbine 7 arranged upstream of the second heat exchanger 9.
10 Le premier échangeur de chaleur 5, par exemple un condenseur ou un refroidisseur de gaz, est destiné à refroidir le fluide réfrigérant après son passage dans le compresseur principal 3 notamment en dissipant l'énergie calorifique du fluide réfrigérant dans l'air extérieur. Le deuxième échangeur de chaleur 9, par exemple un évaporateur, est destiné à 15 chauffer le fluide réfrigérant notamment en prenant de l'énergie calorifique à un flux d'air. Ce flux d'air peut par exemple être un flux d'air destiné à venir au sein d'un habitacle d'un véhicule automobile. La turbine de détente 7 permet de récupérer de l'énergie mécanique lors de la détente du fluide réfrigérant et de la retransmettre à un autre organe, par exemple un alternateur pour 20 produire de l'électricité. Comme illustré sur la figure 3, la turbine de détente 7 peut être couplée à un compresseur additionnel 73 disposé en amont du premier échangeur de chaleur 5. Ce couplage peut notamment être mécanique et réalisé par un arbre de transmission 75 reliant la turbine de détente 7 et le compresseur additionnel 73. Il est toutefois également envisageable 25 d'avoir un couplage de nature différente entre la turbine de détente 7 et le compresseur additionnel 73, par exemple un couplage hydraulique ou magnétique. Le compresseur additionnel 73 est connecté en parallèle du compresseur principal 3 au sein dudit circuit de climatisation 1. Ledit compresseur additionnel 73 comprime alors le fluide réfrigérant en coopération 30 avec le compresseur principal 3. Du fait de la récupération de cette énergie au niveau de la turbine de détente 7, l'enthalpie du fluide réfrigérant à l'entrée du deuxième échangeur de 3033290 6 chaleur 9 est plus basse que dans une utilisation d'un détendeur classique et donc cela augmente l'efficacité de l'évaporateur à dimension équivalente. Le compresseur principal 3, le premier échangeur de chaleur 5, la turbine de détente 7, 5 ainsi que le deuxième échangeur de chaleur 9 sont connectés en série au sein du circuit de climatisation 1. Par « connecté en série », à l'instar de la terminologie dans le domaine électrique, on entend que ces éléments sont placés à la suite les uns des autres dans le circuit de climatisation 1. Le compresseur additionnel 73 est quant à lui connecté en parallèle du compresseur principal 3. Par « connecté en parallèle », à l'instar de la terminologie dans le 10 domaine électrique, on entend que les entrées de fluide réfrigérant du compresseur principal 3 et du compresseur additionnel 73 sont toutes deux connectées à la même arrivée de fluide réfrigérant, c'est-à-dire en provenance deuxième échangeur de chaleur 9. Les sorties de fluide réfrigérant du compresseur principal 3 et du compresseur additionnel 73 sont quant à elles toutes deux connectées à l'entrée de fluide réfrigérant du premier échangeur de chaleur 5.The first heat exchanger 5, for example a condenser or a gas cooler, is intended to cool the refrigerant after passing through the main compressor 3, in particular by dissipating the heat energy of the cooling fluid into the outside air. The second heat exchanger 9, for example an evaporator, is intended to heat the cooling fluid, in particular by taking heat energy from a flow of air. This air flow can for example be a flow of air intended to come within a passenger compartment of a motor vehicle. The expansion turbine 7 makes it possible to recover mechanical energy during the expansion of the refrigerant fluid and to retransmit it to another member, for example an alternator to produce electricity. As illustrated in FIG. 3, the expansion turbine 7 can be coupled to an additional compressor 73 arranged upstream of the first heat exchanger 5. This coupling can in particular be mechanical and carried out by a transmission shaft 75 connecting the expansion turbine 7 and the additional compressor 73. However, it is also conceivable to have a coupling of a different nature between the expansion turbine 7 and the additional compressor 73, for example a hydraulic or magnetic coupling. The additional compressor 73 is connected in parallel with the main compressor 3 in said air conditioning circuit 1. Said additional compressor 73 then compresses the refrigerant fluid in cooperation with the main compressor 3. Due to the recovery of this energy at the level of the expansion turbine 7, the enthalpy of the refrigerant at the inlet of the second heat exchanger 9 is lower than in a use of a conventional expansion valve and thus increases the efficiency of the evaporator equivalent size. The main compressor 3, the first heat exchanger 5, the expansion turbine 7, 5 as well as the second heat exchanger 9 are connected in series within the air conditioning circuit 1. By "connected in series", as in terminology in the electrical field, it is understood that these elements are placed one after the other in the air conditioning circuit 1. The additional compressor 73 is connected in parallel with the main compressor 3. By "connected in parallel As is the terminology in the electrical field, it is meant that the coolant inlets of the main compressor 3 and the additional compressor 73 are both connected to the same refrigerant supply, ie say the second heat exchanger 9. The coolant outputs of the main compressor 3 and the additional compressor 73 are both connected to the input refrigerant e of the first heat exchanger 5.
15 Comme le montre la figure 3, les sorties de fluides réfrigérants du compresseur principal 3 et du compresseur additionnel 73 peuvent être toutes deux connectées à un premier noeud de raccordement 101 situé en amont du premier échangeur de chaleur 5. Les entrées de fluides réfrigérants du compresseur principal 3 et du compresseur additionnel 73 quant à elles peuvent être toutes deux connectées à un deuxième noeud de raccordement 102 situé en aval 20 du deuxième échangeur de chaleur 9. Cette connexion du compresseur additionnel 73 en parallèle du compresseur principal 3 permet de limiter la cylindrée et la puissance d'un des compresseurs en comparaison à une connexion en série des deux compresseurs. En effet, pour une connexion en série des deux compresseurs, le compresseur en aval, généralement le compresseur 25 additionnel 73, se doit d'être de capacité suffisante pour amener le fluide réfrigérant jusqu'au débit nécessaire au bon fonctionnement du système formé par lesdits compresseurs 3 et 73, et la détente doit être ajustée par un contrôle de la vitesse ou par une détente complémentaire. La connexion en parallèle du compresseur additionnel 73 avec le compresseur principal 3 permet d'avoir des compresseurs de plus faible cylindrée pour atteindre le débit désiré, les débits en 30 sortie des deux compresseurs s'additionnant. Le circuit de climatisation 1 est particulièrement adapté au refroidissement d'air dans le domaine automobile au sein d'un véhicule automobile, mais il est toutefois possible 3033290 7 d'utiliser un circuit de climatisation 1 dans d'autres domaines que le domaine automobile, par exemple dans le domaine de la gestion thermique et du refroidissement de bâtiments, de chambres froides ou autre.As shown in FIG. 3, the coolant outputs of the main compressor 3 and the additional compressor 73 can both be connected to a first connection node 101 located upstream of the first heat exchanger 5. The refrigerant fluid inlets of the main compressor 3 and additional compressor 73 can both be connected to a second connection node 102 located downstream of the second heat exchanger 9. This connection of the additional compressor 73 in parallel with the main compressor 3 limits the displacement and the power of one of the compressors compared to a serial connection of the two compressors. Indeed, for a series connection of the two compressors, the compressor downstream, generally the additional compressor 73, must be of sufficient capacity to bring the refrigerant up to the flow required for the proper functioning of the system formed by said compressor. compressors 3 and 73, and the trigger must be adjusted by a speed control or by additional relaxation. The parallel connection of the additional compressor 73 with the main compressor 3 makes it possible to have compressors of smaller displacement to reach the desired flow rate, the flow rates at the output of the two compressors being added. The air conditioning circuit 1 is particularly suitable for air cooling in the automotive field within a motor vehicle, but it is however possible to use an air conditioning circuit 1 in other areas than the automotive field, for example in the field of thermal management and cooling of buildings, cold rooms or other.
5 Le circuit de climatisation 1 comprend en outre une branche de contournement A de l'échangeur de chaleur interne 13 entre un premier point de raccordement 103, placé en amont dudit échangeur de chaleur interne 13 et un second point de raccordement 104, placé en aval dudit échangeur de chaleur interne 13. La branche de contournement A permet ainsi de rediriger le fluide réfrigérant afin qu'il passe au sein de l'échangeur de chaleur interne 13 ou 10 alors qu'il contourne ce dernier et ainsi empêcher qu'un échange de chaleur se produise entre le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 5 et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur 9. L'échangeur de chaleur interne 13 sera alors fonctionnel uniquement lorsque son action sera efficace, c'est à dire dans des conditions extrêmes, notamment au ralenti à forte charge (par exemple à une température de l'ordre de 15 55 °C au niveau du premier échangeur de chaleur 5 à une vitesse d'air le traversant de 1,5 m/s), où son action permettra au système d'augmenter la puissance froide fournie au niveau du deuxième échangeur de chaleur. Le fluide réfrigérant est de préférence du dioxyde de carbone (CO2 ou encore R744), 20 en effet le contrôle de la pression en sortie de la turbine de détente 7 est limité et l'utilisation du R744 en tant que fluide réfrigérant permet de remédier à cet inconvénient. Comme illustré à la figure 1, la branche de contournement A de l'échangeur de chaleur interne est disposée sur le côté basse pression dudit circuit de climatisation 1. Par côté basse 25 pression, on entend qu'il s'agit de la portion du circuit de climatisation 1 située entre la turbine de détente 7 et le compresseur principal 3 où le fluide réfrigérant est à une pression basse. Plus particulièrement, la branche de contournement A permet de contourner l'échangeur de chaleur interne 13 entre un premier point de raccordement 103, placé entre le deuxième échangeur de chaleur 9 et ledit échangeur de chaleur interne 13, et un deuxième 30 point de raccordement 104, placé entre ledit échangeur de chaleur interne 13 et le compresseur principal 3.The air conditioning circuit 1 further comprises a bypass branch A of the internal heat exchanger 13 between a first connection point 103, upstream of said internal heat exchanger 13 and a second connection point 104, located downstream. of said internal heat exchanger 13. The bypass branch A and redirects the refrigerant fluid so that it passes within the internal heat exchanger 13 or 10 while it bypasses the latter and thus prevent an exchange heat occurs between the refrigerant at the outlet of the first heat exchanger 5 and the refrigerant at the outlet of the second heat exchanger 9. The internal heat exchanger 13 will then be functional only when its action will be effective, it is up to say in extreme conditions, especially at high load idling (for example at a temperature of about 55 ° C at the first heat exchanger 5 to a fast ss of air passing through it by 1.5 m / s), where its action will allow the system to increase the cold power supplied at the second heat exchanger. The cooling fluid is preferably carbon dioxide (CO2 or R744), in fact the control of the pressure at the outlet of the expansion turbine 7 is limited and the use of R744 as a cooling fluid makes it possible to remedy this disadvantage. As illustrated in FIG. 1, the bypass branch A of the internal heat exchanger is disposed on the low-pressure side of said air-conditioning circuit 1. By low pressure side, it is understood that this is the portion of the air conditioning circuit 1 located between the expansion turbine 7 and the main compressor 3 where the coolant is at a low pressure. More particularly, the bypass branch A makes it possible to bypass the internal heat exchanger 13 between a first connection point 103 placed between the second heat exchanger 9 and said internal heat exchanger 13, and a second connection point 104. placed between said internal heat exchanger 13 and the main compressor 3.
3033290 8 Comme illustré à la figure 2, la branche de contournement A de l'échangeur de chaleur interne est disposée sur le côté haute pression dudit circuit de climatisation 1. Par côté haute pression, on entend qu'il s'agit de la portion du circuit de climatisation 1 située entre le compresseur principal 3 et la turbine de détente 7 où le fluide réfrigérant est à une pression 5 haute (par exemple entre 120 et 130 bars pour du R744). Plus particulièrement, la branche de contournement A permet de contourner l'échangeur de chaleur interne 13 entre un premier point de raccordement 103, placé entre le premier échangeur de chaleur 5 et ledit échangeur de chaleur interne 13, et un deuxième point de raccordement 104, placé entre ledit échangeur de chaleur interne 13 et la turbine de détente 7.As illustrated in FIG. 2, the bypass branch A of the internal heat exchanger is disposed on the high pressure side of said air conditioning circuit 1. By high pressure side, it is understood that this is the portion of the air conditioning circuit 1 located between the main compressor 3 and the expansion turbine 7 where the refrigerant is at a high pressure (for example between 120 and 130 bar for R744). More particularly, the bypass branch A makes it possible to bypass the internal heat exchanger 13 between a first connection point 103 placed between the first heat exchanger 5 and the said internal heat exchanger 13, and a second connection point 104. placed between said internal heat exchanger 13 and the expansion turbine 7.
10 Afin de contrôler le parcourt du fluide réfrigérant, le circuit de climatisation 1 peut comporter un moyen de redirection 15 du fluide réfrigérant vers l'échangeur de chaleur interne 13 ou vers la branche de contournement A. Le moyen de redirection 15 du fluide réfrigérant peut être une vanne trois-voies 15 disposée en amont de l'échangeur de chaleur interne 13 au niveau du premier point de raccordement 103 comme cela est illustré par les figures 1 et 2. Comme le montre la figure 3, le moyen de redirection 15 du fluide réfrigérant comporte une première vanne d'arrêt disposée entre le premier point de raccordement 103 et l'échangeur de chaleur interne 13 et une seconde vanne d'arrêt disposée sur la banche de 20 contournement A. Le moyen de redirection 15 peut être commandé par exemple par une unité de contrôle (non représentée) qui détermine, en fonction de la mesure de différents paramètres comme les pressions du fluide réfrigérant, la température dudit fluide en sortie des différents échangeurs de chaleur, notamment en sortie du premier échangeur de chaleur 5, si l'utilisation de 25 l'échangeur de chaleur interne 13 est requise pour atteindre les consignes de l'utilisateur. Par exemple, dans les conditions extrêmes où une température du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 5 est mesurée à une valeur comprise entre 55 et 65 °C, l'utilisation de l'échangeur de chaleur interne 13, pour permettre un refroidissement d'air suffisant au niveau du deuxième échangeur de chaleur 9, sera requise. Le moyen de 30 redirection 15 redirigera le fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur interne 13. Pour des températures, en sortie du premier échangeur de chaleur, inférieures, l'utilisation de l'échangeur de chaleur interne 13 a un impact négatif sur le coefficient de performance du 3033290 9 circuit de climatisation 1 et donc le moyen de redirection 15 redirigera le fluide réfrigérant vers la branche de contournement. Dans de telles conditions, l'échangeur de chaleur interne peut avoir une performance de transfert de chaleur comprise entre 20 et 40 % afin qu'il soit efficace, ce qui permet de 5 réduire sa taille et ainsi de limiter son encombrement. Le moyen de redirection 15 peut également être « passif », c'est-à-dire qu'il mesure de lui même la température en sortie du premier échangeur de chaleur 5, par exemple au moyen de matériaux à mémoire de forme ou de bulbes qui, à des températures de fluide réfrigérant 10 comprises entre 55 et 65 °C, font que le moyen de redirection 15 redirige le fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur interne 13. Le circuit de climatisation 1 peut également comporter un accumulateur déshumidifiant 11 placé en amont de l'échangeur de chaleur interne 13 et en aval du 15 deuxième échangeur de chaleur 9. Comme illustré par la figure 3, l'accumulateur déshumidifiant 11 peut être intégré à l'échangeur de chaleur interne 13 ce qui permet de limiter l'encombrement de ces deux composants. Lorsque l'accumulateur déshumidifiant 11 est intégré à l'échangeur de chaleur 20 interne 13, la branche de contournement A est de préférence disposée sur le coté haute pression dudit circuit de climatisation 1. Ainsi, on voit bien que du fait de la présence de la branche de contournement A, il est dorénavant possible d'utiliser un échangeur de chaleur interne 13 dans certaines conditions, 25 notamment extrêmes, afin d'atteindre les consignes utilisateur et de contourner ledit échangeur de chaleur interne 13 en conditions dites normales pour éviter que ce dernier ne nuise au coefficient de performance du circuit de climatisation.In order to control the flow of the coolant, the air conditioning circuit 1 may comprise means for redirecting the refrigerant fluid to the internal heat exchanger 13 or to the bypass branch A. The means 15 for redirecting the refrigerant can be a three-way valve 15 disposed upstream of the internal heat exchanger 13 at the first connection point 103 as illustrated by Figures 1 and 2. As shown in Figure 3, the redirection means 15 of the The refrigerant fluid has a first stop valve disposed between the first connection point 103 and the internal heat exchanger 13 and a second stop valve disposed on the bypass bushing A. The redirection means 15 may be controlled by example by a control unit (not shown) which determines, depending on the measurement of different parameters such as the pressures of the refrigerant, the temperature dud it fluid at the outlet of the various heat exchangers, especially at the outlet of the first heat exchanger 5, if the use of the internal heat exchanger 13 is required to reach the instructions of the user. For example, under extreme conditions where a temperature of the refrigerant at the outlet of the first heat exchanger 5 is measured at a value between 55 and 65 ° C., the use of the internal heat exchanger 13 to allow cooling sufficient air at the second heat exchanger 9 will be required. The redirecting means 15 will redirect the coolant into the internal heat exchanger 13. For lower temperatures at the outlet of the first heat exchanger, the use of the internal heat exchanger 13 has a negative impact on the heat exchanger. coefficient of performance of the 3033290 9 air conditioning circuit 1 and therefore the redirecting means 15 will redirect the refrigerant to the branch bypass. Under such conditions, the internal heat exchanger can have a heat transfer performance of between 20 and 40% in order to be effective, thereby reducing its size and thus limiting its bulk. The redirection means 15 can also be "passive", that is to say it measures itself the temperature at the outlet of the first heat exchanger 5, for example by means of shape memory materials or bulbs which, at coolant temperatures between 55 and 65 ° C, cause the redirecting means 15 to redirect the coolant into the internal heat exchanger 13. The air conditioning circuit 1 may also include a dehumidifying accumulator 11 placed upstream of the internal heat exchanger 13 and downstream of the second heat exchanger 9. As illustrated in FIG. 3, the dehumidifying accumulator 11 can be integrated with the internal heat exchanger 13, which limits the congestion of these two components. When the dehumidifying accumulator 11 is integrated in the internal heat exchanger 13, the bypass branch A is preferably disposed on the high pressure side of said air conditioning circuit 1. Thus, it can clearly be seen that because of the presence of the bypass branch A, it is now possible to use an internal heat exchanger 13 under certain conditions, in particular extreme conditions, in order to reach the user instructions and to bypass said internal heat exchanger 13 in so-called normal conditions to avoid that the latter does not affect the coefficient of performance of the air conditioning system.
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