FR3129325A1 - Method for controlling the temperature of an air flow sent into a passenger compartment of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Procédé de contrôle de la température d’un flux d’air envoyé dans un habitacle d’un véhicule Procédé de contrôle de la température d’un flux d’air (28) dans lequel un volet (304) autorise une entrée au moins partielle du flux d’air recirculé (302) dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation quand au moins les conditions suivantes sont réunies : i) la température du flux d’air neuf (301) est inférieure à une température seuil, ii) la température du flux d’air recirculé (302) est supérieure à la température du flux d’air neuf (301) additionnée d’une valeur seuil positive et non nulle et iii) le taux d’humidité du flux d’air recirculé (302) est inférieur à un taux d’humidité seuil. (Figure 6)Method for controlling the temperature of an air flow sent into a passenger compartment of a vehicle Method for controlling the temperature of an air flow (28) in which a flap (304) allows at least partial entry of the recirculated air flow (302) in a ventilation, heating and/or air conditioning installation when at least the following conditions are met: i) the temperature of the fresh air flow (301) is below a threshold temperature, ii ) the temperature of the recirculated air flow (302) is higher than the temperature of the new air flow (301) plus a positive and non-zero threshold value and iii) the humidity level of the recirculated air flow (302) is below a threshold humidity level. (Figure 6)
Description
Le domaine de la présente invention est celui des flux d’air parcourant un véhicule, notamment de véhicule automobile hybride ou électrique. La présente invention traite particulièrement des procédés de contrôle de la température de tels flux d’air intervenant dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation.The field of the present invention is that of airflows traversing a vehicle, in particular a hybrid or electric motor vehicle. The present invention particularly deals with methods for controlling the temperature of such air flows occurring in a ventilation, heating and/or air conditioning installation.
Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un circuit de fluide réfrigérant utilisé pour chauffer ou refroidir différentes zones ou différents composants du véhicule. Il est notamment connu d’utiliser ces circuits de fluide réfrigérant pour refroidir un dispositif de stockage électrique telle qu’une batterie d’un véhicule équipé de ce circuit.Motor vehicles are commonly equipped with a refrigerant circuit used to heat or cool different areas or different components of the vehicle. It is in particular known to use these refrigerant circuits to cool an electrical storage device such as a battery of a vehicle equipped with this circuit.
Il est également connu d’utiliser ce circuit de fluide réfrigérant pour traiter thermiquement un flux d’air envoyé vers l’habitacle du véhicule. Un tel traitement thermique permet d’envoyer un air chaud ou un air froid, selon le souhait de l’utilisateur, pour respectivement augmenter ou diminuer la température de l’habitacle du véhicule.It is also known to use this refrigerant circuit to thermally treat a flow of air sent to the passenger compartment of the vehicle. Such a heat treatment makes it possible to send hot air or cold air, according to the user's wishes, to respectively increase or decrease the temperature of the passenger compartment of the vehicle.
Dans une autre utilisation du circuit de fluide réfrigérant, le flux d’air est destiné à déshumidifier l’habitacle du véhicule. On entend par « déshumidifier » la capacité du circuit de fluide réfrigérant de limiter la présence d’eau dans l’air de l’habitacle du véhicule. En effet, lorsque de l’air humide de l’habitacle entre en contact avec une surface froide, l’eau contenue dans l’air se condense et une pellicule de gouttelettes d’eau se dépose sur les surfaces froides de l’habitacle du véhicule, et notamment sur les vitres. Cette pellicule d’eau forme de la buée, notamment sur les faces intérieures du pare-brise et des vitres latérales du véhicule, obstruant la visibilité qu’a le conducteur de la route ou de ses rétroviseurs. Cette perte de visibilité représente un risque important pour la sécurité des occupants du véhicule et notamment de collision avec un autre véhicule.In another use of the refrigerant circuit, the air flow is intended to dehumidify the passenger compartment of the vehicle. “Dehumidifying” means the ability of the refrigerant circuit to limit the presence of water in the air in the vehicle passenger compartment. In fact, when humid air in the passenger compartment comes into contact with a cold surface, the water contained in the air condenses and a film of water droplets is deposited on the cold surfaces of the passenger compartment of the vehicle, especially on the windows. This film of water forms mist, in particular on the inside of the windscreen and the side windows of the vehicle, obstructing the driver's visibility of the road or his mirrors. This loss of visibility represents a significant risk for the safety of the occupants of the vehicle and in particular of collision with another vehicle.
Il est connu d’utiliser le circuit de fluide réfrigérant pour assécher le flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule. Ainsi, classiquement, une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation, qui sera désigné dans la suite de la présente description par la désignation « installation », comprend un radiateur et un évaporateur qui participent au traitement thermique de ce flux d’air. La source chaude du radiateur est dans le cas d’espèce un condenseur constitutif du circuit de fluide réfrigérant. Le condenseur en combinaison avec le radiateur forment alors un point chaud du circuit de fluide réfrigérant qui participe à augmenter la température du flux d’air destiné à être envoyé vers l’habitacle du véhicule. L’évaporateur est un point froid du circuit de fluide réfrigérant, cet évaporateur participant à refroidir le flux d’air, et par conséquent à condenser l’humidité présente dans ce flux d’air. C’est ainsi qu’on évite le risque de buée tout en apportant le confort thermique demandé par les occupants du véhicule.It is known to use the refrigerant circuit to dry the flow of air sent into the passenger compartment of the vehicle. Thus, conventionally, a ventilation, heating and/or air conditioning installation, which will be designated in the rest of this description by the designation "installation", comprises a radiator and an evaporator which participate in the heat treatment of this air flow. The heat source of the radiator is in this case a constituent condenser of the refrigerant circuit. The condenser in combination with the radiator then form a hot spot in the refrigerant circuit which helps to increase the temperature of the air flow intended to be sent to the passenger compartment of the vehicle. The evaporator is a cold point in the refrigerant circuit, this evaporator helping to cool the air flow, and therefore to condense the humidity present in this air flow. This is how the risk of fogging is avoided while providing the thermal comfort required by the occupants of the vehicle.
Il est également connu qu’à des températures extérieures à l’habitacle du véhicule faibles, l’efficacité du fonctionnement de l’évaporateur est impactée. Par exemple, à des températures extérieures proche de 5°C, l’évaporateur présente un risque d’obstruction qui résulte du fait que l’eau contenue dans l’air gel au contact de l’évaporateur, ce dernier présentant une température de surface proche de 0°C. Ce risque d’obstruction de l’évaporateur limite l’utilisation de ce dernier et par conséquent l’efficacité thermodynamique du circuit de fluide réfrigérant.It is also known that at low temperatures outside the vehicle cabin, the efficiency of the operation of the evaporator is impacted. For example, at outside temperatures close to 5°C, the evaporator presents a risk of obstruction which results from the fact that the water contained in the air freezes on contact with the evaporator, the latter having a surface temperature close to 0°C. This risk of obstruction of the evaporator limits the use of the latter and consequently the thermodynamic efficiency of the refrigerant circuit.
En effet, lorsque la température du flux d’air en entrée de l’évaporateur est faible, l’évaporateur abaisse la pression au sein d’une partie basse pression du circuit de fluide réfrigérant. Cette basse pression est un facteur limitant du cycle thermodynamique qui empêche de produire suffisamment de calories côté condenseur, nécessitant ainsi l’emploi d’une source de chaleur supplémentaire pour atteindre la température souhaitée par les occupants de l’habitacle.Indeed, when the temperature of the air flow entering the evaporator is low, the evaporator lowers the pressure within a low pressure part of the refrigerant circuit. This low pressure is a limiting factor in the thermodynamic cycle which prevents the production of sufficient calories on the condenser side, thus requiring the use of an additional heat source to reach the temperature desired by the occupants of the passenger compartment.
La présente invention propose de résoudre ces diverses contraintes en proposant un procédé de contrôle de la température d’un flux d’air envoyé dans un habitacle d’un véhicule par une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation qui équipe le véhicule lors de la mise en œuvre d’un mode de déshumidification du flux d’air, l’installation comprenant un boîtier à l’intérieur duquel sont installés un premier échangeur de chaleur configuré pour chauffer le flux d’air et un deuxième échangeur de chaleur configuré pour refroidir le flux d’air, le boîtier comprenant au moins une entrée d’air neuf à l’habitacle, une entrée d’air recirculé et au moins un volet contrôlant un flux d’air neuf entrant dans le boîtier par l’entrée d’air neuf et un flux d’air recirculé entrant dans le boîtier par l’entrée d’air recirculé, l’installation comprenant un premier capteur déterminant la température du flux d’air neuf, un moyen de détermination d’une température du flux d’air recirculé et un moyen de détermination d’une humidité du flux d’air recirculé, procédé où le volet autorise une entrée au moins partielle du flux d’air recirculé dans le boîtier quand les conditions suivantes sont réunies : i) la température du flux d’air neuf est inférieure à une température seuil, ii) la température du flux d’air recirculé est supérieure à la température du flux d’air neuf additionnée d’une valeur seuil positive et non nulle et iii) le taux d’humidité du flux d’air recirculé est inférieur à un taux d’humidité seuil.The present invention proposes to solve these various constraints by proposing a method for controlling the temperature of an air flow sent into a passenger compartment of a vehicle by a ventilation, heating and/or air conditioning installation which equips the vehicle during the implementation of a dehumidification mode of the air flow, the installation comprising a box inside which are installed a first heat exchanger configured to heat the air flow and a second heat exchanger configured to to cool the flow of air, the housing comprising at least one fresh air inlet to the passenger compartment, a recirculated air inlet and at least one shutter controlling a flow of fresh air entering the housing through the inlet of fresh air and a flow of recirculated air entering the housing via the recirculated air inlet, the installation comprising a first sensor determining the temperature of the flow of fresh air, means for determining a temperature of the flow of recirculated air and a means for determining a humidity of the recirculated air flow, method in which the flap allows at least partial entry of the recirculated air flow into the housing when the following conditions are met: i) the temperature of the fresh air flow is lower than a threshold temperature, ii) the temperature of the recirculated air flow is higher than the temperature of the fresh air flow plus a positive and non-zero threshold value and iii) the rate of humidity of the recirculated air flow is lower than a threshold humidity level.
Le flux d’air envoyé vers l’habitacle d’un véhicule peut répondre à plusieurs besoins, l’un d’entre eux étant celui de déshumidifier l’air intérieur de l’habitacle du véhicule. Le flux d’air sortant du boîtier est issu d’un flux d’air neuf, provenant de l’extérieur du véhicule, et/ou d’un flux d’air recirculé, provenant de l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Ainsi, le flux d’air sortant du boîtier est formé par le flux d’air neuf et/ou le flux d’air recirculé entrant dans le boîtier. La déshumidification de l’air intérieur de l’habitacle du véhicule est réalisée au moyen d’une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation comprenant au moins deux échangeurs de chaleur opérant un échange thermique avec le flux d’air. Selon la configuration de l’installation, le premier échangeur de chaleur, configuré pour chauffer le flux d’air, présent dans l’installation, peut être un échangeur thermique, assurant la fonction de condenseur, placé dans le boîtier et agissant directement sur la température du flux d’air. Cet échangeur thermique sera également désigné dans la description qui suit par le terme « condenseur » Le premier échangeur de chaleur peut également être un équipement auxiliaire, tel qu’un radiateur, opérant un échange thermique d’une part avec le condenseur, au moyen d’un fluide parcourant le radiateur et le condenseur, et d’autre part, avec le flux d’air.The flow of air sent to the passenger compartment of a vehicle can meet several needs, one of them being that of dehumidifying the air inside the vehicle passenger compartment. The flow of air leaving the housing comes from a flow of new air, coming from outside the vehicle, and/or a flow of recirculated air, coming from inside the passenger compartment of the vehicle . Thus, the air flow leaving the housing is formed by the fresh air flow and/or the recirculated air flow entering the housing. The dehumidification of the air inside the passenger compartment of the vehicle is carried out by means of a ventilation, heating and/or air conditioning installation comprising at least two heat exchangers operating a heat exchange with the air flow. Depending on the configuration of the installation, the first heat exchanger, configured to heat the air flow, present in the installation, can be a heat exchanger, performing the function of condenser, placed in the casing and acting directly on the airflow temperature. This heat exchanger will also be designated in the following description by the term "condenser". The first heat exchanger can also be auxiliary equipment, such as a radiator, operating a heat exchange on the one hand with the condenser, by means of 'a fluid traversing the radiator and the condenser, and on the other hand, with the flow of air.
Selon une caractéristique de l’invention, le volet interdit l’entrée du flux d’air recirculé dans le boîtier lorsqu’au moins une des conditions n’est pas remplie. Le procédé agit sur la position de ce volet pour moduler la provenance du flux d’air. Ainsi, le volet peut se trouver dans une pluralité de positions. Lorsque l’ensemble des conditions sont réunies, le volet se trouve dans une position autorisant, au moins partiellement ou totalement, l’entrée du flux d’air recirculé dans le boîtier. Lorsque ces conditions ne sont pas réunies, le volet se trouve dans une position interdisant l’entrée du flux d’air recirculé dans le boîtier.According to a characteristic of the invention, the flap prevents the entry of the recirculated air flow into the housing when at least one of the conditions is not fulfilled. The process acts on the position of this flap to modulate the source of the air flow. Thus, the shutter can be in a plurality of positions. When all the conditions are met, the flap is in a position allowing, at least partially or totally, the entry of the flow of recirculated air into the housing. When these conditions are not met, the flap is in a position preventing the recirculated air flow from entering the housing.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation comprend un circuit de fluide réfrigérant équipant le véhicule qui est parcouru par au moins un fluide réfrigérant et qui comprend au moins un circuit primaire et un circuit secondaire, ce circuit primaire comprenant au moins un dispositif de compression du fluide réfrigérant, un échangeur thermique configuré pour opérer un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un fluide, agissant sur la température du flux d’air et un troisième échangeur de chaleur configuré pour opérer un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d’air extérieur, le circuit secondaire comprenant le deuxième échangeur de chaleur, le circuit de fluide réfrigérant comprenant également un organe de détente en amont du deuxième échangeur de chaleur et un élément de détente en amont du troisième échangeur de chaleur, le circuit secondaire étant connecté au circuit primaire en parallèle du troisième échangeur de chaleur et de l’élément de détente, procédé où le volet autorise une entrée au moins partielle du flux d’air recirculé dans le boîtier quand le deuxième échangeur de chaleur et le troisième échangeur de chaleur sont utilisés comme évaporateurs, tandis que le premier échangeur de chaleur chauffe le flux d’air.According to another characteristic of the invention, the ventilation, heating and/or air conditioning installation comprises a refrigerant fluid circuit equipping the vehicle which is traversed by at least one refrigerant fluid and which comprises at least one primary circuit and one secondary circuit , this primary circuit comprising at least one device for compressing the refrigerant fluid, a heat exchanger configured to operate a heat exchange between the refrigerant fluid and a fluid, acting on the temperature of the air flow and a third heat exchanger configured to operate a heat exchange between the refrigerant fluid and an external air flow, the secondary circuit comprising the second heat exchanger, the refrigerant circuit also comprising an expansion device upstream of the second heat exchanger and an expansion device upstream of the third heat exchanger, the secondary circuit being connected to the primary circuit in parallel with the third heat exchanger and the expansion element, a process in which the shutter allows at least partial entry of the recirculated air flow into the housing when the second heat exchanger and third heat exchanger are used as evaporators, while the first heat exchanger heats the airflow.
Ces échangeurs de chaleur sont intégrés à un circuit de fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant comporte deux portions de circuits appelées circuit primaire et circuit secondaire. Le circuit primaire comporte un dispositif de compression, un échangeur thermique, un troisième échangeur de chaleur, un élément de détente et un dispositif d’accumulation du fluide réfrigérant. Le circuit secondaire comporte un organe de détente, un moyen d’obturation et un deuxième échangeur de chaleur. Le boîtier de l’installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation comprend deux échangeurs de chaleur, le premier échangeur de chaleur configuré pour chauffer le flux d’air et le deuxième échangeur de chaleur assurant la fonction d’évaporateur. La température du flux d’air entrant dans le deuxième échangeur de chaleur module l’efficacité du cycle thermodynamique mis en œuvre dans le circuit de fluide réfrigérant. Le procédé de contrôle permet d’améliorer l’efficacité de ce cycle thermodynamique en adaptant la provenance du flux d’air opérant un échange thermique au sein du boîtier. Lorsque les différentes conditions sont réunies, le flux d’air entrant dans le deuxième échangeur de chaleur provient au moins en partie du flux d’air recirculé. Ce flux d’air recirculé est alors plus chaud que le flux d’air neuf provenant de l’extérieur de l’habitacle. L’échange de calories s’opérant entre le deuxième échangeur de chaleur et le flux d’air est plus important. Il en résulte que la pression du fluide réfrigérant dans une partie basse pression du circuit de fluide réfrigérant est plus importante que lorsque ce flux d’air provient du flux d’air neuf.These heat exchangers are integrated into a refrigerant circuit. The refrigerant circuit comprises two circuit portions called the primary circuit and the secondary circuit. The primary circuit comprises a compression device, a heat exchanger, a third heat exchanger, an expansion element and a refrigerant fluid accumulation device. The secondary circuit comprises an expansion device, a closure means and a second heat exchanger. The housing of the ventilation, heating and/or air conditioning system comprises two heat exchangers, the first heat exchanger configured to heat the air flow and the second heat exchanger performing the function of evaporator. The temperature of the air flow entering the second heat exchanger modulates the efficiency of the thermodynamic cycle implemented in the refrigerant circuit. The control process makes it possible to improve the efficiency of this thermodynamic cycle by adapting the source of the air flow operating a heat exchange within the case. When the various conditions are met, the air flow entering the second heat exchanger comes at least in part from the recirculated air flow. This recirculated air flow is then warmer than the fresh air flow coming from outside the passenger compartment. The exchange of calories taking place between the second heat exchanger and the air flow is greater. As a result, the pressure of the refrigerant fluid in a low-pressure part of the refrigerant fluid circuit is higher than when this air flow comes from the fresh air flow.
Selon une caractéristique de l’invention, l’installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation comprend un circuit de fluide réfrigérant équipant le véhicule qui est parcouru par au moins un fluide réfrigérant et qui comprend au moins un circuit primaire et un circuit secondaire, ce circuit primaire comprenant au moins un dispositif de compression du fluide réfrigérant, un échangeur thermique configuré pour opérer un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un fluide, agissant sur la température du flux d’air et un troisième échangeur de chaleur configuré pour opérer un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d’air extérieur à l’habitacle, le circuit secondaire comprenant un moyen d’obturation, le deuxième échangeur de chaleur, le circuit de fluide réfrigérant comprenant également un organe de détente en amont du deuxième échangeur de chaleur et un élément de détente en amont du troisième échangeur de chaleur, le circuit secondaire étant connecté au circuit primaire en parallèle du troisième échangeur de chaleur et de l’élément de détente, procédé où le volet autorise une entrée au moins partielle du flux d’air recirculé dans l’installation quand la température du flux d’air neuf est inférieure à 15°C +/- 2°C et quand l’élément de détente est dans une position fermée interdisant le passage du fluide réfrigérant jusqu’au troisième échangeur de chaleur, le deuxième échangeur de chaleur étant utilisé comme évaporateur, tandis que le premier échangeur de chaleur chauffe le flux d’air.According to one characteristic of the invention, the ventilation, heating and/or air conditioning installation comprises a refrigerant fluid circuit equipping the vehicle which is traversed by at least one refrigerant fluid and which comprises at least one primary circuit and one secondary circuit, this primary circuit comprising at least one device for compressing the refrigerant fluid, a heat exchanger configured to operate a heat exchange between the refrigerant fluid and a fluid, acting on the temperature of the air flow and a third heat exchanger configured to operate a heat exchange between the refrigerant fluid and the air flow outside the passenger compartment, the secondary circuit comprising a closure means, the second heat exchanger, the refrigerant fluid circuit also comprising an expansion device upstream of the second exchanger heat exchanger and an expansion element upstream of the third heat exchanger, the secondary circuit being connected to the primary circuit in parallel with the third heat exchanger and the expansion element, a process in which the shutter allows at least partial entry of the flow of air recirculated in the installation when the temperature of the fresh air flow is lower than 15°C +/- 2°C and when the expansion element is in a closed position preventing the passage of refrigerant fluid up to the third heat exchanger, the second heat exchanger being used as an evaporator, while the first heat exchanger heats the air flow.
Selon une caractéristique avantageuse, l’installation comprend une boucle de liquide caloporteur comprenant au moins une pompe et parcourant un radiateur placé dans le boîtier et configuré pour opérer un échange de chaleur entre le flux d’air et le liquide caloporteur, l’échangeur thermique étant traversé par le liquide caloporteur de sorte à élever la température de ce dernier, le radiateur étant traversé par le liquide caloporteur de sorte à chauffer le flux d’air. Cette boucle de liquide caloporteur permet à l’échangeur thermique d’opérer indirectement un échange thermique avec le flux d’air.According to an advantageous characteristic, the installation comprises a heat transfer liquid loop comprising at least one pump and traversing a radiator placed in the casing and configured to effect a heat exchange between the air flow and the heat transfer liquid, the heat exchanger being crossed by the heat transfer liquid so as to raise the temperature of the latter, the radiator being crossed by the heat transfer liquid so as to heat the air flow. This heat transfer liquid loop allows the heat exchanger to indirectly perform a heat exchange with the air flow.
Selon une autre caractéristique avantageuse, l’installation comprend l’échangeur thermique installé dans le boîtier, l’échangeur thermique opérant un échange de chaleur avec le flux d’air traversant le boîtier. Dans cette configuration de l’installation dans laquelle le premier échangeur de chaleur est l’échangeur thermique installé dans le boîtier, l’échangeur thermique opère directement un échange de chaleur avec le flux d’air. Ainsi, cette configuration de l’installation permet de s’affranchir de l’utilisation d’une boucle de liquide caloporteur et d’un radiateur.According to another advantageous characteristic, the installation comprises the heat exchanger installed in the casing, the heat exchanger carrying out a heat exchange with the flow of air passing through the casing. In this configuration of the installation in which the first heat exchanger is the heat exchanger installed in the housing, the heat exchanger performs a direct heat exchange with the air flow. Thus, this configuration of the installation makes it possible to dispense with the use of a heat transfer liquid loop and a radiator.
Selon une caractéristique de l’invention, la température seuil est égale à 15°C +/- 2°C.According to one characteristic of the invention, the threshold temperature is equal to 15°C +/- 2°C.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la température seuil est égale à 10°C +/- 2°C.According to another characteristic of the invention, the threshold temperature is equal to 10°C +/- 2°C.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la valeur seuil positive et non-nulle est égale à 10°C.According to another characteristic of the invention, the positive and non-zero threshold value is equal to 10°C.
Selon une caractéristique de l’invention, le moyen de détermination de la température du flux d’air recirculé est un capteur de température.According to one characteristic of the invention, the means for determining the temperature of the recirculated air flow is a temperature sensor.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le moyen de détermination de l’humidité du flux d’air recirculé est un capteur d’humidité.According to another characteristic of the invention, the means for determining the humidity of the recirculated air flow is a humidity sensor.
Selon une caractéristique de l’invention, le volet autorise une entrée au moins partielle du flux d’air recirculé dans le boîtier tant que la température du flux d’air recirculé est inférieure à une température cible, le volet interdisant l’entrée du flux d’air recirculé dans le boîtier lorsque la température du flux d’air recirculé est supérieure à la température cible. Le volet est dans sa position autorisant le flux d’air recirculé à atteindre le boîtier lorsqu’une condition supplémentaire est vérifiée. Dans cette condition supplémentaire, le volet se trouve dans sa position autorisant le flux d’air recirculé à atteindre le boîtier lorsque la température du flux d’air recirculé est inférieure à une température cible. Cette température cible est définie par le ou les utilisateurs du véhicule.According to one characteristic of the invention, the flap allows at least partial entry of the recirculated air flow into the housing as long as the temperature of the recirculated air flow is below a target temperature, the flap preventing the flow from entering of air recirculated into the enclosure when the temperature of the recirculated air stream is above the target temperature. The flap is in its position allowing the recirculated air flow to reach the housing when an additional condition is verified. In this additional condition, the flap is in its position allowing the recirculated air flow to reach the housing when the temperature of the recirculated air flow is below a target temperature. This target temperature is defined by the user(s) of the vehicle.
L’invention porte également sur un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un circuit primaire et au moins un circuit secondaire, le circuit primaire comprenant au moins un dispositif de compression du fluide réfrigérant, un échangeur thermique configuré pour opérer un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un fluide, agissant sur la température d’un flux d’air et un troisième échangeur de chaleur configuré pour opérer un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d’air extérieur, le circuit secondaire comprenant un deuxième échangeur de chaleur, le circuit de fluide réfrigérant comprenant également un organe de détente en amont du deuxième échangeur de chaleur et un élément de détente en amont du troisième échangeur de chaleur, le circuit secondaire étant connecté au circuit primaire en parallèle du troisième échangeur de chaleur et de l’élément de détente, caractérisé en ce que le circuit de fluide réfrigérant met en œuvre le procédé de contrôle de la température d’un flux d’air.The invention also relates to a refrigerant circuit comprising at least one primary circuit and at least one secondary circuit, the primary circuit comprising at least one device for compressing the refrigerant fluid, a heat exchanger configured to effect a heat exchange between the refrigerant and a fluid, acting on the temperature of an air flow and a third heat exchanger configured to effect a heat exchange between the refrigerant fluid and an external air flow, the secondary circuit comprising a second heat exchanger, the refrigerant circuit also comprising an expansion member upstream of the second heat exchanger and an expansion member upstream of the third heat exchanger, the secondary circuit being connected to the primary circuit in parallel with the third heat exchanger and the expansion element, characterized in that the refrigerant circuit implements the method of controlling the temperature of an air flow.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will become apparent through the description which follows on the one hand, and several embodiments given by way of indication and not limiting with reference to the appended diagrammatic drawings on the other hand, on which :
Les termes amont et aval employés dans la description qui suit se réfèrent au sens de circulation du fluide considéré, c’est-à-dire le fluide réfrigérant ou le flux d’air recirculé ou neuf ou extérieur. Le fluide réfrigérant est symbolisé par une flèche qui illustre le sens de circulation de ce dernier dans la canalisation considérée. Sur les figures 3 à 5, les traits pleins illustrent une portion de circuit où le fluide réfrigérant circule, les traits interrompus illustrant une portion du circuit de fluide réfrigérant où le fluide réfrigérant ne circule pas. Sur ces figures, la position ouverte des vannes est illustrée par un remplissage uni blanc et la position fermée de ces vannes par un remplissage uni noir.The terms upstream and downstream used in the following description refer to the direction of circulation of the fluid considered, i.e. the refrigerant fluid or the flow of recirculated or new or external air. The refrigerant fluid is symbolized by an arrow which illustrates the direction of circulation of the latter in the pipe considered. In FIGS. 3 to 5, the solid lines illustrate a circuit portion where the refrigerant fluid circulates, the broken lines illustrating a portion of the refrigerant fluid circuit where the refrigerant fluid does not circulate. In these figures, the open position of the valves is illustrated by a solid white filling and the closed position of these valves by a solid black filling.
La
Le circuit primaire 25 et le circuit secondaire 24 se séparent au niveau d’un point de divergence 14 et se rejoignent au niveau d’un point de convergence 15 de telle sorte qu’entre le point de divergence 14 et le point de convergence 15, le circuit secondaire 24 et le circuit primaire 25 sont montés en parallèle l’un par rapport à l’autre.The primary circuit 25 and the secondary circuit 24 separate at a point of divergence 14 and meet at a point of convergence 15 so that between the point of divergence 14 and the point of convergence 15, the secondary circuit 24 and the primary circuit 25 are mounted in parallel with respect to each other.
Le circuit primaire 25 sera décrit selon un sens de circulation du fluide réfrigérant dans ce circuit primaire 25 à partir d’un orifice de sortie 92 d’un dispositif de compression 9 à un orifice d’entrée 91 du dispositif de compression 9. Le dispositif de compression 9 est, dans le mode de réalisation représenté, un compresseur électrique à cylindrée fixe et à vitesse variable. Ce dispositif de compression 9 est destiné à comprimer le fluide réfrigérant à basse pression entrant par l’orifice d’entrée 91. Cette compression du fluide réfrigérant libère par l’orifice de sortie 92 du dispositif de compression un fluide réfrigérant à haute pression. En raison des principes de la thermodynamique mis en œuvre dans le circuit de fluide réfrigérant 1, le passage du fluide réfrigérant de l’état gazeux, en sortie du dispositif de compression 9, à l’état liquide en sortie d’un échangeur thermique 2 génère de la chaleur. Le volume de fluide réfrigérant à haute pression en sortie du dispositif de compression 9 dépend de la vitesse de compression de ce dispositif de compression 9. Plus le dispositif de compression 9 a une vitesse de rotation élevé et plus le circuit de fluide réfrigérant 1 produira de calories. Ainsi, il est possible de contrôler la puissance thermique du circuit de fluide réfrigérant 1 en adaptant la vitesse de rotation de ce dispositif de compression 9.The primary circuit 25 will be described according to a direction of circulation of the refrigerant fluid in this primary circuit 25 from an outlet orifice 92 of a compression device 9 to an inlet orifice 91 of the compression device 9. The device compression 9 is, in the embodiment shown, an electric compressor with fixed displacement and variable speed. This compression device 9 is intended to compress the low-pressure refrigerant fluid entering through the inlet 91. This compression of the refrigerant fluid releases a high-pressure refrigerant fluid through the outlet orifice 92 of the compression device. Due to the principles of thermodynamics implemented in the refrigerant circuit 1, the passage of the refrigerant from the gaseous state, at the outlet of the compression device 9, to the liquid state at the outlet of a heat exchanger 2 generates heat. The volume of high-pressure refrigerant fluid at the outlet of the compression device 9 depends on the compression speed of this compression device 9. The higher the rotation speed of the compression device 9, the more the refrigerant circuit 1 will produce calories. Thus, it is possible to control the thermal power of the refrigerant circuit 1 by adapting the speed of rotation of this compression device 9.
Le fluide réfrigérant à haute pression sortant du dispositif de compression 9 circule à travers l’échangeur thermique 2, qui dans le mode de réalisation représenté est un condenseur. L’échangeur thermique 2 opère un échange de chaleur avec un fluide qui, dans le mode de réalisation représenté par la
Ainsi, ce liquide caloporteur transporte les calories de l’échangeur thermique 2 vers un radiateur 8 situé dans l’installation 20. La boucle de liquide caloporteur 200 comprend une première branche 21, par laquelle le fluide caloporteur circule de l’échangeur thermique 2 vers le radiateur 8, et une deuxième branche 29 par laquelle le fluide caloporteur circule du radiateur 8 à l’échangeur thermique 2. Cette boucle de liquide caloporteur 200 forme une boucle fermée dans laquelle une pompe 22 assure la circulation du liquide caloporteur dans cette boucle de liquide caloporteur 200.Thus, this heat transfer liquid transports the calories from the heat exchanger 2 to a radiator 8 located in the installation 20. The heat transfer liquid loop 200 comprises a first branch 21, by which the heat transfer fluid circulates from the heat exchanger 2 to the radiator 8, and a second branch 29 through which the heat transfer fluid circulates from the radiator 8 to the heat exchanger 2. This loop of heat transfer liquid 200 forms a closed loop in which a pump 22 ensures the circulation of the heat transfer liquid in this loop of heat transfer liquid 200.
Le fluide réfrigérant, qui est passé d’un état gazeux à un état liquide, par condensation au sein de l’échangeur thermique 2, traverse un dispositif d’accumulation 4 qui, dans le mode de réalisation représenté, est une bouteille déshydratante, comprenant un élément déshydratant et un accumulateur, destinée à éliminer l’humidité et les particules fines présentes dans le fluide réfrigérant et assurant un rôle de réservoir de fluide. Il est à noter que cette bouteille déshydratante peut avantageusement être intégrée à l’échangeur thermique 2.The refrigerant, which has changed from a gaseous state to a liquid state, by condensation within the heat exchanger 2, passes through an accumulation device 4 which, in the embodiment shown, is a dehydrating bottle, comprising a desiccant element and an accumulator, intended to eliminate the humidity and fine particles present in the refrigerant fluid and acting as a fluid reservoir. It should be noted that this dehydrating bottle can advantageously be integrated into the heat exchanger 2.
En sortie du dispositif d’accumulation 4, le fluide réfrigérant atteint le point de divergence 14. Au niveau de ce point de divergence 14, le fluide réfrigérant peut rejoindre le circuit secondaire 24 et/ou atteindre un élément de détente 12. Cet élément de détente 12 est situé en amont d’un troisième échangeur de chaleur 13. Cet élément de détente 12 peut, avantageusement, être à commande électrique et piloté électriquement ou électroniquement. Ainsi, l’élément de détente 12 est apte à autoriser, dans une position ouverte, ou à empêcher, dans une position fermée, le passage du fluide réfrigérant vers le troisième échangeur de chaleur 13. Cet élément de détente 12 est également apte à prendre toutes positions intermédiaires pour générer une détente du fluide réfrigérant, c’est-à-dire à diminuer la pression du fluide réfrigérant. Il est à noter que cet élément de détente 12 peut être thermodynamiquement neutre, c’est-à-dire que l’élément de détente 12 peut être un élément du circuit de fluide réfrigérant 1 n’intervenant pas dans le cycle thermodynamique, notamment quand celui-ci est en ouverture maximum et qu’il n’est pas générateur d’une perte de pression.At the outlet of the accumulation device 4, the refrigerant fluid reaches the point of divergence 14. At this point of divergence 14, the refrigerant fluid can join the secondary circuit 24 and/or reach an expansion element 12. This element of expansion 12 is located upstream of a third heat exchanger 13. This expansion element 12 can advantageously be electrically controlled and controlled electrically or electronically. Thus, the expansion element 12 is able to allow, in an open position, or to prevent, in a closed position, the passage of the refrigerant fluid to the third heat exchanger 13. This expansion element 12 is also able to take all intermediate positions to generate an expansion of the refrigerant fluid, that is to say to reduce the pressure of the refrigerant fluid. It should be noted that this expansion element 12 can be thermodynamically neutral, that is to say that the expansion element 12 can be an element of the refrigerant circuit 1 not involved in the thermodynamic cycle, in particular when this is at maximum opening and that it does not generate a loss of pressure.
Le fluide réfrigérant en sortie de l’élément de détente 12 pénètre dans le troisième échangeur de chaleur 13 qui, dans le mode de réalisation représenté, est un évapo-condenseur situé en face avant du véhicule. Lorsque le fluide réfrigérant en sortie de l’élément de détente 12 est à basse pression, c’est-à-dire lorsque l’élément de détente 12 a généré une détente du fluide réfrigérant haute pression, le troisième échangeur de chaleur 13 se comporte comme un évaporateur. Lorsque le fluide réfrigérant en sortie de l’élément de détente 12 est à haute pression, c’est-à-dire lorsque l’élément de détente 12 est thermodynamiquement neutre, le troisième échangeur de chaleur 13 se comporte comme un condenseur. Il est à noter que le troisième échangeur de chaleur 13 est traversé par un flux d’air extérieur à l’habitacle 27 envoyé vers l’extérieur de l’habitacle. Ce flux d’air extérieur à l’habitacle 27 est destiné à opérer un échange thermique avec le fluide réfrigérant.The refrigerant fluid leaving the expansion element 12 enters the third heat exchanger 13 which, in the embodiment shown, is an evapo-condenser located on the front face of the vehicle. When the refrigerant fluid at the outlet of the expansion element 12 is at low pressure, that is to say when the expansion element 12 has generated an expansion of the high pressure refrigerant fluid, the third heat exchanger 13 behaves like an evaporator. When the refrigerant at the outlet of the expansion element 12 is at high pressure, that is to say when the expansion element 12 is thermodynamically neutral, the third heat exchanger 13 behaves like a condenser. It should be noted that the third heat exchanger 13 is crossed by a flow of air outside the passenger compartment 27 sent to the outside of the passenger compartment. This flow of air outside the passenger compartment 27 is intended to effect a heat exchange with the refrigerant fluid.
Le fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur de chaleur 13 atteint un premier point de liaison 40, situé en aval du troisième échangeur de chaleur 13, au niveau duquel la branche de dérivation 26 est connectée au circuit primaire 25.The refrigerant at the outlet of the third heat exchanger 13 reaches a first connection point 40, located downstream of the third heat exchanger 13, at which the bypass branch 26 is connected to the primary circuit 25.
Cette branche de dérivation 26 s’étend du premier point de liaison 40 à un deuxième point de liaison 41 situé sur le circuit secondaire 24. Ainsi, la branche de dérivation 26 permet au fluide réfrigérant de passer du circuit primaire 25 au circuit secondaire 24. Il est à noter que la branche de dérivation 26 comprend un clapet anti-retour 10 empêchant le fluide réfrigérant de circuler du circuit secondaire 24 au circuit primaire 25 dans certains modes de fonctionnement.This bypass branch 26 extends from the first connection point 40 to a second connection point 41 located on the secondary circuit 24. Thus, the bypass branch 26 allows the refrigerant fluid to pass from the primary circuit 25 to the secondary circuit 24. It should be noted that the bypass branch 26 comprises a non-return valve 10 preventing the refrigerant fluid from circulating from the secondary circuit 24 to the primary circuit 25 in certain operating modes.
Sur le circuit primaire 25, en aval du premier point de liaison 40 se situe une première vanne 11. Cette première vanne 11 prend deux positions, une position ouverte et une position fermée. Dans sa position ouverte, la première vanne 11 permet au fluide réfrigérant d’emprunter le circuit primaire 25 au-delà du point de liaison 40. Dans cette position ouverte de la première vanne 11, le fluide réfrigérant n’emprunte pas la branche de dérivation 26 en raison du différentiel de pression entre le circuit secondaire 24 et le circuit primaire 25. Dans sa position fermée, la première vanne 11 empêche le fluide réfrigérant d’emprunter le circuit primaire 25. Le fluide réfrigérant emprunte alors la branche de dérivation 26 pour rejoindre le circuit secondaire 24. Avantageusement, lorsque l’élément de détente 12 génère une détente du fluide réfrigérant, la première vanne 11 est dans sa position ouverte permettant au fluide réfrigérant basse pression d’atteindre le dispositif de compression 9 en empruntant le circuit primaire 25. Lorsque l’élément de détente 12 est thermodynamiquement neutre, le fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur de chaleur 13 est à haute pression, la première vanne 11 est alors dans sa position fermée et le fluide réfrigérant emprunte la branche de dérivation 26. Il est à noter que cette première vanne 11 est avantageusement commandée électriquement et de type « tout ou rien ». Ainsi, lorsque l’élément de détente 12 est thermodynamiquement neutre, la première vanne 11 est dans position fermée, tandis que lorsque l’élément de détente 12 génère une détente du fluide réfrigérant, la première vanne 11 est dans sa position ouverte.On the primary circuit 25, downstream of the first connection point 40 is a first valve 11. This first valve 11 takes two positions, an open position and a closed position. In its open position, the first valve 11 allows the refrigerant fluid to borrow the primary circuit 25 beyond the connection point 40. In this open position of the first valve 11, the refrigerant fluid does not borrow the bypass branch 26 due to the pressure differential between the secondary circuit 24 and the primary circuit 25. In its closed position, the first valve 11 prevents the refrigerant from borrowing the primary circuit 25. The refrigerant then borrows the bypass branch 26 to join the secondary circuit 24. Advantageously, when the expansion element 12 generates an expansion of the refrigerant fluid, the first valve 11 is in its open position allowing the low pressure refrigerant fluid to reach the compression device 9 via the primary circuit 25. When the expansion element 12 is thermodynamically neutral, the refrigerant fluid at the outlet of the third heat exchanger 13 is at high pressure, the first valve 11 is then in its closed position and the refrigerant fluid borrows the bypass branch 26. It should be noted that this first valve 11 is advantageously electrically controlled and of the “all or nothing” type. Thus, when the expansion element 12 is thermodynamically neutral, the first valve 11 is in the closed position, while when the expansion element 12 generates an expansion of the refrigerant fluid, the first valve 11 is in its open position.
Le fluide réfrigérant basse pression en aval de la première vanne 11 atteint le point de convergence 15, au niveau duquel se rejoignent le circuit secondaire 24 et le circuit primaire 25. Le circuit de fluide réfrigérant comprend un échangeur de chaleur interne 16 qui permet d’échanger des calories entre le fluide réfrigérant basse pression et le fluide réfrigérant à haute pression. Ce transfert de chaleur permet d’améliorer les performances du cycle thermodynamique mis en œuvre dans le circuit de fluide réfrigérant 1. Le circuit primaire 25, en aval du point de convergence 15 rejoint le dispositif de compression 9 et son orifice d’entrée 91.The low-pressure refrigerant fluid downstream of the first valve 11 reaches the point of convergence 15, at which the secondary circuit 24 and the primary circuit 25 meet. The refrigerant circuit comprises an internal heat exchanger 16 which makes it possible to exchanging calories between the low pressure refrigerant fluid and the high pressure refrigerant fluid. This heat transfer makes it possible to improve the performance of the thermodynamic cycle implemented in the refrigerant circuit 1. The primary circuit 25, downstream of the point of convergence 15 joins the compression device 9 and its inlet 91.
Le circuit secondaire 24 s’étend du point de divergence 14 jusqu’au point de convergence 15 et comprend un organe de détente 6, un deuxième échangeur de chaleur 7 et un moyen d’obturation 5 qui, dans le mode de réalisation représenté, est une deuxième vanne 5a. La deuxième vanne 5a est située entre le point de divergence 14 et le deuxième point de liaison 41et est avantageusement commandée électriquement et de type « tout ou rien ». La deuxième vanne 5a présente deux positions, une position ouverte dans laquelle la deuxième vanne 5a permet au fluide réfrigérant à haute pression d’emprunter le circuit secondaire 24 et une position fermée dans laquelle la deuxième vanne 5a empêche le fluide réfrigérant haute pression d’emprunter le circuit secondaire 24.The secondary circuit 24 extends from the point of divergence 14 to the point of convergence 15 and comprises an expansion device 6, a second heat exchanger 7 and a closure means 5 which, in the embodiment shown, is a second valve 5a. The second valve 5a is located between the point of divergence 14 and the second connection point 41 and is advantageously electrically controlled and of the “all or nothing” type. The second valve 5a has two positions, an open position in which the second valve 5a allows the high-pressure refrigerant fluid to borrow the secondary circuit 24 and a closed position in which the second valve 5a prevents the high-pressure refrigerant fluid from borrowing the secondary circuit 24.
L’organe de détente 6, situé en aval de la deuxième vanne 5a, entre le deuxième point de liaison 41 et le deuxième échangeur de chaleur 7, est un composant du circuit secondaire 24 apte à générer une détente du fluide réfrigérant, c’est-à-dire à diminuer la pression du fluide réfrigérant. Cette détente du fluide réfrigérant à haute pression participe à l’évaporation du fluide réfrigérant au sein du deuxième échangeur de chaleur 7. En raison des principes de la thermodynamique mis en œuvre dans le circuit de fluide réfrigérant 1, le passage du fluide réfrigérant de l’état liquide, en sortie de l’échangeur thermique 2, à l’état gazeux en sortie du deuxième échangeur de chaleur 7 génère des frigories.The expansion device 6, located downstream of the second valve 5a, between the second connection point 41 and the second heat exchanger 7, is a component of the secondary circuit 24 able to generate an expansion of the refrigerant fluid, it is that is to say to reduce the pressure of the refrigerant fluid. This expansion of the high-pressure refrigerant fluid contributes to the evaporation of the refrigerant fluid within the second heat exchanger 7. Due to the principles of thermodynamics implemented in the refrigerant circuit 1, the passage of the refrigerant fluid from the The liquid state, at the outlet of the heat exchanger 2, in the gaseous state at the outlet of the second heat exchanger 7 generates cold temperatures.
Il est à noter que dans un mode de réalisation alternatif de l’invention, l’organe de détente 6 peut être le moyen d’obturation 5. Dans ce cas le moyen d’obturation 5 assure la détente du fluide réfrigérant et module le passage du fluide réfrigérant jusqu’au troisième échangeur de chaleur 7.It should be noted that in an alternative embodiment of the invention, the expansion member 6 can be the closure means 5. In this case the closure means 5 ensures the expansion of the refrigerant fluid and modulates the passage refrigerant to the third heat exchanger 7.
L’installation 20 comprend deux échangeurs de chaleur, le premier échangeur de chaleur qui, dans le mode de réalisation représenté est le radiateur 8, et le deuxième échangeur de chaleur 7 qui, dans le mode de réalisation représenté, est utilisé comme évaporateur. Le premier échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur 7 sont parcourus par le flux d’air 28, provenant de l’extérieur ou de l’intérieur de l’habitacle du véhicule et allant vers l’habitacle du véhicule. Ainsi, au sein de cette installation 20, un échange thermique s’opère entre le flux d’air 28 et d’une part le deuxième échangeur de chaleur 7 et d’autre part le premier échangeur de chaleur. Un dispositif de mesure de la température 17 installé dans le flux d’air 28 en sortie du deuxième échangeur de chaleur 7 mesure la température du flux d’air 28. Cette donnée relative à la température du flux d’air 28 est transmise à un dispositif de gestion, tel qu’un calculateur, pour moduler la position de la deuxième vanne 5a. Le fluide réfrigérant à basse pression, en sortie du deuxième échangeur de chaleur 7, rejoint le circuit primaire 25, au niveau du point de convergence 15, en amont du dispositif de compression 9.The installation 20 comprises two heat exchangers, the first heat exchanger which, in the embodiment shown is the radiator 8, and the second heat exchanger 7 which, in the embodiment shown, is used as an evaporator. The first heat exchanger and the second heat exchanger 7 are traversed by the flow of air 28, coming from outside or inside the passenger compartment of the vehicle and going towards the passenger compartment of the vehicle. Thus, within this installation 20, a heat exchange takes place between the air flow 28 and on the one hand the second heat exchanger 7 and on the other hand the first heat exchanger. A temperature measuring device 17 installed in the air flow 28 at the outlet of the second heat exchanger 7 measures the temperature of the air flow 28. This data relating to the temperature of the air flow 28 is transmitted to a management device, such as a computer, to modulate the position of the second valve 5a. The low-pressure refrigerant fluid, at the outlet of the second heat exchanger 7, joins the primary circuit 25, at the level of the convergence point 15, upstream of the compression device 9.
Ainsi, les vannes 11 et 5 contrôlent le circuit de fluide réfrigérant pour permettre au fluide réfrigérant de circuler entre le circuit primaire 25, le circuit secondaire 24 et la branche de dérivation 26. Cette circulation du fluide réfrigérant permet au circuit de fluide réfrigérant d’assurer différentes fonctions, et notamment les fonctions de chauffage, de refroidissement et de déshumidification de l’habitacle du véhicule.Thus, the valves 11 and 5 control the refrigerant circuit to allow the refrigerant fluid to circulate between the primary circuit 25, the secondary circuit 24 and the bypass branch 26. This circulation of the refrigerant fluid allows the refrigerant circuit to ensure various functions, and in particular the functions of heating, cooling and dehumidifying the passenger compartment of the vehicle.
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Il est à noter que l’élément du circuit de fluide réfrigérant 1 présent dans l’installation 20 et opérant un échange de chaleur avec le flux d’air 28 est le premier échangeur de chaleur. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté par la
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Dans le mode de réalisation représenté, la déshumidification de l’habitacle du véhicule est réalisée en envoyant un flux d’air avec un faible taux d’humidité de façon à assécher l’air intérieur de l’habitacle et une température assurant le confort des occupants du véhicule.In the embodiment shown, the dehumidification of the passenger compartment of the vehicle is carried out by sending a flow of air with a low humidity rate so as to dry the air inside the passenger compartment and a temperature ensuring the comfort of the passengers. occupants of the vehicle.
Dans ce contexte, le circuit de fluide réfrigérant 1 est apte à assurer une telle fonction de déshumidification de l’air intérieur de l’habitacle du véhicule. Un échange thermique adapté s’opère entre le flux d’air 28 et d’une part, le deuxième échangeur de chaleur 7 et d’autre part le premier échangeur de chaleur dans l’installation 20. L’échange thermique entre le deuxième échangeur de chaleur 7 et le flux d’air 28 permet d’assécher ce flux d’air 28 tandis que l’échange thermique entre le premier échangeur de chaleur et le flux d’air 28 permet d’augmenter la température de ce flux d’air 28. En effet, l’eau contenue dans le flux d’air 28 se condense lors de l’échange thermique entre le flux d’air 28 et le deuxième échangeur de chaleur 7, ainsi en sortie de ce deuxième échangeur de chaleur 7 le flux d’air 28 est sec et froid. Cependant, lorsque la température extérieure de l’habitacle est sensiblement inférieure à 20°C, ce flux d’air 28 doit être réchauffé pour assurer le confort des occupants du véhicule. Dans ce but, le flux d’air 28 opère un échange de calories avec le premier échangeur de chaleur de telle sorte qu’en sortie de l’installation 20, le flux d’air 28 est sec et chaud.In this context, the refrigerant circuit 1 is able to provide such a function of dehumidifying the air inside the vehicle cabin. A suitable heat exchange takes place between the air flow 28 and, on the one hand, the second heat exchanger 7 and, on the other hand, the first heat exchanger in the installation 20. The heat exchange between the second heat exchanger heat 7 and the air flow 28 makes it possible to dry this air flow 28 while the heat exchange between the first heat exchanger and the air flow 28 makes it possible to increase the temperature of this flow of air 28. Indeed, the water contained in the air flow 28 condenses during the heat exchange between the air flow 28 and the second heat exchanger 7, thus at the outlet of this second heat exchanger 7 the air flow 28 is dry and cold. However, when the temperature outside the passenger compartment is significantly lower than 20° C., this air flow 28 must be heated to ensure the comfort of the occupants of the vehicle. For this purpose, the air flow 28 operates an exchange of calories with the first heat exchanger so that at the outlet of the installation 20, the air flow 28 is dry and hot.
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L’accès des flux d’air neuf et recirculé 301 et 302 dans la chambre de mélange 309 est commandé par un actionneur 303. Cet actionneur 303 comprend un organe de liaison 307 et un élément mobile qui, dans le mode de réalisation représenté, est un volet 304. Dans le mode de réalisation représenté par la
Le moyen de circulation du flux d’air 28 comprend également un premier capteur de température 3010 apte à mesurer la température du flux d’air neuf 301et un moyen de détermination d’une température du flux d’air recirculé 302 qui, dans le mode de réalisation représenté, est un deuxième capteur de température 3020 apte à mesurer la température du flux d’air recirculé 302. Il est à noter que dans le mode de réalisation représenté, le premier et deuxième capteur de température sont placés dans la portion de conduite 300. Néanmoins, ces capteurs de température peuvent se situer à tout autre position sur le véhicule dès lors que ces capteurs sont aptes à mesurer le flux d’air recirculé 302 et le flux d’air neuf 301. Ainsi, le premier capteur de température 3010 peut, par exemple, se trouver dans un rétroviseur du véhicule et le deuxième capteur de température 3020 peut, par exemple, se trouver sur une planche de bord de l’habitacle du véhicule.The air flow circulation means 28 also comprises a first temperature sensor 3010 capable of measuring the temperature of the fresh air flow 301 and a means for determining a temperature of the recirculated air flow 302 which, in the mode embodiment shown, is a second temperature sensor 3020 capable of measuring the temperature of the recirculated air flow 302. It should be noted that in the embodiment shown, the first and second temperature sensor are placed in the duct portion 300. Nevertheless, these temperature sensors can be located at any other position on the vehicle as long as these sensors are capable of measuring the flow of recirculated air 302 and the flow of fresh air 301. Thus, the first temperature sensor 3010 can, for example, be located in a rear-view mirror of the vehicle and the second temperature sensor 3020 can, for example, be located on a dashboard of the passenger compartment of the vehicle.
La
Le procédé de contrôle selon l’invention autorise le flux d’air recirculé 302 à atteindre l’installation 20 si au moins trois conditions 500, 503 et 504 sont réunies. Il est à noter que dès lors qu’au moins une des trois conditions n’est pas vérifiée, le volet 304 est dans sa deuxième position 3041 dans laquelle le volet 304 empêche le flux d’air recirculé 302 d’atteindre l’installation 20. Cette configuration du volet 304 dans laquelle le flux d’air recirculé 302 ne peut pas atteindre l’installation 20 est représentée sur les figures 7 et 8 par l’étape 502. Il est à noter que tant qu’au moins une des conditions 500, 503 et 504 n’est pas vérifiée, le volet 304 est dans sa deuxième position 3041.The control method according to the invention authorizes the flow of recirculated air 302 to reach the installation 20 if at least three conditions 500, 503 and 504 are met. It should be noted that when at least one of the three conditions is not verified, the flap 304 is in its second position 3041 in which the flap 304 prevents the flow of recirculated air 302 from reaching the installation 20 This configuration of the flap 304 in which the recirculated air flow 302 cannot reach the installation 20 is represented in FIGS. 7 and 8 by the step 502. It should be noted that as long as at least one of the conditions 500, 503 and 504 is not checked, the shutter 304 is in its second position 3041.
Dans la première condition 500, le procédé mis en œuvre évalue la température du flux d’air neuf 301, cette information relative à la température du flux d’air neuf 301 pouvant être obtenue au moyen du premier capteur de température 3010 situé au niveau de l’entrée du flux d’air neuf 308 par lequel transite le flux d’air neuf 301, ou encore via un capteur de température placé à l’extérieur du véhicule. Si la température extérieure est inférieure à une température seuil, sensiblement égale à 15°C, alors la première condition 500 est vérifiée. Si la température est supérieure à cette température seuil, alors la première condition n’est pas vérifiée et le procédé de contrôle met en œuvre l’étape 502 dans laquelle le flux d’air 28 est issu du flux d’air neuf 301.In the first condition 500, the method implemented evaluates the temperature of the fresh air flow 301, this information relating to the temperature of the fresh air flow 301 being able to be obtained by means of the first temperature sensor 3010 located at the level of the fresh air flow inlet 308 through which the fresh air flow 301 passes, or even via a temperature sensor placed outside the vehicle. If the outside temperature is below a threshold temperature, substantially equal to 15° C., then the first condition 500 is verified. If the temperature is above this threshold temperature, then the first condition is not verified and the control method implements step 502 in which the air flow 28 comes from the fresh air flow 301.
Dans la deuxième condition 503, le procédé de contrôle vérifie que la température du flux d’air recirculé 302 est supérieure à la température du flux d’air neuf 301 additionnée d’une valeur seuil, par exemple 10°C. Cette information relative à la température du flux d’air recirculé 302 peut être obtenue au moyen du deuxième capteur de température 3020 situé au niveau de l’entrée du flux d’air recirculé 306 par lequel transite le flux d’air recirculé 302 ou encore placé dans l’habitacle du véhicule. Si la température du flux d’air recirculé 302 est supérieure à la température du flux d’air neuf 301 plus une valeur seuil alors la deuxième condition 503 est vérifiée. Si la température de l’habitacle est inférieure à la température extérieure à l’habitacle du véhicule, alors la deuxième condition 503 n’est pas vérifiée et le procédé de contrôle met en œuvre l’étape 502 dans laquelle le flux d’air 28 est issu du flux d’air neuf 301.In the second condition 503, the control method verifies that the temperature of the recirculated air flow 302 is higher than the temperature of the fresh air flow 301 plus a threshold value, for example 10°C. This information relating to the temperature of the recirculated air flow 302 can be obtained by means of the second temperature sensor 3020 located at the inlet of the recirculated air flow 306 through which passes the recirculated air flow 302 or even placed in the passenger compartment of the vehicle. If the temperature of the recirculated air flow 302 is greater than the temperature of the fresh air flow 301 plus a threshold value then the second condition 503 is verified. If the temperature of the passenger compartment is lower than the temperature outside the passenger compartment of the vehicle, then the second condition 503 is not verified and the control method implements the step 502 in which the air flow 28 comes from fresh air flow 301.
La troisième condition 504, vérifie que le taux d’humidité de l’habitacle du véhicule ne dépasse pas un taux d’humidité seuil. Cette information relative au pourcentage d’humidité présent dans l’air intérieur de l’habitacle est obtenue par un moyen de détermination d’une humidité du flux recirculé 302 qui peut, par exemple, être un capteur d’humidité placé dans l’habitacle du véhicule ou encore un capteur d’humidité placé dans la portion de conduite 300. Si la teneur en humidité de l’habitacle du véhicule est inférieure au taux d’humidité seuil, alors la troisième condition 504 est vérifiée et le procédé de contrôle met en œuvre une étape 505 dans laquelle le volet 304 est dans sa première position 3040, le flux d’air 28 étant issu du flux d’air recirculé 302. Il est à noter que lorsque le procédé met en œuvre l’étape 505, le volet 304 peut se trouver dans une pluralité de positions dès lors que le flux d’air 28 peut être issu au moins en partie du flux d’air recirculé 302. Si la teneur en humidité de l’habitacle du véhicule est supérieure au taux d’humidité seuil, alors la troisième condition 503 n’est pas vérifiée et le procédé de contrôle met en œuvre l’étape 502 dans laquelle le flux d’air 28 est issu du flux d’air neuf 301, le volet 304 se trouvant dans sa deuxième position 3041, tant que les conditions ne sont pas réunies.The third condition 504 verifies that the humidity level of the passenger compartment of the vehicle does not exceed a threshold humidity level. This information relating to the percentage of humidity present in the interior air of the passenger compartment is obtained by a means for determining a humidity of the recirculated flow 302 which can, for example, be a humidity sensor placed in the passenger compartment. of the vehicle or even a humidity sensor placed in the driving portion 300. If the humidity content of the passenger compartment of the vehicle is lower than the threshold humidity level, then the third condition 504 is verified and the control method puts implements a step 505 in which the flap 304 is in its first position 3040, the air flow 28 coming from the recirculated air flow 302. It should be noted that when the method implements the step 505, the flap 304 can be in a plurality of positions when the air flow 28 can come at least in part from the recirculated air flow 302. If the humidity content of the vehicle interior is higher than the rate of threshold humidity, then the third condition 503 is not verified and the control method implements step 502 in which the air flow 28 comes from the fresh air flow 301, the flap 304 being in its second position 3041, as long as the conditions are not met.
Il est à noter que chacune de ces trois conditions peut être vérifiée dans un ordre différent ou simultanément. Dès lors que chaque condition est vérifiée, le flux d’air 28 provient au moins en partie, voire en totalité, du flux d’air recirculé 302, le volet 304 se trouvant dans une position située entre sa première position 3040 incluse et sa deuxième position 3041 exclue.It should be noted that each of these three conditions can be checked in a different order or simultaneously. As soon as each condition is verified, the air flow 28 comes at least in part, or even entirely, from the recirculated air flow 302, the flap 304 being in a position located between its first position 3040 inclusive and its second position 3041 excluded.
La
La température du flux d’air 28 sortant de la chambre de mélange 309 lorsque l’ensemble des conditions sont réunies est supérieure à la température du flux d’air 28 sortant de la chambre de mélange lorsque au moins une condition n’est pas remplie. Le procédé selon l’invention permet ainsi d’augmenter l’échange de calories entre le flux d’air 28 et le deuxième échangeur de chaleur 7 et d’évacuer plus de chaleur sur l’échangeur thermique 2. Il en résulte que la pression dans la partie basse pression du circuit de fluide réfrigérant 1 est plus importante lorsque les conditions 500, 501, 503 et 504 sont remplies et que le flux d’air 28 provient au moins en partie du flux d’air recirculé 302 que lorsque, dans des conditions de températures et d’humidité similaires, le flux d’air 28 provient du flux d’air neuf 301.The temperature of the air flow 28 leaving the mixing chamber 309 when all the conditions are met is higher than the temperature of the air flow 28 leaving the mixing chamber when at least one condition is not met. . The method according to the invention thus makes it possible to increase the exchange of calories between the air flow 28 and the second heat exchanger 7 and to evacuate more heat on the heat exchanger 2. As a result, the pressure in the low pressure part of the refrigerant circuit 1 is greater when the conditions 500, 501, 503 and 504 are fulfilled and the air flow 28 comes at least in part from the recirculated air flow 302 than when, in similar temperature and humidity conditions, the air flow 28 comes from the fresh air flow 301.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, atteint bien le but qu’elle s’est fixée, et permet de proposer un procédé de contrôle de la température d’un flux d’air envoyé vers l’habitacle d’un véhicule permettant d’améliorer la capacité du circuit de fluide réfrigérant à générer un flux d’air apte à dissiper la buée d’un véhicule en limite la consommation en énergie du circuit et notamment en limitant l’utilisation d’appareils auxiliaire pour assurer la génération d’un tel flux d’air. Des variantes non décrites ici pourraient être mises en œuvre sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, elles comprennent un procédé de contrôle de la température d’un flux d’air conforme à l’invention.The invention, as it has just been described, achieves the goal it has set itself, and makes it possible to propose a method for controlling the temperature of a flow of air sent to the passenger compartment of a vehicle making it possible to improve the ability of the refrigerant circuit to generate an air flow capable of dissipating fog from a vehicle, limits the energy consumption of the circuit and in particular by limiting the use of auxiliary devices for ensure the generation of such an air flow. Variants not described here could be implemented without departing from the context of the invention, since, in accordance with the invention, they include a method for controlling the temperature of an air flow in accordance with the invention. .
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2021
- 2021-11-22 FR FR2112294A patent/FR3129325A1/en active Pending
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