EP1682368A1 - DISPOSITIF D’ACCUMULATION DE FROID POUR EVAPORATEUR - Google Patents

DISPOSITIF D’ACCUMULATION DE FROID POUR EVAPORATEUR

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Publication number
EP1682368A1
EP1682368A1 EP04805236A EP04805236A EP1682368A1 EP 1682368 A1 EP1682368 A1 EP 1682368A1 EP 04805236 A EP04805236 A EP 04805236A EP 04805236 A EP04805236 A EP 04805236A EP 1682368 A1 EP1682368 A1 EP 1682368A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
evaporator
cold
air flow
loop
closed loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04805236A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Régine Haller
Didier Loup
Loic Lepetit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Valeo Climatisation SA
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Valeo Climatisation SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG, Valeo Climatisation SA filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP1682368A1 publication Critical patent/EP1682368A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • B60H1/322—Control means therefor for improving the stop or idling operation of the engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • B60H1/005—Regenerative cooling means, e.g. cold accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32281—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising a single secondary circuit, e.g. at evaporator or condenser side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/323—Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices

Definitions

  • the invention relates to a device for regulating the temperature of an air flow, in particular for air conditioning the passenger compartment of a vehicle, comprising a first closed loop containing an evaporator capable of being traversed by said air flow and wherein a first heat transfer fluid can circulate so as to yield cold to said air flow in one evaporator.
  • the evaporator In the particular case of air conditioning of a motor vehicle, the evaporator is traversed by a refrigerant fluid in order to cool the air flow and produce refrigerated air which is sent into the passenger compartment of the vehicle.
  • the refrigerant passes, in this order, through a compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator, before returning to the compressor.
  • the refrigerant passes from a liquid phase or from a liquid / vapor phase to a vapor phase by receiving heat from the air flow which is thus cooled.
  • a refrigerant fluid constituted by a fluorinated hydrocarbon such as that known under the designation R 134 A.
  • a disadvantage of known evaporators is that their ability to cool the air flow depends on the operation of the compressor. In other words, the air flow is no longer cooled as soon as the compressor is stopped.
  • the compressor is driven by the engine and is therefore put out of operation as soon as the engine is stopped.
  • motor vehicles which ensure an internal combustion engine stop when the vehicle is in neutral, then a restart of the engine when necessary, thanks to an alternator starter.
  • the air conditioning is also stopped. Stopping the internal combustion engine results in stopping the compressor, resulting in a feeling of discomfort for the passenger or passengers of the vehicle.
  • the object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks by proposing means for accumulating cold (consequently yielding heat) when the vehicle engine is running and for restoring this cold in the passenger compartment when the engine is running. 'stop.
  • the invention relates in particular to a device of the kind defined in the introduction, and provides that it comprises a second closed loop in which a second heat transfer fluid can circulate so as to receive cold from the first heat transfer fluid in the evaporator and return it to the flow. of air in the evaporator, depending on the cooling power produced by the first loop and the needs of the air flow treatment.
  • the second closed loop contains an electric pump for the circulation of the second heat transfer fluid.
  • the second closed loop contains means for accumulating cold when the cooling power produced by the first loop exceeds the needs of the treatment and for restoring cold when said power is insufficient.
  • a solenoid valve is interposed between the pump and the storage means to promote the conservation of cold in the latter.
  • the device illustrated conventionally comprises a loop of refrigerant BF in which the fluid successively passes through a compressor BFl, a condenser BF2, a reservoir or “bottle” BF3, a regulator BF4 and an evaporator BF5 before returning to the compressor.
  • An air flow represented by the arrow F passes through the evaporator BF5 to be cooled before being introduced into the passenger compartment of the vehicle.
  • the evaporator BF5 is also part of a loop BS which also contains an electric circulation pump BS1 and a fluid accumulation tank BS2.
  • the BS loop contains a heat transfer fluid which is capable of exchanging heat with the refrigerant and with the air flow F in the evaporator BF5.
  • the pump BS1 is stopped and the fluid does not circulate in the loop BS. Only the small amount of this fluid contained in the BF5 evaporator is cooled by the refrigerant, allowing rapid warming up of the evaporator. As soon as the desired temperature for the evaporator or for the air flow F is reached, the pump BS1 is started, so that cooled fluid circulates in the loop BS, leading to an accumulation of cold in the tank BS2 . If the engine and therefore the compressor BFl stop, the circulation of the fluid in the loop BS continues under the action of the pump BS1, and this fluid takes the coolant relay to cool the air flow F by taking cold from the tank BS2.
  • a solenoid valve BS3 interposed between the pump BS1 and the tank BS2 makes it possible to isolate the latter when the pump is stopped, thus promoting the conservation of the cold for a later restitution.
  • the total amount of heat transfer fluid in the BS loop depends on the thermal energy (cold) that one seeks to transfer to the air flow to be sent into the passenger compartment.

Landscapes

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule, comprenant une première boucle fermée (BF) contenant un évaporateur (BF5) propre à être traversé par un flux d'air (F) et dans laquelle un premier fluide caloporteur peut circuler de manière à céder du froid audit flux d'air dans l'évaporateur. Selon l'invention, le dispositif comprend une seconde boucle fermée (BS) dans laquelle un second fluide caloporteur peut circuler entre l'évaporateur (BF5) et un réservoir (BS2) de manière à recevoir du froid du premier fluide caloporteur dans l'évaporateur pour l'accumuler dans le réservoir et le restituer au flux d'air dans l'évaporateur, en fonction de la puissance frigorifique produite par la première boucle et des besoins du traitement du flux d'air.

Description

DISPOSITIF D'ACCUMULATION DE FROID POUR EVAPORATEUR
L'invention concerne un dispositif pour régler la température d'un flux d'air, notamment pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule, comprenant une première boucle fermée contenant un évaporateur propre à être traversé par ledit flux d'air et dans laquelle un premier fluide caloporteur peut circuler de manière à céder du froid audit flux d'air dans 1 'évaporateur.
Dans le cas particulier de la climatisation d'un véhicule automobile, l'évaporateur est parcouru par un fluide réfrigé- rant afin de refroidir le flux d'air et produire de l'air réfrigéré qui est envoyé dans l'habitacle du véhicule.
Dans un circuit de climatisation classique, le fluide réfrigérant traverse, dans cet ordre, un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur, avant de retourner au compresseur. Dans l'évaporateur, le fluide réfrigérant passe d'une phase liquide ou d'une phase liquide/vapeur à une phase vapeur en recevant de la chaleur du flux d'air qui se trouve ainsi refroidi. Un tel circuit est parcouru classique- ment par un fluide réfrigérant constitué par un hydrocarbure fluoré tel que celui connu sous la désignation R 134 A.
, On connaît aussi des circuits de climatisation parcourus par un fluide réfrigérant fonctionnant selon un cycle supercriti- que, comme par exemple C02.
Un inconvénient des évaporateurs connus est que leur capacité à refroidir le flux d'air dépend du fonctionnement du compresseur. Autrement dit, le flux d'air n'est plus refroidi dès lors que le compresseur est arrêté.
Or, dans la plupart des véhicules automobiles, le compresseur est entraîné par l'intermédiaire du moteur et est donc mis hors de fonctionnement dès que le moteur se trouve arrêté. Dans le cadre des normes anti-pollution, on envisage de réaliser des véhicules automobiles qui assurent un arrêt du moteur à combustion interne lorsque le véhicule est au point mort, puis un redémarrage du moteur quand cela est nécessai- re, grâce à un alterno-démarreur. Il en résulte que lorsqu'un véhicule de ce type est au point mort, le moteur à combustion interne étant arrêté, la climatisation se trouve aussi à l'arrêt. L'arrêt du moteur à combustion interne a pour conséquence l'arrêt du compresseur, d'où une sensation d' inconfort pour le ou les passagers du véhicule.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités en proposant des moyens pour accumuler du froid (en cédant par conséquent de la chaleur) quand le moteur du véhicule fonctionne et pour restituer ce froid dans l'habitacle quand le moteur est à l'arrêt.
L'invention vise notamment un dispositif du genre défini en introduction, et prévoit qu'il comprend une seconde boucle fermée dans laquelle un second fluide caloporteur peut circuler de manière à recevoir du froid du premier fluide caloporteur dans l'évaporateur et le restituer au flux d'air dans l'évaporateur, en fonction de la puissance frigorifique produite par la première boucle et des besoins du traitement du flux d'air.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après:
- La seconde boucle fermée contient une pompe électrique pour la circulation du second fluide caloporteur.
- La seconde boucle fermée contient des moyens pour accumuler du froid lorsque la puissance frigorifique produite par la première boucle excède les besoins du traitement et pour restituer du froid lorsque ladite puissance est insuffisante. - Une électrovanne est interposée entre la pompe et les moyens d'accumulation pour favoriser la conservation du froid dans ces derniers .
Les caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés plus en détail dans la description ci-après, avec référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma de circuit d'un dispositif selon l'invention pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile.
Le dispositif illustré comprend de manière classique une boucle de fluide réfrigérant BF dans laquelle le fluide traverse successivement un compresseur BFl, un condenseur BF2, un réservoir ou "bouteille" BF3, un détendeur BF4 et un évaporateur BF5 avant de retourner vers le compresseur. Un flux d'air représenté par la flèche F traverse l'évaporateur BF5 pour être refroidi avant d'être introduit dans l'habitacle du véhicule.
Selon l'invention, l'évaporateur BF5 fait également partie d'une boucle BS qui contient en outre une pompe électrique de circulation BS1 et un réservoir d'accumulation de fluide BS2. La boucle BS contient un fluide caloporteur qui est capable d'échanger de la chaleur avec le fluide réfrigérant et avec le flux d'air F dans l'évaporateur BF5.
Pendant la période initiale de fonctionnement du dispositif, la pompe BS1 est arrêtée et le fluide ne circule pas dans la boucle BS. Seule la petite quantité de ce fluide contenue dans l'évaporateur BF5 est refroidie par le fluide réfrigérant, permettant une mise en température rapide de l'évaporateur. Dès que la température voulue pour l'évaporateur ou pour le flux d'air F est atteinte, la pompe BS1 est mise en marche, de sorte que du fluide refroidi circule dans la boucle BS, conduisant à une accumulation de froid dans le réservoir BS2. En cas d'arrêt du moteur et par conséquent du compresseur BFl, la circulation du fluide dans la boucle BS se poursuit sous l'action de la pompe BS1, et ce fluide prend le relais du fluide réfrigérant pour refroidir le flux d'air F en prélevant du froid du réservoir BS2.
Avantageusement, une électrovanne BS3 interposée entre la pompe BSl et le réservoir BS2 permet d'isoler celui-ci lorsque la pompe est arrêtée, favorisant ainsi la conservation du froid pour une restitution ultérieure.
La quantité totale de fluide caloporteur dans la boucle BS dépend de l'énergie thermique (froid) que l'on cherche à transférer au flux d'air à envoyer dans l'habitacle.

Claims

Revendications
1. Dispositif pour régler la température d'un flux d'air (F), notamment pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule, comprenant une première boucle fermée (BF) contenant un évaporateur (BF5) propre à être traversé par ledit flux d'air (F) et dans laquelle un premier fluide caloporteur peut circuler de manière à céder du froid audit flux d'air dans l'évaporateur (BF5), caractérisé en ce qu'il comprend une seconde boucle fermée (BS) dans laquelle un second fluide caloporteur peut circuler de manière à recevoir du froid du premier fluide caloporteur dans l'évaporateur et le restituer au flux d'air (F) dans l'évaporateur, en fonction de la puissance frigorifique produite par la première boucle et des besoins du traitement du flux d'air.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la seconde boucle fermée (BS) contient une pompe électrique (BSl) pour la circulation du second fluide caloporteur.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la seconde boucle fermée (BS) contient des moyens (BS2) pour accumuler du froid lorsque la puissance frigorifique produite par la première boucle excède les besoins du traitement et pour restituer du froid lorsque ladite puissance est insuffisante.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel une électrovanne (BS3) est interposée entre la pompe et les moyens d'accumulation (BS2) pour favoriser la conservation du froid dans ces derniers .
EP04805236A 2003-10-21 2004-10-19 DISPOSITIF D’ACCUMULATION DE FROID POUR EVAPORATEUR Withdrawn EP1682368A1 (fr)

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