ES2329972T3 - Dispositivo optimizado de regulacion termica de bomba de calor para vehiculo automovil. - Google Patents
Dispositivo optimizado de regulacion termica de bomba de calor para vehiculo automovil. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2329972T3 ES2329972T3 ES01936508T ES01936508T ES2329972T3 ES 2329972 T3 ES2329972 T3 ES 2329972T3 ES 01936508 T ES01936508 T ES 01936508T ES 01936508 T ES01936508 T ES 01936508T ES 2329972 T3 ES2329972 T3 ES 2329972T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- exchanger
- heat
- branch
- heat transfer
- hot
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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 [HVAC] 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
-
- 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 [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
- B60H1/00907—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant changes and an evaporator becomes condenser
-
- 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 [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
- B60H1/32284—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and 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 [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
-
- 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 [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H2001/00949—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2050/00—Applications
- F01P2050/02—Marine engines
- F01P2050/06—Marine engines using liquid-to-liquid heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2050/00—Applications
- F01P2050/02—Marine engines
- F01P2050/08—Engine room
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
- F01P2060/14—Condenser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Dispositivo de regulación térmica para vehículo automóvil, del tipo que comprende: - una bomba de calor (12) que comprende un circuito principal (14) de fluido refrigerante de compresión que extrae calorías de una fuente fría (16) para transferirlas hacia una fuente caliente (18), - comprendiendo la fuente fría (16) un primer intercambiador térmico (24) de fluido refrigerante/líquido caloportador que acopla térmicamente el circuito principal (14) de fluido refrigerante a un primer circuito secundario (26) de líquido caloportador, - la fuente caliente (18) comprende un segundo intercambiador térmico (34) de fluido refrigerante/líquido caloportador que acopla térmicamente el circuito principal (14) de fluido refrigerante a un segundo circuito secundario (36) de líquido caloportador, caracterizado porque el primer circuito secundario (26) comprende primeros medios (40, 52, 54) de conexión selectiva a los extremos aguas arriba (48A) y aguas abajo (48B) de una rama (48) de un circuito (46) de líquido de refrigeración de un motor térmico del vehículo, denominada rama aeroterma, y puede conectarse selectivamente a un intercambiador térmico denominado frío (32) con ayuda de los primeros medios de conexión selectiva (40, 52), y porque el segundo circuito secundario (36) de líquido caloportador está dotado de segundos medios (42) de conexión selectiva a un intercambiador térmico denominado caliente (39), comprendiendo los primeros medios de conexión selectiva una válvula (54) dotada: - de una primera vía conectada al extremo aguas abajo (48B) de la rama aeroterma (48), - de una segunda vía conectada a la entrada del primer intercambiador térmico (24) de fluido refrigerante/líquido caloportador, y - de una tercera vía conectada a la entrada del intercambiador caliente (39).
Description
Dispositivo optimizado de regulación térmica de
bomba de calor para vehículo automóvil.
La presente invención se refiere a un
dispositivo optimizado de regulación térmica de bomba de calor para
vehículo automóvil.
Se aplica en particular a la climatización de un
habitáculo del vehículo automóvil.
Ya se conoce en el estado de la técnica,
especialmente por el documento FR-2 697 210, un
dispositivo de regulación térmica para vehículo automóvil, del tipo
que comprende:
- una bomba de calor (12) que comprende un
circuito principal (14) de fluido refrigerante de compresión que
extrae calorías de una fuente fría (16) para transferirlas hacia una
fuente caliente (18),
- comprendiendo la fuente fría (16) un primer
intercambiador térmico (24) de fluido refrigerante/líquido
caloportador que acopla térmicamente el circuito principal (14) de
fluido refrigerante a un primer circuito secundario (26) de líquido
caloportador.
El circuito de compresión comprende
habitualmente un evaporador, en intercambio térmico con la fuente
fría, y un condensador, en intercambio térmico con la fuente
caliente, estando conectados estos elementos entre sí mediante un
compresor y un descompresor. El fluido refrigerante se vaporiza en
el evaporador retirando calor de la fuente fría. El compresor
aspira el fluido refrigerante vaporizado y lo entrega al condensador
enfriado (mediante intercambio térmico con la fuente caliente) en
el que se condensa. El descompresor deja pasar el fluido
refrigerante líquido hacia el evaporador reduciendo su presión.
Una bomba de calor puede usarse o bien para
calentar un espacio o un elemento o bien para enfriar este espacio o
este elemento.
En el documento FR-2 697 210, la
fuente caliente comprende un segundo intercambiador térmico de
fluido refrigerante/líquido caloportador que acopla térmicamente el
circuito principal de fluido refrigerante a un segundo circuito
secundario de líquido caloportador. Los circuitos secundarios
pueden estar conectados selectivamente, por medio de válvulas
apropiadas, a un intercambiador térmico exterior, colocado en el
compartimento motor del vehículo, y a un intercambiador térmico
interior, colocado en el habitáculo del vehículo. Actuando sobre las
válvulas, puede usarse la bomba de calor o bien para refrigerar el
habitáculo de un vehículo (en este primer caso, la fuente caliente
es el intercambiador térmico exterior y la fuente fría es el
intercambiador térmico interior), o bien para calentar el
habitáculo (en este segundo caso, la fuente caliente es el
intercambiador térmico interior y la fuente fría es el
intercambiador térmico exterior).
Se observará en este último caso que los
rendimientos de la bomba de calor están limitados por la temperatura
del aire exterior. En efecto, en temporada fría, la temperatura del
aire no es suficiente para obtener un rendimiento satisfactorio de
la bomba de calor, cuando se usa con fines de calentar el
habitáculo. Además, el escarchado de la fuente fría en temporada
fría puede perjudicar al rendimiento de funcionamiento de la bomba
de calor.
Por otro lado, la reversibilidad de los
intercambiadores exterior e interior (usados cada uno o bien como
fuente caliente o bien como fuente fría) conduce esencialmente a los
dos inconvenientes siguientes:
1) el rendimiento de cada intercambiador está
limitado debido a que no puede optimizarse para un funcionamiento
específico del intercambiador en fuente caliente o bien en fuente
fría;
2) la higrometría del aire que rodea al
intercambiador térmico interior es difícil de controlar.
El segundo inconveniente aparece particularmente
durante la climatización del habitáculo del vehículo en entretiempo.
En este caso, el intercambiador térmico interior es susceptible de
experimentar frecuentes alternancias de sus modos de funcionamiento
de refrigeración y de calentamiento del habitáculo. Así, en modo de
refrigeración, el intercambiador térmico interior se carga de agua.
Cuando este último pasa a modo de calentamiento, el agua acumulada
en modo de refrigeración se evacua en el habitáculo mediante
evaporación. El documento FR-2 697 210 propone
aliviar este inconveniente por medio de un intercambiador térmico
auxiliar dispuesto en la proximidad del intercambiador térmico
interior. No obstante, este intercambiador auxiliar no es funcional
en ciertos casos, especialmente para temperaturas de entretiempo
próximas a 15ºC.
El documento
EP-A-0 999 078 describe un circuito
de bomba de calor que comprende una fuente fría, una fuente
caliente y un intercambiador térmico de fluido refrigerante/líquido
caloportador que acopla térmicamente el circuito a un único circuito
secundario.
La invención tiene por objetivo optimizar los
rendimientos de un dispositivo de regulación térmica de bomba de
calor especialmente cuando se usa para calentar o refrigerar el
habitáculo de un vehículo automóvil.
Para ello, la invención tiene por objeto un
dispositivo de regulación térmica para vehículo automóvil, del tipo
descrito en el documento FR-2 697 210, tal como se
define en la reivindicación 1.
Según características de diferentes modos de
realización de este dispositivo:
- los primeros medios de conexión selectiva
comprenden primeros medios aguas arriba de conexión al extremo
aguas arriba de la rama aeroterma y primeros medios aguas abajo de
conexión al extremo aguas abajo de esta rama aeroterma;
- el intercambiador frío es un intercambiador de
líquido caloportador/aire;
- los primeros medios aguas arriba de conexión
selectiva comprenden una válvula, denominada válvula de rama
aeroterma, dotada de al menos tres vías, estando conectada una
primera vía a la salida del primer intercambiador térmico de fluido
refrigerante/líquido caloportador, estando conectada una segunda vía
al extremo aguas arriba de la rama aeroterma y estando conectada
una tercera vía a la entrada del intercambiador frío;
- el primer circuito secundario puede estar
conectado selectivamente a un intercambiador térmico denominado
exterior con ayuda de los primeros medios de conexión selectiva;
- los primeros medios aguas arriba de conexión
selectiva comprenden una válvula, denominada válvula de
intercambiador exterior, de tipo de tres vías, dotada de una
primera vía conectada a la salida del primer intercambiador térmico
de fluido refrigerante/líquido caloportador, de una segunda vía
conectada a la entrada del intercambiador exterior y de una tercera
vía conectada a la primera vía de la válvula de rama aeroterma:
- la válvula de rama aeroterma comprende una
cuarta vía conectada a la entrada del intercambiador exterior;
- el intercambiador exterior es un
intercambiador de líquido caloportador/aire:
- el segundo circuito secundario puede estar
conectado selectivamente al intercambiador exterior con ayuda de
los segundos medios de conexión selectiva;
- el extremo aguas abajo de la rama aeroterma
puede estar conectado selectivamente a la entrada del intercambiador
caliente con ayuda de los primeros medios aguas abajo de conexión
selectiva;
- el dispositivo comprende terceros medios de
conexión selectiva de la salida del intercambiador caliente al
segundo circuito secundario de líquido caloportador y a la rama
aeroterma;
- los terceros medios de conexión selectiva
comprenden una válvula, de tipo de tres vías, dotada de una primera
vía conectada a la salida del intercambiador caliente, de una
segunda vía conectada a la entrada del segundo intercambiador
térmico y de una tercera vía conectada al extremo aguas arriba de la
rama aeroterma;
- el intercambiador caliente es un
intercambiador de líquido caloportador/aire;
- el líquido caloportador del segundo circuito
secundario es una mezcla de agua y de anticongelante:
- el líquido caloportador del primer circuito
secundario es una mezcla de agua y de anticongelante.
La invención se entenderá mejor tras la lectura
de la descripción siguiente, facilitada únicamente a modo de
ejemplo y realizada haciendo referencia a los dibujos en los
que:
- la figura 1 es una vista esquemática de un
dispositivo de regulación térmica para vehículo automóvil, según
un primer modo de realización de invención;
- las figuras 2 a 4 son vistas parciales
esquemáticas, análogas a la figura 1, de dispositivos de regulación
térmica para vehículo automóvil, según modos de realización de la
invención segundo a cuarto, respectivamente.
En la figura 1 se representa un dispositivo de
regulación térmica para vehículo automóvil, según un primer modo de
realización de la invención, designado por la referencia general
10.
En lo sucesivo, se dice que dos elementos están
acoplados térmicamente entre sí cuando intercambian calor entre sí
por medio de un intercambiador térmico apropiado.
El dispositivo de regulación térmica 10
comprende una bomba de calor 12 que comprende un circuito principal
14 de fluido refrigerante, de tipo de compresión, que extrae
calorías de una fuente fría 16 para transferirlas al menos
parcialmente hacia una fuente caliente 18.
Las fuentes fría 16 y caliente 18 están
conectadas entre sí mediante un compresor 20 (eléctrico o mecánico)
y una válvula de descompresión 22. El fluido refrigerante se
vaporiza retirando calor de la fuente fría 16. El compresor 20
aspira el fluido vaporizado y lo entrega hacia la fuente caliente en
la que se condensa mediante enfriamiento. La válvula de
descompresión 22 deja pasar el fluido refrigerante líquido hacia la
fuente fría 16 reduciendo su presión. El sentido de circulación del
fluido refrigerante en el circuito 14 está indicado mediante flechas
en la figura 1.
La fuente fría 16 comprende un primer
intercambiador térmico 24 de fluido refrigerante/líquido
caloportador que acopla térmicamente el circuito principal 14 de
fluido refrigerante a un primer circuito secundario 26 de líquido
caloportador. Este último comprende una bomba 28 de puesta en
circulación del líquido caloportador, conectada a la entrada del
primer intercambiador térmico 24.
El primer circuito secundario 26 puede estar
conectado selectivamente a un intercambiador térmico denominado
exterior 30 y a un intercambiador térmico denominado frío 32.
En el ejemplo ilustrado en la figura 1, el
intercambiador exterior 30 es un intercambiador de líquido
caloportador/aire, colocado en el compartimento motor M del
vehículo, y el intercambiador frío 32 es un intercambiador de
líquido caloportador/aire, colocado en el habitáculo H del
vehículo.
La fuente caliente 18 comprende un segundo
intercambiador térmico 34, de fluido refrigerante/líquido
caloportador que acopla térmicamente el circuito principal 14 de
fluido refrigerante a un segundo circuito secundario 36 de líquido
caloportador. Este último comprende una bomba 38 de puesta en
circulación del líquido caloportador, conectada a la entrada del
segundo intercambiador térmico 34.
El segundo circuito secundario 36 puede estar
conectado selectivamente al intercambiador exterior 30 y a un
intercambiador térmico denominado caliente 39.
En el ejemplo ilustrado en la figura 1, el
intercambiador caliente 39 es un intercambiador de líquido
caloportador/aire colocado en el habitáculo H del vehículo.
Un ventilador clásico, no representado en las
figuras, permite hacer circular un flujo de aire a través de los
intercambiadores frío 32 y caliente 39.
La bomba de calor 12, conectada a los
intercambiadores térmicos 24, 34 primero y segundo está dispuesta
por ejemplo en el compartimento motor del vehículo.
El fluido refrigerante que circula en el
circuito principal 14 es de un tipo clásico. Este fluido
refrigerante se elige por ejemplo entre un derivado clorado y
fluorado de metano o de etano (freón), un hidrocarburo, amoniaco o
dióxido de carbono. El líquido caloportador que circula en el
circuito secundario primero 26 o segundo 36 es preferiblemente una
mezcla de agua y de anticongelante (glicol).
La conexión de los dos circuitos secundarios 26,
36 de líquido caloportador, respectivamente a los intercambiadores
exterior 30, frío 32 y caliente 39, se realiza por medio de válvulas
de tipo de tres vías, a saber una válvula 40 del primer circuito
secundario, denominada válvula de intercambiador exterior, una
válvula 42 del segundo circuito secundario y una válvula 44 común a
los dos circuitos secundarios.
También se ha representado en la figura 1 un
circuito 46 de líquido de refrigeración de un elemento exotérmico
del vehículo dotado de una rama 48, denominada rama aeroterma. La
rama aeroterma 48 está dotada de una bomba clásica 50. En el
ejemplo ilustrado, el elemento exotérmico es un motor del vehículo.
Este motor, destinado a mover el vehículo, es preferiblemente de
tipo térmico. No obstante, como variante, el motor puede ser de otro
tipo, especialmente eléctrico.
El líquido caloportador que circula en la rama
aeroterma 48 es preferiblemente, como el líquido caloportador que
circula en los circuitos secundarios 26, 36, una mezcla de agua y de
anticongelante (glicol).
El primer circuito secundario 26 puede estar
conectado selectivamente a los dos extremos aguas arriba 48A y
aguas abajo 48B de la rama aeroterma 48. Para ello, el primer
circuito secundario 26 comprende:
- medios aguas arriba de conexión selectiva al
extremo aguas arriba 48A de la rama aeroterma que comprenden la
válvula 40 de intercambiador exterior así como una válvula de tipo
de tres vías, denominada válvula 52 de rama aeroterma, y
- medios aguas abajo de conexión selectiva al
extremo aguas abajo 48B de la rama aeroterma que comprende una
válvula 54 de tipo de tres vías.
La válvula 40 de intercambiador exterior está
dotada de una primera vía conectada a la salida del primer
intercambiador térmico 24 de fluido refrigerante/líquido
caloportador, de una segunda vía conectada a la entrada del
intercambiador exterior 30 y de una tercera vía conectada a la
válvula 52 de rama aeroterma.
La válvula 42 del segundo circuito secundario 36
está dotada de una primera vía conectada a la salida del segundo
intercambiador térmico 34 de fluido refrigerante/líquido
caloportador de la fuente caliente, de una segunda vía conectada a
la entrada del intercambiador exterior 30 y de una tercera vía
conectada a la entrada del intercambiador
caliente 39.
caliente 39.
La válvula 44, común a los circuitos secundarios
primero 26 y segundo 36 de líquido caloportador, está dotada de una
primera vía conectada a la entrada del primer intercambiador térmico
24 de fluido refrigerante/líquido caloportador de la fuente fría,
de una segunda vía conectada a la entrada del segundo intercambiador
térmico 34 de fluido refrigerante/líquido caloportador de la fuente
caliente y de una tercera vía conectada a la salida del
intercambiador exterior 30.
La válvula 52 de rama aeroterma está dotada de
una primera vía conectada indirectamente a la salida del primer
intercambiador térmico 24 de fluido refrigerante/líquido
caloportador, por medio de la tercera vía de la válvula 40 de
intercambiador exterior, de una segunda vía conectada al extremo
aguas arriba 48A de la rama aeroterma y de una tercera vía
conectada a la entrada del intercambiador frío 32.
La válvula 54 está dotada de una primera vía
conectada al extremo aguas abajo 48B de la rama aeroterma, de una
segunda vía conectada a la entrada del primer intercambiador térmico
24 de fluido refrigerante/líquido caloportador y de una tercera vía
conectada a la entrada del intercambiador caliente 39. La válvula 54
permite por tanto conectar selectivamente el extremo aguas abajo
48B de la rama aeroterma a la entrada del intercambiador caliente
39.
Las válvulas 40 a 44, 52 y 54 están controladas
por medios clásicos eléctricos, mecánicos, termomecánicos o
neumáticos.
La figura 1 ilustra el dispositivo 10 en una
configuración de calentamiento del habitáculo. En este caso, la
válvula 42 se ajusta con objeto de conectar el segundo circuito
secundario 36 de líquido caloportador al intercambiador caliente
39. Por otro lado, en una primera fase de funcionamiento, las
válvulas 40, 52 y 54 se ajustan con objeto de conectar el primer
circuito secundario 26 de líquido caloportador a la rama aeroterma
48.
El líquido caloportador del primer circuito
secundario 26 extrae calorías de la rama aeroterma 48 y las
restituye en el fluido refrigerante vaporizado, por medio del
primer intercambiador térmico 24 de fluido refrigerante/líquido
caloportador.
El líquido caloportador del segundo circuito
secundario 36 extrae calorías en el fluido refrigerante condensado,
por medio del segundo intercambiador térmico 34 de fluido
refrigerante/líquido caloportador, y las restituye en el
habitáculo, por medio del intercambiador caliente 39.
A modo de ejemplo, se considera que el elemento
exotérmico refrigerado por el líquido que circula en la rama
aeroterma 48 es un motor diesel de 2 litros de inyección directa.
También se considera que la temperatura del motor es inicialmente
la del exterior del vehículo, a saber -18ºC. Aproximadamente dos
minutos tras su arranque, el motor diesel entrega a la rama
aeroterma 48 una potencia de 1,25 kW, alcanzando la temperatura del
líquido de refrigeración en esta rama aeroterma 48 aproximadamente
0ºC. Siendo el coeficiente de rendimiento de la bomba de calor 12
del orden de 3, la potencia recuperada por la fuente caliente 18 es
de aproximadamente 4,5 kW, alcanzando la temperatura del fluido
caloportador en condensación en esta fuente caliente 18
aproximadamente 30ºC. La potencia de la fuente caliente 18 se
transfiere al habitáculo H por medio del intercambiador caliente
39.
En una segunda fase del funcionamiento del
dispositivo 10, especialmente cuando el líquido de refrigeración
del motor alcanza una temperatura suficiente, por ejemplo del orden
de 83ºC, la bomba de calor 12 se para (parada del compresor 20 y de
las bombas 28 y 38) y después se ajusta la válvula 54 con objeto de
conectar el extremo aguas abajo 48B de la rama aeroterma a la
entrada del intercambiador caliente 39. Las calorías proporcionadas
al habitáculo H proceden entonces de la rama aeroterma 48 por medio
del intercambiador caliente 39 conectado a esta rama 48.
Se observará que las válvulas pueden ajustarse
según otras configuraciones adaptadas para calentar el habitáculo
H. En particular, el ajuste de las válvulas 40 y 44 puede
modificarse con respecto al de la figura 1 con objeto de conectar
el primer circuito secundario 26 de líquido caloportador al
intercambiador exterior 30. Esta configuración se adapta cuando la
temperatura exterior del vehículo no es demasiado baja.
Para configurar el dispositivo de regulación
térmica 10 en modo de refrigeración del habitáculo del vehículo, se
ajustan las válvulas 40 a 44 con objeto de conectar el primer
circuito secundario 26 de líquido caloportador al intercambiador
frío y el segundo circuito secundario 36 de líquido caloportador al
intercambiador exterior 30.
En este caso, el líquido caloportador del primer
circuito secundario 26 extrae calorías en el habitáculo, por medio
del intercambiador frío 32, y las restituye al fluido refrigerante
vaporizado, por medio del primer intercambiador térmico 24 de
fluido refrigerante/líquido caloportador. Por otro lado, el líquido
caloportador del segundo circuito secundario 36 extrae calorías al
fluido refrigerante condensado, por medio del segundo
intercambiador térmico 34 de fluido
refrigerante/líquido caloportador, y las evacua al exterior del vehículo, por medio del intercambiador exterior 30.
refrigerante/líquido caloportador, y las evacua al exterior del vehículo, por medio del intercambiador exterior 30.
En las figuras 2 a 4, se ha representado el
dispositivo de regulación térmica 10 según modos de realización de
la invención segundo, tercero y cuarto. En estas figuras 2 a 4, los
elementos análogos a los de las figuras anteriores se designan por
referencias idénticas.
En el segundo modo de realización de la
invención ilustrado en la figura 2, una válvula 56, de tipo de tres
vías, permite conectar selectivamente la salida del intercambiador
caliente 39 al segundo circuito secundario 36 de líquido
caloportador y a la rama aeroterma 48. Esta válvula 56 está dotada
de una primera vía conectada a la salida del intercambiador
caliente 39, de una segunda vía conectada a la entrada del segundo
intercambiador térmico 34 y de una tercera vía conectada al extremo
aguas arriba 48A de la rama aeroterma.
La válvula 56 aumenta el número de
configuraciones posibles de funcionamiento del dispositivo 10.
En el tercer modo de realización de la invención
ilustrado en la figura 3, una válvula 58 de rama aeroterma, de tipo
de cuatro vías, sustituye a la válvula 40 de intercambiador exterior
y la válvula 52 de rama aeroterma del primer modo de realización de
la invención. La válvula 58 comprende tres vías análogas a las de la
válvula 52 (de las que una vía está conectada directamente a la
salida del primer intercambiador térmico 24 de fluido
refrigerante/líquido caloportador) así como una cuarta vía conectada
a la entrada del intercambiador exterior 30.
Las válvulas 56 y 58 se controlan por medios
clásicos eléctricos, mecánicos, termomecánicos o neumáticos.
El cuarto modo de realización de la invención
ilustrado en la figura 4 se diferencia del ilustrado en la figura 1
porque se suprimen las válvulas 44 y 52. En este último modo de
realización simplificado, la fuente fría 16 no puede conectarse al
intercambiador exterior 30. El cuarto modo de realización de la
invención se adapta al caso en el que la energía aportada por la
rama aeroterma 48 es suficiente para obtener un funcionamiento
eficaz de la bomba de calor 12 en modo de calentamiento del
habitáculo.
Evidentemente, los diferentes modos de
realización de la invención descritos anteriormente pueden
combinarse entre sí.
Entre las ventajas de la invención, se observará
que el acoplamiento térmico de la fuente fría con la rama aeroterma
del vehículo optimiza el rendimiento del dispositivo de regulación
térmica cuando este último se usa para calentar el habitáculo del
vehículo, y ello garantizando un aumento de temperatura del
habitáculo particularmente rápido.
Claims (14)
1. Dispositivo de regulación térmica para
vehículo automóvil, del tipo que comprende:
- una bomba de calor (12) que comprende un
circuito principal (14) de fluido refrigerante de compresión que
extrae calorías de una fuente fría (16) para transferirlas hacia una
fuente caliente (18),
- comprendiendo la fuente fría (16) un primer
intercambiador térmico (24) de fluido refrigerante/líquido
caloportador que acopla térmicamente el circuito principal (14) de
fluido refrigerante a un primer circuito secundario (26) de líquido
caloportador,
- la fuente caliente (18) comprende un segundo
intercambiador térmico (34) de fluido refrigerante/líquido
caloportador que acopla térmicamente el circuito principal (14) de
fluido refrigerante a un segundo circuito secundario (36) de
líquido caloportador,
- caracterizado porque el primer circuito secundario (26) comprende primeros medios (40, 52, 54) de conexión selectiva a los extremos aguas arriba (48A) y aguas abajo (48B) de una rama (48) de un circuito (46) de líquido de refrigeración de un motor térmico del vehículo, denominada rama aeroterma, y puede conectarse selectivamente a un intercambiador térmico denominado frío (32) con ayuda de los primeros medios de conexión selectiva (40, 52), y porque el segundo circuito secundario (36) de líquido caloportador está dotado de segundos medios (42) de conexión selectiva a un intercambiador térmico denominado caliente (39), comprendiendo los primeros medios de conexión selectiva una válvula (54) dotada:
- de una primera vía conectada al extremo aguas
abajo (48B) de la rama aeroterma (48),
- de una segunda vía conectada a la entrada del
primer intercambiador térmico (24) de fluido refrigerante/líquido
caloportador, y
- de una tercera vía conectada a la entrada del
intercambiador caliente (39).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los primeros medios de conexión
selectiva comprenden primeros medios aguas arriba (40, 52) de
conexión al extremo aguas arriba (48A) de la rama aeroterma (48) y
primeros medios aguas abajo (54) de conexión al extremo aguas abajo
(48B) de esta rama aeroterma (48).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el intercambiador frío (32) es un
intercambiador de líquido caloportador/aire.
4. Dispositivo según la reivindicación 2 tomada
sola o en combinación con la reivindicación 3, caracterizado
porque los primeros medios aguas arriba de conexión selectiva
comprenden una válvula, denominada válvula (52; 58) de rama
aeroterma, dotada de al menos tres vías, estando conectada una
primera vía a la salida del primer intercambiador térmico (24) de
fluido refrigerante/líquido caloportador, estando conectada una
segunda vía al extremo aguas arriba (48A) de la rama aeroterma (48)
y estando conectada una tercera vía a la entrada del intercambiador
frío (32).
5. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el primer
circuito secundario (26) puede estar conectado selectivamente a un
intercambiador térmico denominado exterior (30) con ayuda de los
primeros medios (40) de conexión selectiva.
6. Dispositivo según las reivindicaciones 4 y 5
tomadas en conjunto, caracterizado porque los primeros medios
aguas arriba de conexión selectiva comprenden una válvula,
denominada válvula (40) de intercambiador exterior, de tipo de tres
vías, dotada de una primera vía conectada a la salida del primer
intercambiador térmico (24) de fluido refrigerante/líquido
caloportador, de una segunda vía conectada a la entrada del
intercambiador exterior (30) y de una tercera vía conectada a la
primera vía de la válvula (52) de rama aeroterma.
7. Dispositivo según las reivindicaciones 4 y 5
tomadas en conjunto, caracterizado porque la válvula (58) de
rama aeroterma comprende una cuarta vía conectada a la entrada del
intercambiador exterior (30).
8. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el
intercambiador exterior (30) es un intercambiador de líquido
caloportador/aire.
9. Dispositivo según la reivindicación 5 tomada
en combinación con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque el segundo circuito secundario (36)
puede estar conectado selectivamente al intercambiador exterior
(30) con ayuda de los segundos medios de conexión selectiva.
10. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende
terceros medios (56) de conexión selectiva de la salida del
intercambiador caliente (39) al segundo circuito secundario (36) de
líquido caloportador y a la rama aeroterma (48).
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque los terceros medios de conexión
selectiva comprenden una válvula (56), de tipo de tres vías, dotada
de una primera vía conectada a la salida del intercambiador
caliente (39), de una segunda vía conectada a la entrada del segundo
intercambiador térmico (34) y de una tercera vía conectada al
extremo aguas arriba (48A) de la rama aeroterma (48).
12. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
intercambiador caliente (39) es un intercambiador de líquido
caloportador/aire.
13. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el líquido
caloportador del segundo circuito secundario (36) es una mezcla de
agua y de anticongelante.
14. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el líquido
caloportador del primer circuito secundario (26) es una mezcla de
agua y de anticongelante.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0006116 | 2000-05-15 | ||
| FR0006116A FR2808738B1 (fr) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | Dispositif de regulation thermique perfectionne a pompe a chaleur pour vehicule automobile |
| FR0104532A FR2808742B1 (fr) | 2000-05-15 | 2001-04-03 | Dispositif optimise de regulation thermique a pompe a chaleur pour vehicule automobile |
| FR0104532 | 2001-04-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2329972T3 true ES2329972T3 (es) | 2009-12-03 |
Family
ID=26212402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01936508T Expired - Lifetime ES2329972T3 (es) | 2000-05-15 | 2001-05-14 | Dispositivo optimizado de regulacion termica de bomba de calor para vehiculo automovil. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6915649B2 (es) |
| EP (1) | EP1282533B1 (es) |
| JP (1) | JP2003533395A (es) |
| DE (1) | DE60139252D1 (es) |
| ES (1) | ES2329972T3 (es) |
| FR (1) | FR2808742B1 (es) |
| WO (1) | WO2001087651A1 (es) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005008565A1 (de) * | 2005-02-23 | 2006-09-14 | Heinz Schilling Kg | Wärmerückgewinnungssystem mit Nachtkältegewinnung |
| US20070101737A1 (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-10 | Masao Akei | Refrigeration system including thermoelectric heat recovery and actuation |
| FR2897016A1 (fr) * | 2006-02-09 | 2007-08-10 | Vehicules Electr Societe Par A | Vehicule automobile electrique ou hybride a systeme de conditionnement thermique valorisant les sources de bas niveau |
| JP4201011B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2008-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄熱装置 |
| US7660660B2 (en) * | 2007-02-09 | 2010-02-09 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Systems and methods for regulation of engine variables |
| US7854131B2 (en) * | 2008-04-16 | 2010-12-21 | The Boeing Company | Thermal buffer system |
| FR2932720B1 (fr) * | 2008-06-20 | 2010-08-20 | Valeo Systemes Thermiques | Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un vehicule comprenant au moins un echangeur thermique a l'interieur duquel circule un fluide caloporteur |
| SE534348C2 (sv) * | 2008-10-07 | 2011-07-19 | Scania Cv Abp | System och anordning innefattande en sammanbyggd kondensor och förångare |
| FR2938550B1 (fr) * | 2008-11-20 | 2010-11-12 | Arkema France | Composition comprenant du 2,3,3,3-tetrafluoropropene procede de chauffage et/ou climatisation d'un vehicule |
| FR2938551B1 (fr) * | 2008-11-20 | 2010-11-12 | Arkema France | Procede de chauffage et/ou climatisation d'un vehicule |
| US8156754B2 (en) * | 2009-03-13 | 2012-04-17 | Denso International America, Inc. | Carbon dioxide refrigerant-coolant heat exchanger |
| CN102371868B (zh) * | 2010-08-09 | 2015-12-09 | 杭州三花研究院有限公司 | 电动汽车及其热管理系统 |
| CN102452297B (zh) * | 2010-10-29 | 2014-07-09 | 杭州三花研究院有限公司 | 电动汽车及其热管理系统 |
| DE102011082584A1 (de) * | 2011-09-13 | 2013-03-14 | Behr Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Temperierung einer Mehrzahl von Komponenten eines Fahrzeugs und Fahrzeugsystem |
| JP2013088031A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 冷却システムとその制御方法 |
| JP6020064B2 (ja) * | 2011-12-05 | 2016-11-02 | 株式会社デンソー | 熱交換システム |
| CN105307883B (zh) | 2013-06-04 | 2017-04-12 | 株式会社电装 | 车辆用热管理系统 |
| JP6167892B2 (ja) | 2013-06-06 | 2017-07-26 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
| JP6083339B2 (ja) | 2013-07-09 | 2017-02-22 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
| JP6197642B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2017-09-20 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
| JP6303615B2 (ja) | 2014-03-05 | 2018-04-04 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
| RU2573514C1 (ru) * | 2014-11-12 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования) "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") | Климатическая система транспортного средства |
| JP6287793B2 (ja) | 2014-12-10 | 2018-03-07 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
| US10272744B2 (en) * | 2015-09-03 | 2019-04-30 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle HVAC system with auxiliary coolant loop for heating and cooling vehicle interior |
| JP6663676B2 (ja) * | 2015-10-02 | 2020-03-13 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理装置 |
| KR101846924B1 (ko) * | 2016-11-01 | 2018-05-24 | 현대자동차 주식회사 | 차량용 히트 펌프 시스템 |
| US10183549B2 (en) | 2017-04-27 | 2019-01-22 | Ford Global Technologies, Llc | Modulating vehicle heating and cooling system and control method |
| US10486494B2 (en) | 2017-04-27 | 2019-11-26 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle heating and cooling system and control method |
| US10343487B2 (en) * | 2017-04-27 | 2019-07-09 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle heating and cooling system and control method |
| JP6791052B2 (ja) | 2017-07-31 | 2020-11-25 | 株式会社デンソー | 空調装置 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2893218A (en) * | 1958-02-21 | 1959-07-07 | Borg Warner | Air conditioning systems |
| US4761967A (en) * | 1984-10-11 | 1988-08-09 | Diesel Kiki Kabushiki Kaisha | Car air conditioner with heat storage tank for cooling energy |
| US5265437A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-30 | Modine Manufacturing Co. | Automotive refrigeration system requiring minimal refrigerant |
| US5138851A (en) * | 1990-12-14 | 1992-08-18 | Golden Empire Trading Co., Inc. | Active seat cooling system |
| FR2697210B1 (fr) * | 1992-10-26 | 1994-12-09 | Valeo Thermique Habitacle | Dispositif de climatisation plus particulièrement pour véhicule électrique. |
| JP3414825B2 (ja) * | 1994-03-30 | 2003-06-09 | 東芝キヤリア株式会社 | 空気調和装置 |
| JPH09169207A (ja) * | 1995-12-20 | 1997-06-30 | Denso Corp | 車両用空調装置 |
| EP0800940A3 (en) * | 1996-04-10 | 2001-06-06 | Denso Corporation | Vehicular air conditioning system for electric vehicles |
| US5904052A (en) * | 1996-09-02 | 1999-05-18 | Denso Corporation | Brine type air conditioning apparatus |
| JPH10338023A (ja) * | 1997-06-05 | 1998-12-22 | Zexel Corp | 車両用冷却装置 |
| US6038877A (en) * | 1998-05-22 | 2000-03-21 | Bergstrom, Inc. | Modular low pressure delivery vehicle air conditioning system |
| FR2780490B1 (fr) * | 1998-06-30 | 2000-11-10 | Valeo Climatisation | Systeme de reglage de la temperature dans l'habitacle d'un vehicule a moteur electrique |
| JP3931438B2 (ja) * | 1998-07-14 | 2007-06-13 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
| DE19838880C5 (de) * | 1998-08-27 | 2005-05-04 | Behr Gmbh & Co. Kg | Einrichtung zum Kühlen eines Innenraumes eines Kraftfahrzeugs |
| DE19850829C1 (de) * | 1998-11-04 | 2000-03-16 | Valeo Klimasysteme Gmbh | Kühl-Heiz-Kreis für ein Fahrzeug |
| DE19860057C5 (de) * | 1998-12-23 | 2009-03-05 | Valeo Klimasysteme Gmbh | Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Kältespeicher |
| US6394210B2 (en) * | 1999-06-07 | 2002-05-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Temperature controller for vehicular battery |
-
2001
- 2001-04-03 FR FR0104532A patent/FR2808742B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-14 WO PCT/FR2001/001458 patent/WO2001087651A1/fr active Application Filing
- 2001-05-14 ES ES01936508T patent/ES2329972T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-14 JP JP2001584077A patent/JP2003533395A/ja active Pending
- 2001-05-14 US US10/275,876 patent/US6915649B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-14 EP EP01936508A patent/EP1282533B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-14 DE DE60139252T patent/DE60139252D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1282533A1 (fr) | 2003-02-12 |
| US6915649B2 (en) | 2005-07-12 |
| FR2808742A1 (fr) | 2001-11-16 |
| EP1282533B1 (fr) | 2009-07-15 |
| US20040089014A1 (en) | 2004-05-13 |
| FR2808742B1 (fr) | 2003-03-21 |
| WO2001087651A1 (fr) | 2001-11-22 |
| JP2003533395A (ja) | 2003-11-11 |
| DE60139252D1 (de) | 2009-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2329972T3 (es) | Dispositivo optimizado de regulacion termica de bomba de calor para vehiculo automovil. | |
| ES2332172T3 (es) | Dispositivo de regulacion termica para automovil y procedimientos para la puesta en practica de este dispositivo. | |
| ES2338766T3 (es) | Instalacion de aire acondicionado. | |
| ES2215825T3 (es) | Dispositivo de calefaccion-climatizacion del habitaculo de un vehiculo automovil. | |
| ES2261542T3 (es) | Sistema de refrigeracion de un vehiculo automovil para un dispositivo que aumenta la temperatura asi como procedimiento para la refrigeracion de un dispositivo que aumenta la temperatura. | |
| ES2349499T3 (es) | Sistema de aire acondicionado para un vehículo automóvil, con un circuito secundario de refrigeración de aire que se puede conectar al circuito de calefacción. | |
| ES2288890T3 (es) | Dispositivo de calefaccion y/o climatizacion del habitaculo de un vehiculo de motor. | |
| ES2298410T3 (es) | Dispositivo de regulacion termica para un vehiculo automovil. | |
| ES2309240T3 (es) | Estructura y regulacion de un sistema de climatizacion para un vehiculo automovil. | |
| ES2249645T3 (es) | Deshumectacion de aire en instalaciones de aire acondicionado con circuito de aire. | |
| ES2200961T3 (es) | Sistema de control ambiental por ciclo de aire dotado de un subsistema por ciclo de liquido. | |
| ES2279394T3 (es) | Sistema de control climatico con un circuito de compresion de vapor combinado con un circuito de absorcion. | |
| ES2299226T3 (es) | Dispositivo de climatizacion de vehiculo que utiliza un fluido refrigerante en estado supercritico. | |
| JP4197005B2 (ja) | 排気熱回収装置 | |
| ES2324976T3 (es) | Procedimiento y dispositivo de regulacion termica de un habitaculo de vehiculo automovil. | |
| JP6047314B2 (ja) | 車両用空調装置 | |
| ES2400037T3 (es) | Instalación de ventilación, de calefacción y/o de climatización de un vehículo que comprende al menos un intercambiador térmico por cuyo interior circula un fluido caloportador | |
| JP5646681B2 (ja) | ヒートポンプ及び再加熱機能を備えた空気調和装置の冷媒回路 | |
| JP6790019B2 (ja) | 車両の空調システム及びその作動方法 | |
| CN107757298B (zh) | 喷气增焓热泵空调系统和包括该热泵空调系统的电动车 | |
| JP2003097857A (ja) | 冷房サイクル | |
| JP2012506820A (ja) | 電気推進車両に装備される暖房、換気、および／または空調設備に内蔵される熱力学的な空調ループ | |
| JP2003075021A (ja) | ガスヒートポンプ式空気調和装置、エンジン冷却水加熱装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置の運転方法 | |
| JP5517641B2 (ja) | 車両の空調装置 | |
| ES2349273T3 (es) | Sistema de climatización parra un vehículo. |