FR2611607A1 - Systeme de climatisation pour vehicules a propulsion par moteur a combustion interne - Google Patents

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Thierry Nadot
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Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE CLIMATISATION POUR VEHICULES A PROPULSION PAR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. CONFORMEMENT A L'INVENTION LE CIRCUIT FRIGORIFIQUE EST DU TYPE A ABSORPTION, LE BOUILLEUR 1 DUDIT CIRCUIT ETANT CHAUFFE PAR LES CALORIES DISSIPEES PAR LE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET CONSTITUE DE PREFERENCE PAR UN ECHANGEUR 2 PARCOURU PAR L'EAU DU CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT DERIVEE ENTRE LE BLOC MOTEUR. LE SYSTEME DE CLIMATISATION AVEC CIRCUIT A ABSORPTION, CONFORME A L'INVENTION, CONSOMME UNE PUISSANCE QUI EST DISSIPEE DANS LES VEHICULES A MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.

Description

Système de climatisation pour véhicules à proPulsion par moteur à combustion interne.
Selon la technique courante actuelle la climatisation des véhicules automobiles est assurée en faisant circuler l'air ambiant forcé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule sur l'évaporateur d'un circuit frigorifique du type à compression.
Le compresseur du circuit frigorifique est entraîné par le moteur à combustion interne assurant la propulsion du véhicule soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire d'un moteur électrique alimenté depuis la batterie du véhicule.
Un tel système de climatisation qui exige un compresseur et un circuit frigorifique complet est cher et, étant donné, la puissance des véhicules les plus couramment commercialisés et le rendement des compresseurs, la puissance absorbée par un climatiseur à compression peut atteindre 10% de la puissance développée par le moteur. Pour ces motifs, seuls les véhicules de très haute gamme utilisés dans les pays à climat très chaud sont munis d'un système de climatisation.
La présente invention est basée sur l'observation que, dans les moteurs à combustion interne, une partie importante de la puissance chimique du combustible est dissipée sous forme de calories à haute température dans les gaz d'échappement ou par radiation dans l'air ambiant depuis le moteur lui-même ou depuis le radiateur de refroidissement de l'eau de circulation. Or on connaît des circuits frigorifiques dits à absorption qui fonctionnent pratiquement sans consommer de puissance mécanique et qui nécessitent seulement un apport calorifique à des tempe ratures comprises entre 100 et 130 C.
La présente invention a en conséquence pour objet un système de climatisation pour véhicules à propulsion par moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le circuit frigorifique est du type à absorption, le bouilleur dudit circuit étant chauffé par les calories dissipées par le moteur à combustion interne.
Le bouilleur pourrait, dans le cadre de l'invention, être chauffé par mise en contact d'échange thermique direct de l'enceinte le constituant avec le bloc moteur mais ce mode de réalisation exigerait une construction spécialement étudiée du moteur et de l'enceinte du bouilleur. Il est également possible d'assurer le chauffage du bouilleur en prévoyant dans celui-ci un échangeur parcouru par un flux dérivé des gaz d'échappement mais les gaz d'échappement sont,à la sortie du moteur, à des températures très élevées de l'ordre de plusieurs centaines de degré et leur débit devrait être contrôlé en fonction de leur température à l'entrée du bouilleur pour éviter une surchauffe de ce dernier.En outre les gaz d'échappement à haute température sont très corrosifs plus spécialement à l'égard de métaux comme le fer et l'acier qui doivent être utilisés dans la construction des circuits frigorifiques à absorption mettant en oeuvre de l'ammoniac en raison de leur bonne résistance à cette base.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention qui tire parti du fait que les circuits de refroidissement des moteurs à combustion interne modernes sont du type scellé avec une température d'arrivée de l'eau au radiateur comprise entre 100 et 130-C, le bouilleur du circuit frigorifique à absorption est constitué par un échangeur thermique dont le fluide chaud est constitué par l'eau du circuit de refroidissement dérivée entre le bloc moteur et le radiateur.
L'invention sera décrite prnus en détail ci-après avec référence au dessin ci-annexé dont la figure unique représente schématiquement un système de climatisation pour véhicule du type à absorption dont la source chaude est constituée par l'eau de refroidissement du moteur à explosion interne.
L'installation frigorifique est du type à absorption de l'ammoniac dans l'eau, les calories étant fourniers au bouilleur par l'eau de refroidissement du moteur à combustion interne.
Le bouilleur 1 comporte un serpentin 2 dans lequel arrive en 3 une partie dérivée à la sortie du moteur de l'eau de refroidissement E à une température d'environ 110 à 130'C, l'eau étant renvoyée en 4 au circuit de refroidissement vers le radiateur. La solution aqueuse d'ammoniac arrive en 5 au bouilleur avec une concentration en ammoniac d'environ 0,34, la pression dans le bouilleur étant de 20 bars.
La solution se réchauffe au contact du serpentin 2 et est portée à l'ébullition avec dégagement d'une vapeur V riche en ammoniac mais contenant de la vapeur d'eau. Cette vapeur passe dans un séparateur à plateau 6 qui sépare l'ammoniac gazeux NH3 de la vapeur d'eau condensée. L'ammoniac gazeux sous pression est envoyé par une canalisation 7 à un condenseur 8 dans lequel il est refroidi jusqu'à une température de l'ordre de 50 C par échange avec un radiateur 9 qui peut être un radiateur à circulation d'air. Dans le condenseur l'ammoniac se liquéfie en 10.
L'ammoniac liquide est admis par un orifice d'étranglement formant détendeur 11 dans l'évaporateur 12 dans lequel la pression est par exemple de l'ordre de 3,5 bars et la température de l'ordre de 0 à -2tC. Dans l'évaporateur est réalisé un échange thermique avec l'eau glycolée C du circuit de climatisation qui circule dans un serpentin 13, l'eau glycolée sortant à une température de l'ordre de 0 à o"C.
L'ammoniac vapeur passe de l'évaporateur 12 dans l'absorbeur 14 par un passage 15. Dans l'absorbeur 14 est d'autre part ramenée par une canalisation-16, la solution ammoniacale condensée dans le séparateur 6. Cette canalisation 16 comporte un serpentin 17 logé dans un échangeur 18, échangeur dans lequel la solution ammoniacale chaude provenant du séparateur 6 échange ses calories avec la solution ammoniacale 19 provenant de l'absorbeur 14 et qui va être réintroduite en D dans le bouilleur 1.
Dans l'absorbeur 14 la solution ammoniacale 16 refroidie dans l'échangeur 18 et refroidie de plus au contact du radiateur à circulation d'air 20, absorbe l'ammoniac gazeux provenant de l'évaporateur 12.
Le mode de réalisation ci-dessus décrit à titre d'exemple de réalisation est susceptible de recevoir de nombreuses modifications sans sortir du cadre des revendications, c'est ainsi notamment que le serpentin 13 pourrait être remplacé par un radiateur parcouru par l'air soufflé dans l'habitacle du véhicule.

Claims (5)

Revendications
1. Un système de climatisation pour véhicules à propulsion par moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le circuit frigorifique est du type à absorption, le bouilleur (1) dudit circuit étant chauffé par les calories dissipées par le moteur à combustion interne.
2. Un système de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouilleur (1) est chauffé par mise en contact d'échange thermique direct de l'enceinte le constituant avec le bloc moteur.
3. Un système de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouilleur (1) est chauffé par un échangeur parcouru par un flux dérivé des gaz d'échappement.
4. Un système de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouilleur (1) est chauffé par un échangeur (2) parcouru par l'eau du circuit de refroidissement dérivée entre le bloc moteur et le radiateur.
5. Un système de climatisation pour véhicule automobile selon la revendication 1 ou la revendication 4 comportant un bouilleur (1), un séparateur (6), un condenseur (9), un évaporateur (12) et un absorbeur (14), caractérisé en ce que le bouilleur (1) est chauffé par un échangeur (2) parcouru par un flux dérivé de l'eau de refroi dissement du moteur, l'évaporateur (12) comportant un échangeur (13) parcouru par le fluide du système de climatisation de l'habitacle du véhicule.
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