FR2780346A1 - Circuit de fluide refrigerant, notamment pour la climatisation de l'habitacle d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Le circuit de fluide réfrigérant comprend trois branches (1, 2, 3) ainsi qu'un raccord (15) muni d'une première entrée (16) propre à être reliée à un condenseur (6), d'une deuxième entrée (17) propre à être reliée à une vanne de commutation (12) et d'une sortie commune (18) propre à être reliée à un évaporateur (5), de sorte que la première entrée, la deuxième entrée et la sortie commune aboutissent à un point de jonction (A) commun aux trois branches (1, 2, 3), un détendeur (10) et un clapet anti-retour (8) étant logés dans le raccord entre la première entrée (16) et le point de jonction.

Description

Circuit de fluide réfrigérant, notamment pour la climatisa-

tion de l'habitacle d'un véhicule automobile L'invention concerne un circuit de fluide réfrigérant destiné notamment à la climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un circuit de fluide réfrigérant comportant une première branche contenant un évaporateur suivi d'un compresseur, une deuxième branche contenant un condenseur et une troisième branche ne contenant pas de condenseur, les deuxième et troisième branches étant placées mutuellement en parallèle de façon à former avec la

première branche respectivement une boucle de refroidisse-

ment, contenant également un détendeur, et une boucle de chauffage, ainsi qu'au moins une vanne de commutation pour envoyer le fluide sortant de la première branche, soit dans

la deuxième branche, soit dans la troisième branche.

Un circuit de fluide réfrigérant de ce type est connu en

particulier d'après la publication FR-A-2 717 126.

Dans ce circuit connu, on prévoit en outre des moyens pour envoyer dans l'habitacle du véhicule de l'air ayant subi un

échange de chaleur avec l'évaporateur.

Habituellement, un tel circuit comprend deux vannes de

commutation à trois voies commandées par des électrovannes.

Ces moyens permettent de placer le circuit en trois configu-

rations différentes, dans lesquelles il fonctionne respecti-

vement comme un circuit classique de climatisation, comme un circuit de chauffage et comme un circuit particulier dans

lequel le fluide réfrigérant s'accumule dans l'évaporateur.

La Demanderesse a proposé récemment de simplifier la réalisa-

tion d'un tel circuit en y incorporant un composant pouvant être raccordé aux trois branches et logeant intérieurement le

point de jonction des trois branches ainsi que le détendeur.

Dans un circuit de fluide réfrigérant du type précité, lorsque les vannes de commutation sont dans une position telle que le fluide réfrigérant, sous forme gazeuse, est envoyé dans la troisième branche, pour parvenir ainsi à l'entrée de l'évaporateur, il est nécessaire d'éviter un retour éventuel du fluide dans la deuxième branche qui

contient le détendeur.

C'est la raison pour laquelle on prévoit habituellement un

clapet anti-retour intercalé sur la deuxième branche.

Dans la solution récemment proposée par la Demanderesse, le composant précité incorpore aussi ce clapet anti-retour, ce

qui contribue à la simplification du circuit.

L'invention a essentiellement pour but de simplifier davan-

tage la réalisation d'un circuit du type précité en y intégrant un composant regroupant plusieurs fonctions du circuit. Un autre but de l'invention est d'intégrer un tel composant pour limiter le nombre de connexions du circuit et donc les fuites potentielles, et encore de réduire le coût global du circuit.

L'invention propose à cet effet un circuit de fluide réfrigé-

rant du type défini en introduction, lequel comprend un raccord muni d'une première entrée propre à être reliée au condenseur, d'une deuxième entrée propre à être reliée à la vanne de commutation et d'une sortie commune propre à être reliée à l'évaporateur, de sorte que la première entrée, la deuxième entrée et la sortie commune aboutissent à un point de jonction commun aux trois branches, et dans lequel le détendeur et un clapet anti-retour sont logés dans le raccord

entre la première entrée et le point de jonction.

Ainsi, le circuit de l'invention incorpore un composant réalisé sous la forme d'un raccord à deux entrées et à une sortie, que l'on peut encore appeler pour simplifier "raccord en T", lequel raccord incorpore le détendeur et le clapet anti-retour. Un tel raccord peut être facilement intégré dans le circuit, ce qui limite le nombre de connexions et les fuites poten-

tielles, et réduit en outre le coût global du circuit.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le clapet

anti-retour est situé entre la première entrée et le déten-

deur.

Avantageusement, le détendeur comprend un tube de détente à orifice calibré, entouré par un manchon introduit en force

dans un conduit que comporte le raccord.

Dans une forme de réalisation de l'invention, le raccord comprend un conduit principal muni de deux extrémités opposées qui constituent respectivement la première entrée et la sortie commune et un conduit secondaire débouchant dans le conduit principal et muni d'une extrémité qui constitue la

deuxième entrée.

Le raccord précité peut soit être réalisé sous la forme d'un composant individuel, soit encore être intégré dans un bloc

de connexion.

De préférence, le bloc de connexion est muni d'un passage traversant direct propre à être intercalé dans la première

branche entre l'évaporateur et le compresseur.

Ceci permet d'intégrer, dans un seul composant, à la fois le raccord précité et un passage ou conduit propre à être

intercalé entre l'évaporateur et le compresseur.

Dans une forme de réalisation, le raccord comprend un conduit principal muni de deux extrémités opposées qui constituent respectivement la première entrée et la sortie commune et un conduit secondaire débouchant dans le conduit principal et

muni d'une extrémité qui constitue la deuxième entrée.

De façon avantageuse, le passage direct et le conduit principal sont sensiblement parallèles et débouchent sur deux

faces opposées du bloc de connexion.

Il est avantageux que le passage direct et le conduit principal débouchent sur l'une desdites faces opposées par des orifices respectifs qui permettent un raccordement avec l'évaporateur. Selon une autre caractéristique avantageuse, le conduit secondaire est sensiblement parallèle au conduit principal, débouche sur l'une des faces opposées du bloc de connexion et

communique avec le conduit principal par un conduit transver-

sal au niveau du point de jonction.

Dans une autre forme de réalisation, dans laquelle le bloc de connexion est également muni d'un passage traversant direct, le raccord comprend un conduit principal muni d'une première extrémité qui constitue la première entrée et d'une deuxième extrémité qui débouche dans un conduit secondaire, lequel

comporte deux extrémités opposées qui constituent respective-

ment la deuxième entrée et la sortie commune du raccord.

De préférence, le passage direct et le conduit secondaire sont sensiblement parallèles et débouchent sur deux faces

opposées du bloc de connexion.

Il est avantageux que le passage direct et le conduit secondaire débouchent sur l'une des faces opposées du bloc de connexion par des orifices respectifs qui permettent un

raccordement avec l'évaporateur.

De préférence, le conduit principal est sensiblement perpen-

diculaire au conduit secondaire et débouche sur une face du bloc de connexion qui est perpendiculaire auxdites faces

opposées du bloc de connexion.

Dans la description qui suit, faite seulement à titre

d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels:

- la figure 1 est un schéma d'un circuit de fluide réfrigé-

rant convenant à la climatisation et au chauffage de l'habi-

tacle d'un véhicule automobile réalisé selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe du raccord faisant partie du circuit de la figure 1;

- la figure 3 est un schéma d'un circuit de fluide réfrigé-

rant selon une deuxième forme de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe du bloc de connexion faisant partie du circuit de la figure 3; - la figure 5 est une vue en coupe d'un bloc de connexion selon une autre variante de réalisation; et - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la

figure 5.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un circuit dans lequel circule un fluide réfrigérant propre à passer de l'état liquide à l'état gazeux en absorbant de la chaleur, et de l'état gazeux à l'état liquide en cédant de la chaleur, comme c'est le cas de façon habituelle dans les

installations de climatisation de véhicules automobiles.

Le circuit illustré sur la figure 1 comprend trois branches 1, 2 et 3 se raccordant entre elles en deux points de jonction A et B. La branche 1 contient un compresseur 4 qui fait circuler le fluide du point A vers le point B, et un évaporateur 5 placé en amont du compresseur. La branche 2 contient, du point B vers le point A, un condenseur 6, une bouteille 7, un clapet anti-retour 8 et un détendeur 10. Un second détendeur 14 est placé dans la branche 3. Une première vanne à trois voies 11 est interposée dans la branche 1 de façon que deux de ses voies 11-1 et 11-2 communiquent respectivement avec la sortie de l'évaporateur 5 et avec l'entrée du compresseur 4. Une seconde vanne à trois voies 12 est placée au point de jonction B de façon que ses trois voies 12-1, 12-2 et 12-3 se raccordent respectivement à l'extrémité aval de la première branche, c'est-à-dire à la sortie du compresseur 4, à l'extrémité amont de la branche 2, c'est-à-dire à l'entrée du condenseur 6, et à l'extrémité amont de la branche 3, c'est-à-dire à l'entrée du détendeur 14. Enfin, une quatrième branche 13, ne contenant aucun composant, relie la troisième voie 11-3 de l'électrovanne 11 à un point intermédiaire C de la branche 2, comprise entre la

voie 12-2 et le condenseur 6.

La structure du circuit de la figure 1 est connue, de façon

générale, par la publication FR-A-2 710 726 déjà citée.

Dans ce circuit, les électrovannes 11 et 12 sont commandées

en coordination pour permettre de réaliser trois configura-

tions différentes, déjà décrites dans la publication préci-

tée. Dans la configuration de la figure 1, chacune des deux vannes met en communication ses voies numérotées 1 et 2, comme indiqué par les deux triangles noirs. Le fluide circule alors dans une boucle fermée formée par les branches 1 et 2, la branche 3 et la branche 13 étant isolées par les vannes 12 et 11 respectivement. Cette boucle fonctionne comme un circuit classique de climatisation, le fluide passant de l'état liquide à l'état gazeux dans l'évaporateur 5 en absorbant de la chaleur, et de l'état gazeux à l'état liquide dans le condenseur 6 en cédant de la chaleur. La chaleur absorbée dans l'évaporateur 5 peut être prélevée, directement ou

indirectement, dans un flux d'air F à envoyer dans l'habita-

cle du véhicule.

Le circuit de la figure 1 est propre à adopter une deuxième configuration (non représentée) dans laquelle la vanne 11 fait communiquer ses branches 1 et 2 et la vanne 12 ses branches 1 et 3, si bien que le fluide circule dans une boucle fermée constituée par les branches 1 et 3. Le fluide

traverse donc le compresseur 4, le détendeur 14 et l'évapora-

teur 5. Ne traversant plus le condenseur, il reste en perma-

nence à l'état gazeux. L'évaporateur 5 ne joue donc plus le

rôle d'évaporateur, mais continue de jouer le rôle d'échan-

geur de chaleur, permettant de dissiper une grande partie de la chaleur produite par la compression du fluide dans le compresseur 4, cette chaleur pouvant être utilisée pour le chauffage de l'habitacle lorsque le moteur thermique du véhicule est froid. En particulier, le fluide en circulation étant à une température supérieure à la température ambiante, un flux d'air à envoyer dans l'habitacle peut être chauffé directement au contact de l'évaporateur. La présence des deux électrovannes 11 et 12 au lieu d'une seule permet d'isoler le condenseur et d'éviter des transferts de fluide parasites par

suite des changements de volume du fluide qu'il contient.

En outre, le circuit de la figure 1 peut adopter une troi-

sième configuration (non représentée) dans laquelle les vannes assurent la communication d'une part entre les voies

11-3 et 11-2, d'autre part entre les voies 12-1 et 12-3.

L'entrée du compresseur est alors reliée, par l'intermédiaire de la branche 13, à l'entrée normale du condenseur, d'o il peut extraire du fluide à l'état gazeux. Ce fluide circule ensuite dans la branche 3, mais ne peut revenir au condenseur à partir du point A, notamment en raison de la présence du

clapet anti-retour 8. Le fluide parvient donc dans l'évapora-

teur 5, o il s'accumule, la vanne 11 n'assurant pas la communication entre la sortie de celui-ci et l'entrée du compresseur. La masse de fluide qui circulera dans les branches 1 et 3 après rétablissement de la configuration

précédente est ainsi augmentée.

Selon l'invention, le circuit de la figure 1 comprend un raccord 15 muni d'une première entrée 16 propre à être reliée au condenseur 6, d'une deuxième entrée 17 propre à être reliée à la vanne de commutation 12 et d'une sortie commune

18 propre à être reliée à l'entrée de l'évaporateur 5.

Le raccord 15 comprend un conduit principal 19 (figures 1 et

2), réalisé sous la forme d'un tube droit de section circu-

laire, muni de deux extrémités opposées qui constituent

respectivement la première entrée 16 et la sortie commune 18.

Le raccord 15 comprend en outre un conduit secondaire 20 (figures 1 et 2) qui débouche sensiblement perpendiculaire- ment dans le conduit principal (19). La première entrée 16, la deuxième entrée 17 et la sortie 18 aboutissent au point de jonction A, lequel se trouve ainsi contenu dans le raccord 15. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 2, les entrées 16 et 17 sont réalisées sous la forme d'embouts propres à être raccordés respectivement à des conduits (non représentés) constituant les branches 2 et 3 du circuit. La sortie 18 est réalisée également sous la forme d'un embout susceptible d'être emmanché directement à l'entrée de

l'évaporateur 5.

Le conduit principal 19 loge successivement entre l'entrée 16 et le point de jonction A, le clapet anti-retour 8 et le détendeur 10 du circuit. Le clapet anti-retour 8 est disposé directement dans l'entrée 16, alors que le détendeur 10 est disposé dans une région centrale du tube 19 comprise entre l'entrée 16 et le point de jonction A. Le conduit secondaire 20 est sensiblement perpendiculaire au

conduit principal 19.

Le détendeur 10 comprend un tube de détente 21 (figure 2) à orifice calibré, entouré par un manchon 22 introduit en force

à l'intérieur du conduit principal 19.

Il en résulte que le raccord 15 peut être connecté directe-

ment aux branches 2 et 3 du circuit et à l'entrée de l'évapo-

rateur 5, ce qui permet de limiter le nombre des connexions

du circuit et donc les fuites potentielles de ce dernier.

Le circuit de la figure 1 peut adopter l'une quelconque des trois configurations précitées. En particulier, dans la deuxième configuration précitée, dans laquelle le circuit fonctionne en mode chauffage, le fluide sous forme gazeuse

provenant de la vanne de commutation 12 est envoyé directe-

ment à l'entrée de l'évaporateur 5, le clapet anti-retour 8 s'opposant au retour du fluide dans la deuxième branche du circuit. On se réfère maintenant à la figure 3 qui montre un autre circuit fonctionnant de la même manière que celui de la figure 1. Ce circuit comprend un bloc de connexion 23 de forme générale parallélépipédique, obtenu par usinage d'un

bloc réalisé par exemple en alliage à base d'aluminium.

Le bloc de connexion 23 est muni d'un passage traversant direct 24 propre à être intercalé dans la première branche 1 entre la sortie de l'évaporateur 5 et le compresseur 4. Ce bloc comprend en outre un raccord 25 qui joue la même fonction que le raccord 15 précité et qui est usiné dans le bloc. Ce raccord est muni d'une première entrée 26 propre à être reliée au condenseur 6, d'une deuxième entrée 27 propre à être relié à la vanne de commutation 12 et d'une sortie commune 28 propre à être reliée à l'entrée de l'évaporateur 5. Le raccord 25 (figures 3 et 4) comprend un conduit principal

29 muni de deux extrémités opposées qui constituent respecti-

vement la première entrée 26 et la sortie commune 28. Le raccord 25 comprend en outre un conduit secondaire 30 débouchant dans le conduit principal 19, au niveau du point de jonction A, et muni d'une extrémité qui constitue la

deuxième entrée 27.

Le passage direct 24 et le conduit principal 29 sont sensi-

blement parallèles et débouchent sur deux faces opposées 31

et 32 du bloc 23. Le passage direct 24 débouche respecti-

vement sur les faces opposées 31 et 32 par des orifices 33 et 34. Le tube principal 29 débouche respectivement sur les faces opposées 31 et 32 par deux orifices qui constituent

respectivement la première entrée 26 et la sortie commune 28.

L'orifice 34 et l'orifice correspondant à la sortie commune débouchent sur la face 32 du bloc usiné pour permettre un

raccordement direct avec l'évaporateur 5.

Le conduit secondaire 30 est sensiblement parallèle au conduit principal 29 et débouche sur la face 31 du bloc de connexion. Il communique avec le conduit principal 29 par un conduit transversal 35 disposé obliquement. Ce conduit transversal comprend une première extrémité qui débouche dans le conduit principal 29 au niveau du point de jonction A et une autre extrémité qui débouche sur une face 36 du bloc de connexion, qui est perpendiculaire aux faces 31 et 32. Cette

autre extrémité du conduit 35 est fermée par un bouchon 37.

Le conduit principal 29 loge, entre l'entrée 26 et le point de jonction A, successivement un clapet anti-retour 8 et un

détendeur 10 analogues à ceux décrits précédemment.

Le bloc de connexion 23 des figures 3 et 4 offre donc l'avantage supplémentaire d'intégrer un passage direct

pouvant être raccordé directement à la sortie de l'évapora-

teur 5, ce qui permet de réaliser une connexion directe avec

l'entrée et la sortie dudit évaporateur.

Dans la forme de réalisation des figures 5 et 6, auxquelles on se réfère maintenant, le circuit intègre aussi un bloc de connexion 43, lequel est muni d'un passage traversant direct

44 analogue au passage 24 de la forme de réalisation précé-

dente, et un raccord 45 analogue au raccord 25 décrit

précédemment.

Ce raccord 45 est muni d'une première entrée 46 propre à être reliée au condenseur 6, d'une deuxième entrée 47 propre à être reliée à la vanne de commutation 12 et d'une sortie

commune 48 propre à être reliée à l'entrée de l'évapora-

teur 5.

Le raccord 45 comprend un conduit principal 49 muni d'une première extrémité qui constitue la première entrée 46 et d'une deuxième extrémité 51 qui débouche dans un conduit secondaire 50 analogue au conduit secondaire 30 de la forme de réalisation précédente. Ce conduit secondaire 50 comporte deux extrémités opposées qui constituent respectivement la deuxième entrée 47 et la sortie commune 48 du raccord 45. Le passage direct 44 et le conduit secondaire 50 sont sensiblement parallèles et débouchent sur deux faces opposées 52 et 53 du bloc 43. Le passage 44 comprend deux orifices 54

et 55 qui débouchent respectivement sur les faces 52 et 53.

Ainsi, le passage direct 44 et le conduit 54 débouchent sur la face 53 respectivement par l'orifice 55 et par l'orifice correspondant à la sortie commune 48. Il en résulte que ces deux orifices permettent un raccord direct avec l'évaporateur 5. Le tube principal 29 loge successivement, entre l'entrée 46 et l'extrémité 51 (qui correspond au point de jonction A), un clapet anti-retour 8 et un détendeur 10 analogues à ceux

décrits dans les formes de réalisation précédentes.

Comme on peut le voir sur les figures 5 et 6, le conduit principal 29 est sensiblement perpendiculaire au conduit secondaire 50 et débouche, du côté de l'entrée 46, sur une face 56 du bloc de connexion qui est perpendiculaire aux

faces 52 et 53.

Le bloc de connexion 43 des figures 5 et 6 fonctionne de la

même manière que le bloc de connexion 23 de la figure 4.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemple et

embrasse d'autres variantes.

Ainsi, par exemple, le circuit pourrait comprendre en outre un accumulateur de fluide disposé entre l'évaporateur 5 et la

vanne 11.

Claims (14)

Revendications

1. Circuit de fluide réfrigérant comportant une première

branche (1) contenant un évaporateur (5) suivi d'un compres-

seur (4), une deuxième branche (2) contenant un condenseur

(6) et une troisième branche (3) ne contenant pas de conden-

seur, les deuxième et troisième branches étant placées mutuellement en parallèle de façon à former avec la première branche respectivement une boucle de refroidissement (1, 2), contenant également un détendeur (10), et une boucle de

réchauffage (1, 3), ainsi qu'au moins une vanne de commuta-

tion (12) pour envoyer le fluide sortant de la première branche (1), soit dans la deuxième branche (2), soit dans la troisième branche (3), caractérisé en ce qu'il comprend: un raccord (15; 25; 45) muni d'une première entrée (16; 26; 46) propre à être reliée au condenseur (6), d'une deuxième entrée (17; 27; 47) propre à être reliée à la vanne de commutation (12) et d'une sortie commune (18; 28; 48) propre à être reliée à l'évaporateur (5), de sorte que la première entrée, la deuxième entrée et la sortie commune aboutissent à un point de jonction (A) commun aux trois branches (1, 2, 3), et en ce que le détendeur (10) et un clapet anti-retour (8) sont logés dans le raccord entre la

première entrée (16; 26; 46) et le point de jonction (A).

2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (8) est situé entre la première entrée

(16; 26; 46) et le détendeur (10).

3. Circuit selon l'une des revendications 1 et 2, caracté-

risé en ce que le détendeur (10) comprend un tube de détente (21) à orifice calibré, entouré par un manchon (22) introduit en force dans un conduit (19; 29; 49) que comporte le

raccord.

4. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caracté-

risé en ce que le raccord (15) comprend un conduit principal (19) muni de deux extrémités opposées qui constituent respectivement la première entrée (16) et la sortie commune (18) et un conduit secondaire (20) débouchant dans le conduit principal (19) et muni d'une extrémité qui constitue la

deuxième entrée (27).

5. Circuit selon l'une des revendications 1 à 4, caracté-

risé en ce que le raccord (25; 45) est intégré dans un bloc

de connexion (23; 43).

6. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bloc usiné (23; 43) est muni d'un passage traversant direct (24; 44) propre à être intercalé dans la première

branche (1) entre l'évaporateur (5) et le compresseur (4).

7. Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que le raccord (25) comprend un conduit principal (29) muni de deux extrémités opposées qui constituent respectivement la première entrée (26) et la sortie commune (28) et un conduit secondaire (30) débouchant dans le conduit principal (29) et

muni d'une extrémité qui constitue la deuxième entrée (27).

8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le passage direct (24) et le conduit principal (29) sont sensiblement parallèles et débouchent sur deux faces opposées

(31, 32) du bloc de connexion (23).

9. Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que

le passage direct (24) et le conduit principal (29) débou-

chent sur l'une (32) desdites faces opposées par des orifices respectifs (34, 28) qui permettent un raccordement avec

l'évaporateur (5).

10. Circuit selon l'une des revendications 8 et 9, caracté-

risé en ce que le conduit secondaire (30) est sensiblement parallèle au conduit principal (29), débouche sur l'une (31) des faces opposées du bloc de connexion et communique avec le conduit principal (29) par un conduit transversal (35), au

niveau du point de jonction (A).

11. Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que le raccord (45) comprend un conduit principal (49) muni d'une première extrémité qui constitue la première entrée (46) et d'une deuxième extrémité (51) qui débouche dans un conduit secondaire (50), lequel comporte deux extrémités opposées qui constituent respectivement la deuxième entrée (47) et la

sortie commune (48) du raccord (45).

12. Circuit selon la revendication 11, caractérisé en ce que le passage direct (44) et le conduit secondaire (50) sont sensiblement parallèles et débouchent sur deux faces opposées

(52, 53) du bloc de connexion (43).

13. Circuit selon la revendication 12, caractérisé en ce que

le passage direct (44) et le conduit secondaire (50) débou-

chent sur l'une (53) desdites faces opposées par des orifices respectifs (54, 48) qui permettent un raccordement avec

l'évaporateur (5).

14. Circuit selon l'une des revendications 12 et 13,

caractérisé en ce que le conduit principal (29) est sensible-

ment perpendiculaire au conduit secondaire (50) et débouche

sur une face (56) du bloc de connexion (43) qui est perpendi-

culaire auxdites faces opposées (52, 53) du bloc usiné (43).