FR2804909A1 - Equipement de climatisation de vehicule, avec un mode de fonctionnement en pompe a chaleur et/ou en rechauffage - Google Patents
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Abstract
Un équipement de climatisation, par exemple pour un véhicule automobile, comporte un circuit de fluide frigorigène, un circuit de fluide de refroidissement, un échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement (15), et des moyens (19, 20) pour commander l'écoulement du fluide frigorigène en fonction du mode de fonctionnement, l'équipement de climatisation, en dehors d'un mode de climatisation, pouvant également fonctionner selon un mode en pompe à chaleur ou en réchauffage. En amont de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement (15), dans le circuit de fluide de refroidissement, est placé un échangeur de chaleur gaz d'échappement du moteur à combustion interne/fluide de refroidissement (16), et/ou l'échangeur (15) fait office, dans le mode en réchauffage, de condenseur, en amont, côté fluide de refroidissement, d'un échangeur de chaleur air entrant/fluide de refroidissement (11).
Description
L'invention se rapporte à un équipement de climatisation pour un véhi-
cule automobile qui est conçu pour un mode de fonctionnement en climatisation et/ou au moins un autre mode de fonctionnement sous la forme d'un mode de fonctionnement en pompe à chaleur et/ou un mode de fonctionnement en réchauffage, et qui comporte, - un circuit de fluide frigorigène comportant un compresseur, un radiateur
de fluide frigorigène et un échangeur de chaleur air entrant/fluide frigo-
rigène disposé dans un canal d'entrée d'air et faisant office d'évaporateur dans le mode de fonctionnement en climatisation, - un circuit de fluide de refroidissement pour le refroidissement d'un composant de véhicule produisant de la chaleur, - un échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement assurant le couplage sur le plan de la transmission de chaleur, du circuit de fluide frigorigène et du circuit de fluide de refroidissement, et - des moyens pour commander en fonction du mode de fonctionnement, l'écoulement du fluide frigorigène, ce dernier conduisant, dans le mode de fonctionnement en climatisation, du compresseur à l'échangeur de chaleur air d'entrée/fluide frigorigène par l'intermédiaire du radiateur de fluide frigorigène,
et qui peut également comporter une unité de transport d'air entrant.
Des équipements de climatisation de ce type peuvent fonctionner au
choix, c'est à dire par sélection, dans un mode de fonctionnement en climati-
sation et au moins un autre mode de fonctionnement, notamment un mode de fonctionnement en pompe à chaleur et/ou un mode de fonctionnement en réchauffage, et sont conçus en conséquence, ce qui englobe notamment la présence d'un circuit de fluide frigorigène d'une part et d'un circuit de fluide de refroidissement d'autre part, qui sont couplés sur le plan de l'échange de
chaleur, par un échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidisse-
ment. En mode climatisation, I'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigo-
rigène travaille comme un évaporateur sur lequel de l'air entrant est refroidi,
pour le diriger ensuite, par exemple dans un habitacle intérieur de véhicule.
Dans le mode de fonctionnement en pompe à chaleur, l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène fait office de corps chauffant pour chauffer l'air entrant, par inversion du sens d'écoulement du fluide frigorigène. L'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement fait office, dans ce cas, d'évaporateur qui capte de la chaleur du fluide de refroidissement et vaporise le fluide frigorigène avec celle-ci. En mode de fonctionnement en réchauffage, l'air entrant est refroidi au niveau de l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène ayant la fonction d'évaporateur, et est à nouveau réchauffé au niveau d'un échangeur de chaleur air entrant/fluide de refroidissement faisant office de corps chauffant. En guise de fluide frigorigène, il est par exemple possible d'utiliser du dioxyde de carbone et R1 34a. Le circuit de fluide de refroidissement sert à refroidir un composant de véhicule produisant de la chaleur, qui peut notamment être un moteur à combustion interne servant de moteur d'entraînement du véhicule, un mélange eau/glycol étant usuellement
utilisé en guise de fluide de refroidissement.
Un équipement de climatisation du type de celui cité en introduction, est décrit dans le document DE-OS 198 06 654 AI. Dans l'agencement qui y est décrit, le fluide de refroidissement, après passage dans un carter de moteur à combustion interne, peut être amené de manière sélective à l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement, et/ou à un échangeur de chaleur air entrant/fluide de refroidissement disposé en parallèle au précédent dans le circuit de fluide de refroidissement, et /ou à un radiateur de fluide de refroidissement également disposé en parallèle au premier dans le circuit de fluide de refroidissement, ce radiateur étant généralement un échangeur de chaleur air de refroidissement/fluide de refroidissement, qui refroidit le fluide de refroidissement par de l'air environnant. Le circuit de fluide frigorigène de cet équipement de climatisation connu, renferme entre autres un collecteur moyenne pression auquel se raccorde sur chacun des deux côtés, un organe
d'expansion, ces deux organes devant être conçus pour permettre un écoule-
ment de passage bidirectionnel.
En outre, on connaît différents autres types d'équipements de climatisa-
tion du genre de celui de l'introduction, et pouvant fonctionner sélectivement au moins en mode climatisation ou en mode pompe à chaleur et/ou en mode réchauffage. Ainsi, un équipement de climatisation décrit dans la publication
A. Hafner et al., "An automobile HVAC system with C02 as refrigerant", 11F-
IIR - sections B et E, Oslo, Norvège, 1998, page 289, comprend deux échangeurs de chaleur air entrant/fluide frigorigène, qui en mode climatisation fonctionnent tous les deux en tant qu'évaporateur, tandis que dans un mode de chauffage conçu en tant que mode réchauffage ou un mode pompe à chaleur, I'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène en aval dans le sens d'écoulement de l'air entrant, fait office de corps chauffant pour échauffer l'air entrant. Pour la commande de l'écoulement de fluide frigorigène, sont prévus un distributeur à quatre voies et un distributeur à trois voies. Le circuit de fluide frigorigène comprend en outre, un échangeur de chaleur interne, un collecteur côté basse pression et un échangeur de chaleur air sortant/fluide frigorigène pour la récupération de chaleur. Un échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement, qui couple le circuit de
fluide frigorigène fonctionnant au C02 à un circuit de fluide de refroidisse-
ment d'un moteur à combustion interne d'entraînement d'un véhicule, trans-
met, en mode pompe à chaleur, de la chaleur du fluide de refroidissement au fluide frigorigène, tandis que de manière inverse, il fait office de radiateur de fluide frigorigène dans le mode refroidissement, qui transmet de la chaleur du fluide frigorigène au fluide de refroidissement, et est à cet effet couplé, en mode climatisation, du côté entrée du fluide frigorigène, au côté de sortie d'un
compresseur du circuit de fluide frigorigène.
Dans l'article du manuel de Y. Noda et al., chapitre 5.1 "Development of twin-heated ventilation and air conditioning system (ThVACS)" dans le cadre de la gestion de la chaleur du véhicule automobile, N. DeulRen (Hrsg.), expert-verlag, page 227, est décrit un équipement de climatisation pour lequel un échangeur de chaleur fonctionnant en condenseur en mode climatisation, dans un mode de chauffage conçu en tant que mode de fonctionnement en réchauffage, est contourné par l'écoulement de fluide frigorigène côté haute pression, qui à la place est amené à un condenseur auxiliaire disposé dans un canal d'entrée d'air, et de là à un évaporateur en amont du condenseur
auxiliaire dans le canal d'entrée d'air. Le fluide frigorigène sortant de l'évapo-
rateur est envoyé à travers un échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement réalisé en tant qu'évaporateur auxiliaire, et de là à un compresseur par l'intermédiaire d'un collecteur. Dans le circuit de fluide de refroidissement, à l'aide duquel on refroidit un moteur à combustion interne d'entraînement de véhicule, se trouve entre autres, un corps chauffant disposé
dans le canal d'entrée d'air.
Dans un équipement de climatisation divulgué par le document US 5 641 016, avec possibilité de sélection de mode de fonctionnement en climatisation et en pompe à chaleur, un circuit de fluide frigorigène et un circuit de fluide de refroidissement sont couplés par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement, qui est
disposé, côté fluide frigorigène, indépendamment du mode de fonctionne-
ment, entre un compresseur et un radiateur de fluide frigorigène. Dans le mode pompe à chaleur, un évaporateur disposé dans un canal d'entrée d'air est contourné par l'écoulement de fluide frigorigène. Le circuit de fluide de refroidissement, qui utilise de l'eau en guise de fluide de refroidissement, absorbe de la chaleur dégagée entre autres par un moteur à combustion interne d'entraînement du véhicule, et peut, en cas de besoin, être réchauffé en supplément par un brûleur. Par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur air entrant/fluide de refroidissement disposé dans le canal d'entrée d'air, l'air
entrant peut être chauffé par l'eau de refroidissement ayant été réchauffée.
La mise en oeuvre d'équipements de climatisation du type de celui cité en introduction est particulièrement significative pour les véhicules à faible consommation, qui présentent en guise de moteur d'entraînement, un moteur à combustion interne, par exemple un moteur Diesel à injection directe, caractérisé par une consommation de carburant relativement faible et donc par un faible dégagement de chaleur qui ne suffit alors plus, le cas échéant, à
réchauffer l'habitacle intérieur du véhicule à un niveau de température confor-
table en un temps acceptable. Le dégivrage du pare-brise et des glaces latérales n'est plus non plus garanti dans tous les cas, par la seule chaleur dégagée par le moteur à faible consommation. Divers concepts de chauffage additionnel ont
certes déjà été proposés en vue de combler ce déficit de puissance de chauf-
fage; ceux-ci utilisent de l'énergie primaire du carburant, soit directement par combustion de carburant dans un brûleur, soit en convertissant une partie de la puissance mécanique sur l'arbre du moteur à combustion interne en chaleur, par l'intermédiaire d'un convertisseur d'énergie approprié, cette chaleur étant alors transmise, soit directement, par exemple par l'intermédiaire d'éléments chauffants à coefficient de température positif (PTC), soit par l'intermédiaire du fluide de refroidissement, par exemple par l'intermédiaire d'un élément
chauffant à fluide visqueux ou un retardateur. Ces concepts entraînent toute-
fois une consommation de carburant supplémentaire pour un rapport entre puissance de chauffe supplémentaire et consommation d'énergie primaire le plus souvent non satisfaisant, et/ou présentent une inertie telle qu'ils n'entraînent pas d'amélioration sensible de la puissance de chauffe spontanée, et ne peuvent donc pas améliorer de manière notable la dynamique de chauffe, tout au moins au cours de la première phase de chauffe. Selon une autre ébauche de solution, on tente de réduire la demande de chaleur par une augmentation du fonctionnement en recyclage de l'air en combinaison avec des systèmes de séchage de l'air de circulation ou une récupération de chaleur sur l'air d'évacuation de l'habitacle, ce qui permet en tout cas de réduire la demande de puissance de chauffe au cours d'un fonctionnement de chauffage stationnaire, mais ne permet pas de réduire de manière sensible le temps
d'échauffement pour un habitacle intérieur de véhicule froid, au démarrage.
L'invention vise donc à fournir un équipement de climatisation du type de celui cité en introduction, dans lequel, à l'aide de moyens relativement
simples, il est possible de sélectionner au choix, en dehors d'un mode de fonc-
tionnement en climatisation, un mode de fonctionnement efficace en pompe a chaleur et/ou en réchauffage, et/ou dans lequel il est possible de supprimer le problème connu de la nouvelle évaporation d'eau condensée de l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène utilisé en évaporateur suivant le mode
de fonctionnement, dans l'air entrant envoyé dans l'habitacle du véhicule.
Conformément à l'invention, on atteint le but visé grâce au fait qu'en amont de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement, dans le circuit de fluide de refroidissement, est placé un échangeur de chaleur
gaz d'échappement du moteur à combustion interne/fluide de refroidisse-
ment. Cela permet l'utilisation, non seulement de la chaleur dégagée dans le
moteur à combustion lui-même, mais également de la chaleur des gaz d'échap-
pement qu'il produit, par exemple dans un mode de fonctionnement en
pompe à chaleur de l'équipement de climatisation. Il est ainsi possible d'obte-
nir un échauffement relativement rapide de l'air entrant dans l'optique d'un chauffage rapide d'un habitacle intérieur du véhicule froid au démarrage, parce
que les gaz d'échappement du moteur constituent le fluide présentant l'aug-
mentation en température la plus rapide dans le cas d'un démarrage à froid.
Selon une variante de réalisation, I'équipement de climatisation est concçu pour effectuer un mode de fonctionnement en réchauffage, dans lequel les
moyens de commande de l'écoulement de fluide frigorigène conduisent l'écou-
lement de fluide frigorigène du compresseur, au moins en partie, à l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement faisant office, dans ce
mode de fonctionnement, de condenseur/refroidisseur de gaz, et de là à l'échan-
geur de chaleur air entrant/fluide frigorigène faisant office d'évaporateur dans ce mode de fonctionnement, et l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement est monté, côté fluide de refroidissement, en amont d'un échangeur de chaleur air entrant/fluide de refroidissement placé dans le canal d'entrée d'air. Dans ce mode de fonctionnement spécial en réchauffage, l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement fait office de condenseur/refroidisseur de gaz du circuit de fluide frigorigène, et est placé, dans le circuit de fluide de refroidissement, en amont d'un échangeur de chaleur air entrant/fluide de refroidissement faisant office de corps chauffant, qui pour sa part est disposé dans un canal d'écoulement d'air entrant derrière
l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène faisant office d'évapora-
teur. De cette manière la chaleur soutirée à l'air entrant par le circuit de fluide frigorigène au niveau de l'évaporateur, peut à nouveau être amenée, en vue du réchauffage de cet air, à l'écoulement d'air entrant ayant été refroidi pour son séchage, par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement et de l'échangeur de chaleur air entrant/fluide de refroidissement. La chaleur dégagée par le moteur peut en plus être utilisée,
dans la mesure de sa disponibilité, pour l'échauffement de l'air entrant.
Dans ce cas, l'échangeur de chaleur gaz d'échappement du moteur à combustion interne/fluide de refroidissement est de préférence, comme dans la première variante, monté en amont de l'échangeur de chaleur fluide
frigorigène/fluide de refroidissement dans le circuit de fluide de refroidisse-
ment, de sorte qu'il est possible d'utiliser en supplément de la chaleur des gaz d'échappement pour le réchauffage de l'air entrant, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas d'un démarrage à froid par de basses températures extérieures et de l'utilisation d'un moteur à faible consommation, en vue
d'obtenir un mode de fonctionnement en réchauffage efficace.
D'après un développement de l'invention, les moyens de commande d'écoulement du fluide frigorigène englobent un distributeur à quatre voies, qui est raccordé au côté de sortie du compresseur par un premier raccord, directement ou indirectement au côté d'entrée du compresseur par un second raccord, et à l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène par un troisième raccord, ainsi qu'un distributeur à trois voies, qui est raccordé au quatrième raccord du distributeur à quatre voies par un premier raccord, au radiateur de fluide frigorigène par un second raccord, et à l'échangeur de
chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement par un troisième raccord.
Les moyens de commande d'écoulement de fluide frigorigène, qui comman-
dent de manière appropriée l'écoulement du fluide frigorigène dans les différents modes de fonctionnement, comprennent donc un distributeur à quatre voies et un distributeur à trois voies, l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement, le radiateur de fluide frigorigène et le distributeur à quatre voies étant raccordés au distributeur à trois voies, tandis qu'au distributeur à quatre voies sont raccordés directement ou indirectement, outre le distributeur à trois voies, l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène ainsi que le côté entrée et le côté sortie du compresseur. Grâce à cet agencement de distributeurs, il est possible d'inverser le sens d'écoulement du fluide frigorigène, et en outre d'inclure sélectivement dans le circuit de fluide frigorigène actif, l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de
refroidissement ou le radiateur de fluide frigorigène ou les deux à la fois.
Selon une autre configuration de l'invention, à un collecteur côté haute pression dans le circuit de fluide frigorigène, est associé un agencement de clapets anti-retour par l'intermédiaire duquel le collecteur est relié de manière adaptée côté entrée et côté sortie, à l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène, au radiateur de fluide frigorigène et à l'échangeur de chaleur fluide
frigorigène/fluide de refroidissement. En variante, I'équipement de climatisa-
tion comporte également un collecteur côté basse pression du fluide frigori-
gène et un échangeur de chaleur interne qui est placé, côté basse pression, entre le collecteur et le compresseur, et est relié, côté haute pression, d'une part à l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène et d'autre part en parallèle au radiateur de fluide frigorigène et à l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement. L'équipement de climatisation peut également, lorsqu'il comprend une unité de transport d'air entrant, être caractérisé en ce que l'unité de transport d'air entrant présente deux modes de fonctionnement avec des directions de transport d'air entrant opposées, et en ce que l'équipement de climatisation est concçu pour un mode de fonctionnement à séchage, dans lequel le dispositif de transport d'air entrant transporte de l'air de séchage, pour le séchage de l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène, en balayant cet échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène, dans une direction de transport d'air inversée par rapport à la direction de transport d'air entrant dans l'habitacle intérieur du véhicule, le mode de fonctionnement à séchage étant rendu actif au moins après l'arrêt du véhicule en cas d'un mode de fonctionnement en climatisation ou en réchauffage ayant précédé. Dans ce cas, l'équipement de climatisation comprend donc une unité de transport d'air entrant que l'on peut faire fonctionner, par inversion, dans un premier sens de transport et dans un
second sens de transport inverse, à l'aide de laquelle l'équipement de climati-
sation, grâce à des moyens de commande appropriés, peut fonctionner en mode séchage, dans lequel le sens d'écoulement de l'air entrant, en passant par l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène est inversé par rapport à celui dans le cas du ou des autres modes de fonctionnement. L'échangeur de
chaleur air entrant/fluide frigorigène peut alors, lorsque de l'eau de conden-
sation s'y est déposée lors du fonctionnement précédent, être séché, de sorte
qu'il ne peut pas y avoir d'air entrant humide pénétrant dans l'habitacle inté-
rieur du véhicule. Cela est plus particulièrement utile dans le cas d'une remise en service du véhicule, après un arrêt du véhicule qui se trouvait alors dans le
mode de climatisation ou de réchauffage.
L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard d'exemples de réalisation avantageux représentés sur les dessins annexés, qui montrent:
- Figure I un schéma fonctionnel d'un premier équipement de climatisa-
tion de véhicule automobile, fonctionnant par exemple avec le fluide frigorigène R1 34a, et comportant un collecteur côté haute pression auquel est associé un agencement de clapets anti-retour, dans l'état d'un mode de fonctionnement en climatisation, - Figure 2 une vue conforme à celle de la Figure 1, toutefois dans un état de l'équipement en mode de fonctionnement en pompe à chaleur, - Figure 3 une vue conforme à celle de la Figure 1, toutefois dans un état de l'équipement en mode de fonctionnement en réchauffage, - Figure 4 une vue conforme à celle de la Figure 1, toutefois dans un état de l'équipement en mode de fonctionnement en chauffage avec récupération de chaleur des gaz d'échappement, - Figure 5 une représentation sous forme de diagramme fonctionnel d'un second équipement de climatisation de véhicule, fonctionnant par exemple avec le fluide frigorigène C02, et comportant un collecteur côté basse pression et un échangeur de chaleur interne, dans l'état d'un mode de fonctionnement en climatisation, - Figure 6 une vue conforme à celle de la Figure 5, toutefois dans un état de l'équipement en mode de fonctionnement en pompe à chaleur, - Figure 7 une vue conforme à celle de la Figure 5, toutefois dans un état de l'équipement en mode de fonctionnement en réchauffage, Figure 8 une vue conforme à celle de la Figure 5, toutefois dans un état de l'équipement en mode de fonctionnement en chauffage avec récupération de chaleur des gaz d'échappement, - Figure 9 une vue schématique partielle en coupe d'un troncçon de canal d'entrée d'air pouvant être utilisé dans les équipements des Figures 1 à 8, et comportant un ventilateur de refoulement d'air entrant pouvant
fonctionner de manière bidirectionnelle, dans un mode de fonctionne-
ment en séchage.
La Figure 1 montre un équipement de climatisation d'un véhicule auto-
mobile comprenant un moteur à combustion interne I en guise de moteur d'entraînement du véhicule, qui de préférence est prévu sous la forme d'un moteur à faible consommation, par exemple un moteur Diesel à injection
directe. L'équipement de climatisation comprend un circuit de fluide frigo-
rigène avec un compresseur 2, qui peut être couplé mécaniquement, par I'intermédiaire d'une liaison d'entraînement 3, au moteur à combustion interne 1 en pouvant ainsi être entraîné par celui-ci, un échangeur de chaleur air de refroidissement/fluide frigorigène 6 faisant office de radiateur de fluide frigorigène, un collecteur 5 côté haute pression, un échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4, et associé à celuici, un premier organe d'expansion 7. L'équipement de climatisation comprend par ailleurs, un circuit de fluide de refroidissement, qui entre autres capte de la chaleur émise par le
moteur I en produisant ainsi son refroidissement, une branche 8a correspon-
dante du circuit de fluide de refroidissement passant à cet effet à travers le
bloc moteur 1. Dans une branche parallèle 8b du circuit de fluide de refroidis-
sement se trouve un échangeur de chaleur air de refroidissement/fluide de refroidissement 9 faisant office de radiateur de fluide de refroidissement, qui usuellement, tout comme le radiateur de fluide frigorigène 6, est balayé par un écoulement d'air de refroidissement. Par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation 8c et d'un thermostat 1 O, le radiateur de fluide de refroidissement
9 peut être court-circuité, c'est à dire être évité par le fluide de refroidis-
sement, ce qui est particulièrement utile pour le cas d'un démarrage à froid, jusqu'à ce que le moteur I atteigne sa température de fonctionnement, pour que cela s'effectue le plus rapidement possible. Par ailleurs, le circuit de fluide de refroidissement renferme de manière usuelle, un échangeur de chaleur air
entrant/fluide de refroidissement 11 faisant office de corps chauffant ou radia-
teur chauffant. Celui-ci se trouve également de manière usuelle, dans le canal d'entrée d'air 12 d'un appareil de climatisation par l'intermédiaire duquel il est possible d'envoyer de l'air entrant de l'extérieur, dans l'habitacle intérieur du véhicule, sous l'effet d'une unité de transport d'air entrant sous la forme d'un ventilateur d'air entrant 1 3. Le corps chauffant 1 1 est disposé, dans la direction d'entrée de l'écoulement d'air entrant, derrière l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4. A l'aide d'un volet 1 4 pouvant être inversé, l'air entrant ou l'air frais amené de l'extérieur peut sélectivement passer par le corps chauffant 11 ou être dévié pour éviter celui-ci. En guise de fluide de refroidissement, il est par exemple possible d'utiliser un mélange
eau/glycol, et en guise de fluide frigorigène, par exemple R1 34a.
En tant qu'autre composant du système, il est prévu un échangeur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15, par l'intermédiaire duquel le circuit de fluide frigorigène et le circuit de fluide de refroidissement peuvent être reliés sur le plan de l'échange de chaleur et auquel est associé un second organe d'expansion 18. Dans le circuit de fluide de refroidissement est, en outre, prévu un échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidissement 16, qui côté gaz d'échappement est positionné dans l'une de deux branches de tubulure de gaz d'échappement en parallèles 1 7a, 1 7b dans lesquelles se subdivise un écoulement de gaz d'échappement 17 débouchant
du moteur 1. L'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidisse-
ment 16 est monté, en se référant au sens d'écoulement du fluide de refroidissement, en amont de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15 en aval duquel est monté en série l'échangeur de
chaleur air entrant/fluide de refroidissement 11.
Pour commander de manière sélective le fonctionnement de l'équipement de climatisation dans l'un de plusieurs modes de fonctionnement
possibles, on prévoit des moyens de commande de l'équipement de climati-
sation, qui ici, pour des raisons de simplification, ne sont montrés et décrits que dans la mesure o ils ne sont pas connus de l'homme de métier à partir
d'équipements usuels. Ils comprennent entre autres, des moyens de com-
mande d'écoulement du fluide frigorigène adaptés. Ces derniers englobent un distributeur 4 voies 19 pouvant être commandé, un distributeur 3 voies 20
pouvant être commandé, un conduite de dérivation 21, 22 avec clapet anti-
retour pour court-circuiter le premier et respectivement le second organe d'expansion 7 et 18, un clapet anti-retour 23 dans le circuit de fluide frigorigène entre le radiateur de fluide frigorigène 6 et le collecteur 5, ainsi qu'un agencement de clapets anti-retour associé au collecteur 5 et constitué de quatre clapets anti-retour 24a à 24d montés deux par deux de manière opposée et associés ainsi, une paire au côté entrée du collecteur Sa et une paire au côté sortie du collecteur 5b, et dont la fonction sera évoquée dans les explications qui vont suivre concernant les différents modes de fonctionnement
de l'équipement.
La Figure I montre l'équipement de climatisation dans un mode de fonctionnement en climatisation. Dans ce cas, la sortie du compresseur 2 est reliée, par l'intermédiaire du distributeur à quatre voies et du distributeur à trois voies commutés de manière appropriée, au radiateur defluide frigorigène 6, à partir duquel le fluide frigorigène comprimé en raison de l'actionnement du compresseur 2 et refroidi dans le radiateur de fluide frigorigène 6, c'est à dire par exemple condensé, parvient au collecteur 5. De là, il s'écoule vers le premier organe d'expansion 7, ce qui produit le fonctionnement en évaporateur de l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 situé en aval, et sur lequel se refroidi donc l'air entrant amené pour être soufflé sous forme d'écoulement d'air froid dans l'habitacle intérieur du véhicule, en contournant le corps chauffant 1 1. De l'échangeur de chaleur air entrant/ fluide frigorigène 4 fonctionnant en évaporateur, le fluide frigorigène parvient au côté entrée du compresseur par l'intermédiaire du distributeur à quatre
voies 19.
L'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 1 5, dans ce mode de fonctionnement en climatisation de l'équipement, n'est pas traversé par l'écoulement de fluide frigorigène, grâce à une commutation appropriée du distributeur à trois voies. Comme en mode climatisation, l'échauffement de l'air entrant est inutile, les gaz d'échappement du moteur sont envoyés dans la branche de tubulure de gaz d'échappement 1 7b non
pourvue de l'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidisse-
ment 16. Le circuit de fluide de refroidissement sert ici de manière primaire à l'évacuation de la chaleur dégagée par le moteur, par l'intermédiaire du
radiateur de fluide de refroidissement 9.
La Figure 2 montre l'équipement de climatisation de la Figure I dans un mode de fonctionnement en pompe à chaleur. À cet effet, grâce à une commande appropriée du distributeur à quatre voies, I'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 est raccordé à la sortie du compresseur 2 également actif dans ce mode de fonctionnement, et fait donc office d'élément de chauffage de l'air entrant et en même temps d'élément de refroidissement,
c'est à dire de condenseur ou refroidisseur de gaz, pour le fluide frigorigène.
De là, le fluide frigorigène refroidi s'écoule, en contournant l'organe
d'expansion 7 associé, par la conduite de dérivation 21, dans le collecteur 5.
Le fluide frigorigène sortant du collecteur 5 parvient, par l'intermédiaire du second organe d'expansion 18, dans l'échangeur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15, qui fait donc office dans ce mode de fonctionnement, d'évaporateur de fluide frigorigène, et duquel le fluide frigorigène retourne donc au côté entrée du compresseur 2, par l'intermédiaire du distributeur à trois voies 20 et du distributeur à quatre voies 19 commutés de manière appropriée. Grâce à la position de commutation correspondante du distributeur à trois voies 20, I'échangeur de chaleur air de refroidissement/
fluide frigorigène 6 est inactif dans ce mode de fonctionnement.
Côté fluide de refroidissement, I'échangeur de chaleur gaz d'échappement/
fluide de refroidissement 16 est de préférence actif dans le mode de fonc-
tionnement en pompe à chaleur, tel que cela est montré sur la Figure 2, par le fait que les gaz d'échappement du moteur sont dirigés dans la branche de tubulure de gaz d'échappement 1 7a associée à cet échangeur. De ce fait, le fluide de refroidissement y capte de la chaleur des gaz d'échappement qui peut alors être transmise, dans l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15 qui suit, au fluide frigorigène, qui la délivre ensuite à l'air
entrant à chauffer, dans l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4.
Comme de manière générale, dans le mode de fonctionnement en pompe à chaleur, le fluide de refroidissement après avoir quitté l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 1 5, n'est plus suffisamment chaud pour que l'air entrant puisse être chauffé davantage dans le corps chauffant 1 1, l'écoulement d'air entrant est dévié de celui-ci, comme le montre la Figure
2. Si au contraire, suivant la conception du système et les conditions environ-
nantes, il est encore possible d'obtenir un gain de chaleur pour l'air entrant, l'air entrant peut en variante, par une inversion de commande appropriée du
volet d'air 14, être conduit à travers le corps chauffant 11.
Le mode de fonctionnement en pompe à chaleur qui vient d'être explicité met donc à profit la puissance de production de chaleur du circuit de fluide frigorigène commuté en pompe à chaleur, le rendement étant de préférence augmenté par l'utilisation supplémentaire de la chaleur des gaz d'échappement. De cette manière, il est également possible, notamment dans le cas d'un démarrage à froid par de basses températures extérieures, d'obtenir un chauffage suffisamment rapide de l'habitacle intérieur, même lorsque le moteur 1 est réalisé en tant que moteur à faible consommation et délivre relativement peu de chaleur dégagée utile par l'intermédiaire de son bloc moteur, lors de la phase de démarrage à froid. Les gaz d'échappement du moteur constituent, dans le cas d'un démarrage à froid du moteur, le fluide présentant l'augmentation de température la plus rapide. Le fluide de
refroidissement peut déjà absorber cette chaleur directement après le démar-
rage du moteur, par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur gaz d'échappe-
ment/fluide de refroidissement 16, et la transmettre, par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15 faisant office d'évaporateur de pompe à chaleur, au circuit de fluide frigorigène de pompe à chaleur, en vue d'amener celui-ci, pratiquement sans retard, à un niveau de température suffisamment élevé destiné à des fins de chauffage de l'air entrant. Grâce à l'augmentation rapide de la température du fluide de refroidissement en aval de l'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidissement 16, on obtient une augmentation la plus rapide possible aussi bien de la puissance de chauffe, que du facteur de puissance de chauffe. En cas de besoin, il est possible de contribuer à cela de manière supplémentaire, en réduisant fortement, dans ce mode de fonctionnement, le débit de fluide de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de
refroidissement 16, l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroi-
dissement 15 et le corps chauffant 11, parce que dans ce cas, la chaleur dégagée par le moteur et devant être pompée, est disponible au plus haut niveau de température possible, ce qui réduit la puissance absorbée par
l'entraînement du compresseur 2.
En tant qu'autre possibilité de mode de fonctionnement, il est possible de faire fonctionner l'équipement de climatisation dans un mode de réchauffage avec récupération de chaleur. La Figure 3 montre l'équipement dans cet état de fonctionnement. Comme on peut le constater par comparaison avec la Figure 1, on fait fonctionner ici le circuit de fluide frigorigène dans un mode climatisation modifié dans lequel l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 45 fonctionne à nouveau en tant qu'évaporateur, dans ce cas pour refroidir l'air entrant en vue de son séchage. La chaleur ainsi absorbée par l'air entrant est toutefois, à présent, par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15 qui agit ainsi dans ce mode de fonctionnement, en tant que condenseur ou refroidisseur de gaz, transmise au fluide de refroidissement et de celui-ci au corps chauffant 11 et est de cette
manière récupérée pour le réchauffage de l'air entrant refroidi auparavant.
Dans ce mode de fonctionnement, l'air entrant est envoyé, par un réglage approprié du volet d'air 14, à travers le corps chauffant 1 1. De plus, il est possible, dans la mesure o cela est nécessaire, que l'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidissement 16 soit actif, lorsque l'on doit également utiliser de la chaleur des gaz d'échappement pour réchauffer à nouveau l'air entrant. Pour limiter la puissance de chauffe de l'air entrant, il est possible, d'une part de faire passer les gaz d'échappement au large de I'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidissement 16, et d'autre part de réduire de la manière souhaitée, la puissance de transmission
de la chaleur de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidisse-
ment 1 5, par exemple par une commande cyclique, à modulation de largeur d'impulsion du distributeur à trois voies 20. L'échangeur de chaleur air de refroidissement/fluide frigorigène 6 assure dans ce cas, une partie de la fonction de condenseur/refroidisseur de gaz de l'échangeur de chaleur fluide
frigorigène/fluide de refroidissement 15.
Le mode de fonctionnement en réchauffage qui vient d'être évoqué, peut à nouveau, comme le montre la Figure 3, être réalisé de manière simple, par une commande appropriée du distributeur à quatre voies 19 et du distributeur à trois voies 20, dans ce cas, de la manière suivante, à savoir que l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 est relié côté sortie, au côté entrée du compresseur, et le côté de sortie du compresseur est relié de manière
permanente à l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidis-
sement 1 5, ou de manière cyclique d'une part à celui-ci et d'autre part à l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 6. Par ailleurs, tout comme dans tous les autres modes de fonctionnement possibles, les divers clapets anti-retour assurent la circulation correcte de l'écoulement de fluide frigorigène à travers le collecteur haute pression 5. Le fluide frigorigène est spécialement dans ce cas, dirigé, par l'intermédiaire de la conduite de
dérivation 22 en contournant le second organe d'expansion 18, de l'échan-
geur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15 vers le collecteur 5, pour parvenir de là dans l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 par l'intermédiaire du premier organe d'expansion 7. En tant qu'un autre mode de fonctionnement possible, la Figure 4 montre l'équipement de climatisation dans un mode de fonctionnement en chauffage avec récupération de chaleur des gaz d'échappement. Il est possible de commuter l'équipement de climatisation dans ce mode de fonctionnement en chauffage, notamment lorsque dans le mode en pompe à chaleur de la Figure 2, le fluide de refroidissement a atteint, en aval de l'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidissement 16, un niveau de température suffisamment élevé pour chauffer directement l'air entrant à l'aide du corps chauffant 11. À cet effet, le compresseur est arrêté, et la fonction de pompe à chaleur du circuit de fluide frigorigène est ainsi rendu inactive. Le fluide de refroidissement chauffé dans l'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidissement 16 ainsi que dans le bloc moteur 1 en amont, dans la mesure de la chaleur dégagée disponible dans celui-ci, traverse sans perte de chaleur notable l'échangeur de chaleur fluide
frigorigène/fluide de refroidissement 15 inactif dans ce mode de fonctionne-
ment, et parvient dans le corps chauffant 11 avec une température suffisam-
ment élevée. Dans le cas o le débit massique de fluide de refroidissement a été réduit dans le mode de fonctionnement en pompe à chaleur ayant précédé, il est à nouveau augmenté à la valeur normale dans le mode de chauffage, en vue d'éviter une surchauffe du fluide de refroidissement. Si nécessaire, il est en plus possible de rendre inactif l'échangeur de chaleur gaz
d'échappement/fluide de refroidissement 16, en évacuant les gaz d'échappe-
ment du moteur en contournant cet échangeur. Il est évident qu'à la place de l'alimentation sélective de l'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroidissement 16 ou de son contournement par l'écoulement de gaz d'échappement, pour rendre actif ou inactif cet échangeur, il est possible de prévoir de réaliser de manière sélective une alimentation ou un contournement de cet échangeur de chaleur 16, côté fluide de refroidissement, c'est à dire un contournement de cet échangeur par le fluide de refroidissement au moyen d'une conduite de dérivation associée, dans le circuit de fluide de refroidissement. Sur les Figures 5 à 8 est représentée, dans différents modes de fonctionnement, une autre variante d'équipement de climatisation qui correspond dans une large mesure à celui des Figures 1 à 4, des composants de fonction identique étant désignés par les mêmes repères que sur les Figures
I à 4, et dans cette mesure, il est donc possible de se référer à la description
précédente de l'équipement des Figures I à 4. Les différents modes de fonctionnement des Figures 5 à 8 correspondent à ceux des Figures I à 4, dans cet ordre, de sorte qu'il est également possible, dans cette mesure, de se
référer, en ce qui concerne la description de ces différents modes de
fonctionnement, les liaisons et commutations associées des composants de l'équipement de climatisation, et les effets ainsi obtenus, aux explications
précédentes relatives aux Figures 1 à 4.
L'équipement de climatisation des Figures 5 à 8 se distingue de celui des Figures I à 4, par le fait qu'à la place du collecteur 5 côté haute pression et de l'agencement de clapets anti-retour 24a, à 24d associé, sont prévus un collecteur 5' côté basse pression et un échangeur de chaleur interne 25, tel que cela est par exemple usuel dans le cas d'équipements à C02. Le collecteur 5' est relié, côté entrée, à un raccord du distributeur à quatre voies 19, et côté sortie au côté entrée du compresseur 2. Dans le tronçon de liaison côté basse pression entre le collecteur 5' et le compresseur 2, est disposé l'échangeur de chaleur interne 25 avec son parcours d'écoulement basse pression de fluide frigorigène. Avec son parcours d'écoulement haute pression de fluide frigorigène, il est relié, d'une part au premier organe d'expansion 7 avant l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 et la conduite de dérivation 21 associée, et d'autre part au tronçon de circuit de fluide frigorigène entre le radiateur de fluide frigorigène 6 et le second organe
d'expansion 18 avant l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidis-
sement 15 et la conduite de dérivation 22 associée, de l'organe d'expansion.
Ce mode de construction d'équipements de climatisation, qui, notam-
ment, est également adapté à l'utilisation de C02 en guise de fluide frigorigène, permet de s'affranchir d'un agencement de clapets antiretour associé au collecteur 5', et peut fonctionner, de manière équivalente, dans tous les modes de fonctionnement décrits au regard de l'équipement des Figures 1 à 4. Ainsi, la Figure 5 analogue à la Figure 1, montre l'équipement de climatisation dans le mode de fonctionnement en climatisation, dans lequel I'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15 est
rendu inactif par une commutation appropriée du distributeur trois voies 20.
Le fluide frigorigène comprimé par le compresseur 2, est condensé ou refroidi dans l'échangeur de chaleur air de refroidissement/fluide frigorigène 6 fonctionnant en condenseur ou refroidisseur de gaz, et parvient de là à l'échangeur de chaleur interne 25, dans lequel il est en contact thermique avec le fluide frigorigène côté basse pression aspiré du collecteur 5', pour finalement parvenir, par l'intermédiaire du premier organe d'expansion 7, dans
l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 faisant office d'évapo-
rateur. De là, le fluide frigorigène parvient, par l'intermédiaire du distributeur à
quatre voies 1 9, dans le collecteur 5' duquel il est aspiré par le compresseur 2.
La Figure 6 montre de manière analogue à la Figure 2, l'équipement de
climatisation en mode de fonctionnement en pompe à chaleur. La seule diffé-
rence sur le plan de l'écoulement des fluides, par rapport au fonctionnement en pompe à chaleur de l'équipement de climatisation à collecteur côté haute pression, selon la Figure 2, réside dans le fait que le fluide frigorigène sortant par l'intermédiaire de la conduite de dérivation 21 d'organe d'expansion, de l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4, fonctionnant dans ce cas en tant que condenseur/refroidisseur de gaz, est amené à travers l'échangeur de chaleur interne 25 d'o il est amené, par l'intermédiaire du second organe d'expansion 1 8, à l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/ fluide de refroidissement 15 faisant office d'évaporateur, tandis que le radiateur de fluide frigorigène 6 est inactif. Le fluide frigorigène sortant de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15 parvient, par l'intermédiaire du distributeur à trois voies 20 et du distributeur à quatre
voies 19, dans le collecteur 5' d'o il est aspiré par le compresseur 2.
La Figure 7 montre le second équipement de climatisation en mode de fonctionnement en réchauffage, avec récupération de chaleur selon le premier équipement de climatisation, dans l'état de la Figure 3. Le fluide frigorigène parvient du compresseur 2, par l'intermédiaire du distributeur à quatre voies 19 et du distributeur à trois voies 20, à l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement 15 agissant en tant que condenseur/ refroidisseur de gaz, et de là à l'échangeur de chaleur interne 25 par l'intermédiaire de la conduite de dérivation 22 d'organe d'expansion, tandis que l'échangeur de chaleur air de refroidissement/fluide frigorigène 6 est inactif. De l'échangeur de chaleur interne 25, le fluide frigorigène côté haute pression, parvient, par l'intermédiaire du premier organe d'expansion 7, à
l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 faisant office d'évapo-
rateur, pour parvenir de là, par l'intermédiaire du distributeur à quatre voies 19, dans le collecteur 5' o il est à nouveau aspiré par le compresseur 2, et est conduit à travers le parcours basse pression de l'échangeur de chaleur
interne 25.
La Figure 8 montre le second équipement de climatisation dans le mode
de fonctionnement en chauffage avec récupération de chaleur des gaz d'échap-
pement, correspondant à celui du premier équipement de climatisation dans l'état de fonctionnement de la Figure 4. Le compresseur est à l'arrêt, et le circuit de fluide frigorigène inactif en conséquence. Le chauffage de l'air entrant par l'intermédiaire du circuit de fluide de refroidissement, correspond à celui du premier équipement de climatisation, et l'on se référera à la
description précédente effectuée au regard de la Figure 4.
De manière connue, dans les cas o l'on arrête le véhicule, alors qu'auparavant l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 était actif en tant qu'évaporateur, comme dans le fonctionnement en mode de climatisation ou dans le mode de réchauffage de l'équipement, il apparaît, lors d'un démarrage à froid ultérieur du véhicule, le problème d'une nouvelle évaporation d'eau de condensation déposée au niveau de l'évaporateur, ce qui peut conduire à la formation indésirable de buée sur les vitres et/ou au développement de mauvaises odeurs également non souhaité. Il est possible d'y remédier, aussi bien dans le premier équipement de climatisation selon les Figures I à 4 que dans le second équipement de climatisation selon les Figures à 8, par le fait que l'on utilise en guise de ventilateur de refoulement ou de transport d'air entrant 13 dans l'appareil de climatisation, un tel ventilateur à sens de transport bidirectionnel pouvant être inversé. En fonctionnement normal, durant lequel de l'air entrant est transporté ou refoulé dans l'habitacle intérieur du véhicule, le ventilateur 13 est actif dans son premier sens de transport, normal, pour lequel il aspire de l'air frais extérieur et l'envoie dans le canal d'entrée d'air 12 conduisant à l'habitacle intérieur du véhicule. Par
contre, dans un mode de fonctionnement à séchage, le ventilateur 13 fonc-
tionne dans un second sens de transport, opposé, pour lequel il aspire en conse-
quence de l'air vers l'extérieur, par l'intermédiaire du canal d'entrée d'air 12.
La Figure 9 montre la partie correspondante de l'équipement de clima-
tisation, dans ce mode de séchage. Comme on peut le constater, grâce à ce mode de séchage, I'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 peut être séché par un écoulement d'air de séchage 26 représenté par des flèches d'écoulement, et aspiré, par exemple, à partir de l'habitacle intérieur du véhicule. Le mode de séchage peut notamment être rendu actif après la fin de chaque trajet pour lequel l'équipement de climatisation a été utilisé dans le mode climatisation ou le mode réchauffage, en vue de débarrasser l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 fonctionnant en tant qu'évaporateur pendant ce temps, de l'eau condensée qui s'y est déposée. Pour inverser le
sens de transport de l'air entrant du ventilateur 1 3, on commande le déplace-
ment de deux volets d'air 27, 28 associés, dans des positions appropriées, et on inverse le sens de marche du ventilateur 1 3, pour contribuer à l'inversion
du sens de l'écoulement d'air dans l'appareil de climatisation.
Dans le mode à séchage, l'air de séchage 26 aspiré de l'habitacle inté-
rieur, balaye de préférence le corps chauffant 1 1, grâce à une position appropriée du volet d'air 14 associé. Ce corps chauffant est maintenu actif dans le mode à séchage, par le fait que le fluide de refroidissement, par poursuite de la marche de la pompe à fluide de refroidissement après l'arrêt du véhicule, continue à circuler dans le circuit de fluide de refroidissement, pendant la durée pouvant être prescrite à l'avance pour le mode de fonctionnement à séchage. Il est ainsi possible d'utiliser de la chaleur résiduelle se trouvant dans le fluide de refroidissement et dans le bloc moteur 1, pour échauffer l'air de séchage 26 par le corps chauffant 11, avant d'atteindre l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4 devant être séché, ce qui contribue à favoriser l'effet de séchage. Lors du prochain démarrage à froid, on évite alors, au niveau de l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène 4, une nouvelle évaporation de l'eau de condensation dans l'air
entrant envoyé dans l'habitacle intérieur du véhicule.
Au regard des exemples de réalisation précédents, il s'avère que l'équipement de climatisation conforme à l'invention permet, avec une mise en oeuvre relativement réduite sur le plan de l'appareillage, d'effectuer aussi bien un mode de fonctionnement en climatisation qu'un mode de fonctionnement en pompe à chaleur, un mode de fonctionnement en réchauffage avec récupération de chaleur, et un mode de chauffage direct avec ou sans récupération de chaleur des gaz d'échappement. Par rapport à un équipement de climatisation usuel, ne fonctionnant qu'en mode climatisation, seuls sont nécessaires en supplément, l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de
refroidissement, l'échangeur de chaleur gaz d'échappement/fluide de refroi-
dissement, les deux distributeurs multivoies pour le circuit de fluide frigo-
rigène, une soupape d'expansion supplémentaire, ainsi que quelques simples clapets anti-retour. En dehors du mode de fonctionnement conventionnel en climatisation en été, et du fonctionnement conventionnel de chauffage en hiver en utilisant exclusivement la chaleur dégagée par le moteur, il est ainsi possible de réaliser trois autres modes de fonctionnement, grâce auxquels il est possible de couvrir le déficit de puissance de chauffe de véhicules à moteurs à combustion interne à faible consommation, avec la puissance de chauffe et le facteur de puissance de chauffe respectivement les plus élevés possibles, suivant les niveaux de température existants dans les fluides caloporteurs. Le mode de chauffage en mode pompe à chaleur est possible sans pertes de chaleur
significatives dans le bloc moteur, ce qui maintient faibles la phase d'échauf-
fement du moteur à combustion interne, ainsi que la consommation de carburant, les émissions et l'usure. La mise en oeuvre dans l'appareil de climatisation, d'un deuxième échangeur de chaleur conduisant le fluide frigorigène et pouvant fonctionner en condenseur, qui est délicat pour des raisons d'espace d'implantation, n'est pas nécessaire, tandis qu'en même temps le corps chauffant peut rester dans l'appareil de climatisation et permet une
utilisation directe de la chaleur dégagée par le fluide de refroidissement.
Il est évident que selon les besoins, en supprimant les composants appropriés, l'équipement de climatisation conforme à l'invention, en dehors du mode de fonctionnement en climatisation, peut également être concçu pour un nombre moins importants d'autres modes de fonctionnement que cela n'est le cas dans les exemples de réalisation décrits plus haut. Il est ainsi possible de réaliser toute combinaison du mode de fonctionnement en climatisation avec un ou plusieurs des autres modes de fonctionnement, c'est à dire le mode de
fonctionnement en pompe à chaleur, le mode de fonctionnement en réchauf-
fage et le mode de fonctionnement en chauffage direct avec ou sans récupéra-
tion de chaleur des gaz d'échappement, ainsi que le mode de fonctionnement à séchage. À la place du moteur à combustion interne, il est naturellement également possible de monter à l'endroit correspondant dans le circuit de fluide de refroidissement, un autre composant produisant de la chaleur
pendant le fonctionnement du véhicule.
Claims (6)
1. Équipement de climatisation destiné à un véhicule automobile, qui est conçu pour un mode de fonctionnement en climatisation et/ou au moins un autre mode de fonctionnement sous la forme d'un mode de fonctionnement en pompe à chaleur et/ou un mode de fonctionnement en réchauffage, et qui comporte, - un circuit de fluide frigorigène comportant un compresseur (2) , un radiateur de fluide frigorigène (6) et un échangeur de chaleur air entrant/ fluide frigorigène (4) disposé dans un canal d'entrée d'air (12) et faisant office d'évaporateur dans le mode de fonctionnement en climatisation, - un circuit de fluide de refroidissement pour le refroidissement d'un composant de véhicule (1) produisant de la chaleur, un échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement (1 5) assurant le couplage sur le plan de la transmission de chaleur, du circuit de fluide frigorigène et du circuit de fluide de refroidissement, et - des moyens (19, 20) pour commander en fonction du mode de
fonctionnement, I'écoulement du fluide frigorigène, ce dernier condui-
sant, dans le mode de fonctionnement en climatisation, du compresseur à l'échangeur de chaleur air d'entrée/fluide frigorigène par l'intermédiaire du radiateur de fluide frigorigène, caractérisé en ce qu'en amont de l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/ fluide de refroidissement (15), dans le circuit de fluide de refroidissement, est placé un échangeur de chaleur gaz d'échappement du moteur à combustion
interne/fluide de refroidissement (16).
2. Équipement de climatisation destiné à un véhicule automobile, qui est conçu pour un mode de fonctionnement en climatisation et/ou au moins un autre mode de fonctionnement sous la forme d'un mode de fonctionnement en pompe à chaleur et/ou un mode de fonctionnement en réchauffage, selon la revendication 1, et qui comporte: - un circuit de fluide frigorigène comportant un compresseur (2), un radiateur de fluide frigorigène (6) et un échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène (4) disposé dans un canal d'entrée d'air (12) et faisant office d'évaporateur dans le mode de fonctionnement en climatisation, - un circuit de fluide de refroidissement pour le refroidissement d'un composant de véhicule (1) produisant de la chaleur, - un échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement (1 5) assurant le couplage sur le plan de la transmission de chaleur, du circuit de fluide frigorigène et du circuit de fluide de refroidissement, et - des moyens (1 9, 20) pour commander en fonction du mode de fonctionnement, l'écoulement du fluide frigorigène, ce dernier conduisant, dans le mode de fonctionnement en climatisation, du compresseur à l'échangeur de chaleur air d'entrée/fluide frigorigène par l'intermédiaire du radiateur de fluide frigorigène, caractérisé en ce que l'équipement de climatisation est conçu pour effectuer un mode de fonctionnement en réchauffage, dans lequel les moyens de commande de l'écoulement de fluide frigorigène ( 19, 20) conduisent l'écoulement de fluide frigorigène du compresseur (2), au moins en partie, à l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement (15) faisant office, dans ce mode de fonctionnement, de condenseur/refroidisseur de gaz, et de là à l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène (4) faisant office d'évaporateur dans ce mode de fonctionnement, et en ce que l'échangeur de chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement est monté, côté fluide de refroidissement, en amont d'un échangeur de chaleur air entrant/fluide de
refroidissement (11) placé dans le canal d'entrée d'air (12).
3. Équipement de climatisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de commande d'écoulement du fluide frigorigène englobent un distributeur à quatre voies (19), qui est raccordé au côté de sortie du compresseur par un premier raccord, directement ou indirectement au côté d'entrée du compresseur par un second raccord, et à l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène par un troisième raccord, ainsi qu'un distributeur à trois voies (20), qui est raccordé au quatrième raccord du distributeur à quatre voies par un premier raccord, au radiateur de fluide frigorigène (6) par un second raccord, et à l'échangeur de chaleur fluide
frigorigène/fluide de refroidissement (1 5) par un troisième raccord.
4. Équipement de climatisation selon l'une des revendications I à 3,
caractérisé par un collecteur (5) côté haute pression du fluide frigorigène, auquel est associé un agencement de clapets anti-retour (24a à 24d) par l'intermédiaire duquel il est relié à l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène (4), au radiateur de fluide frigorigène (6) et à l'échangeur de
chaleur fluide frigorigène/fluide de refroidissement (15).
5. Équipement de climatisation selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé par un collecteur (5') côté basse pression du fluide frigorigène et un échangeur de chaleur interne (25) qui est placé, côté basse pression, entre le collecteur (5') et le compresseur (2), et est relié, côté haute pression, d'une part à l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène (4) et d'autre part, en parallèle, au radiateur de fluide frigorigène (6) et à l'échangeur de chaleur
fluide frigorigène/fluide de refroidissement (15).
6. Équipement de climatisation destiné à un véhicule automobile, qui est concçu pour un mode de fonctionnement en climatisation et/ou au moins un
autre mode de fonctionnement, selon l'une des revendications I à 5, et qui
comporte un circuit de fluide frigorigène comportant un compresseur (2), un radiateur de fluide frigorigène (6) et un échangeur de chaleur air entrant/ fluide frigorigène (4) disposé dans un canal d'entrée d'air (12) et faisant office d'évaporateur dans le mode de fonctionnement en climatisation, et une unité de transport d'air entrant (13), caractérisé en ce que l'unité de transport d'air entrant (13) présente deux modes de fonctionnement avec des directions de transport d'air entrant opposées, et en ce que l'équipement de climatisation est conçu pour un mode de fonctionnement à séchage, dans lequel le dispositif de transport d'air entrant transporte de l'air de séchage, pour le séchage de l'échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène (4), en balayant cet échangeur de chaleur air entrant/fluide frigorigène (4), dans une direction de transport d'air inversée par rapport à la direction de transport d'air entrant dans l'habitacle intérieur du véhicule, le mode de fonctionnement à séchage étant rendu actif au moins après l'arrêt du véhicule en cas d'un mode de
fonctionnement en climatisation ou en réchauffage ayant précédé.
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Legal Events
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Effective date: 20190906 |