FR2827224A1

FR2827224A1 - Cycle de refroidissement de systemes de conditionnement d'air pour automobiles

Info

Publication number: FR2827224A1
Application number: FR0208759A
Authority: FR
Inventors: Toshiharu Watanabe; Masahiro Iguchi
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2003-01-17
Also published as: DE10231645A1; JP2003097857A; US20030010488A1; US20060254748A1; US20060005941A1

Abstract

L'invention se rapporte à un cycle de refroidissement de systèmes de conditionnement d'air pour automobiles.Dans un cycle de refroidissement comprenant un compresseur (1), un refroidisseur de gaz (2), un dispositif d'étranglement (3) et un évaporateur (4), un échangeur de chaleur (10) est agencé entre le compresseur et le dispositif d'étranglement pour exécuter l'échange de chaleur par un réfrigérant comprimé par le compresseur.L'invention est applicable notamment à des systèmes de conditionnement d'air pour automobiles.

Description

La présente invention se rapporte à un cycle de refroidissement apte à être utilisé dans des systèmes de conditionnement d'air pour automobiles et, plus particulièrement à un cycle de refroidissement utilisant un réfrigérant surcritique ou transcritique comme le C02.

Le cycle de refroidissement d'appareils de conditionnement d'air pour automobiles utilise un réfrigérant à hydrocarbures fluorés comme le CFC12, le HFC134a ou analogues. Lorsque les hydrocarbures fluorés sont relâchés dans l'atmosphère, ils peuvent détruire la couche d'ozone en entraînant des problèmes environnementaux comme un réchauffement global. Pour cette raison, un cycle de refroidissement a été proposé qui utilise du C02, de l'éthylène, de l'éthane, de l'oxyde d'azote ou analogues à la place des hydrocarbures fluorés.

Le principe de fonctionnement du cycle de refroidissement utilisant un réfrigérant à base de C02 est similaire au cycle de refroidissement utilisant un réfrigérant à base d'hydrocarbures fluorés à l'exception du point suivant. Etant donné que la température critique du C02 est d'environ 31 C, qui est nettement plus basse que celle des hydrocarbures fluorés (par exemple de 112 C pour le CFC12), la température du C02 dans un refroidisseur ou condenseur de gaz devient plus élevée que la température critique de celui-ci pendant les mois d'été où la température de l'air extérieur monte, par exemple, le C02 ne se condense même pas à la sortie du refroidisseur de gaz.

Les conditions de la sortie du refroidisseur de gaz sont déterminées en accord avec la pression d'évacuation du compresseur et la température du C02 à la sortie du refroidisseur de gaz. La température du C02 à la sortie du refroidisseur de gaz est déterminée en accord avec la capacité de rayonnement de chaleur du refroidisseur de gaz et la température de l'air extérieur. Cependant, étant donné que la température de l'air extérieur ne peut

pas être commandée, la température du C02 à la sortie du refroidisseur de gaz ne peut pratiquement pas être contrôlée. D'autre part, étant donné que les conditions à la sortie du refroidisseur de gaz peuvent être contrôlées en réglant la pression d'évacuation du compresseur, c'est-à-dire la pression du réfrigérant à la sortie du refroidisseur de gaz, la pression du réfrigérant à la sortie du refroidisseur de gaz est augmentée pour assurer une capacité de refroidissement suffisante ou une différence d'enthalpie pendant les mois d'été où la température de l'air extérieur est plus élevée.

En particulier, le cycle de refroidissement utilisant un réfrigérant à base d'hydrocarbures fluorés a une pression de réfrigérant de 0,2-1,6 MPa dans le cycle, tandis que le cycle de refroidissement utilisant un réfrigérant à base de C02 a une pression de réfrigérant de 3,5-10,0 MPa dans le cycle, ce qui est nettement plus élevé que dans le cycle de refroidissement à hydrocarbures fluorés.

Une tentative a été faite dans le cycle de refroidissement utilisant un réfrigérant surcritique pour augmenter le rapport de la capacité de refroidissement d'un évaporateur à la charge d'un compresseur, c'est-àdire le coefficient de performance (COP). Le brevet US No. 5 245 836, accordé le 21 septembre, 1993 à Lorentzen, et al. propose une augmentation du coefficient de performance en exécutant un échange de chaleur entre le réfrigérant qui est passé à travers l'évaporateur et le réfrigérant de zone surcritique qui est présent dans une ligne haute pression. Dans le cycle de refroidissement comprenant un tel échangeur de chaleur interne, le réfrigérant est refroidi en outre par l'échangeur de chaleur pour atteindre un papillon. Cela mène à une température encore plus basse du réfrigérant à l'entrée du papillon, en réalisant un coefficient de performance maximum.

Même dans le cycle de refroidissement comportant un tel échangeur de chaleur interne, lorsque le cycle de refroidissement se trouve à l'état fortement chargé où la température de l'air extérieur est plus élevée que, par exemple, 30 C et le véhicule est à l'arrêt, où la vitesse de l'air de refroidissement pour le refroidisseur de gaz est réduite, la performance de rayonnement du refroidisseur de gaz est dégradée considérablement. Par conséquent, la température du réfrigérant à la sortie du refroidisseur de gaz n'est pas suffisamment abaissée, en diminuant ainsi la performance de refroidissement de l'évaporateur.

La présente invention a donc pour objet la réalisation d'un cycle de refroidissement qui peut fournir une performance de refroidissement suffisante même lorsque l'effet de rayonnement du refroidisseur de gaz est plus bas.

Cet objet est atteint conformément à la présente invention par un cycle de refroidissement qui comprend un compresseur qui comprime un réfrigérant, un refroidisseur de gaz qui refroidit le réfrigérant comprimé, un dispositif d'étranglement qui étrangle l'écoulement du réfrigérant refroidi, un évaporateur qui refroidit l'air d'aspiration par une action d'absorption de chaleur du réfrigérant refroidi, et un échangeur de chaleur disposé entre le compresseur et le dispositif d'étranglement, l'échangeur de chaleur exécutant un échange de chaleur par le réfrigérant comprimé.

Selon des réalisations avantageuses de l'invention : - l'échangeur de chaleur est construit pour permettre la circulation d'un moyen de refroidissement pour une machine motrice automobile à travers celui-ci ; - l'échangeur de chaleur est intégré dans un radiateur automobile ;

- l'échangeur de chaleur est d'une structure à tube double où un conduit pour le réfrigérant est disposé à travers un réservoir du radiateur ; - l'échangeur de chaleur et le radiateur peuvent être disposés d'une manière adjacente, le radiateur et le refroidisseur de gaz comprenant des ailettes respectives, au moins une partie des ailettes respectives étant reliée thermiquement les unes aux autres ; - le moyen de refroidissement peut être fourni à un dispositif de chauffage pour chauffer l'air d'admission.

L'invention se rapporte également à un cycle de refroidissement avec un côté haute pression fonctionnant dans une zone surcritique d'un réfrigérant, qui comprend un compresseur qui comprime le réfrigérant ; un refroidisseur de gaz qui refroidit le réfrigérant comprimé ; un dispositif d'étranglement qui étrangle l'écoulement du réfrigérant refroidi ; un évaporateur qui refroidit l'air d'admission par une action d'absorption de chaleur du réfrigérant refroidi ; un premier échangeur de chaleur qui exécute un échange de chaleur entre le réfrigérant refroidi et le réfrigérant qui est passé à travers l'évaporateur ; et un second échangeur de chaleur agencé entre le compresseur et le dispositif d'étranglement, l'échangeur de chaleur effectuant un échange de chaleur par le réfrigérant comprimé.

Selon encore une réalisation avantageuse de l'invention, les premier et second échangeurs de chaleur sont disposés à une sortie du compresseur et à une sortie du refroidisseur de gaz, respectivement.

L'invention se rapporte également à un cycle de refroidissement comprenant un compresseur qui comprimé un réfrigérant, un refroidisseur de gaz qui refroidit le réfrigérant comprimé, un moyen pour étrangler l'écoulement du réfrigérant refroidi, un évaporateur qui refroidit l'air d'admission par une action d'absorption de chaleur du réfrigérant refroidi, et des moyens agencés entre le compresseur et le dispositif d'étranglement pour

effectuer un échange de chaleur par le réfrigérant comprimé.

L'invention se rapporte encore à un cycle de refroidissement avec un côté haute pression fonctionnant dans une zone surcritique d'un réfrigérant, comprenant un compresseur qui comprime le réfrigérant, un refroidisseur de gaz qui refroidit le réfrigérant comprimé, un moyen pour étrangler l'écoulement du réfrigérant refroidi, un évaporateur qui refroidit l'air d'admission par une action d'absorption de chaleur du réfrigérant refroidi, un premier moyen pour effectuer un échange de chaleur entre le réfrigérant refroidi et le réf rigérant qui est passé à travers l'évaporateur, et un second moyen agencé entre le compresseur et le dispositif d'étranglement pour effectuer un échange de chaleur par le réfrigérant comprimé.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de réalisation représentant un premier mode de réalisation d'un cycle de refroidissement pour utilisation dans des systèmes de conditionnement d'air pour automobile selon la présente invention ; - la figure 2 est un schéma similaire à la figure 1 représentant un second mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 3 est une vue frontale représentant un exemple d'un radiateur utilisé dans le second mode de réalisation ; - la figure 4 est une vue en plan représentant le radiateur de la figure 3 ;

- la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, représentant un autre exemple du radiateur utilisé dans le second mode de réalisation ; - la figure 6 est une vue en section transversale prise le long de la ligne VI-VI sur la figure 5 ; - la figure 7 est un diagramme Mollier pour expliquer le cycle de refroidissement du réfrigérant à base de C02.

On décrira maintenant des modes de réalisation préférés du cycle de refroidissement selon la présente invention en se reportant aux dessins.

En se reportant à la figure 1, le cycle de refroidissement comprend un compresseur 1, un échangeur de chaleur 10, un refroidisseur de gaz 2, un échangeur de chaleur interne 9, une vanne de réglage de pression ou moyen d'étranglement 3, un évaporateur ou dissipateur de chaleur 4 et un piège ou accumulateur 5 qui sont reliés dans cet ordre par un conduit de réfrigérant 8 pour former un circuit fermé.

Le compresseur 1 est entraîné par une machine motrice comme un moteur pour comprimer un réfrigérant de C02 en phase gazeuse et pour évacuer le réfrigérant à haute température et à haute pression vers le refroidisseur de gaz 2. Le compresseur 1 peut être de n'importe quel type, comme d'un type à déplacement variable, où une commande automatique de la quantité et pression d'évacuation du réfrigérant est exécutée à l'intérieur ou à l'extérieur en accord avec les conditions du réfrigérant dans un cycle de refroidissement, d'un type à déplacement constant avec possibilité de commande de la vitesse de rotation ou analogue.

L'échangeur de chaleur 10 effectue un échange de chaleur entre le réfrigérant à haute température et à haute pression évacué du compresseur 1 et un moyen de refroidissement ou eau de refroidissement d'un moteur ou d'une machine motrice automobile 11. Le moyen de

refroidissement est amené par une pompe à eau, non représentée, à l'échangeur de chaleur 10 à travers un conduit de moyen de refroidissement 12 qui mène à un noyau de chauffage ou dispositif de chauffage 13 agencé dans la cabine ou le compartiment du véhicule et est ramené ensuite au moteur 11. Il faut noter que la direction d'écoulement du réfrigérant est indiquée par la flèche en pointillés sur la figure 1. Une vanne d'ouverture/de fermeture 14 est agencée dans le conduit de moyen de refroidissement 12 au voisinage de la sortie du moteur 11. Lorsqu'il est nécessaire de fournir le moyen de refroidissement à l'échangeur de chaleur 10, la vanne d'ouverture/de fermeture 14 est ouverte alors que, si cela n'est pas nécessaire, la vanne 14 est fermée pour mener le moyen de refroidissement au noyau de chauffage 13 directement. Le moyen de refroidissement est amené à un radiateur, non représenté, disposé à l'avant du véhicule, par un autre conduit, où sa température est réduite à une valeur optimale pour le refroidissement du moteur 11.

Le refroidisseur de gaz 2 effectue un échange de chaleur entre le réfrigérant de C02 à haute température et à haute pression comprimé par le compresseur 1 et soumis à un passage à travers l'échangeur de chaleur 10 et l'air extérieur ou analogue pour le refroidissement du réfrigérant. Le refroidisseur de gaz 2 présente une ailette de refroidissement 6 pour permettre l'accélération de l'échange de chaleur ou la mise en oeuvre de celui-ci même lorsque le véhicule est à l'arrêt. Pour refroidir le réfrigérant dans le refroidisseur de gaz 2 pour qu'il soit le plus proche possible de la température de l'air extérieur, le refroidisseur de gaz 2 est disposé à l'avant du véhicule, par exemple.

L'échangeur de chaleur interne 9 exécute un échange de chaleur entre le réfrigérant de C02 s'écoulant du refroidisseur de gaz 2 et le réfrigérant s'écoulant du

piège 5. Pendant le fonctionnement, la chaleur est dissipée du premier réfrigérant au réfrigérant indiqué en dernier.

La vanne de réglage de pression ou vanne de réduction de pression 3 réduit la pression du réfrigérant de C02 en amenant le réfrigérant à haute pression (environ 10 MPa) s'écoulant de l'échangeur de chaleur interne 9 à passer à travers un orifice de réduction de pression. La vanne de commande de pression 3 exécute non seulement une réduction de pression du réfrigérant, mais encore un contrôle de la pression de celui-ci à la sortie du refroidisseur de gaz 2. Le réfrigérant avec la pression réduite par la vanne de réglage de pression 3, qui se trouve dans l'état en deux phases (gaz-liquide), s'écoule dans l'évaporateur 4. La vanne de réglage de pression 3 peut être de n'importe quel type, comme d'un type de réglage de rapport cyclique où le rapport cyclique d'ouverture/de fermeture de l'orifice de réduction de pression est commandé par un signal électrique, etc. Un exemple de la vanne de réglage de pression 3 de ce type est divulgué dans la demande de brevet japonais 2000-206780 déposée le 7 Juillet, 2000, qui fait partie de la technique à laquelle on peut se référer.

L'évaporateur 4 est logé dans un boîtier d'une unité de conditionnement d'air automobile, par exemple, pour réaliser le refroidissement de l'air déchargé dans la cabine du véhicule. L'air aspiré depuis l'extérieur de la cabine par un ventilateur 7 est refroidi par le passage à travers l'évaporateur 4, et est évacué par un bec, non représenté, à une position souhaitée dans la cabine. En particulier, lors de l'évaporation ou vaporisation dans l'évaporateur 4, le réfrigérant de C02 en deux phases s'écoulant de la vanne de réglage de pression 3 absorbe la chaleur de vaporisation latente de l'air introduit pour le refroidissement de celui-ci. Le noyau de chauffage 13 est agencé en aval de l'évaporateur

4, à l'avant duquel une porte de mélange d'air 14 est disposée d'une manière tournante. Lors du chauffage de l'air d'admission, la porte de mélange d'air 14 est tournée dans une position représentée par une ligne en traits interrompus sur la figure 1 tandis que, lorsqu'elle n'effectue pas de chauffage, elle est tournée dans une position représentée par une ligne en trait plein sur la figure 1.

Le piège ou séparateur 5 sépare le réfrigérant de C02 qui est passé à travers l'évaporateur 4 en une partie de phase gazeuse et une partie de phase liquide.

Seulement la partie de phase gazeuse est ramenée au compresseur 1, et la partie de phase liquide est temporairement accumulée dans le séparateur 5.

On décrira maintenant le fonctionnement du cycle de refroidissement, en se reportant à la figure 7. Un réfrigérant de C02 en phase gazeuse est comprimé par le compresseur 1 (a-b). Un réfrigérant en phase gazeuse à haute température et à haute pression est refroidi par l'échangeur de chaleur 10 (b-b'). La température du réfrigérant est d'environ 140 C à la sortie "b" du compresseur 1, alors que la température du moyen de refroidissement fourni par le moteur 11 à l'échangeur de chaleur 10 est au maximum de 95 C. Ainsi, le réfrigérant est refroidi à environ 130 C par le passage à travers l'échangeur de chaleur 10.

Le réfrigérant refroidi préalablement par l'échangeur de chaleur 10 est refroidi encore par le refroidisseur de gaz 2 (c-d). Ensuite, la pression du réfrigérant est réduite par la vanne de réglage de pression 3 (d-e) qui amène le réfrigérant à tomber dans l'état en deux phases (gaz-liquide). Le réfrigérant en deux phases est évaporé dans l'évaporateur 4 (e-f) pour absorber la chaleur de vaporisation latente de l'air introduit pour le refroidissement de celui-ci. Un tel fonctionnement du cycle de refroidissement permet le refroidissement de l'air introduit dans l'unité de

conditionnement d'air qui est déchargé dans la cabine ou habitacle pour le refroidissement de celle-ci.

Dans le séparateur 5, le réfrigérant qui est passé à travers l'évaporateur 4, est séparé en une partie de phase gazeuse et une partie de phase liquide. Seulement la partie de phase gazeuse passe à travers l'échangeur de chaleur interne 9 pour absorber la chaleur (f-a) et est inhalé de nouveau dans le compresseur 1.

De cette manière, l'échangeur de chaleur 10 est agencé à la sortie du compresseur 1 pour refroidir préalablement le réfrigérant à haute température à fournir au refroidisseur de gaz 2. Ainsi, même lorsque la capacité de refroidissement du refroidisseur de gaz 2 est dégradée temporairement à cause d'une température plus élevée de l'air extérieur et d'un arrêt du véhicule, le réfrigérant qui est passé à travers le refroidisseur de gaz 2 a une température suffisamment basse qui permet le maintien de la capacité de refroidissement de l'évaporateur 4.

D'autre part, lorsqu'une capacité de chauffage suffisante est recherchée à cause d'une température plus basse de l'air extérieur, la porte de mélange d'air 15 disposée à l' avant du noyau de chauffage 13 est amenée à tourner dans la position représentée par une ligne en traits interrompus sur la figure 1. Pendant un chauffage normal, il n'est pas nécessaire de refroidir préalablement le réfrigérant par une amenée de moyen de refroidissement, tandis que, lorsqu'un chauffage rapide est souhaité, la vanne d'ouverture/de fermeture 14 est ouverte pour faire circuler le moyen de refroidissement à l'échangeur de chaleur 10, en commençant le cycle de refroidissement. Ainsi, le moyen de refroidissement à basse température fourni à l'échangeur de chaleur 10 absorbe la chaleur du réfrigérant à haute température pour devenir un moyen de refroidissement à haute température qui est fourni au noyau de chauffage 13. Par conséquent, même lorsque la température du moyen de

refroidissement n'est pas suffisamment élevée pour effectuer un chauffage, un chauffage de déshumidification rapide peut être atteint par un chauffage par l'échangeur de chaleur 10.

Dans le premier mode de réalisation, l'échangeur de chaleur 10 est agencé dans la ligne de réfrigérant 8 à la position entre le compresseur 1 et le refroidisseur de gaz 2. En option, lorsqu'il est difficile de ménager un espace pour l'échangeur de chaleur 10 dans le compartiment du moteur, on recommande l'adoption du mode de réalisation suivant.

En particulier, dans le second mode de réalisation, en se reportant à la figure 2, l' échangeur de chaleur 10 pour exécuter l'échange de chaleur entre le réfrigérant à la sortie du compresseur 1 et le moyen de refroidissement du moteur 11 est intégré dans un radiateur automobile 17.

En particulier, le refroidisseur de gaz 2 et le radiateur 17 sont disposés d'une manière adjacente à l'avant du véhicule. Dans des cas ordinaires, le refroidisseur de gaz 2 est disposé devant le radiateur 17. Le moyen de refroidissement est fourni au radiateur 17 par une pompe à eau, non représentée, où sa température est réduite à une valeur optimale pour le refroidissement du moteur 11.

Ensuite, le moyen de refroidissement est ramené au moteur 11. Un autre conduit (non représenté) est agencé pour l'amenée du moyen de refroidissement au noyau de chauffage 13.

En se reportant aux figures 3-4, il est représenté un exemple de radiateur 17 qui comprend un réservoir supérieur 171 auquel le moyen de refroidissement est amené depuis le moteur 11, plusieurs tubes de rayonnement 172 à travers lesquels le moyen de refroidissement dans le réservoir supérieur 171 s'écoule vers le bas, plusieurs ailettes de rayonnement 173 agencées entre les tubes 172 et un réservoir inférieur 174 dans lequel le moyen de refroidissement, après le passage à travers les tubes 172, s'accumule pour être ramené au moteur 11.

L'air sortant du ventilateur de refroidissement 6 et celui résultant du parcours passe à travers des espaces entre les tubes 172 et les ailettes 173 en refroidissant le moyen de refroidissement s'écoulant vers le bas à travers les tubes 172.

Dans ce mode de réalisation, l'échangeur de chaleur 10 est construit en agençant le conduit de réfrigérant 8 entre le compresseur 1 et le refroidisseur de gaz 2 à travers le réservoir supérieur 171 du radiateur 17, c'est-à-dire il est d'une structure à tube double où le conduit de réfrigérant 8 est agencé à l'intérieur du réservoir supérieur 171. L'échangeur de chaleur 10 peut être construit en faisant passer le conduit de réfrigérant 8 à travers le réservoir inférieur 174.

Cependant, l'agencement dans le réservoir supérieur 171, c'est-à-dire à l'entrée du radiateur 17, est préférable à l'agencement dans le réservoir inférieur 174, c'est-àdire à la sortie du radiateur 17 en vue d'un contrôle facile du moyen de refroidissement à une température optimale. Il faut noter que la présente invention est applicable au cycle de refroidissement où l'échangeur de chaleur 10 est agencé à la sortie du radiateur 17.

Au vu de l'efficacité de l'échange de chaleur, il est préférable d'opposer la direction du moyen de refroidissement s'écoulant dans le réservoir supérieur 171 à celle du réfrigérant s'écoulant vers le bas dans celui-ci, c'est-à-dire d'établir un contre-courant. Il faut noter que la présente invention est applicable non seulement au cycle de refroidissement à contre-courant, mais au cycle de refroidissement à écoulement vers l'avant.

En se reportant à la figure 4, la référence numérique 18 désigne un panneau de faisceau de radiateur d'une caisse de véhicule. Dans ce mode de réalisation, l'échangeur de chaleur 10 est construit en faisant passer le conduit de réfrigérant 8 à travers le réservoir supérieur 171 du radiateur 10. Cela empêche non seulement

l'occupation d'un espace dans le compartiment du moteur mais permet un trajet du conduit de réfrigérant 8, comme représenté sur la figure 4, le conduit de réfrigérant 8 croisant une seule fois le panneau de radiateur 18. En particulier, dans le refroidisseur de gaz 2 de l'art antérieur, le conduit de réfrigérant 8 passe au côté d'entrée sur le panneau de faisceau de radiateur gauche 18 pour la connexion au refroidisseur de gaz 2, ensuite au côté sortie, sur le panneau de faisceau de radiateur droit 18. Cela pose des problèmes, à savoir il est difficile d'installer un espace pour le conduit de réfrigérant 8 et cela entraîne une augmentation de la longueur du conduit de réfrigérant 8. D'autre part, dans ce mode de réalisation, le refroidisseur de gaz 2 produit un effet auxiliaire, à savoir que le conduit de réfrigérant 8 peut être agencé sur un trajet court.

En se reportant aux figures 5-6, il est représenté un autre exemple du radiateur 17 et du refroidisseur de gaz 2 (qu'on ne voit pas sur la figure 5 étant donné qu'il se trouve derrière le radiateur 17). Le radiateur 17 et le refroidisseur de gaz 2 comportent tous les deux des réservoirs droit et gauche. Il faut noter que le radiateur 17 représenté sur la figure 3 peut comporter des réservoirs droit et gauche, et le radiateur 17 représenté sur la figure 5 peut comporter des réservoirs supérieur et inférieur.

Comme représenté sur la figure 6, le radiateur 17 et le refroidisseur de gaz 2 sont construits de façon que les tubes 172 du radiateur 17 pour la circulation du moyen de refroidissement et les tubes 201 du refroidisseur de gaz 2 pour la circulation du réfrigérant sont agencés dans la même rangée. Les ailettes de rayonnement 173, 202 interposées entre les tubes respectifs 172,201 sont également agencées dans la même rangée. En particulier, les tubes 172,201 du radiateur 17 et du refroidisseur de gaz 2 sont agencés selon le même pas. Les tubes 172,201 en trois rangées et deux

lignes depuis en haut à gauche sur la figure 6 sont reliés à des ailettes de rayonnement 173,202 (qui se présentent actuellement sous la forme d'une série d'ailettes de rayonnement). Les autres ailettes de rayonnement 173,202 sont isolées thermiquement. Ainsi, une portion du radiateur 17 et du refroidisseur de gaz 2 en trois rangées et deux lignes depuis en haut à gauche constituent l'échangeur de chaleur 10 de la présente invention, où l'échange de chaleur est exécuté entre le moyen de refroidissement circulant à travers les tubes 172 du radiateur 17 et le réfrigérant circulant à travers les tubes 201 du refroidisseur de gaz 2. Dans l'autre portion du radiateur 17 et du refroidisseur de gaz 2, le moyen de refroidissement dans le radiateur 17 et le réfrigérant dans le refroidisseur de gaz sont refroidis par l'air, respectivement.

La présente description a été décrite en rapport avec les modes de réalisation préférés, mais il faut comprendre que la présente invention n'est pas limitée à ceux-ci, et divers changements et modifications peuvent être apportés sans s'éloigner de l'étendue de la présente invention.

A titre d'exemple, dans les modes de réalisation illustratifs, la vanne de réglage de pression est du type électrique. En alternance, la vanne de réglage de pression peut être du type à expansion mécanique où le degré d'ouverture de la vanne est ajusté en détectant la pression et la température du réfrigérant côté haute pression. Dans cette alternative, une partie de détection de la pression du réfrigérant côté haute pression et une partie de détection de la température de réfrigérant côté haute pression sont agencées pour assurer une communication entre un corps principal de vanne et le refroidisseur de gaz 2 et l'échangeur de chaleur interne 9. Par ailleurs, l'échangeur de chaleur interne 9 qui est agencé dans les modes de réalisation illustratifs, peut être éliminé si cela est requis. En outre, le moyen de

refroidissement peut être un moyen de refroidissement pour un moteur d'entraînement de véhicules électriques ou un moyen de refroidissement pour une unité génératrice pour des véhicules à éléments à carburant.

Comme décrit ci-dessus, conformément à la présente invention, l'échangeur de chaleur est agencé entre le compresseur et les véhicules électriques ou un moyen de refroidissement pour une unité génératrice pour des véhicules à éléments à carburant.

Comme décrit ci-dessus, conformément à la présente invention, l'échangeur de chaleur est agencé entre le compresseur et la vanne de réglage de pression pour exécuter l'échange de chaleur par le réfrigérant. Ainsi, la température du réfrigérant fourni au refroidisseur de gaz est réduite à l'avance de telle sorte que même lorsque l'effet de rayonnement du refroidisseur de gaz est faible, la température du réfrigérant à la sortie du refroidisseur de gaz est abaissée d'une manière relative ce qui se traduit par le maintien de la performance de refroidissement de l'évaporateur.

Par ailleurs, conformément à la présente invention, l'échangeur de chaleur est construit pour permettre la circulation d'un moyen de refroidissement de moteur à travers celui-ci. Etant donné que le système de refroidissement du moteur est indispensable au véhicule, l'exigence est seulement une extension de son conduit sans agencement de moyens de refroidissement additionnels ce qui est avantageux du point de vue du coût de fabrication et de l'espace. En outre, lors du démarrage du moteur, le moyen de refroidissement du moteur est chauffé par le réfrigérant à haute température à la sortie du compresseur ce qui contribue à un raccourcissement du temps d'échauffement du moteur.

En outre, conformément à la présente invention, l'échangeur de chaleur est intégré dans un radiateur automobile. Cela permet l'agencement de l'échangeur de

chaleur pratiquement sans l'occupation d'un espace dans le compartiment moteur.

Les enseignements de la demande de brevet japonais P2001-212274 déposée le 12 Juillet, 2001 et de la demande de brevet japonais P2002-193065 déposée le 2 Juillet, 2002 font partie de la technique à laquelle on peut se référer .

Claims

REVENDICATIONS

1. Cycle de refroidissement de systèmes de conditionnement d'air pour automobiles, caractérisé en ce qu'il comprend : un compresseur (1) qui comprime un réfrigérant ; un refroidisseur de gaz (2) qui refroidit le réfrigérant comprimé ; un dispositif d'étranglement (3) qui étrangle l'écoulement du réfrigérant refroidi ; un évaporateur (4) qui refroidit l'air d'admission par une action d'absorption de chaleur du réfrigérant refroidi ; et un échangeur de chaleur (10) disposé entre le compresseur (1) et le dispositif d'étranglement (3), l'échangeur de chaleur exécutant un échange de chaleur par le réfrigérant comprimé.

2. Cycle de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est construit pour permettre la circulation d'un moyen de refroidissement d'une machine motrice automobile (11) à travers celui-ci.

3. Cycle de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est intégré dans un radiateur automobile (17).

4. Cycle de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est d'une structure à tube double où un conduit de réfrigérant est agencé à travers un réservoir du radiateur (17).

5. Cycle de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (10) et le radiateur (17) sont disposés d'une manière adjacente, en ce que le radiateur et le refroidisseur de gaz (2) comprennent des ailettes respectives (173,202) et en ce qu'au moins une partie des ailettes respectives sont reliées thermiquement les unes aux autres.

6. Cycle de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de refroidissement est amené à un dispositif de chauffage pour chauffer l'air d'admission.

7. Cycle de refroidissement avec un côté haute pression fonctionnant dans une zone surcritique d'un réfrigérant, caractérisé en ce qu'il comprend : un compresseur (1) qui comprime le réfrigérant ; un refroidisseur de gaz (2) qui refroidit le réfrigérant comprimé ; un dispositif d'étranglement (3) qui étrangle l'écoulement du réfrigérant refroidi ; un évaporateur (4) qui refroidit l'air d'admission par une action d'absorption de chaleur du réfrigérant refroidi ; un premier échangeur de chaleur qui exécute un échange de chaleur entre le réfrigérant refroidi et le réfrigérant qui est passé à travers l'évaporateur (4) ; et un second échangeur de chaleur agencé entre le compresseur (1) et le dispositif d'étranglement (3), l'échangeur de chaleur exécutant l'échange de chaleur par le réfrigérant comprimé.

8. Cycle de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second échangeurs de chaleur sont agencés à une sortie du compresseur (1) et à une sortie du refroidisseur de gaz, respectivement.

9. Cycle de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend : un compresseur (1) qui comprime un réfrigérant ; un ref roidisseur de gaz (2) qui refroidit le réfrigérant comprimé ; un moyen pour étrangler l'écoulement du réfrigérant refroidi ; un évaporateur (4) qui refroidit l'air d'admission par une action d'absorption de chaleur du réfrigérant refroidi ; et

des moyens agencés entre le compresseur (1) et le dispositif d'étranglement (3) pour exécuter un échange de chaleur par le réfrigérant comprimé.

10. Cycle de refroidissement avec un côté haute pression fonctionnant dans une zone surcritique d'un réfrigérant, caractérisé en ce qu'il comprend : un compresseur (1) qui comprime le réfrigérant ; un refroidisseur de gaz (2) qui refroidit le réfrigérant comprimé ; un moyen pour étrangler l'écoulement du réfrigérant refroidi ; un évaporateur (4) qui refroidit l'air d'admission par une action d'absorption de chaleur du réfrigérant refroidi ; un premier moyen pour exécuter un échange de chaleur entre le réfrigérant refroidi et le réfrigérant qui est passé à travers l'évaporateur ; et un second moyen agencé entre le compresseur et le dispositif d'étranglement pour exécuter un échange de chaleur par le réfrigérant comprimé.