FR2836421A1 - Climatiseur pour vehicule avec unite de stockage du froid - Google Patents

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Abstract

Un climatiseur pour un véhicule à fonctionnement économique comprend un compresseur (1) entraîné par un moteur du véhicule (4), un évaporateur (8), et un échangeur de chaleur à stockage du froid (11) comportant un matériau de stockage du froid (lla'). L'évaporateur et l'échangeur de chaleur à stockage du froid sont disposés en série dans le sens de circulation du fluide frigorigène. Lorsque le compresseur fonctionne, le matériau de stockage du froid est refroidi par le fluide frigorigène sous basse pression dans un mode de stockage du froid. Lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté, le fluide frigorigène circule entre l'évaporateur et l'échangeur de chaleur à stockage du froid, de sorte que le fluide frigorigène évaporé dans l'évaporateur est refroidi et liquéfié par le matériau de stockage du froid dans un mode de libération du froid. De plus, un sens de circulation du fluide frigorigène circulant à travers l'évaporateur pendant le mode de stockage du froid est le même que celui pendant le mode de libération du froid.

Description

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CLIMATISEUR POUR VEHICULE AVEC UNITE DE STOCKAGE DU FROID
La présente invention se rapporte à un climatiseur du type à stockage du froid pour un véhicule comprenant un moteur de véhicule , qui est utilisé comme source d'entraînement d'un compresseur. Le moteur du véhicule est arrêté lorsque le véhicule s'arrête.
Ces dernières années, afin de protéger l'environnement et de réduire la consommation de carburant d'un moteur de véhicule, un véhicule (par exemple, un véhicule à fonctionnement économique tel qu'un véhicule hybride) arrêtant automatiquement son moteur au moment d'un arrêt du véhicule, par exemple en attendant un changement d'un feu de signalisation est utilisé en pratique, et par la suite, il existe une tendance à augmenter le nombre de véhicules de ce type. Dans un climatiseur pour véhicule, un compresseur d'un cycle frigorifique est généralement entraîné par un moteur de véhicule. En conséquence, dans le véhicule à fonctionnement économique décrit ci-dessus, le compresseur est également arrêté à chaque arrêt du moteur. En conséquence, dans ce cas, une température d'un évaporateur de refroidissement augmente, et une température de l'air soufflé dans un compartiment passagers augmente, de sorte que la sensation de refroidissement, pour un passager se trouvant dans le compartiment passagers est détériorée.
Pour surmonter ce problème, on propose un climatiseur avec une unité de stockage du froid. Dans ce climatiseur, lorsque le fonctionnement du moteur du véhicule (compresseur) est arrêté et que l'opération de refroidissement d'un évaporateur est arrêtée, l'air devant être soufflé dans le compartiment passagers est refroidi en utilisant l'opération de libération du froid de l'unité de
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stockage du froid. Par exemple, dans un climatiseur du type à stockage du froid décrit dans le document JP-A-2000- 313226, un réservoir de stockage de froid comportant à l'intérieur un matériau de stockage de froid est disposé parallèlement à un évaporateur dans un sens de circulation du fluide frigorigène, de sorte que le fluide frigorigène comprimédétendu par une unité de détente soit mis à circuler vers l'évaporateur et le réservoir de stockage du froid en parallèle lorsque le moteur du véhicule fonctionne. Ainsi, le matériau de stockage du froid est refroidi pendant que le moteur du véhicule fonctionne, réalisant de ce fait le stockage du froid (accumulation du froid) dans le matériau de stockage du froid. Lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté avec l'arrêt du moteur du véhicule, le fluide frigorigène liquide dans le réservoir de stockage du froid est mis à circuler vers l'évaporateur. En conséquence, même lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté, une capacité de refroidissement de l'évaporateur peut être obtenue de manière continue, de sorte que le compartiment passagers peut être refroidi.
Toutefois, dans le climatiseur, étant donné que de réservoir de stockage du froid et l'évaporateur sont raccordés en parallèle dans le sens de circulation du fluide frigorigène, le fluide frigorigène comprimédétendu par une unité de détente telle qu'une soupape de détente est divisé pour être délivré au réservoir de stockage du froid et à l'évaporateur. En conséquence, dans une condition de charge de refroidissement importante, par exemple en été, une quantité de fluide frigorigène mis à circuler vers l'évaporateur devient insuffisante, et la capacité de refroidissement de l'évaporateur devient insuffisante. De plus, après que la solidification du
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matériau de stockage du froid soit achevée, c'est-à-dire, après que l'accumulation du froid (stockage du froid) soit achevée, le fluide frigorigène sous basse pression n'absorbe généralement pas la chaleur provenant du matériau de stockage du froid: En conséquence, dans ce cas, le fluide frigorigène sous basse pression traverse le réservoir de stockage du froid tout en n'étant pratiquement pas évaporé. De plus, le fluide frigorigène sous basse pression provenant du réservoir de stockage du froid s'unit au fluide frigorigène au niveau d'un orifice de sortie de l'évaporateur, et le fluide frigorigène réuni est aspiré dans le compresseur.
Du fait que la soupape de détente commande un degré de surchauffe du fluide frigorigène réuni, un degré d'ouverture de la soupape de détente change également conformément au fluide frigorigène à faible siccité provenant du réservoir de stockage du froid. En conséquence, le degré d'ouverture de la soupape de détente est ajusté excessivement petit par rapport au degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur. Ainsi, une quantité de circulation de fluide frigorigène dans l'évaporateur devient plus petite par rapport à une charge de refroidissement de l'évaporateur, et la capacité de refroidissement de l'évaporateur peut ne pas être suffisamment obtenue. Afin de commander avec précision le degré d'ouverture par rapport à la charge de refroidissement, une soupape à solénoïde est nécessaire dans un passage de fluide frigorigène du réservoir de stockage du froid. Dans un cas où la soupape à solénoïde est prévue, lorsque la performance de refroidissement est insuffisante alors que le moteur du véhicule (compresseur) fonctionne, la circulation du fluide frigorigène dans le réservoir de
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stockage du froid est arrêtée par la fermeture de la soupape à solénoïde. Uniquement lorsque la capacité de refroidissement de l'évaporateur est insuffisante, le fluide frigorigène sous basse pression est mis à circuler vers le réservoir de stockage du froid par l'ouverture de la soupape à solénoïde, et le stockage de froid du matériau de stockage du froid est réalisé. Dans ce cas, du fait que la soupape à solénoïde est nécessaire et qu'un mécanisme de commande destiné à commander la soupape à solénoïde est également nécessaire, le coût de production du climatiseur avec unité de stockage du froid est augmenté. De plus, la structure de l'unité de stockage du froid comprenant l'unité à solénoïde devient complexe, et la taille de l'unité de stockage du froid est augmentée. Il est en conséquence difficile de monter l'unité de stockage du froid dans le véhicule.
Au vu des problèmes décrits ci-dessus, c'est un but de la présente invention de proposer un climatiseur pour véhicule muni d'un échangeur de chaleur à stockage du froid, qui améliore efficacement la capacité de refroidissement et la capacité de stockage du froid tout en présentant une structure simple.
C'est un autre but de la présente invention de proposer un climatiseur pour véhicule muni d'un échangeur de chaleur à stockage du froid, qui améliore la capacité de condensation d'un fluide frigorigène à l'état gazeux dans l' échangeur de chaleur à stockage du froid dans un mode de libération de froid.
C'est encore un autre but de la présente invention de proposer un climatiseur pour véhicule muni d'un échangeur de chaleur à stockage du froid, qui améliore la performance d'échange de chaleur d'un évaporateur dans le mode de libération du froid lorsqu'un compresseur est arrêté.
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C'est encore un autre but de la présente invention de proposer un climatiseur muni d'un échangeur de chaleur à stockage du froid, qui peut être facilement monté dans un véhicule.
Conformément à 'la présente invention, dans un climatiseur pour un véhicule comportant un moteur qui est arrêté lorsque le véhicule s'arrête, un compresseur est entraîné par le moteur, un échangeur de chaleur côté haute pression est disposé pour faire irradier la chaleur du fluide frigorigène débité par le compresseur, une unité de détente détend le fluide frigorigène provenant de l'échangeur de chaleur côté haute pression, et le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente est évaporé dans un évaporateur de sorte que l' air devant être soufflé dans un compartiment passagers du véhicule est refroidi. De plus, le climatiseur comprend un échangeur de chaleur à stockage du froid comportant à l'intérieur un matériau de stockage du froid destiné à réaliser une opération de stockage du froid lorsque le matériau de stockage du froid est refroidi par le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente, et une opération de libération du froid lorsque le fluide frigorigène circule entre l'évaporateur et l'échangeur de chaleur à stockage du froid de sorte que le fluide frigorigène à l'état gazeux évaporé dans l'évaporateur est refroidi par la libération du froid du matériau de stockage du froid dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid. Dans le climatiseur, l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur sont raccordés en série dans un sens de circulation du fluide frigorigène, d'une manière telle que l'opération de stockage du froid du matériau de stockage du froid est réalisée lorsque le compresseur fonctionne, et l'opération de libération du froid du matériau de stockage du froid est réalisée lorsque
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le fonctionnement du compresseur est arrêté avec un arrêt du moteur. Du fait que l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur sont disposés en série dans le sens de circulation du fluide frigorigène, le fluide frigorigène circule toujours à 'travers l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur par l'opération du compresseur lorsque le compresseur fonctionne. En conséquence, la capacité de refroidissement dans l'évaporateur et la capacité de stockage du froid dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid peuvent être efficacement améliorées pendant que le compresseur fonctionne. De plus, il est possible d'améliorer la capacité de refroidissement et la capacité de stockage du froid sans utiliser de soupape à solénoïde pour commuter un sens de circulation du fluide frigorigène dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid.
De préférence, l'unité de détente est une soupape de détente qui ajuste une quantité de circulation du fluide frigorigène conformément au degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau d'un orifice de sortie du fluide frigorigène de l'évaporateur. De plus, l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé en amont de l'évaporateur dans le sens de circulation du fluide frigorigène. En conséquence, une quantité de circulation de fluide frigorigène circulant dans un cycle frigorifique peut être ajustée de manière appropriée.
Lorsqu'un réservoir est disposé en aval de l'évaporateur dans le sens de circulation du fluide frigorigène d'une manière telle que le fluide frigorigène provenant de l'évaporateur soit séparé en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide dans le réservoir, le réservoir est raccordé au compresseur d'une manière telle que le fluide frigorigène gazeux dans le
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réservoir soit introduit dans une partie aspiration du compresseur. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé en aval de l'évaporateur dans le sens de circulation du fluide frigorigène de sorte que le fluide frigorigène traversant'l'échangeur de chaleur à stockage du froid soit aspiré dans la partie aspiration du compresseur après avoir traversé un espace interne du réservoir lorsque le compresseur fonctionne. En conséquence, le fluide frigorigène sous basse pre.ssion traversant l'échangeur de chaleur à stockage du froid est aspiré vers le compresseur après avoir traversé l'espace interne du réservoir, et le fluide frigorigène liquide est stocké dans le réservoir. Ainsi, dans ce cas, même lorsque la soupape de détente n'est pas utilisée, elle peut empêcher le fluide frigorigène liquide d'être introduit dans le compresseur.
De plus, du fait que la température du fluide frigorigène se trouvant dans un passage de fluide frigorigène de l'évaporateur diminue entre un orifice d'entrée et un orifice de sortie de l'évaporateur, le matériau de stockage du froid peut être efficacement refroidi par le fluide frigorigène sous basse pression.
Conformément à la présente invention, un réservoir destiné à stocker le fluide frigorigène liquide condensé dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid est prévu de sorte que le fluide frigorigène liquide soit stocké dans le réservoir sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid. Dans ce cas, lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête avec l'arrêt du moteur, le fluide frigorigène liquide se trouvant dans le réservoir est introduit dans l'évaporateur, et le fluide frigorigène gazeux évaporé dans l'évaporateur est introduit dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid pour être refroidi et condensé par l'opération de libération du froid
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du matériau de stockage du froid. En conséquence, lorsque le compresseur s'arrête, le fluide frigorigène liquide condensé par l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être rapidement introduit sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid par la gravité du fluide frigorigène liquide. Ainsi, toutes les surfaces de l'échangeur de chaleur à stockage du froid peuvent être efficacement utilisées pour réaliser l'échange de chaleur, et la capacité de condensation du fluide frigorigène gazeux dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être améliorée dans le mode de libération du froid. De plus, du fait qu'une partie de réservoir destinée à stocker le fluide frigorigène liquide est positionnée sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid, il n'est pas nécessaire de disposer l'échangeur de chaleur à stockage du froid au niveau d'un côté supérieur de l'évaporateur. En conséquence, le climatiseur muni de l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être facilement monté sur le véhicule.
Conformément à la présente invention, une pompe est disposée pour faire circuler le fluide frigorigène entre l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête, et la pompe est disposée d'une manière telle qu'un sens de circulation du fluide frigorigène dans l'évaporateur lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête est le même que lorsque le compresseur fonctionne. En conséquence, même lorsque le mode de libération du froid est réalisé lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté, la performance d'échange de chaleur dans l'évaporateur peut être améliorée efficacement. De préférence, la pompe est disposée pour être exposée dans le fluide frigorigène liquide dans la partie du réservoir. Ainsi, lorsque le
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fonctionnement du compresseur est arrêté, le fluide frigorigène liquide peut être facilement délivré à l'évaporateur par le fonctionnement de la pompe.
De préférence, l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé dan's le réservoir, d'une manière telle que le fluide frigorigène s'écoulant vers un espace supérieur au-dessus de l'échangeur de chaleur à stockage du froid traverse l'échangeur de chaleur à stockage du froid du haut vers le bas, et fasse demi-tour dans un espace inférieur situé sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid pour être aspiré vers l'orifice d'aspiration de fluide frigorigène. En conséquence, même lorsqu'une partie de l'échangeur de chaleur à stockage du froid est positionnée dans le fluide frigorigène liquide à l'intérieur du réservoir, la performance de transmission de chaleur dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être efficacement améliorée.
Lorsqu'une partie de l'échangeur de chaleur à stockage du froid est positionnée dans le fluide frigorigène liquide du réservoir, un élément de séparation destiné à séparer un espace autour de l'orifice d'aspiration de fluide frigorigène par rapport à l'autre espace dans le réservoir peut être disposé. Dans ce cas, l'élément de séparation comporte une ouverture ouverte au niveau d'un côté inférieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid. En conséquence, lorsque le compresseur fonctionne, le fluide frigorigène se trouvant sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être efficacement introduit dans l'orifice d'aspiration de fluide frigorigène à partir de l'ouverture de l'élément de séparation.
De préférence, l'échangeur de chaleur à stockage du froid comprend une pluralité de tubes à travers lesquels circule le fluide frigorigène provenant de l'unité de
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détente, une pluralité d'ailettes disposées pour être thermiquement raccordées aux tubes, et une enveloppe qui est disposée pour loger les tubes et les ailettes. De plus, les ailettes sont disposées pour présenter plusieurs surfaces de transmission de chaleur entrant en contact avec les tubes, et le matériau de stockage du froid vient remplir l'enveloppe à l'extérieur des tubes, entre les surfaces de transmission de chaleur. En conséquence, la capacité d'échange de chaleur dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être efficacement améliorée, et la taille de 1'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être réduite. En conséquence, la performance de montage de l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être améliorée.
De préférence, les tubes sot disposés dans l'enveloppe pour s'étendre verticalement. En conséquence, le fluide frigorigène liquide condensé peut circuler facilement à travers les tubes dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid. Davantage de préférence, les ailettes sont des plaques plates disposées sensiblement en parallèle avec un pas prédéterminé, et le pas prédéterminé se situe dans une plage allant de 0,5 à 2,0 mm. Dans ce cas, la performance de transmission de chaleur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être améliorée plus efficacement.
De plus, dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid, les ailettes sont disposées dans l'enveloppe de manière à laisser un espace prédéterminé entre les ailettes et l'enveloppe. En conséquence, la performance d'isolation thermique de l'échangeur de chaleur à stockage du froid avec l'extérieur peut être améliorée, et l'échangeur de chaleur à stockage du froid peut être monté dans un compartiment moteur dont une température est élevée.
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D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront plus apparents à partir de la description détaillée suivante faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
La figure 1 est un schéma simplifié montrant un climatiseur comportant un cycle frigorifique avec une unité de stockage du froid, conformément à un premier mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 2 est une vue en coupe simplifiée montrant l'unité de stockage du froid de la figure 1 ;
Les figures 3A, 3B et 3C sont des vues en perspective, montrant chacune des récipients de stockage du froid utilisés pour l'unité de stockage du froid, conformément au premier mode de réalisation ;
La figure 4 est un schéma simplifié montrant une unité de climatisation du climatiseur conformément au premier mode de réalisation ;
La figure 5 est un schéma simplifié montrant le climatiseur comportant le cycle frigorifique avec l'unité de stockage du froid, dans un mode normal de refroidissement et de stockage du froid conformément au premier mode de réalisation ;
La figure 6 est un schéma simplifié montrant le climatiseur comportant le cycle frigorifique avec l'unité de stockage du froid, dans un mode de refroidissement par libération du froid conformément au premier mode de réalisation ;
La figure 7 est un schéma simplifié montrant un cycle frigorifique avec une unité de stockage du froid, conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 8 est une vue en coupe simplifiée montrant l'unité de stockage du froid de la figure 7 ;
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La figure 9 est un schéma simplifié montrant le cycle frigorifique avec l'unité de stockage du froid dans le mode normal de refroidissement et de stockage du froid, conformément au deuxième mode de réalisation ;
La figure 10 est un schéma simplifié montrant le cycle frigorifique avec l'unité de stockage du froid dans le mode de refroidissement par libération du froid conformément au deuxième mode de réalisation ;
La figure 11 est un schéma simplifié montrant un climatiseur comportant un cycle frigorifique avec une unité de stockage du froid, conformément à un troisième mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 12 est un schéma simplifié montrant un évaporateur utilisé pour le cycle frigorifique du troisième mode de réalisation ;
La figure 13 est un schéma simplifié montrant le cycle frigorifique avec l'unité de stockage du froid dans un mode de refroidissement normal, conformément au troisième mode de réalisation ;
La figure 14 est un schéma simplifié montrant le cycle frigorifique avec l'unité de stockage du froid dans un mode de refroidissement et stockage du froid, conformément au troisième mode de réalisation ;
La figure 15 est un schéma simplifié montrant le cycle frigorifique avec l'unité de stockage du froid dans le mode de refroidissement par libération du froid conformément au troisième mode de réalisation ;
La figure 16 est une vue en coupe simplifiée montrant une unité de stockage du froid conformément à un quatrième mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 17 est une vue en coupe simplifiée montrant une unité de stockage du froid conformément à un cinquième mode de réalisation de la présente invention ;
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La figure 18 est une vue en coupe simplifiée montrant une unité de stockage du froid d'un sixième mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 19 est une vue en coupe transversale montrant un échangeur de chaleur à stockage du froid conformément à un septième mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 20 est une vue en perspective simplifiée montrant l'échangeur de chaleur à stockage du froid conformément au septième mode de réalisation ;
La figure 21 est une vue en coupe simplifiée montrant une unité de stockage du froid conformément au septième mode de réalisation ;
La figure 22 est un tableau montrant les résultats des tests effectués sur l'échangeur de chaleur à stockage du froid, conformément au septième mode de réalisation et des exemples en référence ;
La figure 23 est une vue en coupe simplifiée montrant une unité de stockage du froid conformément à un huitième mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 24 est une vue en perspective simplifiée montrant l'échangeur de chaleur à stockage du froid conformément à un neuvième mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 25 est une vue en coupe transversale montrant une partie principale de l'échangeur de chaleur à stockage du froid conformément au neuvième mode de réalisation ;
La figure 26 est une vue en coupe transversale montrant une partie principale d'un échangeur de chaleur à stockage du froid conformément à un dixième mode de réalisation de la présente invention ; et
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La figure 27 est une vue en coupe simplifiée montrant une unité de stockage du froid conformément à une variante de réalisation de la présente invention.
On décrira les modes de réalisation préférés de la présente invention en se référant aux dessins annexés.
(Premier mode de réalisation)
Comme cela est représenté sur la figure 1, un cycle frigorifique R d'un climatiseur pour véhicule conformément au premier mode de réalisation comprend un compresseur 1 destiné à aspirer, comprimer et débiter le fluide frigorigène. Le compresseur 1 comprend un embrayage à solénoïde 2 destiné à interrompre la force motrice délivrée au compresseur 1. La force motrice du moteur du véhicule 4 est transmise au compresseur 1 par l'intermédiaire de l'embrayage à solénoïde 2 et d'une courroie 3. La mise sous tension de l'embrayage 2 est interrompue par une unité de commande de climatisation 5, interrompant de ce fait le fonctionnement du compresseur 1.
Le fluide frigorigène sous haute pression et à température élevée débité par le compresseur 1 entre dans un condenseur 6 qui est un échangeur de chaleur à pression élevée. Dans le condenseur 6, le fluide frigorigène sous haute pression et à température élevée échange de la chaleur avec de l'air extérieur soufflé par un ventilateur de refroidissement (non représenté), et il est refroidi pour être condensé. Le condenseur 6 est construit solidairement avec une partie de condensation 6a, un récepteur 6b et une partie de surrefroidissement 6c. Le récepteur 6b sépare le fluide frigorigène circulant de la partie de condensation 6a en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide, et introduit le fluide frigorigène liquide dans la partie de surréfrigération 6c
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tout en stockant le fluide frigorigène liquide. La partie de refroidissement supérieur 6c refroidit de manière supérieure le fluide frigorigène liquide provenant du récepteur 6b. Le fluide frigorigène surréfrigéré provenant de la partie de surréfrigération 6c est comprimédétendu par une soupape de détente 7 pour être un fluide frigorigène gazeux sous basse pression. La soupape de détente 7 est une soupape à expansion thermique qui ajuste un degré d'ouverture (quantité de circulation du fluide frigorigène) d'un corps de soupape 7a de façon à ajuster un degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau d'un orifice de sortie d'un évaporateur 8 (c'est-à-dire, échangeur de chaleur de refroidissement). Dans le premier mode de réalisation, un passage de sortie de l'évaporateur 7b, dans lequel le fluide frigorigène entre, à la sortie de l'évaporateur 8, est prévu dans un logement en forme de boîte 7c, et un mécanisme de détection de température du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 est prévu dans le logement 7c. La soupape de détente thermique 7 est solidairement construite avec le corps de soupape 7a, le passage de sortie de l'évaporateur 7b, le mécanisme de détection de température et le logement 7c.
Une unité de stockage du froid 9 est solidairement formée par des appareils entourés en trait mixte à deux points sur la figure 1. Spécifiquement, les appareils de l'unité de stockage du froid 9 sont solidairement construits dans un corps de réservoir 10, comme cela est représenté sur la figure 2. Le corps de réservoir 10 s'étend de manière cylindrique de haut en bas, et comprend une partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a destiné à stocker le fluide frigorigène sous basse pression et à basse température. La partie de réservoir de fluide
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frigorigène liquide 10a est intégrée dans le corps de réservoir 10 au niveau de sa partie inférieure. Dans le corps de réservoir 10, un échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est prévu au-dessus de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a. Spécifiquement, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 comprend une pluralité de récipients de stockage du froid 11a, une plaque de support llc sous la pluralité de récipients de stockage du froid lla, et une plaque de support llb disposée au-dessus de la pluralité de récipients de stockage du froid lla. La pluralité de récipients de stockage du froid lla est disposée de façon à former entre eux des espaces, à travers lesquels passe le fluide frigorigène. Les plaques de support llb, llc présentent des trous de passage de fluide frigorigène, et des parties périphériques externes de ceux-ci sont fixées à une surface de paroi interne du corps de réservoir 10.
Le récipient de stockage du froid 11a peut présenter l'une quelconque parmi une forme cylindrique s'étendant dans le sens de circulation du fluide frigorigène représentée sur la figure 3A, une forme sphérique représentée sur la figure 3B et une forme de capsule représentée sur la figure 3C. Le récipient de stockage du froid 11a peut être formé par un élément en film de résine ou un élément en tôle métallique telle qu'une plaque d'aluminium. Un matériau possédant un point de solidification plus élevé qu'une température du fluide frigorigène sous basse pression est choisi comme matériau de stockage du froid (matériau d'accumulation de froid) enfermé de manière étanche dans le récipient de stockage du froid lla. C'est-à-dire que le matériau est sélectionné d'une manière telle que le matériau peut passer d'une phase liquide à une phase solide et que le matériau peut
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accumuler le froid en tant que chaleur latente de solidification alors que le matériau est refroidi par le fluide frigorigène sous basse pression.
Ici, le fluide frigorigène sous basse pression est commandé à une tempéra'ture de 3 à 4 C afin d'empêcher que l'évaporateur 8 ne givre. Une température cible limite supérieure pour l'air soufflé dans le compartiment passagers dans un mode de refroidissement est généralement établie à une température de 12 à 15 C afin d'assurer au passagers une sensation de refroidissement dans le compartiment passagers, et d'empêcher qu'une mauvaise odeur soit générée depuis l'évaporateur 8. En conséquence, il est préférable que le matériau de stockage du froid 11a' présente un point de solidification compris entre la température du fluide frigorigène sous basse pression et la température cible limite supérieure pour l'air soufflé dans le compartiment passagers. Spécifiquement, la paraffine présentant un point de solidification de 6 à 8 C est davantage préférée en tant que matériau de stockage du froid 11a'. Si la température du fluide frigorigène sous basse pression est régulée au-dessous de 0 C, de l'eau (de la glace) peut être utilisée comme matériau de stockage du froid 11a'.
La température dans le corps de réservoir 10 doit être maintenue à une température inférieure au point de solidification du matériau de stockage du froid 11a' afin de maintenir le matériau de stockage du froid dans son état de stockage du froid (état de solidification). En conséquence, le corps de réservoir 10 doit être construit comme un réservoir d'isolation thermique. Par exemple, le corps de réservoir 10 est formé d'un réservoir de résine présentant une performance d'isolation thermique élevée. En variante, un matériau d'isolation thermique est collé à une
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surface d'un réservoir métallique, de sorte que le réservoir 10 soit construit. L'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être construit comme un échangeur de chaleur à enveloppe et tubes comprenant une enveloppe et des tubes disposés dans l'enveloppe. Dans ce cas, le fluide frigorigène sous basse pression est mis à circuler dans les tubes, et le matériau de stockage du froid 11a' remplit l'enveloppe à l'extérieur des tubes. Le matériau de stockage du froid 11a' est refroidi par le fluide frigorigène sous basse pression circulant dans les tubes.
On décrira ensuite le raccordement entre l'unité de stockage du froid 9 et un passage de fluide frigorigène dans le cycle frigorifique R. Comme cela est représenté sur la figure 1, un tuyau d'entrée 12 est disposé au niveau d'une surface supérieure du corps de réservoir 10. Le fluide frigorigène sous basse pression et à basse température provenant du corps de soupape 7a de la soupape de détente 7 entre dans le tuyau d'entrée 12, et s'écoule du tuyau d'entrée 12 vers une partie supérieure de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le corps de réservoir 10. Comme cela est représenté sur la figure 2, une première soupape de retenue 13 est disposée sur une surface inférieure de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le corps de réservoir 10. Un orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13 est toujours en communication avec un espace inférieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Lorsque la pression du fluide frigorigène est appliquée à un corps de soupape 13a de la première soupape de retenue 13 dans un sens allant de l'orifice d'entrée 13b à un orifice de sortie 13c, le corps de soupape 13a est séparé d'un siège de soupape 13d, de sorte que la première soupape de retenue 13 est ouverte. A l'opposé, lorsque la pression du fluide frigorigène est
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appliquée au corps de soupape 13a dans un sens allant de l'orifice de sortie 13c à l'organigramme d'entrée 13b, le corps de soupape 13a vient en appui contre le siège de soupape 13d, de sorte que la première soupape de retenue 13 est fermée. La première soupape de retenue 13 comporte une butée 13e qui est prévue pour donner une position entièrement ouverte du corps de soupape 13a.
Un tuyau de sortie 14 est disposé au niveau d'un centre dans le corps de réservoir 10, et s'étend de haut en bas tout en pénétrant à travers un centre de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Une extrémité supérieure du tuyau de sortie 14 pénètre à travers une surface supérieure du corps de réservoir 10, et est raccordée à un orifice d'entrée de l'évaporateur 8, comme cela est représenté sur la figure 1. Par ailleurs, une extrémité inférieure du tuyau de sortie 14 atteint une zone de stockage de fluide frigorigène liquide dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a, et est raccordée à une pompe électrique 15 destinée à faire circuler le fluide frigorigène liquide. La pompe électrique 15 comprend un orifice d'aspiration 15a au niveau de son côté inférieur, et aspire le fluide frigorigène liquide stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10 à partir de l'orifice d'aspiration 15a. Ensuite, la pompe électrique 15 délivre à l'évaporateur 8 le fluide frigorigène liquide aspiré par l'intermédiaire du tuyau de sortie 14. Par exemple, la pompe électrique 15 est construite à partir d'une pompe du type centrifuge comprenant une turbine. Le tuyau de sortie 14 comporte un orifice de raccordement 14a au niveau de sa partie intermédiaire dans le sens allant de haut en bas, et l'orifice de sortie 13c de la première soupape de retenue 13 est raccordé à la partie de raccordement 14a. En
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conséquence, un passage de fluide frigorigène est formé de l'orifice de sortie du corps de soupape 7a de la soupape de détente 7 à l'orifice d'entrée de l'évaporateur 8 en passant par le tuyau d'entrée 12, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, 'la première soupape de retenue 13 et le tuyau de sortie 14.
Un tuyau de retour de fluide frigorigène 16 est prévu au niveau de la surface supérieure du corps de réservoir 10. Une extrémité (extrémité supérieure) du tuyau de retour de fluide frigorigène 16 est raccordée à un tuyau de sortie de fluide frigorigène 17 de l'évaporateur 8, et l'autre extrémité (extrémité inférieure) du tuyau de retour de fluide frigorigène 16 est raccordée à une deuxième soupape de retenue 18 qui est disposée dans le corps de réservoir 10 tout en pénétrant à travers la surface supérieure du corps de réservoir 10. Le tuyau de sortie de fluide frigorigène 17 de l'évaporateur 8 est raccordé au passage de sortie de l'évaporateur 7b de la soupape de détente 7, et l'extrémité supérieure du tuyau de retour de fluide frigorigène 16 est raccordée au tuyau de sortie de fluide frigorigène 17 au niveau d'un côté amont du passage de sortie de l'évaporateur 7b. La deuxième soupape de retenue 18 est disposée dans un espace tout en haut dans le corps de réservoir, et un orifice d'entrée 18b de la deuxième soupape de retenue 18 est raccordé à l'autre extrémité du tuyau de retour de fluide frigorigène 16. Un orifice de sortie 18c de la deuxième soupape de retenue 18 est disposé pour être en regard d'une surface supérieure de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11.
La deuxième soupape de retenue 18 présente une structure similaire à celle de la première soupape de retenue 13. Lorsque la pression du fluide frigorigène est appliquée à un corps de soupape 18a de la deuxième soupape
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de retenue 18 dans un sens allant de l'orifice d'entrée 18b à l'orifice de sortie 18c, le corps de soupape 18a est séparé d'un siège de soupape 18d, de sorte que la deuxième soupape de retenue 18 est ouverte. A l'opposé, lorsque la pression du fluide fr'igorigène est appliquée au corps de soupape 18a dans un sens de l'orifice de sortie 18c à l'orifice d'entrée 18b, le corps de soupape 18a vient en appui contre le siège de soupape 18d, de sorte que la deuxième soupape de retenue 18 est fermée. Une butée 18e donne une position entièrement ouverte du corps de soupape 18a.
Dans le premier mode de réalisation, la soupape de détente 7 est disposée sur la face supérieure du corps de réservoir 10 de l'unité de stockage du froid 9, de sorte que la soupape de détente 7 est intégrée à l'unité de stockage du froid 9. La soupape de détente 7 et l' unité de stockage du froid 9 sont installées dans un véhicule comme un corps intégré. De préférence, dans l'unité de stockage du froid 9, l'entrée de la chaleur en provenance du corps de réservoir 10 est limitée afin de maintenir l'intérieur du corps de réservoir 10 à un état de basse température. En conséquence, l'unité de stockage du froid 9 est disposée dans le compartiment passagers, par exemple, à l'intérieur d'un tableau de bord à l'avant du compartiment passagers.
Toutefois, si l'unité de stockage du froid 9 ne peut pas être disposée dans le compartiment passagers en raison d'un espace restreint, l'unité de stockage du froid 9 est disposée dans un compartiment moteur et analogues.
La figure 4 montre une unité de climatisation intérieure 20. L'unité de climatisation 20 est généralement disposée à l'intérieur du tableau de bord à l'avant du compartiment passagers. Un boîtier de climatisation 21 de l'unité de climatisation 20 délimite un passage d'air à
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travers lequel l'air est soufflé dans le compartiment passagers, et l'évaporateur 8 est disposé dans le boîtier de climatisation 21. Un ventilateur 22 est disposé côté air en amont de l'évaporateur 8 dans le boîtier de climatisation 21, et comporte un. ventilateur de soufflage centrifuge 22a et un moteur d'entraînement 22b. Un boîtier de commutation d'air intérieur/extérieur (boîtier de commutation) 23 est disposé au niveau d'un côté aspiration du ventilateur de soufflage 22a. Au moins l'un parmi l'air extérieur (c'est-à-dire, l'air à l'extérieur du compartiment passagers) et l'air intérieur (c'est-à-dire, l'air à l'intérieur du compartiment passagers) peut être sélectivement introduit vers le boîtier de commutation 23 par un volet de commutation d'air intérieur/extérieur 23a disposé dans le boîtier de commutation 23.
Dans le boîtier de climatisation 21, un volet de mélange d'air 24 est disposé au niveau d'un côté d'air en aval de l'évaporateur 8, et un corps de chauffe à eau chaude 25 utilisé comme échangeur de chaleur chauffant est disposé côté air en aval duvolet de mélange d'air 24. Le corps de chauffe 25 chauffe l'air en utilisant l'eau chaude (eau de refroidissement) provenant du moteur du véhicule 4 comme source de chaleur. Un passage de dérivation 26, à travers lequel l'air (l'air froid) circule tout en contournant le corps de chauffe 25, est prévu au niveau d'un côté (par exemple le côté supérieur) du corps de chauffe 25. La volet de mélange d'air 24 est un volet plat rotatif, et il ajuste un rapport de débit de circulation entre une quantité d'air chaud traversant le corps de chauffe 25 et une quantité d'air froid traversant le passage de dérivation 26. Une température de soufflage d'air dans le compartiment passagers est ajustée par la position de fonctionnement du volet de mélange d'air 24.
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L'air chaud provenant du corps de chauffe 25 et l'air froid provenant du passage de dérivation 26 sont mélangés dans une partie de mélange d'air 27, de sorte que l'air climatisé présentant une température souhaitée puisse être obtenu. Dans le boîtier de climatisation 21, une partie de commutation de mode de soufflage est prévue au niveau d'un côté aval de la partie de mélange d'air 27. Spécifiquement, un orifice de dégivreur 28, un orifice côté visage 29 et un orifice côté pieds 30 sont prévus pour être ouverts et fermés par des volets de commutation de mode 31 à 33, respectivement. L'air est soufflé vers une surface interne d'un pare-brise à partir de l'orifice de dégivreur 28, vers la moitié supérieure du corps d'un passager dans le compartiment passagers à partir de l'orifice côté visage 29, et vers la partie des pieds du passager à partir de l'orifice côté pieds 30.
Un capteur de température 34 est disposé directement en aval de l'évaporateur 8, et détecte une température de soufflage Te de l'évaporateur. Ici, la température de soufflage Te de l'évaporateur est la température de l'air soufflé à partir de l'évaporateur 8. La température de soufflage Te de l'évaporateur, détectée par le capteur de température 34, est utilisée pour la commande d'interruption de l'embrayage à solénoïde 2 du compresseur 1. Lorsque le compresseur 1 est un compresseur à cylindrée variable, la température de soufflage Te de l'évaporateur est utilisée pour commander une cylindrée du compresseur 1.
La capacité de refroidissement de l'évaporateur 8 est ajustée par la commande d'interruption et la commande de cylindrée, ajustant de ce fait la température de l'air soufflé à partir de l'évaporateur 8.
Des signaux de détection provenant du capteur de température 34 et d'un groupe de capteurs 35 sont délivrés
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en entrée à une unité de commande de climatisation 5 destinée à réaliser une commande de climatisation. Le groupe de capteurs 35 comprend plusieurs capteurs destinés à détecter une température d'air intérieur Tr, une température d'air extérieur Tarn, une quantité de lumière solaire Ts entrant dans le compartiment passagers, une température d'eau Tw entrant dans le corps de chauffe 25 et analogues. Un groupe de commutateurs (non représentés), actionnés manuellement par le passager, est prévu sur un tableau de commande de climatisation 36 disposé autour du tableau de bord dans le compartiment passagers. Des signaux opérationnels sont également délivrés en entrée vers l'unité de commande de climatisation 5. Le groupe de commutateurs comprend un commutateur de réglage de température destiné à régler la température à l'intérieur du compartiment passagers, un commutateur de quantité d'air destiné à régler une quantité de soufflage d'air, un commutateur de mode de soufflage destiné à régler un mode de sortie d'air, un commutateur d'introduction d'air intérieur/extérieur destiné à régler un mode d'introduction d'air intérieur, un commutateur de climatisation destiné à générer un signal marche-arrêt du compresseur 1, et analogues. L'unité de commande de climatisation 5 est raccordée à une unité de commande de moteur 37, de sorte qu'un signal de vitesse de rotation du moteur du véhicule 4 et qu'un signal de vitesse de véhicule soient délivrés en entrée vers l'unité de commande de climatisation 5 à partir de l'unité de commande de moteur 37.
L'unité de commande de moteur 37 commande entièrement une quantité d'injection de carburant vers le moteur du véhicule 4, un calage d'allumage et analogues sur la base des signaux provenant d'un groupe de capteurs 38 pour détecter un état d'entraînement du moteur du véhicule 4 et
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analogues. Ici, le premier mode de réalisation est appliqué de manière caractéristique au véhicule à fonctionnement économique. En conséquence, lorsque l'unité de commande de moteur 37 détermine un arrêt du véhicule sur la base du signal de vitesse de rotation du moteur du véhicule 4, le signal de vitesse du véhicule, un signal de freinage et analogues, l'unité de commande de moteur 37 arrête automatiquement le fonctionnement du moteur du véhicule 4 en interrompant la mise sous tension d'un dispositif d'allumage, en arrêtant l'injection du carburant ou analogues. Lorsque le véhicule est passé, par une opération manuelle d'un conducteur, d'un état d'arrêt à un état de démarrage, après que le fonctionnement du moteur du véhicule 4 ait été arrêté, l'unité de commande 37 détermine l'état de démarrage du véhicule sur la base d'un signal d'accélérateur, et démarre automatiquement le fonctionnement du moteur du véhicule 4. De plus, lorsque'un mode de refroidissement par libération du froid, dans lequel l'opération de refroidissement est réalisée en utilisant l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, est réalisé pendant un temps long après que le fonctionnement du moteur du véhicule 4 ait été arrêté, le mode de refroidissement par libération du froid ne peut quelquefois pas être maintenu. Dans ce cas, l'unité de commande de climatisation 5 délivre en sortie un signal de demande de redémarrage du moteur vers l'unité de commande de moteur 37.
Chacune parmi l'unité de commande de climatisation 5 et l'unité de commande de moteur 37 comprend un microordinateur et ses circuits périphériques. Le microordinateur est composé d'une unité de traitement centrale (CPU), d'une mémoire morte (ROM), d'une mémoire vive (RAM), et analogues. L'unité de commande de climatisation 5 et
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l'unité de commande de moteur 37 peuvent être intégrées l'une à l'autre en une unité de commande unique.
Ensuite, on décrira le fonctionnement du climatiseur pour véhicule conformément au premier mode de réalisation.
La figure 5 montre un mode normal de refroidissement et de stockage du froid (c'est-à-dire, mode de refroidissement/stockage du froid). Dans le mode normal de refroidissement et de stockage du froid représenté sur la figure 5, le compresseur 1 est entraîné par le moteur du véhicule 4, actionnant de ce fait le cycle frigorifique R.
En conséquence, le fluide frigorigène gazeux sous haute pression est débité par le compresseur 1, puis est refroidi par le condenseur 6 pour devenir du fluide frigorigène liquide surréfrigéré. Le fluide frigorigène liquide surréfrigéré circule dans la soupape de détente 7, et est comprimédétendu par le corps de soupape 7a de la soupape de détente 7 pour devenir du fluide frigorigène liquide-gazeux présentant une faible température et une basse pression. Le fluide frigorigène liquide-gazeux circule du tuyau d'entrée 12 dans le corps de réservoir 10 de l' unité de stockage du froid 9. Dans le corps de réservoir 10, le fluide frigorigène liquide-gazeux circule à travers les parties d'espace entre la pluralité de récipients de stockage du froid 11a depuis le côté supérieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 au côté inférieur de celuici.
Dans ce cas, la pression du fluide frigorigène est appliquée au corps de soupape 13a de la première soupape de retenue 13, disposée sur la surface inférieure de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 vers l'avant, de l'orifice d'entrée 13b vers l'orifice de sortie 13c, de sorte que la première soupape de retenue 13 est ouverte.
Ainsi, l'espace inférieur de l'échangeur de chaleur à
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stockage du froid 11 communique avec l'orifice de raccordement 14a du tuyau de sortie 14 par l'intermédiaire de la première soupape de retenue 13. Dans le mode normal de refroidissement et de stockage du froid, étant donné que le fonctionnement de 'la pompe électrique 15 n'est pas demandé, le fonctionnement de la pompe électrique 15 est arrêté sur la base d'un signal opérationnel provenant de l'unité de commande de climatisation 5. En conséquence, la pompe électrique 15 fonctionne comme résistance à l'écoulement, et seule une petite quantité de fluide frigorigène circule vers l'extrémité inférieure du tuyau de sortie 14 à travers la pompe électrique 15. En conséquence, la plupart du fluide frigorigène se trouvant dans l'espace inférieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 entre dans l'orifice de raccordement 14a du tuyau de sortie 14 par l'intermédiaire de la première soupape de retenue 13. A ce moment, la pression du fluide frigorigène est appliquée au corps de soupape 18a de la deuxième soupape de retenue 18 vers l'arrière, de l'orifice de sortie 18c vers l'orifice d'entrée 18b, de sorte que la deuxième soupape de retenue 18 est fermée.
Le fluide frigorigène sous basse pression introduit dans le tuyau de sortie 14 circule vers l'orifice d'entrée de l' évaporateur 8, et est évaporé dans l' évaporateur 8 en absorbant la chaleur de l'air soufflé dans le boîtier de climatisation 21. Le fluide frigorigène gazeux évaporé est aspiré dans le compresseur 1 par l'intermédiaire du tuyau de sortie de fluide frigorigène 17 de l'évaporateur 8 et du passage de sortie de l'évaporateur 7b de la soupape de détente 7, et il est à nouveau comprimé dans le compresseur 1. L'air froid, après l'échange de chaleur avec le fluide frigorigène dans l'évaporateur 8, est soufflé dans le compartiment passagers par l'intermédiaire d'au
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moins l'orifice côté visage 29, refroidissant de ce fait le compartiment passagers.
Ensuite, dans le mode normal de refroidissement et de stockage du froid, on décrira spécifiquement l'état du fluide frigorigène dans le corps de réservoir 10 de l'unité de stockage du froid 9. Lorsque l'opération de refroidissement est lancée à une température élevée de l'air extérieur en été, la température de l'air devant être soufflé vers l'évaporateur 8 devient supérieure à 40 C, de sorte qu'une charge de refroidissement de l'évaporateur 8 devient très importante. Dans un tel état de charge de refroidissement importante, du fait qu'un degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 devient excessivement élevé, le corps de soupape 7a de la soupape de détente 7 est entièrement ouvert, et la pression du fluide frigorigène sous basse pression augmente dans le cycle frigorifique R.
En conséquence, la température du fluide frigorigène sous basse pression circulant dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 de l'unité de stockage du froid 9 passe au-dessus du point de solidification (par exemple, 6 à 8 C) du matériau de stockage du froid 11a' de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Ainsi, le fluide frigorigène sous basse pression absorbe seulement la chaleur sensible (très petite quantité de chaleur) provenant du matériau de stockage du froid 11a' dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, et le matériau de stockage du froid 11a' n'est pas solidifié. Il en résulte que, de manière similaire à un climatiseur pour véhicule normal sans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, le fluide frigorigène sous basse pression absorbe la chaleur provenant de l'air soufflé dans l'évaporateur 8, et il est évaporé.
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Dans l'état de charge de refroidissement importante, un mode d'introduction d'air intérieur, dans lequel l'air intérieur est aspiré à partir du boîtier de commutation 23 représenté sur la figure 4, est généralement sélectionné, de sorte que la température de l'air introduit dans l'évaporateur 8 se réduit à mesure que le temps s'écoule après que l'opération de refroidissement ait été lancée. En conséquence, le degré d'ouverture du corps de soupape 7a de la soupape de détente 7 se réduit. Ainsi, la pression du fluide frigorigène sous basse pression dans le cycle frigorifique R se réduit, et la température du fluide frigorigène sous basse pression se réduit. Par la suite, lorsque la température du fluide frigorigène sous basse pression se réduit et passe au-dessous du point de solidification du matériau de stockage du froid lla' de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, le fluide frigorigène sous basse pression absorbe la chaleur latente de solidification (quantité de chaleur très importante) provenant du matériau de stockage du froid 11a'. En conséquence, la matériau de stockage du froid 11a' commence sa solidification. Lorsque le matériau de stockage du froid lla' commence sa solidification, la température du fluide frigorigène sous basse pression est déjà réduite de manière satisfaisante, et la température de l'air devant être soufflé dans le compartiment passagers est également réduite de manière satisfaisante.
En conséquence, le pouvoir de refroidissement rapide (pouvoir de refroidissement) du climatiseur n'est pas réduit du fait de l'opération de stockage du froid de la chaleur latente de solidification vers le matériau de stockage du froid lla'. C'est-à-dire que même si l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est raccordé à un cycle frigorifique de l'évaporateur de refroidissement
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8 en série, le pouvoir de refroidissement rapide est réduit seulement d'une très petite quantité dans un état de charge de refroidissement importante, et le pouvoir de refroidissement rapide peut être obtenu de manière satisfaisante. Lorsque la charge de refroidissement se réduit et que le matériau de stockage du froid 11a est solidifié, la quantité de fluide frigorigène circulant dans le cycle frigorifique se réduit, et une vitesse de circulation de fluide frigorigène dans le corps de réservoir 10 de l'unité de stockage du froid 9 se réduit.
En conséquence, le fluide frigorigène liquide-gazeux peut être séparé en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide dans le corps de réservoir 10. Ainsi, le fluide frigorigène liquide chute en raison de sa gravité et est progressivement stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a prévue au niveau de la partie inférieure du corps de réservoir 10.
La figure 2 montre un état dans lequel le fluide frigorigène liquide est stocké au maximum dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a. Comme cela est représenté sur la figure 2, lorsqu'une surface liquide du fluide frigorigène augmente jusqu'à la première soupape de retenue 13, le fluide frigorigène liquide entre dans l'évaporateur 8 par l'intermédiaire de la première soupape de retenue 13, de sorte que la surface liquide n'augmente pas au-dessus de la première soupape de retenue 13. C'est- à-dire que la première soupape de retenue 13 est utilisée pour régler la quantité maximale de fluide frigorigène liquide dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a.
On décrira ensuite un cas dans lequel le fonctionnement du moteur du véhicule 4 est automatiquement arrêté au moment d'un arrêt du véhicule tel que lors de
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l'attente d'un changement de feu de signalisation. Même lorsque le climatiseur de véhicule est actionné (le ventilateur 22 est actionné) le véhicule est arrêté, le fonctionnement du compresseur 1 est obligé de s'arrêter à cause de l'arrêt du moteur du véhicule 4. En conséquence, l'unité de commande de climatisation 5 détermine cet arrêt du compresseur 1 au moment d'un arrêt du véhicule, et met sous tension la pompe électrique 15 dans l'unité de stockage du froid 9 pour actionner la pompe électrique 15.
Ainsi, la pompe électrique 15 aspire le fluide frigorigène liquide stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a, et débite le fluide frigorigène liquide vers l'orifice d'entrée de l'évaporateur 8 à travers le tuyau de sortie 14. Dans ce cas, la pression du fluide frigorigène est appliquée à la première soupape de retenue 13 vers l'arrière en raison de l'opération d'aspiration du fluide frigorigène et de l'opération de débit du fluide frigorigène par la pompe électrique 15, de sorte que la première soupape de retenue 13 se ferme. A l'opposé, la pression du fluide frigorigène est appliquée à la deuxième soupape de retenue 18 vers l'avant, de sorte que la deuxième soupape de retenue 18 s'ouvre.
En conséquence, comme cela est représenté par les flèches sur la figure 6, un mode de refroidissement par libération du froid est établi. Dans le mode de refroidissement par libération du froid, le fluide frigorigène est mis à circuler dans un circuit de circulation de fluide frigorigène allant de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a à la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a en passant par la pompe électrique 15, le tuyau de sortie 14, l'évaporateur 8, le tuyau de sortie de fluide frigorigène 17, le tuyau de retour de fluide frigorigène 16, la
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deuxième soupape de retenue 18 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans cet ordre. En conséquence, le fluide frigorigène liquide provenant de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a absorbe la chaleur provenant de l'air soufflé par le ventilateur 22 pour être évaporé, de sorte que l'opération de refroidissement de l'évaporateur 8 peut continuer, et le compartiment passagers peut être refroidi de manière continue. Ici, le matériau de stockage du froid 11a' absorbe sa chaleur latente de dissolution à partir du fluide frigorigène évaporé (fluide frigorigène gazeux) traversant l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, de sorte que le fluide frigorigène gazeux est refroidi puis liquéfié. Le fluide frigorigène liquéfié (fluide frigorigène liquide) chute en raison de sa gravité et est stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a.
Comme on l'a décrit ci-dessus, la quantité de fluide frigorigène liquide dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a se réduit en raison de l'opération de refroidissement de l'évaporateur 8. A l'opposé, étant donné que le matériau de stockage du froid 11a' absorbe sa chaleur latente de solidification à partir du fluide frigorigène gazeux, la quantité de fluide frigorigène liquide contenu dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a augmente. En conséquence, bien que le fluide frigorigène liquide reste dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a, l'opération de refroidissement du compartiment passagers peut continuer même lorsque le véhicule (compresseur 1) est arrêté. Un temps d'arrêt du véhicule pendant l'attente d'un changement de fin de signalisation est généralement un temps court d'environ une à deux minutes. Si approximativement 420 g
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de paraffine avec un point de solidification de 6 à 8 C et une chaleur latente de solidification de 229 kilojoules/kilogramme (kJ/kg), sont utilisés comme matériau de stockage du froid 11a', l'opération de refroidissement du compartiment passagers peut continuer pendant un arrêt du véhicule de une à deux minutes.
On décrira ensuite les effets de fonctionnement du climatiseur pour véhicule conformément au premier mode de réalisation. Si le réservoir de stockage du froid contenant le matériau de stockage du froid 11a' et l'évaporateur de refroidissement sont raccordés en parallèle, le passage de fluide frigorigène du réservoir de stockage du froid doit être ouvert et fermé selon les conditions de fonctionnement du cycle frigorifique. Toutefois, dans le premier mode de réalisation, étant donné que l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est raccordé à l'évaporateur de refroidissement 8 en série dans le sens de circulation du fluide frigorigène, la totalité du fluide frigorigène circulant dans le cycle frigorifique traverse l'évaporateur 8. En conséquence, même dans un état de charge de refroidissement très importante telle que dans le cas où l'opération de refroidissement est lancée en été, une quantité de fluide frigorigène circulant dans l'évaporateur de refroidissement 8 n'est pas réduite, du fait de l'ajout de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11.
De plus, dans le premier mode de réalisation, le point de solidification du matériau de stockage du froid 11a' dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est fixé à une température prédéterminée (par exemple, 6 à 8 C) qui est inférieure à la température cible limite supérieure (par exemple, 12 à 15 C) de l'air soufflé dans le compartiment passagers pendant l'opération de refroidissement. C'est-à-dire que le point de
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solidification du matériau de stockage du froid 11a' est fixé inférieur à la température du fluide frigorigène sous basse pression dans la condition de charge de refroidissement importante. En conséquence, dans la condition de charge 'de refroidissement importante, le fluide frigorigène sous basse pression absorbe seulement la chaleur sensible provenant du matériau de stockage du froid lia' et le matériau de stockage du froid 11a' n'est pas solidifié en raison de l'échange de chaleur dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Ainsi, de manière similaire au climatiseur de véhicule normal sans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, la plupart du fluide frigorigène sous basse pression absorbe la chaleur provenant de l'air devant être soufflé dans le compartiment passagers, et est évaporé dans l'évaporateur 8. C'est-à-dire que dans la condition de charge de refroidissement importante, la capacité maximale de refroidissement de l'évaporateur de refroidissement 8 peut être obtenue de manière satisfaisante sans réaliser d'opération supplémentaire destinée à commuter un sens de circulation de fluide frigorigène vers l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11.
Après que la solidification du matériau de stockage du froid lia' dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 ait été achevée, le matériau de stockage du froid 11a' n'absorbe pratiquement pas de chaleur à partir du fluide frigorigène sous basse pression. Toutefois, du fait que l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est disposé au niveau du côté entrée de l'évaporateur de refroidissement 8, la soupape de détente 7 détecte le degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8, et peut ajuster la quantité de fluide frigorigène circulant dans l'échangeur de chaleur
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à stockage du froid 11 sur la base du degré de surchauffe détecté. En conséquence, même après que le stockage de froid par le matériau de stockage du froid 11a' ait été achevé, une quantité de circulation appropriée de fluide frigorigène peut être délivrée à l'évaporateur 8 conformément à la charge de refroidissement de l'évaporateur 8. Ici, si l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est disposé au niveau du côté de l'orifice de sortie de l' évaporateur 8, le fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 est refroidi par le matériau de stockage du froid 11a', et le degré de surchauffe est réduit par le matériau de stockage du froid 11a'. Toutefois, dans le premier mode de réalisation, étant donné que l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est disposé au niveau de l'orifice d'entrée de l'évaporateur de refroidissement 8, le problème décrit ci-dessus n'est pas généré dans le cycle frigorifique de détente. En conséquence, dans le premier mode de réalisation, une fonction de refroidissement normale pendant le déplacement du véhicule, la fonction de stockage du froid, et la fonction de libération du froid pendant un arrêt du véhicule peuvent être réalisées de manière satisfaisante sans utiliser de soupape à solénoïde pour commuter un passage de fluide frigorigène, réduisant de ce fait le coût de production du climatiseur du type à stockage du froid.
Dans le premier mode de réalisation, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est raccordé en série au côté de l'orifice d'entrée de l'évaporateur 8, et est disposé dans le corps de réservoir 10. De plus, la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est intégrée à la partie inférieure du corps de réservoir 10 dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Le fluide frigorigène sous basse pression provenant de la soupape de
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détente 7 échange de la chaleur avec l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, puis il est par la suite introduit dans l'évaporateur 8. En conséquence, un tuyau d'embranchement supplémentaire n'est pas nécessaire entre la pompe électrique 15' et la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a. En conséquence, la pompe électrique 15 peut être disposée directement dans le fluide frigorigène liquide stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a, et le fonctionnement de la pompe électrique peut être démarré alors que son côté aspiration est rempli de fluide frigorigène liquide, empêchant de ce fait le fonctionnement à vide de la pompe électrique 15. De plus, dans le premier mode de réalisation, du fait que l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a et la pompe électrique 15 sont intégrés dans un corps de réservoir unique 10, la taille de l'unité de stockage du froid 9 peut être petite, et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être facilement monté dans le véhicule.
De plus, dans le mode normal de refroidissement et de stockage du froid pendant le déplacement du véhicule, le fluide frigorigène au niveau du côté inférieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est introduit vers le côté entrée de l'évaporateur 8 par l'intermédiaire du tuyau de sortie 14. En conséquence, dans le mode normal de refroidissement et de stockage du froid, le fluide frigorigène sous basse pression peut circuler sans difficulté dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 d'une partie supérieure à une partie inférieure dans le sens de gravitation, et peut être introduit sans difficulté vers le côté entrée de l'évaporateur 8 par l'intermédiaire
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de la première soupape de retenue 13 et du tuyau de sortie 14.
Etant donné que la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est disposée au niveau du côté inférieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans l' unité de stockage du froid 9, le fluide frigorigène condensé dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 chute rapidement dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a en raison de sa gravité. En conséquence, la surface du récipient de stockage du froid lla ne reste pas dans le fluide frigorigène condensé (fluide frigorigène liquide) et une zone de transmission de chaleur entre le fluide frigorigène gazeux et les récipients de stockage du froid 11a peut toujours être assurée. Ainsi, l'échange de chaleur dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être réalisé efficacement entre le fluide frigorigène gazeux et les récipients de stockage du froid 11a, le pouvoir de condensation pour condenser le fluide frigorigène gazeux dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être maintenu de manière satisfaisante. En conséquence, dans le mode de refroidissement par libération du froid, la quantité de fluide frigorigène liquide délivrée à l'évaporateur 8 peut être suffisamment obtenue, et le pouvoir de refroidissement par libération du froid peut être efficacement assuré.
De plus, dans le premier mode de réalisation, il n'est pas nécessaire de disposer l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 au-dessus de l'évaporateur 8 afin d'empêcher que la surface du récipient de stockage du froid lla soit trempée dans le fluide frigorigène liquide. En conséquence, l'unité de stockage du froid 9 peut être
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facilement montée dans le véhicule, et l'agencement du climatiseur par stockage du froid peut être rendu simple.
(Deuxième mode de réalisation)
Dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, la soupape de détente 7 est utilisée comme dispositif de détente, et le degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 est ajusté par la soupape de détente 7. Toutefois, dans le deuxième mode de réalisation, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est utilisé pour un cycle frigorifique accumulateur. Dans le cycle frigorifique accumulateur, l'accumulateur de fluide frigorigène est disposé au niveau du côté de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8, c'est-àdire, au niveau du côté aspiration du compresseur 1. Dans le cycle frigorifique accumulateur, le fluide frigorigène provenant de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 est séparé par l'accumulateur en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide, et le fluide frigorigène liquide est stocké dans l'accumulateur. Le fluide frigorigène gazeux dans l'accumulateur est aspiré dans le compresseur 1. Dans le deuxième mode de réalisation, les composants similaires à ceux du premier mode de réalisation sont représentés par des références numériques identiques, et leur description sera omise. De plus, la partie de commande électronique telle que les unités 5,37 décrites dans le premier mode de réalisation sont omises sur les figures 7 à 10, afin de montrer simplement les figures.
Dans le cycle frigorifique accumulateur, étant donné que l'accumulateur en forme de réservoir est disposé du côté de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8, l'accumulateur est intégré à l'unité de stockage du froid 9 dans le deuxième mode de réalisation. Spécifiquement, comme
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cela est représenté sur la figure 8, un tuyau d'entrée 120 est prévu sur la surface supérieure du corps de réservoir 10 de l'unité de stockage du froid 9. Le fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 entre dans la partie supérieure du corps de réservoir 10 par l'intermédiaire du tuyau d'entrée 120. La partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est prévue au niveau de la partie inférieure du corps de réservoir 10. De plus, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 disposé au niveau du côté supérieur du corps de réservoir 10 est similaire à celui du premier mode de réalisation.
Des premier et deuxième tuyaux de sortie 141,142 sont disposés dans le corps de réservoir 10 et le premier tuyau de sortie 141 correspond à un tuyau de sortie d'un accumulateur normal. En conséquence, le premier tuyau de sortie 141 est courbé en forme de U, et présente un trou de retour d'huile 141a au niveau de sa partie de fond. Une huile de lubrification contenue dans le fluide frigorigène est aspirée à partir du trou de retour d'huile 141a, puis est introduite dans le compresseur 1 par l'intermédiaire du premier tuyau de sortie 141. Le premier tuyau de sortie 141 comporte un orifice d'entrée de fluide frigorigène gazeux 141b au niveau de son extrémité placée au-dessus de la surface liquide du fluide frigorigène liquide stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a.
En conséquence, le fluide frigorigène gazeux au niveau de la partie supérieure du corps de réservoir 10 est aspiré dans le premier tuyau de sortie 141 à partir de l'orifice d'entrée du fluide frigorigène gazeux 141b. L'autre extrémité du premier tuyau de sortie 141 est sortie de la surface supérieure du corps de réservoir 10, et est raccordée au côté aspiration du compresseur 1. De plus, une unité de dessiccation 141c, contenant un agent de
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dessiccation destiné à absorber l'eau, est disposée dans le premier tuyau de sortie 141 à une position en aval de l'orifice d'admission de fluide frigorigène gazeux 141b.
Par ailleurs, le deuxième tuyau de sortie 142 forme un passage de circulation de fluide frigorigène dans le mode de refroidissement par libération du froid au moment d'un arrêt du véhicule, et son extrémité inférieure (une extrémité) est placée dans le fluide frigorigène liquide stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a. La pompe électrique 15 est disposée au niveau de l'extrémité inférieure du deuxième tuyau de sortie 142, et comporte un orifice d'aspiration 15a au niveau de son extrémité inférieure. La pompe électrique 15 aspire le fluide frigorigène liquide à partir de l'orifice d'aspiration 15a, et évacue le fluide frigorigène liquide aspiré dans le deuxième tuyau de sortie 142. L'autre extrémité du deuxième tuyau de sortie 142 est également sortie de la surface supérieure du corps de réservoir 10, et la soupape de retenue 18 est disposée sur la surface supérieure du corps de réservoir 10. L'autre extrémité du deuxième tuyau de sortie 142 est raccordée à un tuyau d'entrée 143 de l'évaporateur 8 par l'intermédiaire de la soupape de retenue 18. Le tuyau d'entrée 143 raccorde un côté orifice de sortie d'un dispositif de détente 70 et le côté orifice d'entrée de l'évaporateur 8.
La soupape de retenue 18 présente une structure similaire à la deuxième soupape de retenue 18 de la figure 2 décrite dans le premier mode de réalisation. Lorsque la pression du fluide frigorigène appliquée au corps de soupape 18a dans le sens allant de l'orifice d'entrée 18b à l'orifice de sortie 18c, le corps de soupape 18a est séparé du siège de soupape 18d et la soupape de retenue 18 est ouverte. La figure 8 montre un état ouvert de la soupape de
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retenue 18. A l'opposé, lorsque la pression du fluide frigorigène est appliquée au corps de soupape 18a dans le sens allant de l'orifice de sortie 18c à l'orifice d'entrée 18b, le corps de soupape 18a vient en appui contre le siège de soupape 18d, et la 'soupape de retenue 18 est fermée. Un élément de plaque 142a est fixé au deuxième tuyau de sortie 142 entre un côté supérieur de l'orifice d'entrée de fluide frigorigène gazeux 141b et un côté inférieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. L'élément de plaque 142a empêche que le fluide frigorigène circulant dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 heurte le fluide frigorigène liquide autour de l'orifice d'entrée du fluide frigorigène gazeux 141b. En conséquence, le fluide frigorigène gazeux séparé peut être efficacement ramené vers le côté aspiration du compresseur 1 alors qu'il peut limiter la perturbation de la surface liquide du fluide frigorigène liquide du fait de la collision du fluide frigorigène.
Dans le deuxième mode de réalisation, le fluide frigorigène est séparé en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide dans le corps de réservoir 10, et le fluide frigorigène liquide est stocké dans le corps de réservoir 10. C'est-à-dire que le corps de réservoir 10 possède la fonction de réservoir accumulateur. Le fluide frigorigène gazeux dans le corps de réservoir 10 est mis à circuler du côté aspiration du compresseur 1 à partir de l'orifice d'entrée de fluide frigorigène gazeux 141b du premier tuyau de sortie 141. En conséquence, il peut empêcher que le compresseur 1 comprime le fluide frigorigène liquide même lorsque le degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 n'est pas ajusté. En conséquence, dans le deuxième mode de réalisation, un étrangleur fixe tel qu'un
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tube capillaire et un orifice, ou un étrangleur variable pouvant varier en réponse à un fluide frigorigène sous haute pression peut être utilisé comme dispositif de détente 70. La structure du dispositif de détente 70 est simple, et le coût dé production de celui-ci peut être réduit comparé à la soupape à expansion thermique 7 décrite dans le premier mode de réalisation.
La figure 9 montre le mode normal de refroidissement et de stockage du froid (mode de refroidissement/stockage du froid) pendant le déplacement du véhicule conformément au deuxième mode de réalisation. Dans ce cas, le compresseur 1 est entraîné par le moteur du véhicule 4, et le fluide frigorigène est mis à circuler dans un circuit frigorifique, représenté par les flèches de la figure 9, du côté refoulement du compresseur 1 au côté aspiration du compresseur 1, par l'intermédiaire du condenseur 6, du dispositif de détente 70, du tuyau d'entrée 143, de l'évaporateur 8, du tuyau d'entrée 120, de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et du premier tuyau de sortie 141, dans cet ordre. Ainsi, dans l'évaporateur 8, le fluide frigorigène sous basse pression absorbe la chaleur provenant de l'air circulant dans le boîtier de climatisation 21, et il est évaporé. Par la suite, l'air traversant l'évaporateur 8 est refroidi, et le compartiment passagers peut être refroidi par l'air soufflé. Dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, le matériau de stockage du froid lla' est refroidi et solidifié par le fluide frigorigène sous basse pression, de sorte que le stockage du froid est réalisé dans le matériau de stockage du froid 11a'. Dans le mode normal de refroidissement et de stockage du froid, le fonctionnement de la pompe électrique 15 est arrêté dans le premier mode de réalisation et la soupape de retenue 18 est fermée.
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La figure 10 montre le mode de refroidissement par libération du froid au moment d'un arrêt du véhicule conformément au deuxième mode de réalisation. Dans ce cas, la pompe électrique 15 est actionnée et le fluide frigorigène est mis à'circuler dans un cycle frigorifique représenté par les flèches sur la figure 10.
Spécifiquement, le fluide frigorigène liquide se trouvant dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est aspiré et débité par la pompe électrique 15, et le fluide frigorigène est mis à circuler dans le cycle frigorifique de la pompe électrique 15 à la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a, en passant par le deuxième tuyau de sortie 142, la soupape de retenue 18 (ouverte), le tuyau d'entrée 143, l'évaporateur 8, le tuyau d'entrée 120 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans cet ordre. En conséquence, le fluide frigorigène évaporé par l'évaporateur 8 peut être refroidi et liquéfié par l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 alors que le fluide frigorigène liquide stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est mis à circuler pour entrer dans l'évaporateur 8. En conséquence, dans le deuxième mode de réalisation, la fonction de refroidissement par libération du froid au moment d'un arrêt du véhicule peut être produite de manière satisfaisante.
Dans le deuxième mode de réalisation, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est raccordé au côté sortie de l'évaporateur 8 en série dans le cycle frigorifique accumulateur. Dans le cycle frigorifique accumulateur, un étrangleur fixe tel qu'un tube capillaire et un orifice, ou un étrangleur variable peut être utilisé comme dispositif de détente 70. De plus, même si l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est raccordé en série au côté sortie
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de l'évaporateur 8, il n'est pas nécessaire d'ajuster le degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8.
Etant donné qu'une perte de pression est nécessairement générée'dans le fluide frigorigène circulant à travers un passage de fluide frigorigène dans l'évaporateur 8, la pression du fluide frigorigène (pression d'évaporation) se réduit davantage au niveau côté sortie de l'évaporateur 8 qu'au niveau côté entrée de celui-ci. De plus, dans le corps de réservoir 10 (partie accumulateur), la surface liquide du fluide frigorigène est formée, et le fluide frigorigène est dans un état de vapeur sous pression saturée. En conséquence, le fluide frigorigène à l'intérieur du corps de réservoir 10 n'atteint pas le degré de surchauffe, et la température du fluide frigorigène (température d'évaporation) se réduit davantage au niveau côté sortie de l'évaporateur 8 qu'au niveau côté entrée de celui-ci, en raison de la réduction de pression de fluide frigorigène. Dans le deuxième mode de réalisation, dans le cycle frigorifique accumulateur, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est raccordé en série au côté sortie de l'évaporateur 8. En conséquence, le matériau de stockage du froid 11a' peut être refroidi par un fluide frigorigène à plus basse température, et une efficacité d'échange de chaleur entre le matériau de stockage du froid 11a' et le fluide frigorigène peut être améliorée. De plus, la solidification du matériau de stockage du froid 11a' peut être achevée en un temps court.
(Troisième mode de réalisation)
Dans les modes de réalisation ci-dessus, comme cela est représenté sur les figures 1,7, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et l'évaporateur 8 sont raccordés en
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série dans le sens de circulation du fluide frigorigène. Toutefois, dans le troisième mode de réalisation, comme cela est représenté sur la figure 11, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et l'évaporateur 8 sont raccordés en parallèle, dans le sens de circulation du fluide frigorigène. Dans le troisième mode de réalisation, les composants similaires aux modes de réalisation cidessus sont représentés par des références numériques identiques et leur description sera omise.
Dans le troisième mode de réalisation, l'unité de stockage du froid 9 est construite solidairement avec les appareils entourés par les lignes en trait mixte à deux points de la figure 11. De plus, le passage de sortie du corps de soupape 7a de la soupape de détente thermique 7 est raccordé à l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 par l'intermédiaire d'une soupape de commutation de passage 100. L'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est constitué de la pluralité de récipients de stockage du froid 11a et d'un élément de réservoir llb (corps de réservoir) dans lequel la pluralité de récipients de stockage du froid 11a est disposée. L'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 présente une structure similaire à celle du premier mode de réalisation décrit ci-dessus.
La température dans l'élément de réservoir llb doit être maintenue à une température inférieure au point de solidification du matériau de stockage du froid 11a' pour maintenir le matériau de stockage du froid lla' dans son état de stockage du froid (état de solidification).
Généralement, l'élément de réservoir llb est construit comme un réservoir d'isolation thermique. Par exemple, l'élément de réservoir llb est un réservoir en résine présentant une performance d'isolation thermique élevée. En variante, un matériau d'isolation thermique est collé à un
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réservoir métallique, de sorte que l'élément de réservoir 11 est formé. L'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être construit comme un échangeur de chaleur à enveloppe et tubes comprenant une enveloppe et des tubes disposés dans l'enveloppe (élément de réservoir llb). Le fluide frigorigène sous basse pression est mis à circuler dans les tubes, et le matériau de stockage du froid 11a' remplit l'extérieur des tubes dans l'enveloppe. Le matériau de stockage du froid 11a' est refroidi par le fluide frigorigène sous basse pression circulant dans les tubes.
Dans l'unité de stockage du froid 9, une partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 (correspondant à la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a représentée sur la figure 2) est disposée au-dessous de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Ici, la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 peut être intégrée à la partie inférieure de l'élément de réservoir llb de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Une extrémité supérieure de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 est raccordée à un passage de fluide frigorigène 130 pour raccorder la soupape de commutation de passage 100 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Une extrémité inférieure (extrémité de fond) de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 est raccordée à la pompe électrique 15. Dans le mode de refroidissement par libération du froid, le fluide frigorigène liquide dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 est aspiré par la pompe électrique 15, circule à travers une soupape de retenue 150, la soupape de commutation de passage 100, l'évaporateur 8 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans cet ordre, et par la suite entre dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120. C'est-à-dire que comme on
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le décrira par la suite, à la fois dans le mode normal de refroidissement et de stockage du froid, et dans le mode de refroidissement par libération du froid, le fluide frigorigène traverse l'évaporateur 8 dans le même sens que celui indiqué par la flèche B de la figure 1. La soupape de commutation de passage 100 est une soupape à commande électrique comprenant un corps de soupape rotatif. L'angle de rotation du corps de soupape rotatif de la soupape de commutation de passage 100 est commandé par un actionneur tel qu'un servomoteur, de sorte que la soupape de commutation de passage 100 peut être utilisée comme une soupape à trois voies. Comme cela est représenté sur les figures 13 à 15 que l'on décrira plus tard, le passage de sortie de la soupape à expansion thermique 7 est commuté par la soupape de commutation de passage 100 pour être raccordé à l'un parmi le passage de fluide frigorigène 130 du côté entrée de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et un passage de fluide frigorigène d'un côté de la soupape de retenue 150.
Un passage de sortie de fluide frigorigène 160 de l'évaporateur 8 est raccordé au passage de sortie du côté de l'évaporateur 7b de la soupape de détente 7, et à un passage de fluide frigorigène 170 de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Le passage de fluide frigorigène 170 est utilisé comme un passage de fluide frigorigène de sortie de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 lorsque le compresseur 1 est actionné, et est utilisé comme passage de fluide frigorigène d'entrée de celui-ci lorsque le fonctionnement du compresseur 1 est arrêté. Comme cela est représenté sur la figure 12, un passage de fluide frigorigène dans l'évaporateur 8 est construit comme un passage du type à circulation orthogonale opposée pour améliorer son efficacité d'échange de chaleur.
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Spécifiquement, l'évaporateur 8 comprend une partie d'échange de chaleur en entrée 81, et une partie d'échange de chaleur en sortie 82 disposée en amont de la partie d'échange de chaleur en entrée 81, dans le sens de circulation de l'air A. La partie d'échange de chaleur en entrée 81 comprend un orifice d'entrée de fluide frigorigène 84 au niveau d'une partie de côté 83a (côté droit) de l'évaporateur 8, et le fluide frigorigène circule dans un espace droit 85a à partir de l' orifice d'entrée de fluide frigorigène 84, comme cela est représenté par une flèche Bl. Ici, un espace interne d'une partie de réservoir inférieure 85 est séparé par une plaque de séparation 86 en l'espace droit 85a et en un espace gauche 85b.
Le fluide frigorigène circule vers le haut dans un passage droit 81a de la partie d'échange de chaleur en entrée 81 à partir de l'espace droit 85a de la partie de réservoir inférieure 85, et atteint une partie de réservoir supérieure 87. Etant donné qu'une plaque de séparation n'est pas prévue dans la partie de réservoir supérieure 87, le fluide frigorigène circule vers un côté gauche dans la partie de réservoir supérieure 87 comme cela est représenté par une flèche B2. Ensuite, le fluide frigorigène circule vers le bas dans un passage gauche 81b de la partie d'échange de chaleur en entrée 81, et atteint l'espace gauche 85b de la partie de réservoir inférieure 85. Le fluide frigorigène circule vers un côté gauche de l'espace gauche 85b comme cela est indiqué par une flèche B3. Un passage latéral 88 est prévu sur l'autre partie latérale 83b (côté gauche), et communique avec une extrémité gauche de la partie de réservoir inférieure 85. Une extrémité supérieure du passage latéral 88 communique avec un espace gauche 89a d'une partie de réservoir supérieure 89 de la partie d'échange de chaleur en sortie 82. En conséquence,
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le fluide frigorigène traversant le passage latéral 88 circule dans l'espace gauche 89a. Ensuite, le fluide frigorigène circule vers un côté droit dans l'espace gauche 89a comme cela est représenté par une flèche B4.
Ici, un espace interne du réservoir supérieur 89 est séparé par une plaque de séparation 90 en l'espace gauche 89a et un espace droit 89b. En conséquence, le fluide frigorigène dans l'espace gauche 89a circule vers le bas dans un passage gauche 82a de la partie d'échange de chaleur en sortie 82, et entre dans une partie de réservoir inférieure 91. Etant donné qu'une plaque de séparation n'est pas prévue dans la partie de réservoir inférieure 91, le fluide frigorigène circule vers le côté droit dans la partie de réservoir inférieure 91 comme cela est représenté par une flèche B5. Le fluide frigorigène circule vers le haut dans un passage droit 82b de la partie d'échange de chaleur en sortie 82 à partir d'une zone droite de la partie de réservoir inférieure 91 et atteint un espace droit 89b de la partie de réservoir supérieure 89. Etant donné que l'espace droit 89 de la partie de réservoir supérieure 89 communique avec un orifice de sortie de fluide frigorigène 92 disposé sur la partie latérale 83a, le fluide frigorigène se trouvant dans l'espace droit 89b sort de l'évaporateur 8 par l'orifice de sortie de fluide frigorigène 92.
Chacun des passages de fluide frigorigène 81a, 81b, 82a, 82b, représentés de manière simplifiée sur le dessin est composé d'une pluralité de tubes métalliques (par exemple, en aluminium) disposés en parallèle. Ainsi, dans la structure de passage de fluide frigorigène représentée sur la figure 12, l'air circule dans un sens A perpendiculaire au sens de circulation du fluide frigorigène dans l'évaporateur 8, formant de ce fait le
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passage du type à circulation orthogonale. De plus, la partie d'échange de chaleur en entrée 81 est disposée en aval de la partie d'échange de chaleur en sortie 82 dans le sens de circulation de l'air A. De plus, dans le troisième mode de réalisation, une zone de section de circulation des passages de fluide frigorigène 82a, 82b de la partie d'échange de chaleur en sortie 82 est réalisée plus large que celle des passages de fluide frigorigène 81a, 81b de la partie d'échange de chaleur en entrée partie d'échange de chaleur en entrée 81. En conséquence, dans les passages de fluide frigorigène 81a, 82b du côté sortie de fluide frigorigène de l'évaporateur 8, un rapport du fluide frigorigène gazeux par rapport au fluide frigorigène liquide (c'est-à-dire, une siccité) augmente, réduisant de ce fait une perte de pression.
On décrira ensuite le fonctionnement du climatiseur pour véhicule conformément au troisième mode de réalisation. Dans le mode de refroidissement normal, comme cela est représenté sur la figure 13, la soupape de commutation de passage 100, commandée par l'unité de commande de climatisation 5, ferme un passage de fluide frigorigène entre le passage de sortie de la soupape de détente 7 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, et ouvre un passage de fluide frigorigène entre le passage de sortie de la soupape de détente 7 et un passage de fluide frigorigène de la pompe électrique 15. A ce moment, la soupape de retenue 150 empêche que le fluide frigorigène circule vers la pompe électrique 15. En conséquence, la totalité du fluide frigorigène sous basse pression ayant traversé la soupape de détente 7 entre dans l'évaporateur 8 comme cela est indiqué par les flèches en trait gras représentées sur la figure 13. Dans l'évaporateur 8, le fluide frigorigène sous basse pression provenant de la
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soupape de détente 7 absorbe la chaleur provenant de l' air circulant dans le boîtier de climatisation 21, et il est évaporé. Le fluide frigorigène évaporé (fluide frigorigène gazeux) est aspiré dans le compresseur 1 à travers le passage de sortie 160 de l'évaporateur 8 et le passage de sortie de l'évaporateur 7b de la soupape de détente 7, et est à nouveau comprimé dans le compresseur 1. L'air froid, après avoir traversé l'évaporateur 8, est soufflé dans le compartiment passagers, de sorte que le compartiment passagers est refroidi.
Si la charge de refroidissement exigée de l'évaporateur 8 s'abaisse au-dessous d'un niveau prédéterminé lorsque le véhicule se déplace, sa capacité de refroidissement devient supérieure à un niveau désiré. De plus, lorsqu'une vitesse du véhicule est réduite, le compresseur 1 peut être entraîné par la force motrice d'inertie du véhicule. Dans ces cas, la force motrice provenant du moteur du véhicule 4, destinée à entraîner le compresseur 1, peut être économisée. Lorsque l'unité de commande de climatisation 5 détermine cet état, le mode de fonctionnement est commuté du mode de refroidissement normal au mode de refroidissement et de stockage du froid.
Par exemple, lorsque la température de soufflage de l'évaporateur Te s'abaisse au-dessous d'une température prédéterminée, l'unité de commande de climatisation 5 détermine que la charge de refroidissement s'abaisse audessous du niveau prédéterminé. De plus, il peut être déterminé que la vitesse du véhicule diminue sur la base du signal de vitesse de véhicule provenant de l'unité de commande du moteur 37.
Dans le mode de refroidissement et de stockage du froid (mode de refroidissement/stockage du froid), comme cela est représenté sur la figure 14, la soupape de
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commutation de passage 100 ouvre le passage de fluide frigorigène entre le passage de sortie de la soupape de détente 7 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. En conséquence, le fluide frigorigène, ayant traversé la soupape de détente 7, entre dans l'évaporateur 8 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 en parallèle dans le sens de circulation du fluide frigorigène, comme cela est indiqué par les flèches en gras représentées sur la figure 14. En conséquence, dans l'évaporateur 8, le fluide frigorigène sous basse pression absorbe la chaleur provenant de l'air se trouvant dans le boîtier de climatisation 21 et est évaporé. Par ailleurs, l'air froid, ayant traversé l'évaporateur 8, est soufflé dans le compartiment passagers depuis au moins l'orifice côté visage 29. Au même moment, le stockage du froid du matériau de stockage du froid 11a' dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est réalisé.
Spécifiquement, lorsque la charge de refroidissement de l'évaporateur 8 se réduit, un degré d'ouverture du corps de soupape de la soupape de détente 7 se réduit, et la pression du fluide frigorigène sous basse pression dans le cycle frigorifique se réduit. Ensuite, la température du fluide frigorigène sous basse pression s'abaisse au-dessous du point de solidification du matériau de stockage du froid 11a', la solidification du matériau de stockage du froid 11a' commence en raison de l'évaporation du fluide frigorigène sous basse pression, et le stockage du froid est réalisé dans le matériau de stockage du froid 11a' en tant que chaleur latente de solidification. Par ailleurs, le fluide frigorigène gazeux évaporé dans l'évaporateur 8 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est aspiré dans le compresseur 1 à travers le passage de sortie 160 de l'évaporateur 8 et le passage de sortie de l'évaporateur 7b
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de la soupape de détente 7, et il est à nouveau comprimé dans le compresseur 1. Ici, la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 est disposée sous le passage de fluide frigorigène 130 de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. En conséquence, le fluide frigorigène circulant dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 à partir du passage de fluide frigorigène 130 est séparé en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide, en raison d'une différence de densité entre le fluide frigorigène liquide et le fluide frigorigène gazeux. Ensuite, le fluide frigorigène liquide séparé est stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120.
On décrira ensuite un cas dans lequel le fonctionnement du moteur du véhicule 4 est automatiquement arrêté au moment d'un arrêt du véhicule tel que lors de l'attente d'un changement de feu de signalisation. Même si le climatiseur pour véhicule (ventilateur 22) est actionné au moment d'un arrêt du véhicule, le fonctionnement du compresseur 1 est obligé de s'arrêter en raison de l'arrêt du moteur du véhicule 4. En conséquence, l'unité de commande de climatisation 5 détermine cet arrêt de fonctionnement du moteur du véhicule 4 (compresseur 1). De plus, comme cela est représenté sur la figure 15, la soupape de commutation de passage 100 est commutée, par un signal de commande de sortie provenant de l'unité de commande de climatisation 5, vers l'état du mode de refroidissement normal. Spécifiquement, la soupape de commutation de passage 100 ferme le passage de fluide frigorigène entre le passage de sortie de la soupape de détente 7 et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, et ouvre le passage de fluide frigorigène entre le passage de sortie de la soupape de détente 7 et la pompe électrique
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15. De plus, la pompe électrique 15 est mise sous tension et actionnée par le signal de commande de sortie provenant de l'unité de commande de climatisation 5.
Ainsi, comme cela est indiqué par les flèches en gras sur la figure 15, lé fluide frigorigène circule de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 à la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 en passant par la pompe électrique 15, la soupape de retenue 150, la soupape de commutation de passage 100, l'évaporateur 8 et les passages de fluide frigorigène 160, 170 dans cet ordre. En conséquence, le fluide frigorigène liquide stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 est introduit dans l'évaporateur 8, et il est évaporé en absorbant la chaleur provenant de l'air soufflé par le ventilateur 22. En conséquence, même lorsque le fonctionnement du compresseur 1 est arrêté, l'opération de refroidissement de l'évaporateur 8 peut continuer, l'opération de refroidissement du compartiment passagers peut continuer. Le fluide frigorigène évaporé (fluide frigorigène gazeux) provenant de l'évaporateur 8 présente une température plus élevée que le point de solidification du matériau de stockage du froid 11a' de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. En conséquence, le matériau de stockage du froid 11a' absorbe sa chaleur latente de fusion à partir du fluide frigorigène gazeux, et est changé de la phase solide à la phase liquide (fondu). A ce moment, le fluide frigorigène gazeux est refroidi par le matériau de stockage du froid 11a', et est liquéfié. Le fluide frigorigène liquide chute depuis l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 en raison de sa gravité et est stocké dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120.
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Etant donné que le matériau de stockage du froid 11a' change progressivement de phase, une quantité de fluide frigorigène liquide stockée dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120 diminue progressivement.
Toutefois, bien que le fluide frigorigène liquide reste dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 120, l'opération de refroidissement dans le compartiment passagers au moment de l'arrêt du véhicule (compresseur 1) peut continuer.
Egalement dans le troisième mode de réalisation représenté sur les figures 13 à 15, comme dans les modes de réalisation qui précèdent représentés sur les figures 5,6, 9,10, le sens de circulation du fluide frigorigène dans l'évaporateur 8 est le même sens B que dans l'un quelconque parmi le mode de refroidissement normal, le mode de refroidissement et de stockage du froid et le mode de refroidissement par libération du froid. Le sens B va du tuyau de sortie 14 au tuyau de sortie de fluide frigorigène 17 dans le premier mode de réalisation, et va du tuyau d'entrée 143 au tuyau d'entrée 120 dans le deuxième mode de réalisation. Dans le troisième mode de réalisation, le sens B va du passage de sortie de la soupape de détente 7 au passage de sortie 160. En conséquence, dans les premier à troisième modes de réalisation, le pouvoir d'échange de chaleur de l'évaporateur 8 peut être efficacement amélioré dans le mode de refroidissement par libération du froid lorsque le fonctionnement du compresseur 1 est arrêté.
On décrira ensuite de manière spécifique l'effet de fonctionnement conformément au troisième mode de réalisation. Dans le cycle frigorifique R, la soupape à expansion thermique 7 est utilisée comme dispositif de détente, et une quantité de fluide frigorigène mis à circuler dans le cycle frigorifique R est ajustée par la
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soupape de détente thermique 7 de sorte que le fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 présente un degré de surchauffe prédéterminé. En conséquence, une zone de surchauffe de fluide frigorigène est' prévue dans une zone de sortie de l'évaporateur 8, et une température de fluide frigorigène dans la zone de sortie de l'évaporateur est plus élevée que celle dans la zone d'entrée de l'évaporateur 8. En conséquence, le passage du type à circulation opposée est prévu dans l'évaporateur 8 dans le sens de circulation de l'air A, comme cela est représenté sur la figure 12, de sorte qu'une différence de température entre l'air et le fluide frigorigène puisse être rendue plus importante à la fois dans la partie d'échange de chaleur en entrée 81 et la partie d'échange de chaleur en sortie 82, et la performance d'échange de chaleur de l'évaporateur 8 peut être améliorée.
Dans le passage de fluide frigorigène de l'évaporateur 8 du côté entrée au côté sortie, le fluide frigorigène s'évapore progressivement, et le rapport du fluide frigorigène gazeux par rapport au fluide frigorigène liquide (siccité) augmente. En conséquence, au niveau du côté sortie, une perte de pression due à une vitesse de circulation du fluide frigorigène est manifestement augmentée. Toutefois, dans le troisième mode de réalisation, la surface de la section de passage dans les passages de fluide frigorigène 82a, 82b de la partie d'échange de chaleur en sortie 82 est établie plus importante que celle des passages de fluide frigorigène 81a, 81b de la partie d'échange de chaleur en entrée 81, limitant de ce fait l'augmentation de cette perte de charge. Ici, le fluide frigorigène circule à travers l'évaporateur 8 dans le même sens B dans la totalité des
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modes de refroidissement ci-dessus. En conséquence, dans tous les modes de refroidissement, la performance d'échange de chaleur de l'évaporateur 8 peut être efficacement améliorée par le passage du type à circulation opposée, et l'augmentation de la perte de pression dans les passages de fluide frigorigène 82a, 82b peut être limitée.
Si le sens de circulation du fluide frigorigène dans l'évaporateur 8 est différent entre le mode de refroidissement et de stockage du froid et le mode de libération du froid, le fluide frigorigène peut circuler à travers un mécanisme de pompage de la pompe électrique 15 vers l'arrière, et le mécanisme de pompage peut excessivement limiter la circulation du fluide frigorigène vers l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Il en résulte qu'une quantité de fluide frigorigène circulant vers l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 diminue.
Toutefois, conformément au troisième mode de réalisation, dans le mode de refroidissement et de stockage du froid, le fluide frigorigène circule dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 depuis la soupape de commutation de passage 100 à travers le passage de fluide frigorigène 130 tout en contournant la pompe électrique 15. En conséquence, une quantité de circulation de fluide frigorigène vers l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 ne diminue pas du fait de la pompe électrique 15. Ici, la soupape de retenue 150 peut être intégrée à la soupape de commutation de passage 100. Dans ce cas, la soupape de commutation de passage 100 ferme à la fois le passage du côté de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et le passage du côté de la pompe électrique 15 dans le mode de refroidissement normal. Dans le mode de refroidissement et de stockage du froid, la soupape de commutation de passage 100 ouvre le passage du côté de l'échangeur de chaleur à
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stockage du froid 11 et ferme le passage du côté de la pompe électrique 15. Dans le mode de refroidissement par libération du froid, la soupape de commutation de passage 100 ouvre le passage du côté de la pompe électrique 15, et ferme le passage du'côté de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11.
Dans le troisième mode de réalisation décrit cidessus, l'évaporateur 8 est disposé d'une manière telle que la partie d'échange de chaleur en sortie 82 est positionnée du côté de l'air en amont de la partie d'échange de chaleur en entrée 81 dans le sens de circulation de l'air.
Toutefois, dans un cycle frigorifique accumulateur comme dans le deuxième mode de réalisation, la température du fluide frigorigène au niveau de l'orifice d'entrée de l'évaporateur 8 est inférieure à celle au niveau de l'orifice de sortie de celui-ci. En conséquence, dans ce cas, la partie d'échange de chaleur en entrée 81 est disposée en amont dans le sens de circulation de l'air A, et la partie d'échange de chaleur en sortie 82 est disposée en aval dans le sens de circulation de l'air. Ainsi, la différence de température entre l'air et le fluide frigorigène peut être rendue plus importante à la fois dans la partie d'échange de chaleur en entrée 81 et la partie d'échange de chaleur en sortie 82, et la performance d'échange de chaleur de l'évaporateur 8 peut être efficacement améliorée.
(Quatrième mode de réalisation)
Dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, comme cela est représenté sur la figure 2, la première soupape de retenue 13 est disposée au-dessous de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le corps de réservoir 10. Dans le mode de refroidissement normal et
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de stockage du froid pendant un déplacement du véhicule, la première soupape de retenue 13 aspire le fluide frigorigène dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 depuis l'orifice d'entrée 13b, et introduit le fluide frigorigène dans l'orifice d'entrée de l'évaporateur 8. En conséquence, la surface liquide dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a n'est pas commandée pour être plus élevée que le niveau prédéterminé établi par la première soupape de retenue 13. De plus, il n'est pas nécessaire de stocker le fluide frigorigène liquide dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a en une quantité prédéterminée qui est nécessaire dans le mode de refroidissement par libération du froid. En conséquence, la taille du corps de réservoir 10 comprenant la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est difficile à réduire.
Dans le quatrième mode de réalisation, la taille du corps de réservoir 10 peut être efficacement réduite alors que la capacité de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est établie égale à celle du premier mode de réalisation. Dans le quatrième mode de réalisation, les composants similaires au premier mode de réalisation décrit ci-dessus sont représentés par des références numériques identiques, et leur description sera omise. Comme cela est représenté sur la figure 16, une partie de récipient de pompe 10b faisant saillie vers un côté inférieur dans une forme cylindrique est prévue au niveau d'un centre de la partie de fond du corps de réservoir 10, et la pompe électrique 15 est contenue dans la partie de récipient de pompe lOb et fixée à celle-ci. Un passage de fluide frigorigène 10c présentant un espace prédéterminé est prévu entre une surface interne de la partie de récipient de pompe lOb et une surface externe de
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la pompe électrique 15, de sorte que le fluide frigorigène circule dans une partie de stockage de fluide frigorigène liquide 10d au niveau d'une partie de fond de la partie de récipient de pompe lOb. L'orifice d'aspiration 15a de la pompe électrique 15 est placé au niveau de la partie de fond de la pompe électrique 15, et aspire le fluide frigorigène liquide dans la partie de stockage de fluide frigorigène liquide lOd. Un orifice de refoulement 15b de la pompe électrique 15 est placé au niveau d'une partie supérieure de la pompe électrique 15 et est raccordé à une extrémité inférieure du tuyau de sortie 14.
Dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, une pluralité de récipients de stockage du froid 11a, représentée sur la figure 3A, est disposée pour s'étendre dans le sens allant de haut en bas. Comme cela est représenté sur la figure 16, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est disposé proche de la surface de fond dans le corps de réservoir 10. Spécifiquement, un petit espace Ch (approximativement 4 mm) est prévu entre l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et la surface de fond du corps de réservoir 10. Ainsi, un espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e présentant le petit espace Ch est prévu dans la partie de réservoir 10 au-dessous de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. L'orifice de raccordement 14a du tuyau de sortie 14 et la première soupape de retenue 13 sont placés dans une partie entre l'extrémité supérieure et l'extrémité de fond de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le sens allant de haut en bas. Par exemple, la première soupape de retenue 13 et l'orifice de raccordement 14a sont prévus au niveau d'une position intermédiaire de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le sens allant de haut en bas. Un élément de séparation 110,
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destiné à séparer un espace autour de l'orifice de raccordement 14a et de la première soupape de retenue 13 par rapport à un espace supérieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, est disposé au niveau d'une zone centrale de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11.
L'élément de séparation 110 comprend un couvercle supérieur en forme de plaque circulaire 111 et une partie cylindrique 112 placée au-dessous du couvercle supérieur 111. La première soupape de retenue 13 est disposée à l'intérieur de la partie cylindrique 112, et le tuyau de sortie 14 pénètre à travers le couvercle supérieur 111 pour s'étendre dans le sens allant de haut en bas. Etant donné qu'une extrémité inférieure de la partie cylindrique 112 est ouverte pour définir une ouverture 113, l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13 communique seulement avec l'espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e à travers l'ouverture 113, et ne communique pas avec l'espace supérieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Etant donné que l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13 est dans la partie intermédiaire de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le sens allant de haut en bas, une surface liquide L du fluide frigorigène stocké dans le corps de réservoir 10 peut facilement augmenter jusqu'à un niveau autour de l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13. Ainsi, dans le corps de réservoir 10, un espace inférieur à la partie intermédiaire de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être utilisé comme espace de stockage du fluide frigorigène liquide.
En conséquence, dans le quatrième mode de réalisation, non seulement un espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e mais également l'espace entre la pluralité de
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récipients de stockage du froid 11a peuvent être utilisés comme la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a. Il s'ensuit que même si le volume de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est rendu égal à celui du premier mode de réalisation décrit ci-dessus, une hauteur du corps de réservoir 10 dans le sens allant de haut en bas peut être grandement réduite. En conséquence, la taille du corps de réservoir 10 peut être réduite et l'unité de stockage du froid 9 peut être facilement montée dans le véhicule. Dans le quatrième mode de réalisation, du fait que le côté inférieur de la pluralité de récipients de stockage du froid 11a est disposé à l'intérieur du fluide frigorigène liquide, la capacité de stockage du froid pendant le déplacement du véhicule et la capacité de libération du froid au moment de l'arrêt du véhicule peuvent être réduites. Toutefois, dans le quatrième mode de réalisation, la réduction de capacité peut être suffisamment limitée en utilisant la manière suivante.
Tout d'abord, la capacité de stockage du froid est décrite. Dans le quatrième mode de réalisation, l'espace autour de l' orifice de raccordement 14a du tuyau de sortie 14 et de la première soupape de retenue 13 est séparé par l'élément de séparation 110, de sorte que l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13 communique seulement avec l'espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e à travers l'ouverture 113, et l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Dans l'opération de stockage du froid au moment du déplacement du véhicule, le fluide frigorigène sous basse pression et à basse température sortant de la soupape de détente 7 entre dans le corps de réservoir 10 à travers le tuyau d'entrée 12. Toutefois, dans ce cas, l'élément de séparation 110
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empêche le fluide frigorigène d'entrer dans l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13.
En conséquence, dans le corps de réservoir 10, le fluide frigorigène chute de la surface supérieure de l'échangeur de chaleur'à stockage du froid 11 à travers les parties d'espace entre la pluralité de récipients de stockage du froid 11a, et atteint l'espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e autour de la surface de fond du corps de réservoir 10. Par la suite, le fluide frigorigène traverse l'ouverture 113, et est aspiré dans l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13. Ainsi, dans l'opération de stockage du froid, le fluide frigorigène contenu dans le corps de réservoir 10 chute nécessairement dans la partie d'espace entre les récipients de stockage du froid 11a, et pousse le fluide frigorigène liquide stocké au niveau du côté inférieur de la partie d'espace, pour être mélangé avec le fluide frigorigène liquide. En conséquence, même si les parties inférieures des récipients de stockage du froid 11a sont disposées dans le fluide frigorigène liquide, la réduction du taux de transmission de chaleur sur les surfaces des parties inférieures des récipients de stockage du froid 11a peut être limitée, assurant de ce fait la capacité de stockage du froid requise.
Ensuite, on décrira la capacité de libération du froid. Dans l'opération de libération du froid au moment de l'arrêt du véhicule, la pompe électrique 15 est actionnée et le fluide frigorigène liquide stocké dans la partie de stockage de fluide frigorigène liquide 10d est aspiré dans la pompe électrique 15. Ensuite, le fluide frigorigène liquide est introduit dans l'évaporateur 8, et il est évaporé dans l'évaporateur 8. Le fluide frigorigène évaporé (fluide frigorigène gazeux) est mis à circuler dans
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l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, et est refroidi et condensé dans celui-ci. Dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, une quantité de condensation du fluide frigorigène gazeux est déterminée par les caractéristiques spécifiées pour l'échange de chaleur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, telles que la surface de transmission de chaleur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et les caractéristiques physiques du matériau de stockage du froid 11a'.
La capacité d'évacuation de la pompe électrique 15 peut être établie plus importante que la quantité de condensation du fluide frigorigène gazeux. Dans ce cas, la surface liquide L du fluide frigorigène dans le corps de réservoir 10 peut être réduite au-dessous de l'extrémité inférieure de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans l'opération de libération du froid. Ainsi, le fluide frigorigène gazeux provenant de l'orifice de sortie de l'évaporateur 8 peut être efficacement refroidi et condensé sur les surfaces entières de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, empêchant de ce fait la réduction de la capacité de libération du froid.
(Cinquième mode de réalisation)
Dans le quatrième mode de réalisation décrit cidessus, l'orifice de raccordement 14a du tuyau de sortie 14 et la première soupape de retenue 13 sont disposés au niveau de la partie intermédiaire de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le sens allant de haut en bas. Toutefois, dans le cinquième mode de réalisation, comme cela est représenté sur la figure 17, l'orifice de raccordement 14a du tuyau de sortie 14 et la première soupape de retenue 13 sont disposés dans l'espace de
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stockage de fluide frigorigène liquide 10e sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. De plus, un tuyau d'entrée 13f est raccordé à l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13, et une extrémité supérieure du tuyau d'entrée 13'f est disposée dans l'élément de séparation cylindrique 110. Une ouverture d'extrémité supérieure 13g du tuyau d'entrée 13f est positionnée au niveau de la partie intermédiaire de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le sens allant de haut en bas.
Ainsi, dans le cinquième mode de réalisation, même si la première soupape de retenue 13 est disposée dans l'espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, la surface liquide L peut être augmentée à une position de l'ouverture d'extrémité supérieure 13g du tuyau d'entrée 13f, c'est-àdire, à la partie intermédiaire de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 dans le sans allant de haut en bas. En conséquence, comme dans le quatrième mode de réalisation, la partie d'espace entre la pluralité de récipients de stockage du froid 11a de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut également être utilisée comme partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a. Il en résulte que dans le cinquième mode de réalisation, le volume de l'espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e peut être plus grandement réduit que le volume de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a dans le premier mode de réalisation représenté sur la figure 2, de sorte que la taille du corps de réservoir 10 peut être efficacement réduite.
Dans le cinquième mode de réalisation, du fait que la capacité de l'élément de séparation cylindrique 110 peut être réduite davantage que celle du quatrième mode de réalisation, la capacité de l'échangeur de chaleur à
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stockage du froid 11 peut être augmentée de cette réduction de capacité même, et la quantité du matériau de stockage du froid 11a' contenue dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être augmentée. Dans les quatrième et cinquième modes de réalisation, le récipient de stockage du froid 11a peut être formé en l'une quelconque parmi la forme sphérique représentée sur la figure 3B et la forme de capsule représentée sur la figure 3C au lieu de la forme cylindrique représentée sur la figure 3A.
(Sixième mode de réalisation)
Dans le sixième mode de réalisation, comme cela est représenté sur la figure 18, les récipients de stockage du froid sphériques 11a sont disposés de manière dense directement dans l'espace entourant la première soupape de retenue 13, le tuyau de sortie 14 et la pompe électrique 15. Spécifiquement, la pluralité de récipients de stockage du froid sphériques 11a est disposée dans l'espace à l'intérieur du corps de réservoir 10 de sorte que les surfaces sphériques des récipients de stockage du froid 11a soient en contact les uns avec les autres. En conséquence, le passage de fluide frigorigène composé de très petits espaces est prévu dans une forme de labyrinthe entre les surfaces sphériques des récipients de stockage du froid 11a. De plus, l'espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e présentant le petit espace Ch est prévu entre l'extrémité inférieure de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et la surface de fond du corps de réservoir 10.
La pompe électrique 15 est disposée pour aspirer le fluide frigorigène stocké dans corps de réservoir l'espace de stockage de fluide frigorigène liquide 10e.
Dans le sixième mode de réalisation, l'élément de séparation 110 décrit dans les quatrième et cinquième modes
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de réalisation est éliminé. De plus, dans le sixième mode de réalisation, une ouverture 12a du tuyau d'entrée 12 est disposée dans une direction opposée à l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13, c'est-à-dire, vers le côté droit de la figure 18. En conséquence, le fluide frigorigène sous basse pression circule depuis l'ouverture 12a du tuyau d'entrée 12 vers le côté opposé à l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13. De plus, la pluralité de récipients de stockage du froid sphériques 11a (récipients en forme de billes) sont disposés de manière dense autour de la première soupape de retenue 13, et le passage de fluide frigorigène composé de très petits espaces est prévu dans la forme d'un labyrinthe parmi les surfaces sphériques de la pluralité de récipients de stockage du froid 11a. En conséquence, dans l'opération de stockage du froid au moment du déplacement du véhicule, le fluide frigorigène sous basse pression, circulant vers l'extérieur de l'ouverture 12a du tuyau d'entrée 12, traverse le passage de fluide frigorigène en forme de labyrinthe, et par la suite circule vers l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13.
Ainsi, même lorsque l'élément de séparation 110 n'est pas prévu, le fluide frigorigène sous basse pression, circulant vers l'extérieur du tuyau d'entrée 12, ne circule pas immédiatement vers l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13. Spécifiquement, le fluide frigorigène sous basse pression provenant du tuyau d'entrée 12 traverse le passage de fluide frigorigène en forme de labyrinthe depuis une position séparée de l'orifice d'entrée 13b de la première soupape de retenue 13. En conséquence, dans le sixième mode de réalisation, même lorsque le côté inférieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est disposé dans la zone de fluide
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frigorigène liquide sans l'élément de séparation 110, la réduction de la performance de stockage du froid peut être limitée, de manière similaire aux quatrième et cinquième modes de réalisation. De plus, dans l'opération de libération du froid,'la capacité de débit de la pompe électrique 15 est établie de telle sorte que la quantité de circulation de fluide frigorigène de la pompe électrique 15 est rendue plus importante que la quantité de condensation du fluide frigorigène gazeux comme dans les quatrième et cinquième modes de réalisation, assurant de ce fait la capacité de libération du froid, comme dans les quatrième et cinquième modes de réalisation.
Dans le sixième mode de réalisation, la première soupape de retenue 13 est disposée dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et la plus grande partie de la pompe électrique 15 est également disposée dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. En conséquence, la taille du corps de réservoir 10, particulièrement sa hauteur, peut être efficacement réduite. Dans le sixième mode de réalisation, l'élément de séparation 110 est éliminé et les récipients de stockage du froid sphériques 11a sont disposés de manière dense directement autour de la première soupape de retenue 13. En conséquence, la quantité de matériau de stockage du froid 11a' scellé dans les récipients 11a augmente efficacement.
(Septième mode de réalisation)
La figure 19 est une vue en coupe transversale montrant un échangeur de chaleur à stockage du froid conformément à un septième mode de réalisation de la présente invention. De plus, la figure 20 est une vue en perspective simplifiée montrant l'échangeur de chaleur à stockage du froid conformément au septième mode de
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réalisation, et la figure 21 est une vue en coupe simplifiée montrant une unité de stockage du froid conformément au septième mode de réalisation. Dans le septième mode de réalisation représenté sur les figures 19 à 22, la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, occupant la majorité de l'espace de l'unité de stockage du froid 9, est réduite. L'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 nécessite une surface de transmission de chaleur importante correspondant à la capacité de stockage du froid requise et à la capacité de libération du froid requise. Généralement, la quantité de matériau de stockage du froid 11a' contenue dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est augmentée afin d'augmenter la capacité de stockage du froid. Dans ce cas, étant donné que la taille et le poids de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 sont augmentés, la performance de montage de l'unité de stockage du froid 9 dans le véhicule est détériorée.
Comme cela est représenté sur les figures 19,20, dans le septième mode de réalisation, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est un échangeur de chaleur à enveloppe et tubes qui comprend une enveloppe lld qui est un corps de réservoir cylindrique, des tubes 11e fixés à l'enveloppe lld, et des ailettes 11f intégrées thermiquement aux tubes 11e. Les tubes 11e y forment un passage de fluide frigorigène, et les ailettes llf sont prévues pour augmenter la surface de transmission de chaleur. L'enveloppe lld comprend un corps principal cylindrique llg, un couvercle supérieur llh et un couvercle inférieur lli. Les extrémités supérieures et inférieures du corps principal cylindrique llg sont fermées par les couvercles supérieur et inférieur llh, lli. Un diamètre externe de l'enveloppe lld est établi de telle sorte qu'une
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surface périphérique externe de l'enveloppe lld s'ajuste à une surface périphérique interne du corps de réservoir 10 de l'unité de stockage du froid 9 et l'enveloppe lld est fixée à la surface périphérique interne du corps de réservoir 10.
Dans le septième mode de réalisation, chaque tube 11e est un tuyau circulaire, et chaque ailette llf est une ailette à plaque plate circulaire. Des trous d'insertion (trous ???) 11j dans lesquels les tubes 11e sont insérés, sont prévus dans l'ailette llf. La pluralité d'ailettes en plaque llf sont empilées selon un pas prédéterminé Pf, et les tubes de tuyaux circulaires 11e sont insérés dans les trous d'insertion llj. Par la suite, les tubes 11e sont dilatés en insérant des tuyaux dans les tubes 11, de sorte que les ailettes llf et les tubes 11e soient mécaniquement et thermiquement fixés et solidaires les uns des autres.
Ensuite, les tubes 11e et les ailettes llf qui sont fixés les uns aux autres, sont fixés à l'enveloppe lld d'une manière telle que les tubes 11e s'étendent dans le sens allant de haut en bas. Les extrémités supérieures et les extrémités inférieures des tubes 11e font saillie vers l'extérieur des surfaces supérieure et inférieure respectivement de l'enveloppe lld. A ce moment, les tubes 11e autour de leurs extrémités supérieures et inférieures sont fixés aux couvercles supérieur et inférieur llh, lli de l'enveloppe lld, et ces parties fixées sont scellées par brasage et analogues.
Un métal présentant un coefficient de conductivité de chaleur élevée tel que l'aluminium est utilisé pour former les tubes 11e, les ailettes llf et les composants llg, llh, lli de l'enveloppe lld. Un orifice d'entrée llk, à partir duquel le matériau de stockage du froid est introduit, est prévu dans une partie de l'enveloppe lld, par exemple dans
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le couvercle supérieur llh. Dans l'enveloppe lld, le matériau de stockage du froid 11a' remplit les espaces dus au pas des ailettes Pf entre les ailettes à plaques plates llf. L'orifice d'entrée llk est fermé de manière hermétique par un bouchon llm après que le matériau de stockage du froid 11a' ait été introduit.
Etant donné que le matériau de stockage du froid 11a' est utilisé pour réaliser le stockage du froid dans un climatiseur pour véhicule, un matériau, possédant un point de solidification de 4 à 8 C, est préférable en tant que matériau de stockage du froid 11a'. Spécifiquement, la paraffine (n-tétradécane) est utilisée de manière appropriée comme matériau de stockage du froid 11a'.
Toutefois, la paraffine utilisée comme matériau de stockage du froid 11a' présente un coefficient de transmission de chaleur beaucoup moins élevé qu'un métal. En conséquence, dans le septième mode de réalisation, une surface de transmission de chaleur de la paraffine est augmentée en réduisant son épaisseur de couche de façon à augmenter sa capacité de stockage du froid et sa capacité de libération du froid. Spécifiquement, dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, la paraffine est introduite sous forme de film mince dans une partie de très petit espace en raison du pas d'ailettes Pf parmi les ailettes llf. De préférence, comme on le décrira plus tard, le pas d'ailettes Pf est fixé dans une plage allant de 0,5 à 2 mm (plus spécifiquement autour de 1,5 mm) pour assurer la performance de transmission de chaleur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 et réduire sa taille.
Lorsque le mode de fonctionnement change entre le mode de stockage du froid et le mode de libération du froid, la phase du matériau de stockage du froid 11a' est changée, et sa densité massique et son volume changent. Ce changement
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de volume du matériau de stockage du froid 11a' génère une contrainte sur les ailettes à plaques llf et la contrainte génère une fatigue du métal dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Dans le septième mode de réalisation, comme cela est représenté sur la figure 19, des trous traversants 11n sont prévus dans les ailettes llf de sorte que le matériau de stockage du froid lia' à l' état liquide puisse passer à travers la pluralité d'ailettes à plaques llf dans le sens allant de haut en bas. Dans le mode libération du froid, lorsque le matériau de stockage du froid 11a' passe de la phase solide à la phase liquide, le volume du matériau de stockage du froid 11a' augmente. Dans ce cas, le matériau de stockage du froid 11a' à l'état liquide entre les ailettes llf peut être déplacé sans difficulté vers l'extérieur des ailettes llf à travers les trous traversants 11n.
Sur la figure 19, un trou traversant unique 11n est prévu au centre de chaque ailette à plaque llf. Toutefois, de préférence, une pluralité de trous traversants 11n est prévue dans chaque ailette à plaque llf avec un espacement prédéterminé de sorte que le matériau de stockage du froid 11a' à l'état liquide puisse se déplacer sans difficulté.
De plus, une partie d'espace d'isolation thermique llp comportant un espace prédéterminé Cf (par exemple, approximativement 2 mm) est prévue entre la surface périphérique interne du corps principal cylindrique llg de l'enveloppe lld et les extrémités périphériques externes des ailettes à plaques llf. Même si l' unité de stockage du froid 9 est disposée dans une zone de température élevée à l'extérieur du compartiment passagers, par exemple dans un compartiment moteur, l'isolation thermique, dans le stockage du froid, du matériau de stockage du froid 11a', peut être réalisée par la partie d'espace llp. Dans le
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septième mode de réalisation, un tuyau circulaire est utilisé en tant que tube 11e. De préférence, un diamètre interne du tube 11e est établi inférieur à 4 mm pour assurer la zone de transmission de chaleur du fluide frigorigène en augmentant le nombre de tubes 11e. Un tube plat ou un tube comportant plusieurs trous peut être utilisé comme tube 11e. De préférence, le tube plat présente un diamètre équivalent d'approximativement 1 mm pour assurer la surface de transmission de chaleur de fluide frigorigène, lorsque le tube plat est utilisé.
On décrira ensuite les effets de fonctionnement dans le septième mode de réalisation. Du fait que le fonctionnement de l'unité de stockage du froid 9 dans le septième mode de réalisation est similaire à celui du premier mode de réalisation précédemment décrit, la description de celui-ci sera omise. Dans le septième mode de réalisation, du fait que la paraffine est introduite sous forme de film mince à l'intérieur de la partie de très petit espace en raison du pas d'ailettes Pf entre les ailettes en plaque llf, la zone de transmission de chaleur peut être efficacement augmentée.
Dans un cas où l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 est utilisé pour l'opération de refroidissement par libération de froid lors de l'arrêt du véhicule, les inventeurs de cette demande ont étudié une paroi de séparation à transmission de chaleur pour les récipients de stockage du froid 11a afin de réduire la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 tout en améliorant la capacité de refroidissement. Spécifiquement, comme cela est représenté sur la figure 22, une paroi de type empilé SI avec une structure de surface unidimensionnelle, une paroi de type cylindrique S2 avec une structure de surface bidimensionnelle et une paroi de
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type sphérique S3 avec une structure de surface tridimensionnelle ont été étudiés en tant que paroi de séparation à transmission de chaleur des récipients à stockage du froid 11a. Lorsque la même quantité (600 g) de matériau de stockage du froid est utilisée pour les trois types de paroi SI à S3, la zone de transmission de chaleur nécessaire pour la même capacité de stockage du froid et la même capacité de libération du froid est calculée par simulation informatique pour chacun des trois types de paroi SI à S3. Sur la figure 22, les zones de transmission de chaleur Ha sont des résultats de calcul de la simulation informatique.
Dans le test représenté sur la figure 22, la paraffine (n-tétradécane présentant un point de fusion de 5,9 C) est utilisée comme matériau de stockage du froid 11a', et un alliage d'aluminium présentant une épaisseur de 0,3 mm est utilisé en tant que paroi de séparation à transmission de chaleur. Le type empilé SI peut être composé des ailettes à plaques plates llf de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 à enveloppe et tubes conformément au septième mode de réalisation. En conséquence, dans ce cas, un diamètre interne Rd est une différence (Rd = Pf - h) entre le pas d'ailettes Pf représenté sur la figure 19 et une épaisseur (h = 0,3 mm) de l'ailette à plaque llf.
Comme on peut le voir à partir de la surface de transmission de chaleur Ha de la paroi de séparation à transmission de chaleur dans chaque type SI, S2, S3, comme cela est représenté sur la figure 22, la surface de transmission de chaleur requise pour la même capacité de stockage du froid et la même capacité de libération du froid peut être grandement réduite dans la paroi de séparation à transmission de chaleur du type empilé SI. La paroi de séparation à transmission de chaleur du type
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empilé SI réduit efficacement la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. La raison en est la suivante. Lorsque le stockage du froid est réalisé avec le changement de phase, la capacité de stockage du froid est augmentée en réduisant' l'épaisseur du matériau de stockage du froid lia'. Ici, lorsque la même surface de transmission de chaleur est établie dans les trois types Sl à S3, l'épaisseur (le diamètre interne Rd) du matériau de stockage du froid 11a' dans le type S2 est de deux fois l'épaisseur du matériau de stockage du froid 11a' dans le type Si, et l'épaisseur du matériau de stockage du froid 11a' dans le type 3 est de trois fois l'épaisseur du matériau de stockage du froid 11a' dans le type SI. En conséquence, la capacité de transmission de chaleur est réduite dans cet ordre du type SI, au type S2, au type S3.
En conséquence, la taille (correspondant à un volume occupé Vo sur la figure 22) de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 avec le type empilé SI, c' est-à-dire, la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 à enveloppe et tubes comprenant les ailettes à plaques llf conformément au septième mode de réalisation peut être réduite comparée à la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid avec le type S2 ou S3 de 10 à 25 %. En conséquence, la performance de montage de l'unité de stockage du froid 9 dans le véhicule peut être améliorée.
L'unité du volume occupé Vo représenté sur la figure 22 est le litre (L). Un taux de remplissage Pr sur la figure 22 est un rapport entre le volume de la paroi de séparation de transmission de chaleur et du matériau de stockage du froid 11a' et le volume de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11. Dans les types S2, S3, le taux de remplissage Pr est déterminé seulement par la forme de la paroi de séparation de transmission de chaleur. Toutefois, dans le
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type SI, le taux de remplissage Pr n'est pas déterminé seulement par la forme de la paroi de séparation de transmission de chaleur. Généralement, le taux de remplissage Pr dans le type SI est établi à 0,9 en considérant les tubes 11e.
Dans le test représenté sur la figure 22, l' épaisseur (0,3 mm) de la paroi de séparation de transmission de chaleur est établie pour être identique dans les types SI à S3. Toutefois, dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 à enveloppe et tubes conformément au septième mode de réalisation, la pression du fluide frigorigène n'est pas appliquée aux ailettes à plaques llf, mais est seulement appliquée aux tubes 11e. En conséquence, l'épaisseur de l'ailette à plaque 11f n'a pas besoin d'être établie pour assurer la résistance à la pression du fluide frigorigène.
En conséquence, dans le septième mode de réalisation, l'épaisseur (par exemple 0,1 mm) de l'ailette en plaque llf peut être réduite plus que ne peut l' être une épaisseur de plaque (par exemple, 0,3 mm) du tube 11e. Si l'épaisseur de l'ailette à plaque llf est réduite à 0,1 mm, la réduction du rendement d'ailette du à l'épaisseur de l'ailette peut ne pas être prise en compte. Toutefois, dans les types S2, S3, étant donné que la pression du fluide frigorigène est directement appliquée à une surface externe de la paroi de séparation de transmission de chaleur, son épaisseur ne peut pas être réduite.
Ainsi, dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 conformément au septième mode de réalisation, l'épaisseur de l'ailette en plaque llf peut être indépendamment établie plus petite que l'épaisseur de la plaque du tube 11e. En conséquence, en réalité, le volume Vo de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 conformément au septième mode de réalisation peut être
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rendu beaucoup plus petit que celui du résultat d'étude représenté sur la figure 22. Ainsi, la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être efficacement réduite, et le poids de celui-ci peut également être efficacement réduit.
On décrira ensuite, le pas d'ailette Pf des ailettes llf. Le pas d'ailette Pf est établi de manière appropriée dans une plage allant de 0,5 à 2 mm pour la raison suivante. Si le pas d'ailette Pf est réalisé plus important que 2 mm, l'épaisseur du matériau de stockage du froid 11a' augmente, de sorte que son pouvoir de transmission de chaleur est réduit. En conséquence, la capacité de stockage du froid et la capacité de libération du froid du matériau de stockage du froid 11a' sont remarquablement réduites. En conséquence, afin d'augmenter la capacité, la surface de transmission de chaleur doit être augmentée, de sorte que la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 a besoin d'être augmentée. En conséquence, de préférence, le pas d'ailette Pf est établi plus petit que 2 mm. A l'opposé, si le pas d'ailette Pf des ailettes llf est établi plus petit, le nombre d'ailettes llf est nécessairement augmenté dans un volume unitaire de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11, et sa taille et son poids sont augmentés. En conséquence, de préférence, le pas d'ailette Pf est établi supérieur à 0,5 mm.
Dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 conformément au septième mode de réalisation, les tubes 11e sont disposés pour s'étendre dans le sens allant de haut en bas, de sorte que le fluide frigorigène circule dans les tubes 11e depuis le côté supérieur vers le côté inférieur.
En conséquence, dans l'opération de libération du froid, le réfrigérant refroidi et condensé dans les tubes 11e chute sans difficulté vers la partie de réservoir de fluide
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frigorigène liquide 10a en raison de sa gravité. Ainsi, l'épaisseur du film de fluide frigorigène condensé (film de fluide frigorigène liquide) sur les surfaces internes des tubes 11e peut toujours être maintenue plus mince, et la réduction de capacité 'de transmission de chaleur en raison du film de fluide frigorigène condensé se trouvant sur les surfaces internes des tubes 11e pendant l'opération de libération du froid peut être limitée, améliorant de ce fait efficacement la capacité de libération du froid.
Dans le septième mode de réalisation, les trous traversants 11n représentés sur la figure 19 sont prévus dans la pluralité d'ailettes à plaques empilées llf de sorte que le matériau de stockage du froid 11a' peut être transféré sans difficulté dans le sens allant de haut en bas. Dans l'opération de stockage du froid, lorsque le matériau de stockage du froid 11a' passe de la phase liquide à la phase solide, le volume du matériau de stockage du froid 11a' diminue. A ce moment, le matériau de stockage du froid 11a' à l'extérieur des ailettes llf peut être amené sans difficulté dans les espaces entre les ailettes llf par l'intermédiaire des trous traversants. En conséquence, l'opération de stockage du froid peut être achevée en un temps court. Dans l'opération de libération du froid, lorsque le matériau de stockage du froid 11a' passe de la phase solide à la phase liquide, le volume du matériau de stockage du froid 11a' augmente. Dans ce cas, le matériau de stockage du froid liquide 11a' se trouvant dans les espaces entre les ailettes llf peut être poussé vers l'extérieur des ailettes llf à travers les trous traversants 11n. En conséquence, cela peut empêcher qu'une contrainte excessivement importante soit générée sur les ailettes llf en raison du changement de phase (changement de volume) du matériau de stockage du froid 11a'. En
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conséquence, il est possible d'empêcher que la fatigue du métal soit générée au niveau des parties de raccordement entre les ailettes llf et les tubes 11e, améliorant de ce fait la durabilité des parties de raccordement.
* Dans le septième mode de réalisation, la partie d'espace llp est prévue entre la surface périphérique interne du corps principal cylindrique llg de l'enveloppe lld et les extrémités périphériques externes des ailettes en plaque llf, améliorant de ce fait efficacement la fonction d'isolation thermique pendant le stockage du froid du matériau de stockage du froid 11a'. Ici, comme cela est représenté sur la figure 21, le corps principal cylindrique llg de l'enveloppe lld est directement ajusté à la surface de paroi interne du corps de réservoir 10 de l'unité de stockage du froid 9. En conséquence, la chaleur se trouvant à l'extérieur du corps de réservoir 10 entre dans le corps principal cylindrique llg à travers le corps de réservoir 10 et la paroi du corps principal cylindrique llg, augmentant de ce fait la température du matériau de stockage du froid 11a' dans une partie d'espace llp. Ainsi, la température du matériau de stockage du froid 11a' dans la partie d'espace llp devient plus élevée que son point de fusion, et le matériau de stockage du froid 11a' est maintenu à la phase liquide. Un coefficient de transmission de chaleur 1 du matériau de stockage du froid 11a' tel que la paraffine et l'eau est plus réduit dans la phase liquide que dans la phase solide. Par exemple, pour la paraffine, le coefficient de transmission de chaleur 1 dans la phase solide est de 0,28 W/mK, et le rapport de transmission de chaleur 1 dans la phase liquide est de 0,14 W/mK. C'est-àdire que le rapport de transmission de chaleur , dans la phase liquide se réduit à la moitié du rapport de transmission de chaleur dans la phase solide.
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Du fait que le matériau de stockage du froid 11a' est toujours présent dans la partie d'espace llp presque dans la phase liquide, la fonction d'isolation thermique peut être efficacement obtenue en raison du coefficient de transmission de chaleur plus faible du matériau de stockage du froid 11a' à l'état liquide. En conséquence, même si une différence de température importante est générée entre le corps principal cylindrique llg et l'enveloppe lld et les ailettes llf, l'entrée de la chaleur peut être efficacement limitée dans le corps principal cylindrique llg. En conséquence, même si l'unité de stockage du froid 9 est disposée dans une zone de température élevée beaucoup plus élevée que le point de fusion du matériau de stockage du froid 11a', la perte de stockage du froid due à la température élevée à l'extérieur de l'unité de stockage du froid 9 peut être efficacement limitée. En conséquence, un matériau d'isolation thermique ne doit pas nécessairement être ajouté au corps de réservoir 10 de l'unité de stockage du froid 9. En variante, une quantité de matériau d'isolation ajoutée au corps de réservoir 10 peut être grandement réduite. Ainsi, dans l'unité de stockage du froid 9 conformément au septième mode de réalisation, la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 de l'unité de stockage du froid 9 peut être efficacement réduite, améliorant de ce fait la performance de montage de l'unité de stockage du froid 9 dans le véhicule.
(Huitième mode de réalisation)
Dans le septième mode de réalisation décrit ci-dessus, comme cela est représenté sur la figure 21, l'unité de stockage du froid 9 est utilisée pour un cycle frigorifique à soupape de détente dans lequel le degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de
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l'évaporateur 8 est commandé par la soupape de détente 7. L'unité de stockage du froid 9 conformément au septième mode de réalisation peut être utilisée pour le cycle frigorifique accumulateur du deuxième mode de réalisation. Comme cela est représenté sur la figure 23, dans le huitième mode de réalisation, l'unité de stockage du froid 9 du septième mode de réalisation est utilisé pour le cycle frigorifique accumulateur représenté sur la figure 7. Dans le huitième mode de réalisation, comme cela est représenté sur la figure 23, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 conformément au septième mode de réalisation est disposé à la place de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 du deuxième mode de réalisation dans l'unité de stockage du froid 9. Sur la figure 23, les composants similaires à ceux de la figure 8 sont représentés par des références numériques identiques et leur description sera omise.
(Neuvième mode de réalisation)
Dans le septième mode de réalisation décrit ci-dessus, comme cela est représenté sur les figures 19,20, la pluralité de trous traversants llj, dans lesquels la pluralité de tubes 11e est insérée, sont prévus dans chaque ailette en plaque llf. Les plusieurs tubes 11e sont insérés dans les trous d'insertion llj dans chaque ailette en plaque llf, et sont solidairement raccordés à chaque ailette en plaque llf au niveau des trous d'insertion llj.
En conséquence, ce raccordement devient quelquefois difficile en raison des variations de diamètre du trou d'insertion llj, des variations du diamètre extérieur du tube lle et des variations de pas entre les trous d'insertion llj.
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Dans le neuvième mode de réalisation, comme cela est représenté sur les figures 24,25, l'ailette llf représentée sur les figures 19,20 est séparée en plusieurs ailettes en plaque circulaires llf pour correspondre au nombre de tubes lle. Un trou d'insertion unique llj, dans lequel le tube unique 11e est inséré, est prévu dans chacune des ailettes en plaque circulaires séparées llf. Le tube unique lle est inséré dans le trou d'insertion unique llj dans chacune des ailettes en plaque circulaires séparées llf, et il est solidairement raccordé à chacune des ailettes en plaque circulaires séparées llf au niveau du trou d'insertion unique llj, formant de ce fait un corps raccordé. Par la suite, la pluralité de corps raccordés est assemblée dans l'enveloppe lld d'une manière telle que les tubes 11e s'étendent dans le sens allant de haut en bas. A ce moment, les tubes 11e sont fixés aux couvercles supérieur et inférieur llh, lli de l'enveloppe lld représentée sur la figure 19, et les parties fixes sont scellées de manière étanche.
Dans le neuvième mode de réalisation, du fait que les tubes 11e peuvent être fixés indépendamment aux ailettes llf, le travail de raccordement entre les tubes 11e et les ailettes llf peut être réalisé facilement sans être affecté par les variations de dimensions mentionnées ci-dessus.
Ici, le raccordement entre les tubes 11e et les ailettes llf peut être réalisé par une dilatation de tuyau, brasage et analogues, comme cela est décrit dans la septième mode de réalisation.
(Dixième mode de réalisation)
Dans le neuvième mode de réalisation décrit ci-dessus, chaque tube 11e est inséré dans le trou d'insertion unique llj ménagé dans chacune de la pluralité d'ailettes séparées
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llf, pour être solidairement raccordé à la pluralité d'ailettes séparées llf, formant de ce fait la pluralité de corps d'ailettes empilées. Toutefois, dans le dixième mode de réalisation, comme cela est représenté sur la figure 26, les ailettes en plaque'llf sont directement intégrées à une surface périphérique externe du tube circulaire 11e par forgeage. Spécifiquement, les ailettes en plaque llf sont intégrées à la surface périphérique externe en forme de spirale avec un angle d'inclinaison très petit par rapport à un plan vertical selon un sens longitudinal du tube 11e.
Dans la structure de disposition des ailettes, les ailettes en plaque llf, en forme de plaque en spirale, dans le dixième mode de réalisation, sont différentes des ailettes en plaque llf qui sont disposées parallèlement les unes par rapport aux autres dans les septième à neuvième modes de réalisation. Toutefois, si un pas de spirale Pf' de l'ailette en plaque en spirale llf est établi dans la plage (par exemple, de 0,5 à 2 mm), la taille de l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 peut être réduite comme dans les septième à neuvième modes de réalisation. De plus, l'échangeur de chaleur à stockage du froid 11 conformément aux neuvième et dixième modes de réalisation peut également être appliqué à l'unité de stockage du froid 9 pour le cycle frigorifique à soupape de détente représenté sur la figure 21 et à l'unité de stockage du froid 9 pour le cycle frigorifique accumulateur représenté sur la figure 23.
(Autres modes de réalisation)
Dans le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus, comme cela est représenté sur la figure 8, la partie d'accumulateur est intégrée à l'unité de stockage du froid 9. Toutefois, la partie d'accumulateur peut être séparée de
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l'unité de stockage du froid 9. Par exemple, un corps de réservoir pour le stockage du froid peut être prévu entre l'accumulateur du type bien connu et l'orifice de sortie de l'évaporateur 8, et l'unité de stockage du froid 9 peut être constituée par le'corps de réservoir.
Dans le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus, la soupape de retenue 18 est fermée lorsque le fonctionnement de la pompe électrique 15 est arrêté pendant le mode normal de refroidissement et de stockage du froid, de sorte que le fluide frigorigène sous basse pression est empêché de circuler vers l'arrière depuis le tuyau d'entrée 143 de l'évaporateur 8 vers le deuxième tuyau de sortie 142. Ici, dans un cas où la circulation du fluide frigorigène sous basse pression est limitée de manière satisfaisante vers l'arrière en raison de la résistance à la circulation du fluide frigorigène opposée par la pompe électrique 15 lorsque le fonctionnement de la pompe électrique 15 est arrêté, la soupape de retenue 18 peut être éliminée.
Dans le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus, comme cela est représenté sur la figure 8, le premier tuyau de sortie en forme de U 141 est disposé dans le corps de réservoir 10, et une extrémité du premier tuyau de sortie 141 est sortie du corps de réservoir 10 à partir de sa surface supérieure. Toutefois, comme cela est indiqué par les traits mixtes à deux points de la figure 27, le premier tuyau de sortie 141 peut être sorti du corps de réservoir à partir de sa surface de fond.
Une surface de section de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a est rendue plus petite que celle de la partie supérieure du corps de réservoir 10 dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, et la surface de section de la partie de réservoir de fluide
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frigorigène liquide 10a est rendue identique à celle de la partie supérieure du corps de réservoir 10 du deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus. Toutefois, la surface de section du réservoir de fluide frigorigène liquide 10a peut être rendue plus grande que celle de la partie supérieure du corps de réservoir 10, assurant de ce fait une capacité requise de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a.
Dans les modes de réalisation ci-dessus, comme cela est représenté sur les figures 2,8, la pompe électrique 15 est disposée dans la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a. Toutefois, la pompe électrique 15 peut être disposée dans le tuyau de sortie 14 (142) à l'extérieur du corps de réservoir 10. Dans ce cas, le tuyau de sortie 14 (142) est sorti de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a à partir de sa partie inférieure, et la pompe électrique 15 est disposée audessous de la partie de réservoir de fluide frigorigène liquide 10a. Dans ce cas, le fonctionnement de la pompe électrique 15 peut être lancé alors que son côté aspiration est rempli de fluide frigorigène liquide, empêchant de ce fait le fonctionnement à vide de la pompe électrique 15.
Dans les modes de réalisation ci-dessus, la présente invention est appliquée de manière caractéristique au climatiseur installé dans le véhicule dans lequel le moteur 4 du véhicule est automatiquement arrêté au moment de l'arrêt du véhicule. Toutefois, la présente invention peut être appliquée à un climatiseur installé dans un véhicule hybride comprenant à la fois le moteur 4 du véhicule et un moteur électrique destinés à entraîner le véhicule. Dans le véhicule hybride, le fonctionnement du moteur 4 du véhicule est quelquefois arrêté pendant le déplacement du véhicule selon les conditions de son déplacement. En conséquence,
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l'opération de libération du froid peut être réalisée au moment de l'arrêt du moteur 4 du véhicule pendant le déplacement du véhicule.
De tels changements et modifications doivent être compris comme étant 'à l'intérieur de la portée de la présente invention telle que définie par les revendications annexées.

Claims (48)

REVENDICATIONS
1. Climatiseur pour un véhicule comportant un moteur (4) destiné à entraîner le véhicule, le moteur étant arrêté lorsque le véhicule s'arrête, le climatiseur comprenant : un compresseur (1) destiné à comprimer et à débiter le fluide frigorigène, le compresseur étant entraîné par le moteur ; un échangeur de chaleur côté haute pression (6) disposé pour rayonner la chaleur du fluide frigorigène débité par le compresseur ; une unité de détente (7,70) qui détend le fluide frigorigène provenant de l'échangeur de chaleur côté haute pression ; un évaporateur (8) dans lequel le fluide frigorigène provenant de l' unité de détente est évaporé de telle sorte que l'air devant être soufflé dans un compartiment passagers du véhicule est refroidi ; et un échangeur de chaleur à stockage du froid (11) contenant un matériau de stockage du froid (lla') destiné à réaliser une opération de stockage du froid dans laquelle le matériau de stockage du froid est refroidi par le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente, et une opération de libération du froid dans laquelle le fluide frigorigène circule entre l'évaporateur et l'échangeur de chaleur à stockage du froid de sorte que le fluide frigorigène gazeux évaporé dans l'évaporateur est refroidi par la libération du froid du matériau de stockage du froid dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur sont raccordés en série dans le sens de circulation du fluide frigorigène d'une manière telle que
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l'opération de stockage du froid du matériau de stockage du froid est réalisée lorsque le compresseur fonctionne, et l'opération de libération du froid du matériau de stockage du froid est réalisée lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté'avec l'arrêt du moteur.
2. Climatiseur selon la revendication 1, dans lequel : l'unité de détente est une soupape de détente (7) qui ajuste une quantité de circulation du fluide frigorigène conformément à un degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau de l'orifice de sortie de l'évaporateur ; et l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé en amont par rapport à l'évaporateur dans le sens de circulation du fluide frigorigène.
3. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, comprenant de plus : une partie de réservoir (10a), dans laquelle le fluide frigorigène liquide au niveau d'un côté basse pression après avoir été détendu dans l'unité de détente est stocké lorsque le compresseur fonctionne, et le fluide frigorigène liquide refroidi par l'opération de libération du froid du matériau de stockage du froid est stocké lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête ; et une pompe électrique (15) disposée dans la partie de réservoir, la pompe électrique étant actionnée lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête, de sorte que le fluide frigorigène liquide contenu dans la partie de réservoir est mis à circuler vers l'évaporateur.
4. Climatiseur selon la revendication 1, comprenant de plus
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un réservoir (10) disposé en aval de l'évaporateur dans le sens de circulation du fluide frigorigène d'une manière telle que le fluide frigorigène provenant de l'évaporateur est séparé en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide dans le réservoir, dans lequel : le réservoir est raccordé au compresseur d'une manière telle que le fluide frigorigène gazeux dans le réservoir est introduit vers une partie d'aspiration du compresseur ; et l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé en aval de l'évaporateur dans le sens de circulation du fluide frigorigène d'une manière telle que le fluide frigorigène, après avoir traversé l'échangeur de chaleur à stockage du froid, traverse un espace interne du réservoir pour être aspiré dans la partie d'aspiration du compresseur lorsque le compresseur fonctionne.
5. Climatiseur selon la revendication 4, dans lequel l'unité de détente est l'un parmi un étrangleur fixe présentant un degré d'ouverture fixe, et un étrangleur variable dans lequel un degré d'ouverture change selon un état de fluide frigorigène au niveau d'un côté haute pression avant d'être détendu.
6. Climatiseur selon la revendication 4, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé dans le réservoir ; et le réservoir comporte une partie de réservoir (lOa) dans laquelle le fluide frigorigène liquide au niveau d'un côté basse pression, après avoir été détendu dans l'unité de détente, est stocké lorsque le compresseur fonctionne, et le fluide frigorigène liquide refroidi par l'opération
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de libération du froid du matériau de stockage du froid est stocké lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête.
7. Climatiseur selon la revendication 6, comprenant de plus une pompe électrique (15) disposée dans la partie de réservoir, la pompe électrique étant actionnée lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête, de sorte que le fluide frigorigène liquide dans la partie de réservoir est mis à circuler vers l'évaporateur.
8. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel : le matériau de stockage du froid est refroidi et solidifié par le fluide frigorigène liquide après que celui-ci ait été détendu dans l'unité de détente, lorsque le compresseur fonctionne ; et le matériau de stockage du froid présente un point de solidification qui est établi pour être inférieur à une température cible limite supérieure d'air soufflé dans le compartiment passagers.
9. Climatiseur selon la revendication 1, comprenant de plus : un réservoir (10) destiné à stocker le fluide frigorigène liquide condensé dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid, dans lequel : lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête avec un arrêt du véhicule, le fluide frigorigène liquide dans le réservoir est introduit dans l'évaporateur, et le fluide frigorigène gazeux évaporé dans l'évaporateur est introduit dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid pour être
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refroidi et condensé par l'opération de libération du froid du matériau de stockage du froid.
10. Climatiseur selon la revendication 9, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé dans le réservoir au niveau d'un côté supérieur pour définir une partie de réservoir dans le réservoir sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid ; et le fluide frigorigène liquide est stocké dans la partie de réservoir du réservoir.
11. Climatiseur selon la revendication 1, comprenant de plus une pompe (15) qui fait circuler le fluide frigorigène entre l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête, dans lequel : la pompe est disposée d'une manière telle qu'un sens de circulation du fluide frigorigène dans l'évaporateur lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête est le même que celui lorsque le compresseur fonctionne.
12. Climatiseur selon la revendication 11, dans lequel : lorsque le compresseur fonctionne, le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente circule à travers l'échangeur de chaleur à stockage du froid tout en contournant la pompe.
13. Climatiseur selon la revendication 1, comprenant de plus
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une pompe (15) destinée à faire circuler le fluide frigorigène entre l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté ; et un réservoir (10) destiné à recevoir dans celui-ci l'échangeur de chaleur à stockage du froid et la pompe, dans lequel : le réservoir comvolet une partie de réservoir (10a) au niveau d'un côté inférieur, destinée à stocker le fluide frigorigène liquide.
14. Climatiseur selon la revendication 13, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé dans le réservoir au niveau d'un côté supérieur ; et la pompe est disposée dans le réservoir au-dessous de l'échangeur de chaleur à stockage du froid.
15. Climatiseur selon la revendication 14, dans lequel la pompe est disposée pour être exposée dans le fluide frigorigène liquide dans la partie de réservoir.
16. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel : la pompe comporte un côté refoulement qui est raccordé à un orifice d'entrée de l'évaporateur par l'intermédiaire d'un tuyau de sortie (14) ; et le tuyau de sortie est disposé dans le réservoir, et comporte un orifice de raccordement (14a) ouvert dans le réservoir, le climatiseur comprenant de plus une soupape de retenue (13) qui est disposée dans l'orifice de raccordement (14a) du tuyau de sortie, pour permettre une circulation unidirectionnelle du fluide
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frigorigène à partir d'un espace interne du réservoir au tuyau de sortie.
17. Climatiseur selon la revendication 16, dans lequel : la soupape de retenue aspire le fluide frigorigène à partir d'un orifice d'aspiration de fluide frigorigène ; et l'orifice d'aspiration de fluide frigorigène (13b, 13g) de la soupape de retenue est prévu au-dessus d'une extrémité de fond de l'échangeur de chaleur à stockage du froid.
18. Climatiseur selon la revendication 17, dans lequel la soupape de retenue est disposée au-dessus d'une extrémité de fond de l'échangeur de chaleur à stockage du froid.
19. Climatiseur selon la revendication 17, dans lequel : la soupape de retenue est disposée au-dessous de l'échangeur de chaleur à stockage du froid ; et un orifice d'aspiration de fluide frigorigène (13g) est raccordé à un orifice d'entrée de la soupape de retenue par l'intermédiaire d'un élément de tuyau (13f), pour être positionné au-dessus de l'extrémité de fond de l'échangeur de chaleur à stockage du froid.
20. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, comprenant de plus : un élément de tuyau de fluide frigorigène (13,14) comportant un orifice d'aspiration de fluide frigorigène (13b, 13g) à partir duquel le fluide frigorigène à
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l'intérieur du réservoir est aspiré pour être introduit dans un orifice d'entrée de l'évaporateur, dans lequel : l'orifice d'aspiration de fluide frigorigène est disposé au-dessus d'une extrémité de fond de l'échangeur de chaleur à stockage du froid.
21. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé dans le réservoir, d'une manière telle que le fluide frigorigène circulant vers un espace supérieur au-dessus de l'échangeur de chaleur à stockage du froid circule à travers l'échangeur de chaleur à stockage du froid du haut vers le bas, et fait demi-tour dans un espace inférieur audessous de l'échangeur de chaleur à stockage du froid pour être aspiré vers l'orifice d'aspiration de fluide frigorigène.
22. Climatiseur selon la revendication 21, comprenant de plus un élément de séparation (110) disposé pour séparer un espace situé autour de l'orifice d'aspiration de fluide frigorigène de l'autre espace dans le réservoir, dans lequel : l'élément de séparation comporte une ouverture (113) ouverte au niveau d'un côté inférieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid ; et lorsque le compresseur fonctionne, le fluide frigorigène sous l'échangeur de chaleur à stockage du froid est introduit dans l'orifice d'aspiration de fluide frigorigène à partir de l'ouverture de l'élément de séparation.
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23. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 17 à 22, dans lequel : la pompe possède une capacité de débit qui est établie d'une manière telle qu'une quantité de circulation du fluide frigorigène mis à circuler par la pompe est plus importante qu'une quantité de condensation du fluide frigorigène condensé dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté.
24. Climatiseur selon la revendication 13, comprenant de plus une soupape de retenue (18) qui est disposée pour permettre une circulation unidirectionnelle du fluide frigorigène à partir d'un orifice de sortie de l'évaporateur à un espace interne du réservoir.
25. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid comprend une pluralité de tubes 11e à travers lesquels le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente circule, une pluralité d'ailettes (llf) disposées pour être thermiquement raccordées aux tubes, et une enveloppe lld qui est disposée pour recevoir les tubes et les ailettes ; les ailettes sont disposées pour comvoletr une pluralité de surfaces de transmission de chaleur contactant les tubes ; et le matériau de stockage du froid remplit l'enveloppe à l'extérieur des tubes entre les surfaces de transmission de chaleur.
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26. Climatiseur selon la revendication 25, dans lequel les tubes sont disposés dans l'enveloppe pour s'étendre verticalement.
27. Climatiseur ' selon l'une quelconque des revendications 25 et 26, dans lequel les ailettes sont des plaques plates disposées sensiblement parallèles, selon un pas prédéterminé.
28. Climatiseur pour un véhicule comportant un moteur (4) destiné à entraîner le véhicule, le moteur étant arrêté lorsque le véhicule s'arrête, le climatiseur comprenant : un compresseur (1) destiné à comprimer et à débiter le fluide frigorigène, le compresseur étant entraîné par le moteur ; un échangeur de chaleur côté haute pression (6) disposé pour rayonner la chaleur du fluide frigorigène débité par le compresseur ; une unité de détente (7,70) qui détend le fluide frigorigène provenant de l'échangeur de chaleur côté haute pression ; un évaporateur (8) dans lequel le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente est évaporé de sorte que l'air devant être soufflé dans un compartiment passagers du véhicule est refroidi ; un échangeur de chaleur à stockage du froid (11) contenant un matériau de stockage du froid (lla') destiné à réaliser une opération de stockage du froid dans laquelle le matériau de stockage du froid est refroidi par le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente, et une opération de libération du froid dans laquelle le fluide frigorigène circule entre l'évaporateur et l'échangeur de chaleur à stockage du froid de sorte que le fluide
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frigorigène gazeux évaporé dans l'évaporateur est refroidi par la libération du froid du matériau de stockage du froid dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid ; et une pompe (15) qui fait circuler le fluide frigorigène entre l'échangeur de' chaleur à stockage du froid et l'évaporateur lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête, dans lequel : la pompe est disposée d'une manière telle qu'un sens de circulation du fluide frigorigène dans l'évaporateur lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête est le même que lorsque le compresseur fonctionne.
29. Climatiseur selon la revendication 28, dans lequel l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur sont disposés en parallèle, dans le sens de circulation du fluide frigorigène lorsque le compresseur fonctionne.
30. Climatiseur selon la revendication 28, dans lequel l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur sont disposés en série, dans le sens de circulation du fluide frigorigène lorsque le compresseur fonctionne.
31. Climatiseur selon la revendication 30, dans lequel : l'unité de détente est une soupape de détente (7) qui ajuste une quantité de circulation du fluide frigorigène selon un degré de surchauffe du fluide frigorigène au niveau d'un orifice de sortie de fluide frigorigène de l'évaporateur ; et l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé en amont de l'évaporateur dans le sens de circulation du fluide frigorigène.
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32. Climatiseur selon la revendication 28, comprenant de plus : un réservoir d'accumulateur (10) qui est disposé au niveau d'un côté sortie de fluide frigorigène de l'évaporateur, d'une' manière telle que le fluide frigorigène provenant de l'évaporateur est séparé dans le réservoir d'accumulateur en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide, et le fluide frigorigène gazeux est introduit dans le compresseur, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé entre un orifice de sortie de fluide frigorigène de l'évaporateur et le réservoir d'accumulateur ; et le réservoir d'accumulateur est disposé d'une manière telle que le fluide frigorigène provenant de l'échangeur de chaleur à stockage du froid est introduit dans le compresseur après avoir traversé une partie interne du réservoir d'accumulateur lorsque le compresseur fonctionne, et le fluide frigorigène liquide dans le réservoir d'accumulateur est introduit dans l'évaporateur par la pompe lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté.
33. Climatiseur selon la revendication 32, dans lequel l'unité de détente est un parmi un étrangleur fixe présentant un degré d'ouverture fixe, et un étrangleur variable dans lequel un degré d'ouverture change selon un état du fluide frigorigène au niveau d'un côté haute pression avant d'être détendu.
34. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 28 à 33, dans lequel : lorsque le compresseur fonctionne, le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente circule à
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travers l'échangeur de chaleur à stockage du froid tout en contournant la pompe.
35. Climatiseur pour un véhicule comportant un moteur (4) destiné à entraîner le véhicule, le moteur étant arrêté lorsque le véhicule s'arrête, le climatiseur comprenant : un compresseur (1) destiné à comprimer et à débiter le fluide frigorigène, le compresseur étant entraîné par le moteur ; un échangeur de chaleur côté haute pression (6) disposé pour rayonner la chaleur du fluide frigorigène débité par le compresseur ; une unité de détente (7,70) qui détend le fluide frigorigène provenant de l'échangeur de chaleur côté haute pression ; un évaporateur (8) dans lequel le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente est évaporé de sorte que l'air devant être soufflé dans un compartiment passagers du véhicule est refroidi ; un réservoir (10) disposé au niveau d'un côté sortie de fluide frigorigène de l'évaporateur, le réservoir comportant une partie de réservoir (10a) au niveau d'un côté inférieur, dans lequel le fluide frigorigène liquide est stocké ; un échangeur de chaleur à stockage du froid (11) comportant un matériau de stockage du froid (lla') qui réalise un stockage du froid lorsque le compresseur fonctionne ; et une pompe (15), disposée dans le réservoir, destinée à faire circuler le fluide frigorigène liquide se trouvant dans la partie de réservoir vers l'évaporateur et le fluide frigorigène gazeux provenant de l'évaporateur est introduit
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dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid lorsque le fonctionnement du compresseur s'arrête, dans lequel : le réservoir est disposé pour séparer le fluide frigorigène provenant de l'évaporateur en fluide frigorigène gazeux et en fluide frigorigène liquide et pour introduire le fluide frigorigène gazeux dans le compresseur ; et au moins à la fois l'échangeur de chaleur à stockage du froid (11) et la pompe (15) sont solidairement disposés dans le réservoir.
36. Climatiseur selon la revendication 35, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid est disposé dans le réservoir au niveau d'un côté supérieur ; et la pompe est disposée dans le réservoir au-dessous de l'échangeur de chaleur à stockage du froid.
37. Climatiseur selon la revendication 36, dans lequel la pompe est disposée pour être exposée dans le fluide frigorigène liquide dans la partie de réservoir.
38. Climatiseur selon l'une quelconque des revendications 35 à 37, dans lequel : l'évaporateur est raccordé au réservoir d'une manière telle que le fluide frigorigène provenant de l'évaporateur est introduit dans le réservoir par l'intermédiaire d'un tuyau d'introduction de fluide frigorigène (120) ; et le tuyau d'introduction de fluide frigorigène est disposé au niveau d'un côté supérieur de l'échangeur de chaleur à stockage du froid.
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39. Climatiseur selon la revendication 35, comprenant de plus : un tuyau de sortie (142) par l'intermédiaire duquel un côté évacuation de la pompe est raccordé à un orifice d'entrée de l'évaporatéur ; et une soupape de retenue (18) qui est disposée dans le tuyau de sortie pour permettre une circulation unidirectionnelle du fluide frigorigène de la pompe à l'orifice d'entrée de l'évaporateur.
40. Système de cycle frigorifique comprenant : un compresseur (1) destiné à comprimer et à débiter le fluide frigorigène, le compresseur étant entraîné par une source d'entraînement (4) ; un échangeur de chaleur côté haute pression (6) disposé pour rayonner la chaleur du fluide frigorigène débité par le compresseur ; une unité de détente (7,70) qui détend le fluide frigorigène provenant de l'échangeur de chaleur côté haute pression ; un évaporateur (8) dans lequel le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente est évaporé ; et un échangeur de chaleur à stockage du froid (11) contenant un matériau de stockage du froid (11a') destiné à réaliser une opération de stockage du froid dans laquelle le matériau de stockage du froid est refroidi par le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente, et une opération de libération du froid dans laquelle le fluide frigorigène circule entre l'évaporateur et l'échangeur de chaleur à stockage du froid de sorte que le fluide frigorigène gazeux évaporé dans l'évaporateur est refroidi par la libération du froid du matériau de stockage du froid
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dans l'échangeur de chaleur à stockage du froid, dans lequel : l'échangeur de chaleur à stockage du froid et l'évaporateur sont raccordés en série dans le sens de circulation du fluide frigorigène d'une manière telle que l'opération de stockage du froid du matériau de stockage du froid est réalisée lorsque le compresseur fonctionne, et l'opération de libération du froid du matériau de stockage du froid est réalisée lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté avec l'arrêt du moteur.
41. Echangeur de chaleur à stockage du froid (11) pour un système de cycle frigorifique comprenant un compresseur (1) destiné à comprimer le fluide frigorigène et un évaporateur (8) destiné à évaporer le fluide frigorigène détendu dans une unité de détente (7,70), l'échangeur de chaleur à stockage du froid comprenant : une pluralité de tubes (11e) à travers lesquels circule le fluide frigorigène provenant de l'unité de détente ; une pluralité d'ailettes (llf) disposée pour être thermiquement raccordées aux tubes, les ailettes étant disposées pour comporter une pluralité de surfaces de transmission de chaleur contactant les tubes ; une enveloppe (lld) qui est disposée pour recevoir les tubes et les ailettes ; et un matériau de stockage du froid (lia') dont est remplie l'enveloppe à l'extérieur des tubes entre les surfaces de transmission de chaleur, pour réaliser une opération de stockage du froid pendant laquelle le matériau de stockage du froid est refroidi par le fluide frigorigène circulant à travers les tubes lorsque le compresseur fonctionne, et une opération de libération du froid pendant
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laquelle le fluide frigorigène provenant de l'évaporateur est refroidi par la libération du froid à partir du matériau de stockage du froid, dans lequel le matériau de stockage du froid dont sont remplis les espaces entre les surfaces de transmission de chaleur présente une dimension inférieure à une valeur prédéterminée.
42. Echangeur de chaleur à stockage du froid selon la revendication 41, dans lequel les tubes sont disposés dans l'enveloppe pour s'étendre verticalement.
43. Echangeur de chaleur à stockage du froid selon la revendication 41, dans lequel les ailettes sont des plaques plates disposées pratiquement en parallèle selon un pas prédéterminé.
44. Echangeur de chaleur à stockage du froid selon la revendication 43, dans lequel les plaques plates sont empilées selon le pas prédéterminé.
45. Echangeur de chaleur à stockage du froid selon la revendication 43, dans lequel : chacun des tubes est un tuyau circulaire ; et les ailettes s'étendent à partir d'une surface périphérique externe de chaque tube pour présenter une forme en spirale.
46. Echangeur de chaleur à stockage du froid selon l'une quelconque des revendications 41 à 45, dans lequel le pas prédéterminé se situe dans la plage allant de 0,5 à 2,0 mm.
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47. Echangeur de chaleur à stockage du froid selon l'une quelconque des revendications 41 à 45, dans lequel les ailettes comvoletnt un trou traversant qui permet un mouvement du matériau de stockage du froid avec un changement de volume du matériau de stockage du froid.
48. Echangeur de chaleur à stockage du froid selon l'une quelconque des revendications 41 à 47, dans lequel les ailettes sont disposées dans l'enveloppe pour présenter un espace prédéterminé (llp) entre les ailettes et l'enveloppe.
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