FR2855254A1 - Dispositif de climatisation, en particulier pour vehicule automobile, comprenant une boucle avec separation liquide/gaz - Google Patents

Abstract

Le dispositif de climatisation de l'invention comprend une boucle parcourue par un fluide réfrigérant traversant successivement un compresseur (10), un condenseur (12), un moyen de détente (14) et un évaporateur (16). Il comprend en outre un séparateur liquide/gaz (18) agencé pour recevoir le fluide réfrigérant issu du moyen de détente (14) et le séparer en une phase liquide et une phase gazeuse. La phase liquide est envoyée en entrée de l'évaporateur (16), via une conduite d'évaporateur (22), tandis que la phase gazeuse est envoyée en sortie de l'évaporateur (16), via une conduite de dérivation (24), pour rejoindre une conduite de sortie (26) issue de l'évaporateur (16), qui achemine la phase gazeuse vers le compresseur. Application notamment aux véhicules automobiles.

Description

Dispositif de climatisation, en particulier pour véhicule automobile,

comprenant une boucle avec séparation liquide/gaz

L'invention se rapporte aux dispositifs de climatisation, notamment pour véhicules automobiles.

Elle concerne plus particulièrement un dispositif de climati10 sation du type comprenant une boucle parcourue par un fluide réfrigérant traversant successivement un compresseur, un condenseur, un moyen de détente et un évaporateur.

Dans une telle boucle, le fluide réfrigérant en phase gazeuse 15 est comprimé par le compresseur puis envoyé vers le condenseur o il se transforme au moins en partie en phase liquide, est ensuite détendu par le moyen de détente pour être envoyé à l'évaporateur o le fluide réfrigérant se transforme en phase gazeuse. De là, le fluide réfrigérant rejoint le 20 compresseur et ainsi de suite.

Les boucles de climatisation utilisées dans les véhicules automobiles utilisent généralement deux types principaux de moyens de détente pour le fluide réfrigérant. 25 Dans un premier type, le moyen de détente est un détendeur thermostatique associé à l'utilisation d'une bouteille accumulatrice positionnée entre la sortie du condenseur et l'entrée de l'évaporateur.

Dans un deuxième type, le moyen de détente est réalisé sous la forme d'un orifice calibré qui est associé à l'utilisation d'un accumulateur destiné à éviter l'absorption de fluide réfrigérant liquide par le compresseur. 35 D'un point de vue économique, ces deux types de boucles sont considérés comme équivalents, le moindre coût de l'orifice calibré étant généralement compensé par le surcoût de l'accumulateur par rapport au coût de la bouteille. 40 L'invention vise à procurer un dispositif de climatisation du type défini précédemment qui permet notamment d'utiliser des composants à faible coût et qui offre une fiabilité de fonctionnement accrue, et de meilleures performances.

A cet effet, le dispositif de climatisation de l'invention comprend un séparateur liquide/gaz agencé pour recevoir le fluide réfrigérant issu du moyen de détente et le séparer en une phase liquide et une phase gazeuse, la phase liquide 10 étant envoyée en entrée de l'évaporateur, via une conduite d'évaporateur, et la phase gazeuse étant envoyée en sortie de l'évaporateur, via une conduite de dérivation, pour rejoindre une conduite de sortie issue de l'évaporateur, qui achemine la phase gazeuse vers le compresseur. 15 Ainsi, l'accumulateur classique est remplacé par un séparateur liquide/gaz, du type bouteille, positionné en amont de l'évaporateur. Ce séparateur sépare les phases liquide et gazeuse du fluide réfrigérant, la phase liquide étant envoyée 20 dans l'évaporateur, et la phase gazeuse étant mélangée en aval de l'évaporateur avec le débit principal de fluide réfrigérant en phase gazeuse, afin d'annuler ou de réduire son titre liquide.

Il en résulte notamment pour avantage de pouvoir utiliser un moyen de détente du type orifice calibré, en combinaison avec une bouteille, ce qui n'était pas possible avec les dispositifs de l'art antérieur.

En outre, il en résulte une réduction des coûts, puisque l'on peut utiliser des composants à faible coût (orifice calibré et bouteille) sans nécessiter de composants additionnels.

De plus, dans certaines formes de réalisation, ce séparateur 35 ou bouteille peut être intégré à l'évaporateur.

La fiabilité du dispositif de climatisation est accrue du fait que le compresseur est protégé contre les coups de liquide, grâce à l'injection de fluide réfrigérant en phase gazeuse en sortie de l'évaporateur.

Les performances du dispositif sont également accrues. 5 L'invention permet un bon équilibrage des températures grâce à un meilleur remplissage de l'évaporateur. Il n'y a pas de pertes de charge supplémentaires à l'aspiration du compresseur. Les pertes de charge dans l'évaporateur sont réduites, généralement divisées par deux par rapport aux dispositifs de 10 l'art antérieur. Il en résulte également une amélioration de la puissance froide par réduction de la température moyenne d'évaporation, résultant de la réduction des pertes de charge dans l'évaporateur. Par ailleurs, les bruits d'écoulement dans l'évaporateur sont réduits. 15 L'invention permet aussi d'intégrer le séparateur liquide/gaz (ou bouteille) à d'autres composants du dispositif, comme on le verra plus loin.

Enfin, on observe une optimisation et une simplification de l'évaporateur du fait de la réduction du débit de réfrigérant et de la surchauffe.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, un 25 composant générateur de pertes de charge est monté sur la conduite de dérivation.

Dans une version simplifiée, ce composant est agencé pour procurer une caractéristique de pertes de charge qui est 30 constante. En ce cas, il s'agit avantageusement d'une restriction formée dans une section de passage.

Dans une version plus évoluée, le composant générateur de pertes de charge est agencé pour procurer une caractéristique 35 de pertes de charge qui est variable et répond à une loi définie.

Avantageusement, il s'agit alors d'un clapet à ouverture variable constitué d'un pointeau se déplaçant sous l'effet d'une pression.

Le pointeau est de préférence placé dans une chambre munie d'un passage d'entrée et d'un passage de sortie, le pointeau étant sollicité en direction du passage d'entrée sous l'action d'un ressort de rappel, le pointeau présentant une paroi conique sollicitée en direction d'une paroi en forme de 10 trompette, qui relie le passage d'entrée à la chambre.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la conduite de dérivation définit un coefficient de pertes de charge de gaz (KpG), tandis que la conduite d'évaporateur définit un 15 coefficient de pertes de charges de gaz (kpEv), le rapport (KpG/kpEv) entre ces deux coefficients étant choisi pour fixer le titre du fluide réfrigérant en sortie du condenseur.

Le dispositif de l'invention peut comprendre un échangeur de 20 chaleur interne interposé entre la conduite de dérivation et une conduite reliant le condenseur au moyen de détente. Il est avantageux en ce cas que l'échangeur de chaleur interne soit intégré au séparateur liquide/gaz et au moyen de détente pour constituer un sous-ensemble unique. 25 Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le séparateur liquide/gaz est intégré à l'évaporateur pour constituer un module.

Lorsque l'évaporateur comprend des plaques empilées délimitant des chambres de circulation pour le fluide réfrigérant, une partie des chambres est utilisée pour former le séparateur liquide/gaz.

L'évaporateur peut aussi comprendre des tubes plats et des intercalaires, le séparateur liquide/gaz étant alors intégré à l'entrée de l'évaporateur.

Dans ce dernier cas, il est avantageux que l'évaporateur comprenne une boîte collectrice séparée par une cloison pour délimiter un compartiment d'entrée formant séparateur liquide/gaz et alimentant une partie des tubes plats en 5 fluide réfrigérant en phase liquide et un compartiment de sortie communiquant avec une autre partie des tubes plats pour être alimenté en fluide réfrigérant en phase gazeuse, un passage étant formé dans la cloison pour définir la conduite de dérivation.

Dans l'invention, le moyen de détente est de préférence un orifice calibré. Toutefois, il est possible aussi, dans certains cas, d'utiliser un détendeur thermostatique.

Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif de climatisation selon l'invention; 20 - la figure 2 illustre le cycle thermodynamique associé au dispositif de la figure 1; - la figure 3 est un schéma de principe d'un dispositif 25 analogue à celui de la figure 1, comportant un générateur de pertes de charge; - la figure 4 est un schéma illustrant le rapport optimal des coefficients de pertes de charge (KpG/kpEv) par rapport à la 30 différence de pression (HP-BP) ; la figure 5 est un schéma illustrant les variations du rapport des coefficients de pertes de charge (Kpg/kpEv) en fonction du débit de phase gazeuse dans la conduite de 35 dérivation; - les figures 6 et 7 montrent une vue en coupe axiale d'un composant générateur de pertes de charge, réalisé sous la forme d'un clapet à ouverture variable, pour deux modes de fonctionnement différents; - la figure 8 est une courbe montrant les variations de la 5 section de passage en fonction de la section d'ouverture du clapet; - la figure 9 est un schéma d'un dispositif de climatisation selon l'invention comprenant un échangeur de chaleur inter10 ne; - la figure 10 illustre un composant dans lequel l'échangeur de chaleur interne est intégré au séparateur liquide/gaz et au moyen de détente pour former un sous-ensemble unique; 15 - la figure 11 est une vue schématique en perspective d'un évaporateur à plaques intégrant un séparateur liquide/gaz selon l'invention; et - la figure 12 est une vue schématique en coupe d'un évaporateur comprenant une boîte collectrice intégrant un séparateur liquide/gaz.

La figure 1 représente le schéma de principe d'un dispositif 25 de climatisation selon l'invention, pouvant être utilisé notamment dans un véhicule automobile.

Le dispositif comprend une boucle parcourue en circuit fermé par un fluide réfrigérant qui traverse successivement un 30 compresseur 10, un condenseur 12, un moyen de détente 14 et un évaporateur 16. Dans un dispositif classique, le fluide réfrigérant en phase gazeuse est comprimé par le compresseur et envoyé au condenseur o il se condense au moins partiellement pour former une phase liquide et une phase gazeuse. Le 35 fluide réfrigérant est ensuite détendu dans le moyen de détente 14 pour être envoyé à l'évaporateur 16 o il est converti en phase gazeuse avant de regagner le compresseur pour effectuer un nouveau cycle.

Conformément à l'invention, le dispositif comprend un séparateur liquide/gaz 18 dans lequel débouche une conduite 20 issue du moyen de détente 14. Ce séparateur 18, encore appelé "bouteille", a pour fonction de séparer les phases 5 liquide et gazeuse. La phase liquide est recueillie au fond du séparateur et envoyée à l'entrée de l'évaporateur 16, via une conduite d'évaporateur 22.

De son côté, la phase gazeuse est recueillie en partie supé 10 rieure du séparateur et est envoyée en sortie de l'évaporateur via une conduite de dérivation 24. Celle-ci rejoint la conduite de sortie 26 issue de l'évaporateur pour acheminer la phase gazeuse vers le compresseur 10.

Ainsi, la phase liquide issue du séparateur 18 est envoyée à l'évaporateur 16, tandis que la phase gazeuse issue du séparateur 18 est mélangée, en aval de l'évaporateur 16, au débit principal de fluide réfrigérant issu de l'évaporateur, ce qui permet d'annuler ou de réduire le titre liquide du 20 fluide réfrigérant.

Le compresseur 10 est protégé contre les coups de liquide grâce à l'injection de gaz (phase gazeuse issue du séparateur) en sortie de l'évaporateur 16. 25 On obtient un bon équilibrage des températures grâce à un meilleur remplissage de l'évaporateur. Il n'y a pas de pertes de charge supplémentaires produites à l'aspiration du compresseur. Il en résulte aussi une réduction des pertes de 30 charge dans l'évaporateur. Par ailleurs, on obtient une amélioration de la puissance froide par réduction de la température moyenne d'évaporation qui résulte de la réduction des pertes de charge dans l'évaporateur. Un autre avantage est que les bruits d'écoulement dans l'évaporateur sont 35 réduits.

La figure 2 illustre le cycle thermodynamique associé au dispositif de la figure 1.

Le dispositif de climatisation de la figure 3 diffère de celui de la figure 1 par le fait qu'un composant générateur de pertes de charge, désigné par la référence 28, est monté sur la conduite de dérivation 24. La caractéristique de 5 pertes de charge du composant 28 peut être constante. C'est le cas, par exemple, lorsqu'on utilise une restriction d'une section de passage.

Le composant générateur de pertes de charge permet de 10 contrôler les pertes de charge de la conduite de dérivation 24, ce qui permet de régler le titre vapeur du réfrigérant en aval du détendeur, ainsi que le sous-refroidissement du condenseur afin d'optimiser le cycle thermodynamique de la boucle. Cependant, pour optimiser le cycle de fonctionnement, 15 il est avantageux que le composant précité soit agencé pour procurer une caractéristique de pertes de charge qui est variable et répond à une loi définie.

De manière générale, on peut définir deux coefficients de 20 pertes de charge, un coefficient de pertes de charge de gaz dans la conduite de dérivation (appelé "kpG") et un coefficient de pertes de charge dans la conduite d'évaporateur (appelé "kpEv"). Conformément à l'invention, il est nécessaire que le rapport KpG/kpEv suive une caractéristique 25 parfaitement définie en fonction des niveaux de pressions d'évaporation et de condensation.

La figure 4 illustre les variations du rapport kpG/kpEv en fonction des niveaux de pressions d'évaporation et de 30 condensation, c'est à dire la différence de pression AP= HPBP de chaque côté.

Le rapport optimal doit se situer dans l'aire hachurée de la figure 4 qui s'étend entre une différence de pression 35 comprise entre 3 et 30 bars. Pour 3 bars, le rapport est compris entre 7,5 et 20 et, à mesure que l'on se rapproche de la valeur de 30 bars, la plage de ce rapport se rétrécit pour atteindre 1,5 à la différence de pression de 30 bars.

Le rapport précité des coefficients de pertes de charge fixe le titre du réfrigérant en amont du séparateur 18. Il détermine, par conséquent, le titre ou le sous-refroidissement du réfrigérant à la sortie du condenseur 12.

Une évolution du rapport des coefficients de pertes de charge, telle que représentée sur la figure 4, permet d'assurer un sous-refroidissement optimal compris entre 0 C et 10 C, quelles que soient les conditions de fonctionnement 10 du dispositif de climatisation.

En appliquant la loi de rapport des coefficients de pertes de charge, telle que définie, et en considérant un ensemble représentatif de conditions de fonctionnement (température de 15 l'air, humidité, débit de l'air, vitesse du compresseur, etc), il est possible de définir l'évolution du rapport kpG/kpEv en fonction du débit de fluide réfrigérant gazeux qui passe par la dérivation. Cette évolution est représentée sur la figure 5 o l'on voit que le rapport kpG/kpEv diminue 20 progressivement en fonction du débit de gaz dans la dérivation.

La figure 5 montre qu'il existe une relation précise entre le débit de gaz dans la dérivation et le rapport des coeffi25 cients de pertes de charge, à savoir kpG/kpEv (ou le coefficient de pertes de charge kpG).

Le composant générateur de pertes de charge, désigné dans son ensemble par la référence 30 aux figures 6 et 7, comprend un 30 pointeau 32 placé dans une chambre 34, de forme générale cylindrique, qui est muni d'un passage d'entrée 36 et d'un passage de sortie 38, les deux passages 36 et 38 étant situés dans l'alignement axial de la chambre 34. Le pointeau 32 présente une paroi conique 40 située du côté de l'entrée de 35 la chambre 34 et sollicitée en direction d'une paroi 42, en forme de trompette, qui relie le passage d'entrée 36 à la chambre 34 et qui forme un siège pour le pointeau.

Le pointeau 32 est sollicité par un ressort 44 prenant appui contre un épaulement 46 de la chambre située du côté du passage de sortie 38. Le pointeau 32 peut ainsi se déplacer sous l'effet d'une différence de pression. Le pointeau 5 présente ainsi un profil conique et coopère avec le siège (paroi 42 en forme de trompette) qui permet à la section d'ouverture du clapet de présenter une évolution du type représenté sur la figure 8.

La courbe de la figure 8 montre que la section de passage ou d'ouverture du clapet (représentée en ordonnée) croît avec la différence de pression de l'évaporateur (représentée en abscisse). La section de passage croît fortement au début puis la croissance est ensuite plus limitée, comme le montre 15 la courbe.

La figure 6 montre la position du pointeau correspondant à une faible perte de charge et à un kpG important, tandis que la figure 7 montre la position du pointeau correspondant à 20 une forte perte de charge et à un kpG faible.

L'utilisation d'un composant générateur de pertes de charge, offrant une caractéristique de pertes de charge variable, en particulier du type à pointeau, présente de nombreux avanta25 ges: - optimisation du cycle frigorifique; - maintien d'un sous-refroidissement optimal pour l'ensemble des conditions de fonctionnement; - effet de sous-refroidissement forcé ; - effet de plateau de charges de réfrigérant; - conception simple du clapet de la conduite de dérivation.

De manière à réduire la taille (et le coût du clapet), on peut avantageusement l'intégrer dans une boucle à deux 35 niveaux de détente; réduction des bruits d'écoulement dans l'évaporateur (le débit de fluide réfrigérant dans l'évaporateur est divisé par deux aux fortes charges thermiques), l'application est particulièrement avantageuse pour les compresseurs à cylindrée fixe; - pas d'instabilité de fonctionnement. L'application est particulièrement avantageuse pour les compresseurs à cylin5 drée variable à contrôle externe; - performances optimales comparativement à une architecture conventionnelle utilisant un orifice calibré ; - bon équilibre des températures de l'air à la sortie de l'évaporateur.

Le composant 14 de la figure 3 peut être constitué, non pas d'un orifice calibré, mais aussi d'un détendeur thermostatique (non représenté en détail). La détente est alors assurée par le détenteur thermostatique. 15 En pareil cas, il est avantageux, autant que possible, de raccorder le retour de la conduite de dérivation 24 au plus près du compresseur 10, cela afin de réduire les pertes de charge globales sur la ligne d'aspiration de la boucle de 20 climatisation. Cela veut dire que le point de raccordement de la conduite de dérivation 24 et de la conduite 26 doit être aussi proche que possible de l'entrée du compresseur 10. Ceci permet une réduction de pertes de charge pouvant aller jusqu'à 0,2 bar.

Il en résulte un accroissement des performances comparativement à une architecture utilisant une bouteille conventionnelle.

Le dispositif de la figure 9 comprend un échangeur de chaleur interne 48 interposé entre la conduite de dérivation 24 et une conduite 50 reliant le condenseur 12 au moyen de détente 14. Les avantages principaux qui en résultent sont: - une maximisation des performances; - une insensibilité de la boucle de climatisation aux pertes de charge produites par l'échangeur de chaleur interne, contrairement à une intégration conventionnelle d'un échangeur de chaleur interne; et - de meilleurs contrôles de la surchauffe et de la fiabilité du compresseur.

Il est avantageux, comme montré à la figure 10, d'intégrer 5 l'échangeur de chaleur interne 48 au séparateur 18 et au moyen de détente 14 pour former un composant ou sous-ensemble unique 51.

On distingue sur la figure 10 le séparateur 18 dans le fond 10 duquel débouche la conduite 22 qui le relie à l'évaporateur.

L'échangeur de chaleur interne 48 est monté en partie supérieure du séparateur 18. L'échangeur 48 comprend une tubulure 52 pour le fluide réfrigérant provenant du condenseur 12, une tubulure 54 pour le retour du fluide réfrigérant 15 vers la conduite de dérivation 24, une tubulure 56 pour recueillir le fluide réfrigérant en phase gazeuse issu du séparateur 18 et une tubulure 58 sur laquelle est monté le moyen de détente 14 pour envoyer le fluide réfrigérant détendu à l'intérieur du séparateur 18. 20 On se réfère maintenant à la figure 11 qui montre comment le séparateur 18 peut être intégré à un évaporateur pour constituer un module.

Dans le cas de la figure 11, l'évaporateur 16 comprend une multiplicité de plaques empilées 60 définissant des chambres de circulation du fluide réfrigérant à évaporer. Dans cette réalisation, une partie des plaques 60, donc une partie des chambres ainsi délimitées par les plaques, est utilisée pour 30 former le séparateur liquide/gaz. Le circuit principal du fluide réfrigérant est illustré par les flèches F1 (entrée) et F2 (sortie). On constate que la conduite de dérivation 24 est définie dans l'une des plaques, ce qui permet de définir un trajet de dérivation comme représenté schématiquement par 35 la flèche F3. Par ailleurs, l'évaporateur à plaques de la figure 11 est balayé par un flux d'air comme schématisé par la flèche F4.

Cette solution a pour avantages principaux de permettre un accroissement de la surchauffe et une amélioration de la protection du compresseur contre l'absorption de liquide.

Dans la forme de réalisation de la figure 12, le séparateur liquide/gaz est intégré à l'entrée d'un évaporateur 16 d'un autre type. L'évaporateur de la figure 12 comprend des tubes plats 62 disposés en parallèle et entre lesquels sont placés des intercalaires 64 pour constituer un faisceau de tubes. Le 10 faisceau de tubes débouche, à l'une de ses extrémités, dans une première boîte collectrice 66 et, à son autre extrémité, dans une deuxième boîte collectrice 68. La boîte collectrice 66 est munie d'une tubulure d'entrée 70 et d'une tubulure de sortie 72 pour le fluide réfrigérant. La boîte collectrice 66 15 est divisée intérieurement par une cloison transversale 76 et par une cloison longitudinale 78, ici une cloison verticale s'étendant sur une partie de la hauteur de la boîte collectrice 66, considérée comme placée verticalement. Au travers de la cloison transversale 76 est aménagé un passage 80 20 formant restriction pour définir une conduite de dérivation analogue à la conduite 24 précitée.

La boîte collectrice 66 définit intérieurement un compartiment d'entrée 82 formant séparateur liquide/gaz et un 25 compartiment de sortie 84. Le fluide réfrigérant issu du moyen de détente (non représenté) pénètre dans le compartiment d'entrée 82 par la tubulure 70 comme montré par la flèche F5 o il se sépare en phase liquide et en phase gazeuse. La phase liquide gagne une partie du faisceau, 30 tandis que la phase gazeuse passe dans le compartiment de sortie 84 via le passage 80 formant restriction. Le fluide réfrigérant en phase liquide circule ici dans les deux tubes inférieurs du faisceau pour gagner un compartiment 86 ménagé dans la boîte collectrice 68 et séparé d'un autre comparti35 ment 88 par une cloison 90. Le fluide gagne ensuite un compartiment 92 de la boîte collectrice 66, formant compartiment de retour, pour gagner ensuite le compartiment 88. De là, le fluide, en phase gazeuse, gagne le compartiment 84 par les tubes (ici 4 tubes) placés en partie supérieure du faisceau. De la sorte, le compartiment 84 reçoit le débit principal de fluide réfrigérant en phase gazeuse, qui a été évaporé dans l'évaporateur, et le fluide secondaire du fluide réfrigérant en phase gazeuse qui est passé par le passage 80. 5 La circulation du fluide réfrigérant dans le condenseur est illustrée respectivement par les flèches F6, F7, F8 et F9. Au débit principal F9, est ajouté le débit secondaire F10, ce qui permet de produire un fluide réfrigérant en phase gazeuse qui est retourné au compresseur. 10 Il en résulte un double niveau de séparation liquide/gaz, ce qui minimise les risques d'absorption de liquide par le compresseur.

On décrira maintenant le résultat d'essais effectués avec un dispositif de climatisation selon l'invention.

Pour les essais, on a placé sur la conduite de dérivation une vanne réglable dotée de graduations visibles depuis la valeur 20 "0" (vanne fermée) jusqu'à la valeur "4" (ouverture maximale utilisée pendant les essais).

En raison de la sensibilité élevée de la vanne, des positions intermédiaires ont été utilisées, par exemple l'ouverture 2,7 25 (entre les graduations 2 et 3).

Les essais effectués avec la vanne en position fermée (absence de dérivation) ont montré que la capacité de refroidissement maximale est obtenue pour une charge de 30 réfrigérant d'environ 850 à 900 grammes, correspondant à une surchauffe d'environ 5 à 10 K et un sousrefroidissement d'environ 15 K.

Dans le cas d'une vanne ouverte, les performances optimales 35 ont été obtenues avec la vanne ouverte dans la graduation 2,7. La puissance maximale d'évaporation alors obtenue est de 6430 watts, la COP optimale est de 2,22 et la surchauffe optimisée de 11,4 K.

Par ailleurs, des essais comparatifs ont été effectués avec des architectures classiques, à savoir une architecture avec orifice calibré et accumulateur et une architecture avec détendeur thermostatique et bouteille accumulatrice.

Par rapport aux architectures classiques, le dispositif de l'invention permet de diminuer d'environ 2 C la température d'évaporation (et potentiellement la température de sortie de l'air) et d'environ 5 C dans le cas d'un séparateur liquide/10 gaz.

Le dispositif de l'invention s'applique essentiellement aux dispositifs de climatisation pour véhicules automobiles.

Claims (16)

Revendications

1. Dispositif de climatisation comprenant une boucle parcourue par un fluide réfrigérant traversant successivement 5 un compresseur (10), un condenseur (12), un moyen de détente (14) et un évaporateur (16), caractérisé en ce qu'il comprend un séparateur liquide/gaz (18) agencé pour recevoir le fluide réfrigérant issu du moyen 10 de détente (14) et le séparer en une phase liquide et une phase gazeuse, la phase liquide étant envoyée en entrée de l'évaporateur (16), via une conduite d'évaporateur (22), et la phase gazeuse étant envoyée en sortie de l'évaporateur (16) via une conduite de dérivation (24), pour rejoindre une 15 conduite de sortie (26) issue de l'évaporateur (16), qui achemine la phase gazeuse vers le compresseur.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un composant générateur de pertes de charge (28; 30) est 20 monté sur la conduite de dérivation (24).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composant générateur de pertes de charge (28) est agencé pour procurer une caractéristique de pertes de charge 25 qui est constante.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le composant générateur de pertes de charge (28; 30) comprend une restriction formée dans une section de passage. 30

5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composant générateur de pertes de charge (30) est agencé pour procurer une caractéristique de pertes de charge qui est variable et répond à une loi définie. 35

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le composant générateur de pertes de charge (30) comprend un clapet à ouverture variable constitué d'un pointeau (32) se déplaçant sous l'effet d'une pression.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pointeau (32) est placé dans une chambre (34) muni d'un passage d'entrée (36) et d'un passage de sortie (38) et en ce que le pointeau est sollicité en direction du passage 5 d'entrée sous l'action d'un ressort de rappel (44), le pointeau présentant une paroi conique (40) sollicitée en direction d'une paroi (42) en forme de trompette, qui relie le passage d'entrée (36) à la chambre (34).

8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la conduite de dérivation (24) définit un coefficient de pertes de charge de gaz (kpG) et la conduite d'évaporateur (22) définit un coefficient de pertes de charge de gaz (kpEv), en sorte que le rapport (kpG/kpEv) 15 entre ces deux coefficient est choisi pour fixer le titre du fluide réfrigérant en sortie du condenseur (12).

9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur de chaleur interne (48) interposé 20 entre la conduite de dérivation (24) et une conduite (50) reliant le condenseur (12) au moyen de détente (14).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur interne (48) est intégré au 25 séparateur liquide/gaz (18) et au moyen de détente (14) pour constituer un sous- ensemble unique (51).

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le séparateur liquide/gaz (18) est 30 intégré à l'évaporateur pour constituer un module.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'évaporateur comprend des plaques empilées (60) délimitant des chambres de circulation pour le fluide réfrigérant, 35 et en ce qu'une partie des chambres est utilisée pour former le séparateur liquide/gaz (18).

13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'évaporateur comprend des tubes plats (62) et des intercalaires (64), et en ce que le séparateur liquide/gaz (18) est intégré à l'entrée de l'évaporateur.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce 5 que l'évaporateur comprend une boîte collectrice (60) séparée par une cloison (76) pour délimiter un compartiment d'entrée (82) formant séparateur liquide/gaz et alimentant une partie des tubes plats (62) en fluide réfrigérant en phase liquide et un compartiment de sortie (84) communiquant avec une autre 10 partie des tubes plats (62) pour être alimenté en fluide réfrigérant en phase gazeuse, un passage (80) étant formé dans la cloison (76) pour définir la conduite de dérivation (24).

15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le moyen de détente (14) est un orifice calibré.

16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, 20 caractérisé en ce que le moyen de détente (14) est un détendeur thermostatique.