FR2906877A1 - Organe de detente adapte pour un fluide refrigerant a base d'un melange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropene ("hfo-1234yf") et du trifluoroiodomethane ("cf31" - Google Patents

Abstract

L'invention propose un organe de détente 12 destiné à être installé dans un circuit de climatisation fonctionnant avec un fluide réfrigérant FR et comprenant un corps 120 propre à être traversé par le fluide réfrigérant sous le contrôle d'un pointeau 134, l'organe de détente comprenant en outre un dispositif de contrôle 200 contenant un fluide de contrôle FC et apte à agir sur ledit pointeau 134 en fonction d'une pression du fluide de contrôle, caractérisé en ce que le fluide réfrigérant FR est à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène (« HFO-1234yf ») et du trifluoroiodométhane (« CF3I ») combiné au fait que le fluide de contrôle FC présente, à température donnée, une pression de saturation supérieure à la pression de saturation dudit fluide réfrigérant. Le dispositif de contrôle est placé sur le trajet du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'organe de détente.

Description

1 Organe de détente adapté pour un fluide réfrigérant à base d'un mélange

comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( H FO-1234vf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ) L'invention concerne les circuits de climatisation en particulier l'un de ses composants, notamment pour véhicules automobiles. Un circuit de climatisation classique comporte un compresseur, un condenseur, un organe de détente et un évaporateur parcourus, dans cet ordre, par un fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant est comprimé en phase gazeuse et amené à une pression élevée par le compresseur. Il est ensuite transformé en phase liquide par le condenseur, puis subit une perte de pression en passant dans l'organe de détente. Le liquide se vaporise partiellement dans l'organe de détente. A la sortie de l'organe de détente, le fluide réfrigérant est sous la forme d'un mélange de vapeur et de liquide à basse pression, qui est transmis à l'évaporateur où il est transformé en phase gazeuse. Dans des réalisations existantes, on utilise un détendeur thermostatique pour réaliser la détente d'un fluide réfrigérant sous-critique référencé R134a, autrement appelé hydrofluorocarbone HFC. L'emploi de ce type de réfrigérant participe à l'effet de serre et présente un potentiel de réchauffement élevé GWP (GWP : global warning potential, unité = équivalent de kg de CO2 par kg de matière) de 1300 comparé à la valeur du fluide R744 évalué à 1 (GWP = 1). Il représente donc un danger pour l'environnement. Ce type de fluide ayant des caractéristiques sous-critiques doit donc être évité. Le dioxyde de carbone CO2, autrement référencé R744, représente une alternative à l'emploi des fluides de l'art antérieur type HFC. Ce fluide réfrigérant présente l'avantage d'avoir un faible pouvoir de participation à l'effet de serre.

Cependant, le dioxyde de carbone est un fluide ayant des caractéristiques super-critiques qui induisent des pressions élevées comprises entre 6 et 10 fois les pressions obtenues en fonctionnement pour un fluide comme le R134a. De telles pressions sont difficiles à maintenir dans un circuit fermé et grève les coûts 2906877 2 de développement (rupture technologique) et de production des circuits de climatisation utilisant un fluide réfrigérant utilisant le R744. Le brevet US 6 969 701 B2 décrit un nouveau fluide réfrigérant alliant à la fois 5 l'avantage du fluide R134a, c'est-à-dire un fonctionnement à des pressions voisines de celles du R134a, à l'avantage du fluide CO2, c'est-à-dire un faible participation à l'effet de serre (GWP = 5). Ce fluide réfrigérant est à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ).

10 Parallèlement à cela, la demande de brevet EP 1 482 259 Al divulgue un nouveau type de dispositif détendeur adapté à un fluide réfrigérant R134a. Ce type de dispositif détendeur n'est cependant pas adapté pour optimiser le fonctionnement d'un circuit de climatisation utilisant un fluide réfrigérant à base 15 d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ). L'invention vient améliorer la situation.

20 Elle propose à cet effet un organe de détente destiné à être installé dans un circuit de climatisation fonctionnant avec un fluide réfrigérant, et comprenant un corps propre à être traversé par le fluide réfrigérant sous le contrôle d'un pointeau, l'organe de détente comprenant en outre un dispositif de contrôle contenant un fluide de contrôle et apte à agir sur ledit pointeau en fonction d'une 25 pression du fluide de contrôle innovant en ce que le fluide réfrigérant est à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ) combiné au fait que le fluide de contrôle présente, à température donnée, une pression de saturation supérieure à la pression de saturation dudit fluide réfrigérant.

30 La combinaison entre fluide réfrigérant et fluide de contrôle tel que décrite ci-dessus permet d'optimiser les performances de refroidissement d'un circuit de climatisation intégrant un tel organe de détente. Un sous refroidissement, définit par la différence entre la température de saturation du fluide réfrigérant 2906877 3 et la température de ce fluide à l'entrée de l'organe de détente, de l'ordre de 10 C à forte charge (1,8 à 2 Mpa) est obtenu au moyen de la combinaison de caractéristiques envisagées dans l'organe de détente garantissant ainsi un niveau de performance optimale quelque soit la température extérieure et la 5 demande de l'utilisation du circuit de climatisation. Avantageusement, le dispositif de contrôle est placé sur le trajet du fluide réfrigérant entre la sortie d'un condenseur et le pointeau de l'organe de détente. Le dispositif de contrôle, aussi appelé dispositif de contrôle, est ainsi localisé 10 dans l'organe de détente de sorte à baigner dans le fluide réfrigérant. Selon une première variante de l'invention, le fluide de contrôle est un composé à base d'hydrocarbures, en particulier à base d'alcanes. Parmi les alcanes, on retiendra plus particulièrement le propane connu sous la dénomination chimique 15 C3-H8. Le propane présente, à température donnée, une pression de saturation légèrement supérieure à la pression de saturation du fluide réfrigérant à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ). Le comportement du propane est avantageux en ce qu'il présente une courbe de saturation qui longe celle du fluide réfrigérant 20 et qui corrige le comportement du circuit de climatisation quand la température du fluide augmente. Selon une première variante de l'invention, la différence entre la pression de saturation du fluide de contrôle et la pression de saturation du fluide réfrigérant 25 est de 0,1 Mpa à une température de 0 C ou 0,6 Mpa à une température de 75 C. Ces valeurs permettent de définir l'allure de la courbe de saturation du fluide de contrôle et du fluide réfrigérant. Avantageusement, la pression du fluide de contrôle est comprise entre une 30 pression minimum et une pression maximum définies telles que : - la différence entre une température donnée et la température de saturation du fluide réfrigérant à la pression maximum (Pmax) est inférieure à 25 C, 2906877 4 - la différence entre une température donnée et la température de saturation du fluide réfrigérant à la pression minimum (Pmin) est supérieure à 6 C. Selon une autre variante de l'invention, la pression du fluide de contrôle est 5 ajustée au moyen d'un dispositif élastique, ce dernier pouvant être un ressort qui créé un effort tendant à diminuer la pression à l'intérieur du dispositif de contrôle. Le dispositif élastique permet d'ajuster finement le réglage de l'organe de détente de sorte à atteindre un sous refroidissement compris entre 9,8 C et 10,9 C quand la température du fluide réfrigérant est comprise entre 45 C et 10 75 C. La présente invention vise aussi un circuit de climatisation fonctionnant avec un fluide réfrigérant et comprenant un compresseur, un condenseur, un évaporateur et un organe de détente tel que définit ci-dessus, son entrée étant 15 raccordée au condenseur et sa sortie étant raccordée à l'évaporateur. Enfin, le circuit de climatisation comprend un échangeur interne situé entre l'évaporateur et le compresseur côté basse pression du circuit, et entre le condenseur et le détendeur côté haute pression du circuit.

20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés. Ces dessins sont : - la figure 1 représente un circuit de climatisation équipé d'un organe de détente selon l'invention; 25 - la figure 2 représente un circuit de climatisation équipé d'un échangeur interne et d'un organe de détente selon l'invention; - les figures 3 à 5 représentent un organe de détente selon l'invention, dans différents états de fonctionnement; - la figure 6 représente un organe de détente selon une variante de réalisation 30 de l'invention; - la figure 7 est un graphique représentant les caractéristiques idéales de pression de saturation/température d'un fluide de contrôle utilisable dans 2906877 l'organe de détente selon l'invention. Les dessins contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la description, 5 mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant. On se réfère à la figure 1 qui représente un circuit de climatisation 20, propre à être installé dans un véhicule automobile pour assurer la climatisation de l'habitacle.

10 Le circuit 20 comprend un compresseur 14, un condenseur 11, un organe de détente 12 selon l'invention et un évaporateur 13 parcourus, dans cet ordre, par un fluide réfrigérant FR à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I 15 ). Le fluide réfrigérant FR est comprimé en phase gazeuse et amené à une pression élevée HP par le compresseur 14. Il est ensuite transformé en phase liquide par le condenseur 11, puis subit une perte de pression en passant dans l'organe de détente 12. Le fluide réfrigérant en phase liquide se vaporise partiellement dans l'organe de détente 10 en refroidissant. A la sortie de l'organe 20 de détente, on obtient un mélange de vapeur et de liquide à basse pression BP, qui est transmis à l'évaporateur 13 où il est transformé en phase gazeuse. L'évaporateur 13 échange alors des calories avec un flux d'air le traversant, ce qui permet de refroidir l'habitacle d'un véhicule automobile.

25 Le condenseur 11 est traversé par un flux d'air qui est échauffé à son contact. On notera que le flux d'air traversant le condenseur 11 peut être mis en mouvement par un ventilateur 15. L'organe de détente 12 selon l'invention peut être raccordé de manière simple 30 au condenseur 11 et à l'évaporateur 13, car il ne comporte qu'une entrée 121 et qu'une sortie 123. L'entrée 121 de l'organe de détente 12 est destinée à être raccordée au condenseur 11 par un conduit de raccordement 22 alors que la 5 2906877 6 sortie 123 du même organe de détente 12 est destinée à être raccordé à l'évaporateur 13 par un conduit de raccordement 24. En complément, le circuit de climatisation peut comporter un accumulateur 45 5 intercalé entre la sortie de l'évaporateur 13 et l'entrée du compresseur 14 pour éviter les coups de liquide. Un tel accumulateur 45 n'est pas indispensable au fonctionnement de l'installation de climatisation selon l'invention et ne constitue qu'une sécurité supplémentaire.

10 Dans le condenseur 11, le fluide réfrigérant FR subit d'abord une désurchauffe à pression constante pour abaisser la température du fluide, puis une condensation à pression constante. Enfin, le fluide FR est sous-refroidi pour pouvoir alimenter le détendeur par 100% de liquide. Le sous-refroidissement AS correspond donc à la différence entre la température de saturation Tsat du fluide 15 réfrigérant FR et la température en entrée du détendeur Tin, conformément à l'équation ci-après: AS= Tsat (Pin) - Tin où la température de saturation Tsat du fluide réfrigérant FR dépend de la pression Pin du fluide réfrigérant en entrée de l'organe de détente.

20 A forte charge, une valeur de sous-refroidissement AS de l'ordre de 10 C permet un fonctionnement correct du circuit de climatisation et offre de meilleures performances thermiques. Cette valeur de sous-refroidissement AS de 10 C est optimale pour offrir une performance optimale de la boucle ou circuit 25 de climatisation sans refroidisseur interne et utilisant un fluide réfrigérant FR à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ). Le tableau ci-dessous traduit cet effet et montre par exemple qu'à partir d'une 30 température Ti du fluide réfrigérant FR de 45 C, le sous-refroidissement AS s'élève à 9,8 C et se maintient à 10,9 C jusqu'à une température de fluide de l'ordre de 75 C quand le fluide de contrôle utilisé est le propane combiné à une 2906877 7 contre-pression de 0,1 Mpa. On notera que l'invention tire avantage que le fluide de contrôle, par exemple le propane, est en phase diphasique entre -10 C et 75 C. T1( C) Pression fluide AS Pression fluide Contre Pression dans refrigerant (Mpa) de contrôle pression le dispositif de (Mpa) (Mpa) contrôle (Mpa) -10 0.2 1.8 0.3 -0.1 0.2 -5 0.3 3.3 0.4 -0.1 0.3 0 0.3 4.5 0.5 -0.1 0.4 5 0.4 5.5 0.6 -0.1 0.5 10 0.4 6.4 0.6 -0.1 0.5 15 0.5 7.1 0.7 -0.1 0.6 20 0.6 7.7 0.8 -0.1 0.7 25 0.7 8.2 1.0 -0.1 0.9 30 0.8 8.7 1.1 -0.1 1.0 0.9 9.1 1.2 -0.1 1.1 1.0 9.5 1.4 -0.1 1.3 1.1 9.8 1.5 -0.1 1.4 1.3 10.1 1.7 -0.1 1.6 1.4 10.3 1.9 -0.1 1.8 1.6 10.5 2.1 -0.1 2.0 1.8 10.7 2.3 -0.1 2.2 2.0 10. 8 2.6 -0.1 2.5 2.2 10.9 2.8 -0.1 2.7 5 Le circuit de climatisation peut être complété en ajoutant un échangeur interne 100 comme représenté sur la figure 2. L'objectif est d'échanger les calories entre la branche haute pression du circuit et la branche basse pression du circuit. La branche haute pression commence en sortie de compresseur 14 et se 10 termine en entrée 121 de l'organe de détente 12 tandis que la branche basse pression est délimitée par la sortie 123 de l'organe de détente 12 et l'entrée du compresseur 14. L'échangeur interne est intercalé entre le condenseur 11 et l'organe de détente 12 côté haute pression et entre l'évaporateur 13 ou l'accumulateur 45 et l'entrée du compresseur 14 coté basse pression. Le 15 sous-refroidissement iS optimisé est alors de l'ordre de 18 C à forte charge, par exemple 18,4 C à une température de fluide réfrigérant de 45 C, 18 C pour 2906877 8 50 C, 17,6 C pour 55 C, 17,3 C pour 60 C, 16, 9 C pour 65 C, 16,5 C pour 70 C et 16,2 C pour 75 C. La figure 3 montre un organe de détente selon l'invention, désigné dans son 5 ensemble par la référence 12. Cet organe de détente est destiné à être installé dans un circuit de climatisation pour véhicule automobile. L'organe de détente 12 comprend un corps 120, qui peut être de forme générale parallélépipédique et constitué par exemple en aluminium. Le corps 120 est 10 muni d'une entrée 121 propre à recevoir le fluide réfrigérant FR à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ) à haute pression. L'entrée est destinée à être raccordée à un condenseur par le conduit de raccordement 22. Bien entendu, le raccordement entre le détendeur et le condenseur via le conduit de raccorde- 15 ment 22 peut être indirect lorsque d'autres éléments de circuit, par exemple un échangeur thermique interne, sont utilisés sur la conduite qui sépare le condenseur de l'évaporateur. La suite de la description sera faite en référence à une installation de climatisation n'utilisant pas d'élément de circuit intermédiaire entre le condenseur et l'organe de détente à titre d'exemple non 20 limitatif. Le corps 120 comprend en outre la sortie 123 de l'organe de détente de laquelle débouche le fluide réfrigérant FR dans un état de basse pression. Cette sortie est destinée à être raccordée à l'évaporateur 13 par le conduit de raccordement 25 24. L'entrée 121 et la sortie 123 de l'organe de détente 12 sont de préférence agencées sur une même face latérale du corps 120. L'organe de détente est destiné à être placé dans un circuit de climatisation de sorte que cette face 30 latérale soit sensiblement en regard du condenseur. L'entrée 121 débouche sur un premier compartiment 125 délimitant une partie 2906877 9 d'extrémité du corps 120. Le fluide réfrigérant FR arrivant dans l'entrée 121 se déverse dans ce premier compartiment 125. La sortie 123 débouche sur un deuxième compartiment 126 délimitant une autre 5 partie d'extrémité du corps 120. Le fluide réfrigérant dans le deuxième compartiment sort du détendeur ou organe de détente 12 par la sortie 123. Le premier compartiment 125 peut comprendre une partie supérieure 1250 et une partie inférieure 1251. La partie supérieure 1250 est séparée de la partie 10 inférieure 1251 par une paroi 25 comprenant au moins une ouverture 30. Dans l'exemple de la figure, on utilise en particulier deux ouvertures 30 et 32. La suite de la description sera faite en référence à cet exemple à titre d'illustration. La paroi 25 constitue un support intermédiaire pour un dispositif de contrôle 200.

15 Le fluide réfrigérant arrivant dans la partie supérieure 1250 par l'entrée 121 peut ainsi traverser les ouvertures 30 et 32 pour se répartir dans la partie inférieure 1251. Le deuxième compartiment est séparé du premier compartiment par une autre 20 paroi 21 munie d'une ouverture calibrée 34, de section de passage réglable grâce au déplacement d'un pointeau 134. La partie inférieure 1251 du premier compartiment comporte une paroi 23 munie d'ouvertures pour le passage du fluide réfrigérant. Cette paroi est agencée de 25 part et d'autre du pointeau 134 pour le supporter et lui permettre de coulisser. Le pointeau 134 peut être constitué d'une tige de commande sensiblement verticale, dite tige de détente, qui peut être déplacée en translation dans une direction généralement perpendiculaire aux axes respectifs de l'entrée 121 et de 30 la sortie 123 de l'organe de détente, en particulier dans une direction verticale. L'extrémité du pointeau est conformée en fonction du diamètre de l'ouverture 34.

2906877 10 La paroi 21 est conformée en entonnoir au niveau de l'ouverture 34, afin de maintenir le pointeau dans le deuxième compartiment.

5 L'organe de détente comprend en outre un dispositif de contrôle 200 comprenant une enceinte ou bulbe de petit volume rempli d'un fluide de contrôle FC. L'enceinte est une coquille rigide solidaire de la paroi 25. La partie inférieure du dispositif de contrôle est constituée d'une membrane flexible 33 reliée au pointeau 134.

10 Le fluide FC a une caractéristique de pression de saturation/température particulière. II est notamment choisi de sorte que sa courbe de saturation, dans le diagramme pression de saturation/température suive la courbe de saturation du fluide réfrigérant FR à base d'un mélange comprenant du 15 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ). Un premier fluide de contrôle FC est à base d'hydrocarbure ou plus précisément à base d'alcane, le propane C3H8 étant particulièrement adapté à l'utilisation d'un fluide réfrigérant à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I 20 ). La figure 7 montre un diagramme représentant quatre courbes de saturation. En abscisses est représenté la température du fluide réfrigérant mesuré à l'entrée de l'organe de détente alors que l'axe des ordonnées illustre la pression des 25 fluides en cause. La courbe de saturation située le plus bas sur le diagramme représente la courbe de saturation du fluide réfrigérant à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ). La courbe située juste au dessus de celle du fluide réfrigérant FR illustre la la courbe de saturation minimum d'un fluide de 30 contrôle FC adapté au fluide réfrigérant FR à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ). La courbe suivante montre le comportement du propane, ce fluide étant 2906877 11 particulièrement adapté pour être combiné au fluide réfrigérant FR de sorte à obtenir un sous-refroidissement de 10 C. La dernière courbe située le plus haut sur le diagramme illustre la limite maximum pour déterminer le comportement d'un fluide de contrôle FC adapté au fluide réfrigérant FR à base d'un mélange 5 comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ). On notera que chacune des quatre courbes présente une allure sensiblement identique. Un fluide de contrôle FC présentant une courbe de saturation 10 comprise entre la courbe Min et la courbe max est adapté au fluide réfrigérant FR car le fluide de contrôle FC corrige le déficit de performance du fluide réfrigérant à forte charge. A cet effet, la différence de pression entre la courbe de saturation du fluide réfrigérant FR et la courbe de saturation du fluide de contrôle FC augmente au fur et à mesure que la température du fluide 15 réfrigérant augmente. A titre illustratif, la différence entre le propane et le fluide réfrigérant à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ) est de 0,2 Mpa à 6,85 C alors qu'elle est de 0,5 Mpa à 66,85 C ou 0,6 Mpa à 75 C.

20 On se reporte maintenant à la figure 3 où on constate que le dispositif de contrôle est placé dans le premier compartiment de manière à être en contact avec la membrane 33. En alternative, cette membrane peut faire partie intégrante du dispositif de contrôle. Ce dernier est léché par le fluide réfrigérant FR qui arrive dans le premier compartiment 125.

25 Le fluide de contrôle FC vient exercer une pression sur la membrane souple 33. La membrane peut alors être déplacée verticalement en translation en fonction des forces qui s'exercent sur elle à la fois à l'intérieur du dispositif de contrôle qu'à l'extérieur de celui-ci. La température du fluide de contrôle FC dans le dispositif de contrôle dépend de la température du fluide réfrigérant FR qui arrive dans ou à l'entrée de l'organe 30 2906877 12 de détente 12 et correspond à la température de sortie du condenseur (ou de l'échangeur thermique interne lorsque l'installation en est munie), ce qui permet de piloter le mouvement du pointeau 134. On considère donc que la température du fluide réfrigérant et la température du fluide de contrôle est identique ou très 5 voisine, cependant ces deux fluides ne se comportent pas de la même manière en ce qui concerne leur loi de saturation. Sur la figure 4, le fluide FR arrivant dans le premier compartiment 125 a subi un sous-refroidissement dans le condenseur, et par suite le fluide réfrigérant FR est 10 un liquide sous-refroidi. La pression du fluide de contrôle FC est donc faible par rapport à la pression s'exerçant à l'extérieur du dispositif de contrôle 200. La membrane va alors se déformer vers l'intérieur du dispositif de contrôle, entraînant une translation vers le haut du pointeau, ce qui provoque l'ouverture de la section de passage 34 et permet un débit de fluide réfrigérant FR 15 important à la sortie 123 du organe de détente 12. L'ouverture de la section de passage va ensuite provoquer une diminution du sous-refroidissement jusqu'à atteindre la valeur de sous-refroidissement désiré. La pression du fluide de contrôle FC dans le dispositif de contrôle 200 dépend 20 des caractéristiques de température du fluide réfrigérant FR provenant du condenseur, et donc du sous-refroidissement AS. II en résulte que la pression de contrôle exercée par le fluide de contrôle FC sur la membrane 33 a une valeur qui est liée au sous-refroidissement AS.

25 Les variations de cette pression de contrôle permettent de faire varier la section de passage de l'ouverture calibrée 34. Ainsi, l'organe de détente selon l'invention permet de réguler le débit de fluide réfrigérant en fonction du sousrefroidissement AS en sortie du condenseur. Le mouvement vertical du pointeau 134 représenté sur les figures 3 à 6 est asservi à la température du fluide réfrigérant FR arrivant dans l'organe de 30 2906877 13 détente par l'entrée 121. En effet, le fluide de contrôle FC à l'intérieur du dispositif de contrôle 200 est soumis à un échange thermique avec le fluide réfrigérant FR qui arrive dans le premier compartiment 125. Le fluide de contrôle FC a des caractéristiques de pression de saturation par rapport à la température 5 supérieures ou égales à celles du fluide réfrigérant FR et par suite à une température donnée, le fluide de contrôle FC a une pression différente de celle du fluide réfrigérant FR. Ainsi, quand AS=O, la pression du fluide de contrôle FC est supérieure à la pression du fluide réfrigérant FR ce qui provoque la fermeture de l'organe de détente, le pointeau 134 venant obturer le trou 34.

10 Un sous-refroidissement AS trop important indique que la dernière molécule de gaz se condense trop tôt dans le condenseur. Dans ce cas, la pression de contrôle dans le dispositif de contrôle est très faible par rapport à la pression du fluide réfrigérant, ce qui entraîne l'ouverture de la section de passage 34. Il 15 s'ensuit un débit de fluide réfrigérant élevé en entrée de l'évaporateur et donc une puissance frigorifique élevée ce qui se traduit par une baisse de la pression du fluide réfrigérant FR et donc une baisse du sous-refroidissement AS. Inversement, dans certaines conditions de fonctionnement, il peut être 20 intéressant de provoquer un sous-refroidissement. En référence à la figure 5, le fluide réfrigérant FR qui arrive dans le compartiment 125 n'a pas ou peu subi de sous-refroidissement dans le condenseur 11, et par suite le fluide réfrigérant a une température élevée. Le fluide de contrôle FC dans le dispositif de contrôle 200 réagit à cette température en gonflant légèrement. La pression dans le 25 dispositif de contrôle est donc légèrement supérieure ou égale à la pression s'exerçant autour du dispositif de contrôle 200. La membrane 33 se déforme vers l'extérieur et entraîne une translation vers le bas du pointeau 134, ce qui provoque la fermeture de la section de passage 34. Ceci va avoir pour effet de créer un sous-refroidissement dans le condenseur 11 en augmentant la 30 pression du fluide réfrigérant FR. En fonctionnement normal, c'est donc le détendeur qui va réguler ou imposer le 2906877 14 sous-refroidissement dans le condenseur. Ainsi, l'organe de détente de l'invention impose une relation entre l'ouverture de la section de passage 34 et le sous-refroidissement AS.

5 Dans le mode de réalisation de la figure 6, il est possible d'utiliser en complément un dispositif élastique tel qu'un ressort qui créé un effort tendant à contrecarrer la pression à l'intérieur du dispositif de contrôle. Comme cela ressort du tableau ci-dessus, il est particulièrement avantageux de corriger la pression régnant à l'intérieur du dispositif de contrôle d'une valeur de 0,1 Mpa.

10 La pression à l'intérieur de ce dispositif de contrôle est donc augmentée au moyen du ressort permettant ainsi d'optimiser le comportement du pointeau 134. La membrane 33 est reliée à un ressort hélicoïdal 350 raccordé à une partie 250 15 de la paroi 25. Le ressort est agencé pour exercer une force contraire ou opposée à la force exercée par le fluide de contrôle FC sur la membrane 33. L'organe de détente de l'invention permet donc de créer une chute de pression de fluide réfrigérant entre l'entrée 123 et la sortie 124 tout en maintenant un 20 sous-refroidissement propre à garantir un bon fonctionnement de la boucle ou circuit de climatisation. II contrôle en outre le débit de fluide réfrigérant en fonction de la charge calorifique émise par le condenseur, laquelle varie suivant les différentes 25 conditions de fonctionnement. Sa structure implique des raccords simples et peu coûteux pour une installation dans un circuit de climatisation.

30 En particulier, le raccordement du détendeur aux autres éléments du circuit peut être réalisé par une bride mono tube maintenue par exemple par une vis. Un tel système de raccordement est classiquement utilisé dans les détendeurs à 5 2906877 orifice calibré. En outre, les performances de régulation fournies par cet organe de détente sont tellesqu'il n'est pas nécessaire d'avoir un accumulateur volumineux. Un tel organe de détente satisfait donc les exigences de coût et d'encombrement d'une installation de climatisation. 15

Claims (11)

Revendications

1. Organe de détente (12) destiné à être installé dans un circuit de climatisation fonctionnant avec un fluide réfrigérant (FR), et comprenant un corps (120) propre à être traversé par le fluide réfrigérant sous le contrôle d'un pointeau (134), l'organe de détente comprenant en outre un dispositif de contrôle (200) contenant un fluide de contrôle (FC) et apte à agir sur ledit pointeau (134) en fonction d'une pression du fluide de contrôle, caractérisé en ce que le fluide réfrigérant (FR) est à base d'un mélange comprenant du 1,1,1,2-tetrafluoropropène ( HFO-1234yf ) et du trifluoroiodométhane ( CF3I ) combiné au fait que le fluide de contrôle (FC) présente, à température donnée (T1), une pression de saturation supérieure à la pression de saturation dudit fluide réfrigérant.

2. Organe de détente selon la revendication 1, dans lequel le fluide de contrôle (FC) est un composé à base d'hydrocarbures.

3. Organe de détente selon la revendication 2, dans lequel le fluide de contrôle (FC) est un composé à base d'alcanes.

4. Organe de détente selon la revendication 3, dans lequel le fluide de contrôle (FC) est un composé à base de C3H8.

5. Organe de détente selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 dans lequel la différence entre la pression de saturation du fluide de contrôle (FC) et la pression de saturation du fluide réfrigérant (FR) est de 0,1 Mpa à une température de 0 C.

6. Organe de détente selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 dans lequel la différence entre la pression de saturation du fluide de contrôle (FC) et la pression de saturation du fluide réfrigérant est de 0,6 Mpa à une température de 75 C. 16 2906877 17

7. Organe de détente selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de contrôle (200) est placé sur le trajet du fluide réfrigérant dans l'organe de détente (12).

8. Organe de détente selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression du fluide de contrôle est ajustée au moyen d'un dispositif élastique. 10

9. Organe de détente selon la revendication 8, dans lequel le dispositif élastique est un ressort (350) qui créé un effort tendant à contrecarrer la pression à l'intérieur du dispositif de contrôle (200).

10. Circuit de climatisation (20) fonctionnant avec un fluide réfrigérant (FR) et 15 comprenant un compresseur (14), un condenseur (11), un organe de détente (12) et un évaporateur (13), caractérisé en ce que l'organe de détente est tel que défini dans l'une des revendications 1 à 9, son entrée (121) étant raccordée au condenseur (11) et sa sortie (123) étant raccordée à l'évaporateur (13). 20

11. Circuit de climatisation selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur interne (100) dont l'entrée basse pression est raccordée à la sortie de l'évaporateur (13) ou à la sortie de l'accumulateur (45), la sortie basse pression est raccordée à l'entrée du compresseur (14), l'entrée haute pression est raccordée à la sortie du condenseur (11), la sortie haute pression est raccordée à l'organe de détente. 5