FR2936446A1 - Dispositif thermique ameliore pour le conditionnement d'air dans un habitacle automobile. - Google Patents
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Abstract
Dispositif thermique de conditionnement d'air comprenant un premier échangeur thermique 17, de premiers conduits 25,27 destinés à être reliés à un premier circuit de fluide caloporteur, un second échangeur thermique 41, et de seconds conduits 47,49 destinés à être reliés à un second circuit de fluide caloporteur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre de premiers conduits supplémentaires 33,35 destinés à être reliés audit second circuit, de seconds conduits supplémentaires 55,57 destinés à être reliés audit premier circuit, un premier organe fluidique 29;31;37;39 agencé pour connecter sélectivement les premiers conduits 25,27 et les premiers conduits supplémentaires 33,35 en entrée et sortie du premier échangeur thermique 17, un second organe fluidique 51;53;59;61 agencé pour connecter sélectivement les seconds conduits 47,49 et les seconds conduits supplémentaires 55,57 en entrée et sortie du second échangeur thermique 41, et un organe de commande agencé pour actionner le premier organe fluidique 29;31;37;39 et le second organe fluidique 51;53;59;61 suivant une loi de commande prédéterminée.
Description
Dispositif thermique amélioré pour le conditionnement d'air dans un habitacle automobile
L'invention a trait à un dispositif thermique d'aide au conditionnement d'air, en particulier pour l'habitacle d'un véhicule automobile. Des dispositifs de conditionnement d'air sont couramment installés dans les véhicules actuellement commercialisés.
Fonctionnellement, ces dispositifs comprennent un appareil de ventilation capable de 10 générer un flux d'air dans une conduite menant à l'habitacle du véhicule.
Un premier échangeur thermique, relié à un circuit de fluide réfrigérant ou caloporteur, est disposé sur le trajet de ce flux air. Ce premier échangeur thermique refroidit le flux d'air avant que celui-ci atteigne l'habitacle. Le dispositif de conditionnement d'air comporte ainsi 15 une unité de climatisation.
Un second échangeur thermique, relié à un circuit de fluiàe caloporteur, est également disposé sur le trajet du flux d'air. Ce second échangeur thermique échauffe le flux d'air avant que celui-ci atteigne l'habitacle. Le dispositif de conditionnement d'air comporte ainsi 20 une unité de chauffage.
On comprend que de tels dispositifs de conditionnement d'air soient généralement désignés "dispositifs de chauffage, de climatisation et de ventilation", ou "HVAC" (de l'anglais "heating ventilating air conditionning"). Les capacités d'échanges thermiques du premier échangeur et du second échangeur sont en rapport direct avec l'encombrement de ces derniers.
Par exemple, ces capacités augmentent avec le nombre de tubes à l'intérieur desquels le 30 fluide caloporteur ou réfrigérant circule, et la section traversée extérieurement par le flux d'air.
Le premier échangeur thermique et le second échangeur thermique sont classiquement dimensionnés pour répondre à des conditions climatiques extrêmes en termes de 35 températures et d'humidité. Dimensionner ces échangeurs pour qu'ils répondent à des conditions de températures extrêmes conduit à des échangeurs encombrants, difficiles à intégrer et à des coûts de fabrication élevés. 25 Il en résulte que les dispositifs HVAC actuels sont surdimensionnés dans une très large partie de leurs utilisations.
L'invention vise à améliorer la situation tout en maintenant des conditions de confort satisfaisantes.
À cette fin, l'invention propose un dispositif thermique de conditionnement d'air comprenant un premier échangeur thermique, de premiers enduits destinés à être reliés à un premier circuit de fluide caloporteur, un second échangeur thermique, et de seconds conduits destinés à être reliés à un second circuit de fluide caloporteur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre de premiers conduits supplémentaires destinés à être reliés audit second circuit, de seconds conduits supplémentaires destinés à être reliés audit premier circuit, un premier organe fluidique agencé pour connecter sélectivement les premiers conduits et les premiers conduits supplémentaires en entrée et sortie du premier échangeur thermique , un second organe fluidique agencé pour connecter sélectivement les seconds conduits et les seconds conduits supplémentaires en entrée :,t sortie du second échangeur thermique, et un organe de commande agencé pour actionner le premier organe fluidique et le second organe fluidique suivant une loi de commande prédéterminée.
Dans un tel dispositif thermique, le premier échangeur thermique et le second échangeur thermique peuvent être reliés sélectivement à l'un ou l'autre du premier circuit et du second circuit. Les deux échangeurs thermiques peuvent fonctionner de la même manière, c'est-à-dire en tant qu'unités de chauffage ou qu'unités de refroidissement.
Les configurations suivantes sont couvertes par l'invention : le premier échangeur est traversé par un fluide caloporteur dont le circuit n'est pas en relation fluidique avec un deuxième circuit sur lec uel le deuxième échangeur est raccordé. Les conditions sont alors intermédiaires.
Les premier et deuxième échangeurs sont raccordés au même circuit, et sont traversé par le fluide caloporteur soit en série, soit en parallèle. Les conditions sont extrêmes et le fluide caloporteur est à une température très froide ou à une température très chaude. - La loi de commande détermine la position des vannes pour passer d'une position 35 << température intermédiaire à température extrêmes .
Il en résulte des capacités de chauffage et de refroidissement plus importantes que dans les dispositifs de l'état de la technique à encombrement identique. Ces capacités supplémentaires permettent de répondre à des conditions de températures extrêmes, c'est-à-dire très basses ou très élevées. Ce dispositif thermique présente un coût de fabrication à peine plus élevé que les dispositifs habituels du fait du nombre restreint de pièces nécessaires à sa réalisation.
Ce dispositif peut également fonctionner comme les dispositifs classiques, c'est-à-dire avec 10 un premier échangeur fonctionnant en tant que refroidisseur et un second échangeur fonctionnant en tant que chauffage, selon la loi de commande mise en oeuvre par l'organe de commande, par exemple dans les conditions non extrêmes qui sont les plus fréquentes
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la 15 description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un dispositif selon l'invention,
- les figures 2. 3 et 4 sont des schémas structurels d'un premier mode de réalisation du 20 dispositif de la figure 1, dans différents états de fonctionnernent de ce dernier,
- les figures 5, 6 et 7 sont analogues aux figures 2, 3 et 4 pour un second mode de réalisation du dispositif de la figure 1, et
25 - les figures 8, 9 et 10 sont analogues aux figures 2, 3 et 4 pour un troisième mode de réalisation du dispositif de la figure 1.
Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. La figure 1 montre un dispositif d'échange thermique 1, constitué d'une unité de commande 3 et d'une unité d'échange thermique 5, reliées l'une à l'autre de manière à échanger des signaux électriques.
35 L'unité de commande 3 est capable d'exécuter une série d'instructions, par exemple stockées sous la forme d'un microprogramme, à effet sur l'unité d'échange thermique 5. En 30 particulier, l'unité de commande est capable d'établir différents états de fonctionnement de l'unité d'échange thermique 5.
Autrement dit, l'unité de commande 3 est capable de commander l'unité d'échange 5 thermique 5 suivant une loi de commande prédéterminée.
Les figures 2, 3 et 4 montrent un premier mode de réalisation de l'unité d'échange thermique 5, installée dans un système de chauffage et de climatisation. 7, par exemple d'un véhicule automobile. Le système de chauffage et de climatisation 7 comprend un circuit de circulation de fluide caloporteur, ou premier circuit. Seules une branche amont et une branche aval 11 sont représentées sur la figure 2.
15 Le système de chauffage et de climatisation 7 comprend en outre un circuit de circulation de fluide caloporteur, ou second circuit. Seules une branche amont 13 et une branche aval 15 sont représentées sur la figure 2.
L'unité d'échange thermique 5 comprend un premier échangeur thermique 17 destiné à être 20 monté à l'intérieur d'un conduit de circulation d'air 19. Dans :_e conduit 19, la circulation de l'air est assurée par exemple par un ventilateur, non représenté. Ce ventilateur peut également être intégré au dispositif thermique 1.
Le premier échangeur 17 présente une tubulure d'entrée 21 zt une tubulure de sortie 23. 25 L'unité d'échange thermique 5 comprend une première tubulure de raccordement 25, en communication fluidique avec la tubulure d'entrée 21 du premier échangeur 17, destinée à être raccordée à la branche amont 9 du premier circuit, et une seconde tubulure de raccordement 27, en communication fluidique avec la tubulure de sortie 23 du premier 30 échangeur 17, destinée à être reliée à la branche aval 11 de ce premier circuit.
La première tubulure de raccordement 25 comporte une première vanne 29 de type tout-ourien ou à ouverture/fermeture progressive, disposée sur le trajet du fluide à l'intérieur de cette tubulure. La vanne 29 présente un état de fonctionnement bloqué, dans lequel elle empêche toute circulation de fluide à l'intérieur de la première tubulure de raccordement 25, et un état de 10 35 fonctionnement passant, dans lequel une telle circulation est autorisée. Les états de fonctionnement bloqué, passant ou intermédiaire de la première vanne 29 sont actionnés par l'unité de commande 3.
La seconde tubulure de raccordement 27 comprend une seconde vanne 31 tout-ou-rien ou à ouverture/fermeture progressive, analogue à la première vanne 29.
L'unité d'échange thermique 5 comprend encore un troisième conduit de raccordement 33. en communication fluidique avec la tubulure d'entrée 21 du premier échangeur 17, destinée à être raccordée à la branche amont 13 du second circuit, et une quatrième tubulure de raccordement 35, en communication fluidique avec la tubulure de sortie 23 du premier échangeur 17, destinée à être raccordée à la branche aval 15 du second circuit.
La troisième tubulure de raccordement 33 comporte une troisième vanne tout-ou-rien ou à 15 ouverture/fermeture progressive 37 et la quatrième tubulure de raccordement 35 comporte une quatrième vanne tout-ou-rien ou à ouverture/fermeture progressive 39.
La troisième vanne 37 et la quatrième vanne 39 sont analogues à la première vanne 29.
20 L'unité d'échange thermique 5 comprend encore un second échangeur thermique 41. destiné à être monté dans le conduit 19, en aval du premier échangeur 17.
Le second échangeur 41 présente une tubulure d'entrée 43 et une tubulure de sortie 45.
25 L'unité d'échange thermique 5 comprend encore une cinquième tubulure de raccordement 47, en communication fluidique avec la tubulure d'entrée 43 du second échangeur 41, destinée à être raccordée à la branche amont 13 du second circuit, et une sixième tubulure de raccordement 49, en communication fluidique avec la tubulure de sortie 45 du second échangeur 41, destinée à être reliée à la branche aval 15 du second circuit. 30 La cinquième tubulure de raccordement 47 comporte une cinquième vanne tout-ou-rien ou à ouverture/fermeture progressive 51, et la sixième tubulure de raccordement 49 comporte une sixième vanne tout-ou-rien ou à ouverture/fermeture progressive 53.
35 La cinquième vanne 51 et la sixième vanne 53 sont analogues à la première vanne 29.
L'unité d'échange thermique 5 comporte encore une septième tubulure de raccordement 55, en communication fluidique avec la tubulure d'entrée 43 du second échangeur 41, destinée à être raccordée à la branche amont 9 du premier circuit, et une huitième tubulure de raccordement 57, en communication fluidique avec la tubulure de sortie 45 du second échangeur 41. destinée à être raccordée à la branche aval 11 du premier circuit.
La septième tubulure de raccordement 55 comporte une septième vanne tout-ou-rien ou à ouverture/fermeture progressive 59, et la huitième tubulure de raccordement 57 comporte une huitième vanne tout-ou-rien ou à ouverture/fermeture progressive 61.
La septième vanne 59 et la huitième vanne 61 sont analogues à la première vanne 29.
L'unité de commande 3 est agencée pour commander conjointement l'ensemble des vannes de l'unité d'échange thermique 5, suivant une loi de commande prédéterminée.
En particulier, l'unité de commande 3 est capable d'établir différents états de fonctionnement pour l'unité d'échange thermique 5.
La figure 2 montre un premier état de fonctionnement de dispositif thermique 5.
La première vanne 29, la seconde vanne 31, la septième vanne 59 et la huitième vanne 61 sont à l'état bloqué (losange rempli de noir sur les figures), tandis que la troisième 37. la quatrième vanne 39, la cinquième vanne 51 et la sixième vanne 53 sont à l'état passant (losange ajouré sur les figures). 25 Dans ce premier état de fonctionnement, la tubulure d'entrée 21 du premier échangeur 17 est en communication fluidique avec la troisième tubulure de raccordement 33, et la tubulure de sortie 23 du premier échangeur 17 est en communication fluidique avec la quatrième tubulure de raccordement 35. 30 Autrement dit, cette tubulure d'entrée 21 et cette tubulure de sortie 23 sont respectivement reliées en communication fluidique avec la branche amont 13 et la branche aval 15 du second circuit. Autrement dit encore, dans le premier état de fonctionnement du dispositif thermique 1, le premier échangeur 17 fait partie du second circuit, en sorte qu'il est 35 intérieurement traversé par du fluide caloporteur. 15 20 Dans ce premier état de fonctionnement également, la tubulure d'entrée 43 du second échangeur 41 est reliée en communication fluidique avec la branche amont 13 du second circuit par l'intermédiaire de la cinquième tubulure de raccordement 47, et la tubulure de sortie 4.5 de ce second échangeur 41 est reliée en communication fluidique avec la branche aval 15 du second circuit par l'intermédiaire de la sixième tubulure de raccordement 49.
Dans le premier état de fonctionnement du dispositif thermique 1, le second échangeur de chaleur 41 fait partie du second circuit, en sorte qu'il est traversé intérieurement par du fluide caloporteur chaud.
Le premier échangeur 17 et le second échangeur 41 sont traversés intérieurement par le même fluide caloporteur chaud et extérieurement par le flux d'air circulant au travers du conduit 19. Le premier échangeur 17 et le second échangeur 41 fonctionnent tous deux en tant que dispositifs de chauffage. De ce fait, la capacité de chauffage du dispositif thermique 5 est sensiblement supérieure à celle d'un dispositif de chauffage et de climatisation classique, lequel n'intégrant qu'un unique élément chauffant.
Le premier échangeur 17 et le second échangeur 41 sont tous deux reliés au premier circuit, en parallèle. L'unité de commande 3 peut être agencée de manière établir ce premier état de fonctionnement, lorsque les conditions de température à l'extérieur de l'habitacle du véhicule sont particulièrement froides.
25 L'unité de commande 3 est agencée pour établir un second état de fonctionnement, illustré sur la figure 3.
Dans ce second état de fonctionnement, la première vanne 29, la seconde vanne 31. la septième vanne 59 et la huitième vanne 61 sont en à l'état passant, tandis que la troisième 30 vanne 37, la quatrième vanne 39, la cinquième vanne 51 et la sixième vanne 53 sont à l'état bloqué.
La tubulure d'entrée 21 du premier échangeur 17 est reliée en communication fluidique avec la branche amont 9 du premier circuit, et la tubulure de sortie 23 du premier échangeur 17 35 est reliée en communication fluidique avec la branche aval 11 de ce premier circuit.20 Dans ce second état de fonctionnement également, la tubulure d'entrée 43 du second échangeur 41 est reliée en communication fluidique avec la branche amont 9 du premier circuit, et la tubulure de sortie 45 du second échangeur 41 est reliée en communication fluidique avec la branche aval 11 de ce premier circuit. Le premier échangeur de chaleur et le second échangeur de chaleur 41 sont tous deux traversés par le fluide caloporteur circulant dans le premier circuit et fonctionnent en tant que dispositifs de climatisation.
10 De ce fait, la capacité de refroidissement d'air du dispositif thermique 1 est sensiblement plus importante que les dispositifs classiques de chauffage et de climatisation, qui intègrent un unique élément de climatisation.
Le premier échangeur 17 et le second échangeur 41 sont tous deux reliés au second circuit 15 en parallèle.
L'unité de commande 3 peut être agencée pour établir ce second état de fonctionnement lorsque les conditions de température à l'extérieur de l'habitacle du dispositif sont particulièrement chaudes. L'unité de commande 3 est encore agencée pour commander un troisième état de fonctionnement du dispositif d'échange thermique 5.
Dans ce troisième état de fonctionnement, la première vanne 29, la seconde vanne 31, la 25 cinquième vanne 51 et la sixième vanne 53 sont à l'état passant, tandis que la troisième vanne 37, la quatrième vanne 39, la septième vanne 59 et la huitième vanne 61 sont à l'état bloqué.
La tubulure d'entrée 21 du premier échangeur de chaleur 1,7 est reliée en communication 30 fluidique avec la branche amont 9 du premier circuit, et la tubulure de sortie 23 du premier échangeur 17 est reliée en communication fluidique avec la branche aval 11 de ce premier circuit.
Le premier échangeur 17 est ainsi traversé par le fluide caloporteur en circulation dans le 35 premier circuit. 20 Dans ce troisième état de fonctionnement également, la tubulure d'entrée 43 du second échangeur 41 est reliée en communication fluidique avec la branche amont 15 du second circuit et la tubulure de sortie 45 du second échangeur est reliée en communication fluidique avec la branche aval 15 de ce second circuit. Le second échangeur 41 est traversé par le fluide caloporteur en circulation dans le second circuit.
Le dispositif d'échange thermique 5 se comporte à la manière d'un dispositif classique de 10 climatisation et de chauffage, intégrant un élément chauffant et un élément de climatisation.
L'unité de commande 3 peut être agencée pour établir ce troisième état de fonctionnement pour le désembuage ou le dégivrage des vitres de l'habitacle.
15 Quelque soit l'état de fonctionnement de l'unité d'échange thermique 5, la première vanne 29 et la seconde vanne 37 sont commandées pour présenter toujours des états complémentaires. La combinaison de cette première vanne 29 et de cette troisième vanne 37 forme un commutateur fluidique capable de relier sélectivement la tubulure d'entrée 21 du premier échangeur 17 à l'une ou l'autre de la branche ment 9 du premier circuit et de la 20 branche amont 13 du second circuit.
De manière analogue, la seconde vanne 31 et la quatrième vanne 39 forment un commutateur fluidique capable de relier sélectivement la sortie du premier échangeur 17 à l'une ou l'autre de la branche aval 11 du premier circuit et de la branche aval 15 du second 25 circuit.
Autrement dit, la combinaison de la première vanne 29, (le la seconde vanne 31, de la troisième vanne 37 et de la quatrième 39 forme, grâce à la loi de commande mise en oeuvre par l'unité de commande 3, un organe fluidique capable de relier sélectivement le premier 30 échangeur 17 à l'un ou l'autre des premier et second circuits.
De même, la quatrième vanne 51 et la septième vanne 59 forment en combinaison un commutateur fluidique capable de relier sélectivement la tubulure d'entrée 43 du second échangeur de chaleur 41 à l'une ou l'autre de la branche amont 9 du premier circuit et de la 35 branche amont 13 du second circuit. et de la sixième vanne 53 et de la septième vanne 61 capables, en combinaison, de relier sélectivement la tubulure de sortie 45 du second5 échangeur 41 à l'une ou l'autre de la branche aval 11 du premier circuit et de la branche aval 15 du second circuit.
La cinquième vanne 51, la sixième vanne 53, la septième vanne 59 et la huitième vanne 61 forment en combinaison un organe de commande fluidique capable de relier sélectivement le second échangeur de chaleur 41 à l'un ou l'autre du premier circuit et du second circuit.
Les figures 5.6 et 7 illustrent un second mode de réalisation de l'unité d'échange thermique 5.
La première tubulure de raccordement 25 et la seconde tubulure de raccordement 27 sont reliées à une première vanne tout-ou-rien ou progressive supplémentaire 63, à leur extrémité opposée à la tubulure d'entrée 21 et à la tubulure de sortie 23 du premier échangeur 17. La troisième tubulure de raccordement 33 et la quatrième tubulure de raccordement 35 sont reliées à une seconde vanne tout-ou-rien supplémentaire 65, à leur extrémité opposée à la tubulure d'entrée 21 et à la tubu-ure de sortie 23 du premier échangeur 17.
La première tubulure de raccordement 25 est destinée à être raccordée à la branche aval 11 20 du premier circuit et la troisième tubulure de raccordement 2 3 est destinée à être raccordée à la branche aval 15 du second circuit.
Dans le premier état de fonctionnement, la première vanne supplémentaire 63 est à l'état passant tandis que la seconde vanne supplémentaire 65 est , l'état bloqué. Le premier échangeur 17 et le second échangeur 41 sont tous deux reliés au premier circuit, en série.
Dans le second état de fonctionnement, la première vanne supplémentaire 63 est à l'état 30 bloqué tandis que la seconde vanne supplémentaire 65 est à l'état passant.
Le premier échangeur 17 et le second échangeur 41 sont tous deux reliés au second circuit, en série.
35 Dans le troisième état de fonctionnement. la première vanne supplémentaire 63 est à l'état bloqué tandis que la seconde vanne supplémentaire 65 est à l'état passant. 25 Le premier échangeur 17 est relié au premier circuit tandis que le second échangeur 41 est relié au second circuit.
L'unité de commande 3 est agencée pour commander la première vanne supplémentaire 63 5 et la seconde vanne supplémentaire 65 dans des états complémentaires l'une par rapport à l'autre.
La première vanne supplémentaire 63 et la seconde vanne supplémentaire 65 font respectivement partie du dispositif de commutation fluidique décrit plus haut. Les figures 8, 9 et 10 illustrent un troisième mode de réalisation de l'unité d'échange thermique 5.
L'unité d'échange thermique 5 comprend un troisième échangeur de chaleur 67. lequel 15 présente une tubulure d'entrée 69 et une tubulure de sortie 71. Ce troisième échangeur est destiné à être monté à l'intérieur d'un conduit supplémentaire d'air, par exemple à l'arrière d'un véhicule automobile. Typiquement, l'air en circulation dans ce conduit supplémentaire est prélevé depuis l'habitacle. L'air en circulation dans le conduit supplémentaire a donc subit un échauffement et/ou un refroidissement préalable. 20 La tubulure d'entrée 69 du troisième échangeur 67 est reliée à la cinquième tubulure de raccordement 47, par l'intermédiaire d'une neuvième vanne à ouverture/fermeture progressive 73, entre la cinquième vanne 51 et la tubulure d'entrée 43 du second échangeur 41. La neuvième vanne 73 est analogue à la première vanne 29.
La cinquième tubulure de raccordement 47 présente en outre une dixième vanne tout-ourien 75, disposée entre la tubulure d'entrée 43 du second échangeur 41 et la jonction avec la 30 tubulure d'entrée 69 du troisième échangeur 67.
Dans le premier état de fonctionnement et dans le second état de fonctionnement, la neuvième vanne 73 et la dixième vanne 75 sont toutes deux à l'état passant ou partiellement passant. 10 25 35 La tubulure de sortie 71 du troisième échangeur 67 est reliée à la sixième tubulure de raccordement 49, entre la sixième vanne 53 et la tubulure de sortie 45 du second échangeur 41.
Dans ce premier état de fonctionnement, le premier échangeur 17, le second échangeur 41 et le troisième échangeur 67 sont tous trois reliés au second circuit, en série. et sont traversés intérieurement par le fluide caloporteur.
Dans le second état de fonctionnement, illustré sur la figure 9, le premier échangeur 17, le 10 second échangeur 41 et le troisième échangeur 67 sont reliés au premier circuit et sont traversés par le fluide caloporteur.
Dans le troisième état de fonctionnement, la neuvième vanne 73 est à l'état bloqué tandis que dixième vanne 75 est à l'état passant. Le troisième échangeur 67 n'est relié à aucun du premier et du second circuit.
Ce troisième mode de réalisation présente un intérêt particulier qui tient au fait que le premier échangeur thermique 17 et le troisième échangeur thermique 67 sont montés en 20 série dans l'un ou l'autre du premier circuit et du second circuit. Ceci permet d'utiliser au maximum les capacités du fluide en circulation dans ledit circuit.
Dans une variante de réalisation, le second échangeur thermique 41 peut être monté en série avec le troisième échangeur thermique, en supplément ou en remplacement du premier 25 échangeur thermique 17.
Un quatrième mode de réalisation est analogue au troisième mode de réalisation illustré sur les figures 8, 9 et 10, à l'exception que la première vanne supplémentaire 63 et la seconde vanne supplémentaire 65 sont supprimées. Le premier échangeur 17, le second échangeur 30 41 et le troisième échangeur 67 sont sélectivement reliés au premier ou au second circuit, en parallèle.
Le dispositif d'échange thermique 1 permet de commuter chacun du premier échangeur thermique 17 et du second échangeur thermique 41 sur l'un cu l'autre du premier circuit de 35 fluide et du second circuit fluide. Dans des conditions climatiques extrêmes, les deux échangeurs thermiques peuvent fonctionner conjointement à échauffer ou refroidir l'air soufflé dans l'habitacle. 15 La commutation sur l'un ou l'autre circuit est réalisée à l'aide d'organes fluidiques disposés à chaque fois entre un échangeur thermique et l'un et l'autre du premier circuit et du second circuit. Les organes fluidiques utilisables ne sont pas limités aux vannes tout-ou-rien décrites plus haut. Tout organe fluidique capable de réaliser la commutation peut être utilisé en remplacement.
10 L'unité d'échange thermique 5 a été représentée sous la forme d'un ensemble fonctionnellement cohérent. Cela ne limite aucunement l'invention à une réalisation de cette unité d'échange thermique structurellement unitaire. Par exemple, l'unité d'échange thermique 5 peut être divisée en plusieurs éléments d'échange thermiques, en particulier disposés en parallèle les uns des autres. L'unité d'échange thermique 5 pourrait également 15 ne contenir qu'un unique échangeur thermique et présenter les tubulures nécessaires à sa connexion en série avec un second échangeur thermique, par exemple installé de manière éloignée du premier échangeur thermique.
L'invention revêt un intérêt particulier lorsque le premier échangeur thermique et le second 20 échangeur thermique sont disposés dans un même conduit de circulation d'air. leurs capacités de refroidissement/échauffement s'ajoutant alors l'une à l'autre. Dans ce cas, il est important que l'échangeur traversé le premier par le fluide caloporteur soit disposé en aval. selon le sens de circulation d'air dans le boîtier 19, du seconl échangeur placé en série sur le circuit après le premier échangeur. En effet, le second échangeur se comporte alors 25 comme un réchauffeur d'air basse température (dans le cas du chauffage) alors que le premier échangeur augmente le niveau de chauffage pour l'amenée plus aisément au niveau requis. Ceci ne limite cependant pas l'invention à des installations dans lesquelles ces deux échangeurs thermiques sont disposés à proximité immédiate l'un de l'autre. En particulier, ces échangeurs peuvent être disposés à des extrémités opposées d'un même conduit, 30 éloignés l'un de l'autre. ou même être séparés l'un de l'autre par une bifurcation d'air, en sorte qu'une partie seulement de l'air traversant le premier échangeur traverse le second échangeur thermique.
Dans le troisième mode de réalisation décrit, et dans le quatrième, le troisième échangeur 35 thermique opère avec de l'air "re-circulé", c'est-à-dire de l'air traité par le premier échangeur thermique et le second échangeur thermique et prélevé depuis l'habitacle. Plusieurs5 échangeurs thermiques peuvent être employés en supplément, par exemple pour le traitement de cet air re-circulé.
L'invention détaillée ci-dessus présente des vannes distinctes montées sur les branches ou 5 circuits. Bien entendu, l'invention couvre également une vanne trois voies disposée à l'intersection de la branche et du circuit en remplacement des deux vannes concernées.
Par assurer une compatibilité de fluide caloporteur quand les deux échangeurs sont fluidiquement en série (conditions extrêmes), il avantageux d'utiliser un fluide caloporteur 10 identique, c'est-à-dire ayant des mêmes propriétés de miscibilité.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à titre d'exemples uniquement, et englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art.
Claims (13)
- Revendications1. Dispositif thermique de conditionnement d'air comprenant un premier échangeur thermique (17), de premiers conduits (25,27) destinés à être reliés à un premier circuit de fluide caloporteur, un second échangeur thermique (41), et de seconds conduits (47.49) destinés à être reliés à un second circuit de fluide caloporteur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre de premiers conduits supplémentaires (33,35) destinés à être reliés audit second circuit, de seconds conduits supplémentaires (55,57) destinés à être reliés audit premier circuit, un premier organe fluidique (29;31;37;39) agencé pour connecter sélectivement les premiers conduits (25,27) et les premiers conduits supplémentaires (33.35) en entrée et sortie du premier échangeur thermique (17), un second organe fluidique (51;53;59;61) agencé pour connecter sélectivement les seconds conduits (47,49) et les seconds conduits supplémentaires (55,57) en entrée et sortie du second échangeur thermique (41), et un organe de commande (3) agencé pour actionner le premier organe fluidique (29:31:37;39) et le second organe fluidique (51:53;59;61) suivant une loi de commande prédéterminée.
- 2. Dispositif selon la revendication 1 comprenant en outre un premier organe fluidique supplémentaire (63) agencé pour mettre sélectivement en communication les premiers conduits (25.27) et une tubulure du premier circuit (11), et un second organe fluidique supplémentaire (65) agencé pour mettre sélectivement en communication les premiers conduits supplémentaires (33,37) et une tubulure du second circuit (15). dans lequel l'organe de commande (3) est agencé pour actionner le premier organe fluidique supplémentaire (63) et le second organe fluidique supplémentaire (65) suivant ladite loi de commande prédéterminée.
- 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ladite loi de commande est agencée pour commander le premier organe fluidique supplémentaire (63) et le second organe fluidique supplémentaire (65) en fonction d'un état du premier organe fluidique (29;31;37;39).
- 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ladite loi ce commande est agencée pour établir un premier état dans lequel les premiers conduits (25,27) sont en communication avec ladite tubulure du premier circuit (11) tandis que le premier organe fluidique (29;31;37;39) relie les premiers conduits (25, 27) en tant qu'entrée et sortie du premier échangeur thermique (17). 15
- 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un troisième échangeur thermique (67), dans lequel le second organe fluidique (51;53;59;61) est agencé pour connecter sélectivement les seconds conduits (47, 49) ou les seconds conduits supplémentaires (55,57) en entrée et sortie du second échangeur thermique (41) et du troisième échangeur thermique (67).
- 6. Dispositif selon la revendication 5 comprenant en outre un troisième organe fluidique (73) agencé pour relier sélectivement le troisième échangeur thermique (67) au second organe fluidique (51;53;59;61), et dans lequel l'organe de commande (3) est agencé pour actionner le troisième organe fluidique (73) suivant ladite loi de commande prédéterminée.
- 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite loi de commande est agencée pour établir au moins un état dans lequel les seconds conduits (47,49) sont connectés en tant qu'entrée et sortie du second échangeur de chaleur (41) et les premiers conduits supplémentaires (33,35) sont connectés en tant qu'entrée et sortie du premier échangeur thermique (17).
- 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite loi de commande est agencée pour établir au moins un état dans lequel les seconds conduits supplémentaires (55,57) sont connectés en tant qu'entrée et sortie du second échangeur de chaleur (41) et les premiers conduits (25,27) sont connectés en tant qu'entrée et sortie du premier échangeur thermique (17).
- 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite loi de commande est agencée pour établir au moins un état dans lequel les seconds conduits (47.49) sont connectés en tant qu'entrée et sortie du second échangeur de chaleur (41) et les premiers conduits (25,27) sont connectés en tant qu'entrée et sortie du premier échangeur thermique (17).
- 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier échangeur de chaleur (17) et le second échangeur de chaleur (41) sont agencés pour être disposés l'un derrière l'autre dans un même conduit de circulation d'air.
- 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier organe fluidique (29;31;37;39) comprend un ensemble de vannes (:9;31;37;39), une vanne étant à chaque fois disposée entre un des premiers conduits (25,27) et premiers conduits supplémentaires (33,35) et l'entrée ou la sortie du premier échangeur thermique (17).
- 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le second organe fluidique (51;53;59;61) comprend un ensemble de vannes (51;53;59;61), une vanne étant à chaque fois disposée entre un des seconds conduits (47,49) et seconds conduits supplémentaires (55,57) et l'entrée ou la sortie du premier échangeur de chaleur (41).
- 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le fluide caloporteur circulant dans les premier, le deuxième et/ou le troisième échangeur est identique.
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