FR2938050A1

FR2938050A1 - Air-conditioning loop for air-conditioning device in vehicle, has valve blocking passage of supercritical fluid i.e. carbon dioxide, inside compressor when pressure of loop is higher than ceiling pressure

Info

Publication number: FR2938050A1
Application number: FR0806221A
Authority: FR
Inventors: Mohamed Yahia
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-05-07
Anticipated expiration: 2028-11-06
Also published as: FR2938050B1

Abstract

The loop (B) has a temperature sensor placed at an end of an evaporator (2). A valve (8) is installed at an inlet of a compressor (1) i.e. electric compressor, and is connected with the compressor in series. The valve blocks passage of supercritical fluid i.e. carbon dioxide, inside the compressor when pressure of the loop is higher than ceiling pressure, where a reduction section of the valve is proportional to pressure difference between pressure observed in the loop and ceiling pressures. An independent claim is also included for a method for starting an air-conditioning loop of an air-conditioning device.

Description

Boucle de climatisation comprenant une vanne en entrée du compresseur. Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des boucles de climatisation pour dispositif de climatisation d'air destinés à être installés dans un véhicule. Plus particulièrement, l'invention vise les boucles de climatisation destinées à fonctionner dans des zones géographiques présentant des températures élevées. Aussi, l'invention concerne une boucle de climatisation dans laquelle circule un fluide supercritique et comprenant au moins un compresseur, un évaporateur et un refroidisseur de gaz. Air conditioning loop including a valve at the inlet of the compressor. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the general field of air conditioning loops for air conditioning device intended to be installed in a vehicle. More particularly, the invention relates to air conditioning loops intended to operate in geographical areas with high temperatures. Also, the invention relates to an air conditioning loop in which circulates a supercritical fluid and comprising at least one compressor, an evaporator and a gas cooler.

Dans les boucles de climatisations connues utilisant des fluides frigorifiques classiques, de type souscritique comme le R134a, la pression de la boucle de climatisation à l'arrêt est déterminée par la température ambiante. Le fonctionnement du compresseur n'est ainsi pas compromis par les pressions généralement observées. In known air conditioning loops using conventional refrigerant fluids, of the subcritical type such as R134a, the pressure of the air-conditioning loop at shutdown is determined by the ambient temperature. The operation of the compressor is thus not compromised by the pressures generally observed.

Lorsqu'un fluide supercritique est utilisé, comme par exemple le dioxyde de carbone (CO2), la pression dans la boucle de climatisation est déterminée par le rapport masse de fluide sur température de fluide et cette pression peut atteindre des niveaux très importants. When a supercritical fluid is used, such as for example carbon dioxide (CO2), the pressure in the air conditioning loop is determined by the fluid mass to fluid temperature ratio and this pressure can reach very high levels.

Par exemple, lorsque le véhicule, dans lequel la boucle de climatisation est installée, a roulé à grande vitesse puis s'arrête, le moteur sera alors très chaud. La température élevée du moteur entraîne alors une hausse de pression dans la boucle de climatisation contenant un fluide supercritique. Lorsque, en plus de cela, la chaleur à l'extérieur est importante, par exemple de l'ordre de 42-43° quand le véhicule est arrêté au soleil, la pression de la boucle de climatisation et donc la pression à l'entrée du compresseur peut atteindre des valeurs très élevées. For example, when the vehicle, in which the air conditioning loop is installed, has rolled at high speed and then stops, the engine will be very hot. The high temperature of the engine then causes a rise in pressure in the air conditioning loop containing a supercritical fluid. When, in addition to this, the heat outside is important, for example of the order of 42-43 ° when the vehicle is stopped in the sun, the pressure of the air conditioning loop and therefore the pressure at the entrance compressor can reach very high values.

Dans le cas où le compresseur est un compresseur à capacité fixe, si celui-ci est mis en marche dans ces conditions, il absorbe alors trop de matière et cela peut mener à une panne du système. En effet, le débit de fluide supercritique est alors si élevé que la haute pression atteint une valeur trop importante et dangereuse pour la sécurité de la boucle de climatisation, cette valeur pouvant conduire à l'explosion de la boucle de climatisation. En conséquence, lorsque le débit de fluide supercritique est trop élevé, le compresseur est stoppé et la boucle de climatisation est alors à l'arrêt, ce qui provoque un gène pour l'utilisateur puisque aucun flux d'air froid n'est produit par le dispositif de climatisation d'air. In the case where the compressor is a fixed capacity compressor, if it is started under these conditions, then it absorbs too much material and this can lead to a system failure. Indeed, the flow of supercritical fluid is so high that the high pressure reaches a value too important and dangerous for the safety of the air conditioning loop, this value may lead to the explosion of the air conditioning loop. Consequently, when the supercritical fluid flow rate is too high, the compressor is stopped and the air conditioning loop is then stopped, which causes a gene for the user since no cold air flow is produced by the air conditioning device.

L'utilisation de compresseurs électriques à vitesse variable peut être envisagée pour résoudre au moins partiellement ce problème. Néanmoins, le plus souvent, la réfrigération est alors obtenue avec un délai important désagréable pour l'utilisateur. Cela est préjudiciable pour les conditions de confort. De plus, de tels compresseurs sont coûteux. The use of variable speed electric compressors may be considered to at least partially solve this problem. Nevertheless, most often, the refrigeration is then obtained with a significant delay unpleasant for the user. This is detrimental to the comfort conditions. In addition, such compressors are expensive.

Il existe également des dispositifs dans lesquels la boucle de climatisation est démarrée avec un pulseur éteint. Ainsi, aucun flux d'air ne traverse l'évaporateur de la boucle de climatisation ce qui implique qu'aucun échange de chaleur ne se produit entre le fluide supercritique parcourant l'évaporateur et le flux d'air traversant l'évaporateur. De la sorte, la basse pression à l'intérieur de l'évaporateur et donc à l'entrée du compresseur chute. Cette diminution de la basse pression évite un fort débit de fluide supercritique dans les premiers instants de fonctionnement de la boucle de climatisation et donc évite l'arrêt du compresseur. There are also devices in which the air conditioning loop is started with a blower off. Thus, no air flow through the evaporator of the air conditioning loop which implies that no heat exchange occurs between the supercritical fluid flowing through the evaporator and the air flow through the evaporator. In this way, the low pressure inside the evaporator and therefore at the compressor inlet drops. This lowering of the low pressure avoids a high flow of supercritical fluid in the first instants of operation of the air conditioning loop and thus avoids stopping the compressor.

Obiet et résumé de l'invention 25 La présente invention a donc pour but de palier les inconvénients des boucles de climatisations de l'art antérieur en proposant une boucle de climatisation pour un dispositif de climatisation d'air dans laquelle circule un fluide supercritique et comprenant au moins un compresseur, un refroidisseur de gaz, un dispositif de 30 détente et un évaporateur, caractérisé en ce qu'une vanne est installée à l'entrée du compresseur, ladite vanne interdisant le passage du fluide supercritique à l'intérieur du compresseur lorsque la pression de la boucle de climatisation est supérieure à une pression dite plafond. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to overcome the drawbacks of air conditioning loops of the prior art by proposing an air-conditioning loop for an air-conditioning device in which a supercritical fluid circulates and comprising at least one compressor, a gas cooler, an expansion device and an evaporator, characterized in that a valve is installed at the inlet of the compressor, said valve preventing the passage of supercritical fluid inside the compressor when the pressure of the air conditioning loop is greater than a so-called ceiling pressure.

Avec une telle boucle de climatisation, lorsque la pression dans la boucle de climatisation à l'arrêt est supérieure à la pression plafond, la vanne est complètement fermée de manière étanche. On entend par pression dans la boucle de climatisation la pression lorsque le compresseur est à l'arrêt. En effet, dans ce cas là, la pression est homogène dans toute la boucle de climatisation. Si la vanne est complètement fermée, le compresseur opère une auto-extraction, c'est-à-dire que le fluide supercritique à l'intérieur du compresseur est comprimé et envoyé vers le refroidisseur de gaz. De ce fait, la pression à l'entrée du compresseur diminue puisque le compresseur n'est plus alimenté en fluide du fait de la fermeture de la vanne. Ainsi, la pression d'aspiration, c'est-à-dire la pression à l'entrée du compresseur, baisse immédiatement et donc le débit de fluide supercritique en sortie du compresseur n'atteint pas une valeur critique, laquelle provoquant une haute pression critique mettant en péril la durée de vie de la boucle de climatisation. With such an air conditioning loop, when the pressure in the air conditioning loop at a stop is greater than the ceiling pressure, the valve is completely sealed. Pressure in the air conditioning loop is the pressure when the compressor is stopped. Indeed, in this case, the pressure is homogeneous throughout the air conditioning loop. If the valve is completely closed, the compressor performs a self-extraction, that is, the supercritical fluid inside the compressor is compressed and sent to the gas cooler. As a result, the pressure at the inlet of the compressor decreases since the compressor is no longer supplied with fluid due to the closure of the valve. Thus, the suction pressure, that is to say the pressure at the inlet of the compressor, drops immediately and therefore the supercritical fluid flow at the compressor outlet does not reach a critical value, which causes a high pressure Critical endangering the life of the air conditioning loop.

L'auto-extraction du compresseur permet au fluide supercritique de parcourir le refroidisseur de gaz, puis le dispositif de détente et enfin l'évaporateur. Ainsi, le dispositif de détente commence à réguler le débit de fluide supercritique à l'intérieur de la boucle de climatisation ce qui permet alors à la vanne de s'ouvrir pour alimenter le compresseur sans risque de surpression en aval du compresseur. La fermeture de la vanne peut ne pas être complète au démarrage de la boucle de climatisation avec un débit aspiré par le compresseur pendant l'auto-extraction restant très supérieur à celui qui arrive de la boucle de climatisation vers la vanne. On obtient alors le même type de résultat. The self-extraction of the compressor allows the supercritical fluid to travel through the gas cooler, then the expansion device and finally the evaporator. Thus, the expansion device begins to regulate the flow of supercritical fluid inside the air conditioning loop which then allows the valve to open to supply the compressor without risk of overpressure downstream of the compressor. The closure of the valve may not be complete at the start of the air conditioning loop with a flow sucked by the compressor during the self-extraction remaining much higher than that which arrives from the air conditioning loop to the valve. We then obtain the same type of result.

Selon les principes de l'invention, le compresseur arrache du fluide sur son propre volume en utilisant ses capacités d'auto-extraction. Cette auto-extraction fait baisser rapidement la pression d'aspiration à l'entrée du compresseur. Une fois que la pression plancher est atteinte et la vanne complètement ouverte, on enregistre alors un débit massique de fluide supercritique moins important qu'en absence de vanne. According to the principles of the invention, the compressor pulls fluid on its own volume using its self-extraction capabilities. This self-extraction quickly lowers the suction pressure at the compressor inlet. Once the floor pressure is reached and the valve fully open, then a lower mass flow of supercritical fluid is recorded than in the absence of a valve.

Par rapport au démarrage de la boucle avec un évaporateur éteint, c'est-à-dire avec aucun échange de chaleur entre un flux d'air et le fluide supercritique parcourant l'évaporateur, l'invention permet d'atteindre le régime de réfrigération avec une durée de l'ordre de dix fois inférieure à celle observée en démarrant la boucle avec l'évaporateur éteint. Compared to the start of the loop with an evaporator off, that is to say with no heat exchange between a flow of air and the supercritical fluid flowing through the evaporator, the invention achieves the refrigeration regime with a duration of the order of ten times lower than that observed by starting the loop with the evaporator off.

En effet, grâce à l'invention, le volume aspiré par le compresseur lors de l'auto- extraction est alors très petit et la pression admissible est très rapidement atteinte. Indeed, thanks to the invention, the volume sucked by the compressor during the self-extraction is very small and the allowable pressure is reached very quickly.

Selon un mode de réalisation, la vanne est installée en série avec le compresseur. According to one embodiment, the valve is installed in series with the compressor.

Avantageusement, la fermeture/ouverture de la vanne est commandée automatiquement de manière à ce que, sur commande d'un démarrage du dispositif de climatisation après un arrêt et avant le démarrage du compresseur, dès lors que la pression dans la boucle de climatisation dépasse une pression dite plafond, la vanne présente une section réduite fonction de la pression observée dans la boucle, et de manière à ce que, une fois le compresseur démarré, la vanne présente une section maximale dès lors que la pression observée en entrée du compresseur est inférieure à une pression dite plancher. Advantageously, the closing / opening of the valve is automatically controlled so that, on command of a start of the air conditioning device after a stop and before the start of the compressor, when the pressure in the air conditioning loop exceeds a pressure called ceiling, the valve has a reduced section depending on the pressure observed in the loop, and so that, once the compressor is started, the valve has a maximum section when the pressure observed at the compressor inlet is lower at a so-called floor pressure.

Dans une première variante du mode de réalisation, la pression plafond est égale à la pression plancher. Cette réalisation permet simplement que la plus basse pression pour laquelle la vanne est au moins partiellement fermée corresponde à la pression à laquelle la vanne est ensuite complètement ouverte. In a first variant of the embodiment, the ceiling pressure is equal to the floor pressure. This embodiment simply allows the lowest pressure for which the valve is at least partially closed corresponds to the pressure at which the valve is then fully open.

Selon une seconde variante, la pression plafond est supérieure à la pression plancher. Cette caractéristique autorise à ouvrir la vanne une fois atteinte une pression inférieure à la pression la plus basse à laquelle la vanne est au moins partiellement fermée. Cela permet d'extraire une quantité de matière encore plus importante avant l'ouverture de la vanne et d'assurer ainsi, par une boucle d'hystérésis sur la pression d'aspiration, la fourniture d'une quantité de matière admissible par le compresseur. According to a second variant, the ceiling pressure is greater than the floor pressure. This feature allows opening the valve once reached a pressure lower than the lowest pressure at which the valve is at least partially closed. This makes it possible to extract an even greater quantity of material before the opening of the valve and thus to ensure, by a hysteresis loop on the suction pressure, the supply of a quantity of material admissible by the compressor .

Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, la section réduite de la vanne est proportionnelle à la différence de pression entre la pression observée à l'entrée du compresseur et la pression plafond. Cette caractéristique permet d'assurer que la fermeture de la vanne soit adaptée aux conditions de pression à l'entrée du compresseur avant le démarrage du compresseur. According to a preferred feature of the invention, the reduced section of the valve is proportional to the pressure difference between the pressure observed at the inlet of the compressor and the ceiling pressure. This feature ensures that the closing of the valve is adapted to the pressure conditions at the inlet of the compressor before starting the compressor.

Dans une réalisation particulière, la vanne est commandée de telle manière que, après démarrage du compresseur et jusqu'à ce que la pression en entrée du compresseur ait atteint la pression plancher, sa section est fonction de la pression en entrée du compresseur. La section de la vanne est alors adaptée à la pression observée en entrée du compresseur durant toute la période durant laquelle le compresseur fonctionne en auto-extraction. Cela permet d'assurer une ouverture progressive de la vanne en assurant de ne pas faire chuter le coefficient de performance de la boucle de climatisation de manière trop importante. In a particular embodiment, the valve is controlled such that, after starting the compressor and until the inlet pressure of the compressor has reached the floor pressure, its section is a function of the inlet pressure of the compressor. The section of the valve is then adapted to the pressure observed at the inlet of the compressor during the entire period during which the compressor operates in self-extraction. This ensures a gradual opening of the valve ensuring not to drop the coefficient of performance of the air conditioning loop too much.

Dans une implémentation, le compresseur étant électrique, la vanne fonctionne de manière complémentaire avec une régulation de la vitesse du compresseur. Cette caractéristique, particulière à l'utilisation d'un compresseur électrique, permet d'utiliser la vanne comme un complément intéressant à une régulation de la vitesse du compresseur. La vanne ainsi utilisée, permet d'accélérer la fourniture de la réfrigération tout en ne grevant pas le rendement global de la boucle de climatisation. In one implementation, the compressor being electric, the valve operates in a complementary manner with a regulation of the speed of the compressor. This characteristic, particular to the use of an electric compressor, makes it possible to use the valve as an interesting complement to a regulation of the speed of the compressor. The valve thus used, accelerates the supply of refrigeration while not burdening the overall efficiency of the air conditioning loop.

Selon une caractéristique particulière, la pression plafond peut être choisie égale à 70 bar et la pression plancher à 65 bar. Ces valeurs correspondent aux pressions généralement admissibles dans les compresseurs utilisés dans les dispositifs de climatisation d'air destinés à être implémentés dans des véhicules. According to a particular characteristic, the ceiling pressure can be chosen equal to 70 bar and the floor pressure to 65 bar. These values correspond to the generally acceptable pressures in compressors used in air conditioning devices intended to be implemented in vehicles.

Dans une réalisation avantageuse, la boucle de climatisation est dimensionnée pour supporter, lors de son fonctionnement, des pressions comprises entre une pression minimale et la pression plafond. Cette caractéristique est autorisée par le fait que des pressions supérieures à la pression plafond n'ont pas à être gérées pendant le fonctionnement de la boucle de climatisation. Cela autorise l'utilisation de valves différentes de celles qui permettent la gestion de pressions pouvant aller jusque 90 bars. La précision de contrôle des valves est alors accrue. In an advantageous embodiment, the air conditioning loop is sized to withstand, during its operation, pressures between a minimum pressure and the ceiling pressure. This feature is enabled by the fact that pressures above the ceiling pressure do not have to be managed during the operation of the air conditioning loop. This allows the use of valves different from those that allow the management of pressures up to 90 bar. The control accuracy of the valves is then increased.

L'invention concerne aussi un procédé de démarrage d'un dispositif de climatisation d'air destiné à être installé dans un véhicule et comprenant une boucle de climatisation dans laquelle circule un fluide supercritique et comprenant au moins un compresseur, un évaporateur et un accumulateur, caractérisé en ce que, une vanne étant installée à l'entrée du compresseur, le procédé comprend une étape de réception d'une commande d'un démarrage du dispositif de climatisation après un arrêt, une étape de réduction de la section de la vanne lorsque la pression dans la boucle de climatisation dépasse une pression dite plafond, une étape subséquente de démarrage du compresseur, une étape d'ouverture progressive ou instantanée de la vanne, cette ouverture étant telle que la section de la vanne est maximale dès lors que la pression observée en entrée du compresseur est inférieure à une pression dite plancher. The invention also relates to a method for starting an air conditioning device intended to be installed in a vehicle and comprising an air conditioning loop in which circulates a supercritical fluid and comprising at least one compressor, an evaporator and an accumulator, characterized in that, a valve being installed at the inlet of the compressor, the method comprises a step of receiving a command of a start of the air conditioning device after a stop, a step of reducing the section of the valve when the pressure in the air-conditioning loop exceeds a so-called ceiling pressure, a subsequent stage of starting the compressor, a step of progressive or instantaneous opening of the valve, this opening being such that the section of the valve is maximum when the pressure observed at the inlet of the compressor is less than a so-called floor pressure.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment having no limiting character.

20 Sur les figures : - la figure 1 est une représentation schématique d'une boucle de climatisation, implémentée dans un dispositif de climatisation d'air selon l'invention ; - la figure 2 représente un exemple de modification de la section de la valve fonction de la pression d'aspiration observée en entrée du compresseur. 25 Description détaillée d'un mode de réalisation In the figures: - Figure 1 is a schematic representation of an air conditioning loop, implemented in an air conditioning device according to the invention; FIG. 2 represents an example of modification of the section of the valve that is a function of the suction pressure observed at the inlet of the compressor. Detailed Description of an Embodiment

La figure 1 représente schématiquement une boucle de climatisation B telle qu'implémentée dans un dispositif de climatisation d'air selon l'invention. Dans cette boucle, circule un fluide supercritique. Un tel fluide est par exemple du dioxyde de carbone (CO2). Cette boucle comprend au moins, dans le sens de parcours du fluide à l'intérieur de la boucle de climatisation B, un compresseur 1, un refroidisseur de gaz 4, un dispositif de détente 5 et un évaporateur 2. Figure 1 shows schematically an air conditioning loop B as implemented in an air conditioning device according to the invention. In this loop, circulates a supercritical fluid. Such a fluid is for example carbon dioxide (CO2). This loop comprises at least, in the direction of travel of the fluid inside the air conditioning loop B, a compressor 1, a gas cooler 4, an expansion device 5 and an evaporator 2.

Le fonctionnement de la boucle de climatisation B est commandé par un module de commande 6. Ce module de commande 6 reçoit diverses informations dont la température d'évaporation de l'air qui est mesurée par un capteur de température 7 placé à proximité de l'évaporateur 2 et les pressions de fluide dans la boucle de climatisation, notamment les pressions en entrée du compresseur et à la sortie de celui-ci par respectivement un premier et une deuxième capteurs de pression. Le module de commande 6 est également apte à contrôler le compresseur 1 The operation of the air conditioning loop B is controlled by a control module 6. This control module 6 receives various information including the air evaporation temperature which is measured by a temperature sensor 7 placed near the evaporator 2 and the fluid pressures in the air conditioning loop, in particular the inlet pressures of the compressor and at the outlet thereof by respectively a first and a second pressure sensor. The control module 6 is also able to control the compressor 1

Selon l'invention, la boucle de climatisation B comprend en outre une vanne 8 placée à l'entrée du compresseur 1. Cette vanne 8 est commandée par le module de commande 6 en fonction des données de pression de fluide. En variante, la vanne 8 s'ouvre et se ferme en fonction de la pression du fluide supercritique la parcourant. Dans ce cas, le fluide supercritique agit, en fonction de sa pression, sur un ressort qui contrôle le degré d'ouverture de la section de la vanne 8. Cette vanne 8 permet de contrôler le débit de fluide dans le compresseur 1. Cette vanne 8 est installée en série du compresseur 1 dans la boucle de climatisation B. According to the invention, the air conditioning loop B further comprises a valve 8 placed at the inlet of the compressor 1. This valve 8 is controlled by the control module 6 as a function of the fluid pressure data. In a variant, the valve 8 opens and closes as a function of the pressure of the supercritical fluid flowing through it. In this case, the supercritical fluid acts, depending on its pressure, on a spring that controls the degree of opening of the section of the valve 8. This valve 8 controls the flow of fluid in the compressor 1. This valve 8 is installed in series of the compressor 1 in the air conditioning loop B.

En effet, lors d'un démarrage du compresseur 1, le débit de fluide dans le compresseur 1 est, dans une première approche, proportionnel au produit de la vitesse du compresseur 1 avec la pression dans la boucle de climatisation. L'invention permet de réduire de manière drastique ce débit de fluide initial.30 Quand le compresseur 1 est arrêté, les pressions s'égalisent de part et d'autre du compresseur 1, de façon à ce que la pression observée est identique dans toute la boucle de climatisation B. Ainsi, les premier Cl et deuxième C2 capteurs de pression mesurent la même valeur de pression de boucle de climatisation, que ce soit en entrée ou en sortie du compresseur 1. Indeed, during a start of the compressor 1, the flow of fluid in the compressor 1 is, in a first approach, proportional to the product of the speed of the compressor 1 with the pressure in the air conditioning loop. The invention makes it possible to drastically reduce this initial fluid flow rate. When the compressor 1 is stopped, the pressures are equalized on either side of the compressor 1, so that the pressure observed is identical in any case. the air-conditioning loop B. Thus, the first C1 and second C2 pressure sensors measure the same air-conditioning loop pressure value, whether at the input or at the output of the compressor 1.

Selon l'invention, la vanne 8 est fermée au moins partiellement dès lors que la pression de la boucle de climatisation B est supérieure à une première pression dite plafond PPD avant le démarrage du compresseur. La mesure de pression utilisée pour déclencher la fermeture de la vanne 8 peut donc être théoriquement réalisée en n'importe quel point de la boucle de climatisation avant le démarrage du compresseur 1. According to the invention, the valve 8 is closed at least partially when the pressure of the air conditioning loop B is greater than a first so-called ceiling PPD pressure before starting the compressor. The pressure measurement used to trigger the closure of the valve 8 can therefore be theoretically performed at any point of the air conditioning loop before the compressor 1 starts.

15 La figure 2 montre un exemple de proportionnalité entre la pression d'aspiration PA observée en entrée du compresseur et la section S de la vanne en mm2. FIG. 2 shows an example of proportionality between the suction pressure PA observed at the inlet of the compressor and the section S of the valve in mm 2.

Cette courbe peut être utilisée pour fermer partiellement la vanne 8 avant le démarrage du compresseur lorsque la pression dans la boucle est supérieure à une 20 pression plafond PPD, la vanne 8 étant ensuite ouverte complètement d'un seul coup dès lors que la pression de la boucle de climatisation a chuté sous la pression plancher PPR qui est ici égale à la pression plafond PPD. This curve can be used to partially close the valve 8 before starting the compressor when the pressure in the loop is greater than a ceiling pressure PPD, the valve 8 then being fully open at once when the pressure of the valve air conditioning loop dropped under the PPR floor pressure which is here equal to the ceiling pressure PPD.

Cette courbe peut aussi être utilisée pour contrôler l'ouverture progressive de la 25 vanne 8 en corrélant la section instantanée de la vanne 8 avec la pression telle qu'observée en entrée du compresseur 1 pendant l'auto-extraction. This curve can also be used to control the progressive opening of the valve 8 by correlating the instantaneous section of the valve 8 with the pressure as observed at the inlet of the compressor 1 during the self-extraction.

On comprend ici que, pour une pression dans la boucle par exemple autour de 120 bars, la vanne 8 est quasiment complètement fermée lors du démarrage du 30 compresseur 1.10 En revanche, la section maximale de la vanne 8 étant de 80 mm2, on observe que, quand le compresseur 1 est démarré avec une pression de 70 bars dans la boucle, la vanne 8 est complètement ouverte. It will be understood that, for a pressure in the loop, for example around 120 bar, the valve 8 is almost completely closed when the compressor 1.10 is started. On the other hand, the maximum section of the valve 8 being 80 mm 2, it is observed that when the compressor 1 is started with a pressure of 70 bar in the loop, the valve 8 is fully open.

Pour les pressions entre 70 et 120 bars, la vanne 8 présente une fermeture partielle définie par la courbe de la figure 2. For the pressures between 70 and 120 bar, the valve 8 has a partial closure defined by the curve of FIG.

En se plaçant dans le cas où une pression de l'ordre de 90 bars est observée, une fois la vanne 8 partiellement fermée, le compresseur 1 démarre automatiquement et 10 aspire son propre volume. By placing itself in the case where a pressure of the order of 90 bars is observed, once the valve 8 is partially closed, the compressor 1 starts automatically and sucks its own volume.

On observe alors une décroissance très rapide, moins de 200 millisecondes, de la pression d'aspiration qui vient très rapidement sous une pression plancher, par exemple choisie égale à 70 bars. Soit l'ouverture de la vanne 8 suit la chute de la pression, soit la vanne 8 n'est ouverte qu'une fois la pression plancher atteinte. There is then a very rapid decay, less than 200 milliseconds, of the suction pressure which comes very quickly under a floor pressure, for example chosen equal to 70 bars. Either the opening of the valve 8 follows the drop in pressure, or the valve 8 is open once the floor pressure is reached.

Le tableau ci-dessous résume les résultats obtenus avec le fonctionnement de 20 l'invention en montrant la température en degrés Celsius observés TO en degré Celsius, la pression initiale dans la boucle PO en bar, la densité initiale RO en gramme par litre, la vitesse Vs du compresseur en litre, la masse M du fluide dans le compresseur à l'arrêt en gramme, le débit massique Mr observé en gramme par seconde, la durée de l'aspiration en auto-extraction du compresseur dt en secondes, 25 la masse extraite par le compresseur Mr.dt en gramme, la masse restante dans le compresseur M' en gramme, la pression PO(tO+dt) après 200 millisecondes ainsi que la densité RO(tO+dt) après 200 millisecondes. TO PO RO Vs M Mr dt Mr.dt M' PO(tO+dt) RO(tO+dt) 45 90 260 0,2 52 105,6 0,2 21,1 30,9 67,3 154,44 30 On remarque ainsi que l'invention permet, en un temps très limité, d'obtenir une pression convenable pour le fonctionnement du compresseur 1. 15 Grâce à la durée de fonctionnement courte en auto-extraction du compresseur 1, on évite de faire chuter le coefficient de performance et les limites opérationnelles correspondant aux exigences généralement requises sont respectées. The table below summarizes the results obtained with the operation of the invention by showing the temperature in degrees Celsius observed TO in degrees Celsius, the initial pressure in the PO loop in bar, the initial density RO in grams per liter, the compressor speed Vs in liters, the mass M of the fluid in the compressor at the stop in grams, the mass flow rate Mr observed in grams per second, the duration of the suction in self-extraction of the compressor dt in seconds, 25 the mass extracted by the compressor Mr.dt in grams, the mass remaining in the compressor M 'in grams, the pressure PO (tO + dt) after 200 milliseconds and the density RO (tO + dt) after 200 milliseconds. TO PO RO Vs M Mrdt Mr.dt M 'PO (tO + dt) RO (tO + dt) 45 90 260 0.2 52 105.6 0.2 21.1 30.9 67.3 154.44 30 It will thus be noted that the invention makes it possible, in a very limited time, to obtain a suitable pressure for the operation of the compressor 1. Due to the short operating time in self-extraction of the compressor 1, it is avoided to reduce the coefficient of performance and operational limits corresponding to the generally required requirements are met.

Une fois une pression inférieure à la pression plancher atteinte, la vanne 8 est alors totalement ouverte, soit d'un seul coup, soit elle a été ouverte progressivement durant la chute de la pression et parvient à une ouverture maximale lorsque la pression plancher est atteinte. Le flux massique observé dans ce cas, est nettement inférieur au flux massique qui correspondait à la pression initiale. Le compresseur 1 a alors une capacité accrue pour établir le cycle de climatisation et réaliser la fonction de réfrigération de la boucle. Once a pressure lower than the floor pressure reached, the valve 8 is then fully open, either at once, or it was opened gradually during the pressure drop and reaches a maximum opening when the floor pressure is reached . The observed mass flux in this case is significantly lower than the mass flux that corresponded to the initial pressure. The compressor 1 then has an increased capacity to establish the air conditioning cycle and perform the refrigeration function of the loop.

A l'arrêt de la boucle de climatisation B, la pression d'aspiration est égale à la pression de refoulement qui est mesurée sur une boucle de climatisation à l'entrée du compresseur. On constate ici que la mise en oeuvre de l'invention nécessite la présence d'un capteur de pression à l'entrée du compresseur 1 afin de détecter que celle-ci est passé sous la pression plancher ou de contrôler l'ouverture progressive de la vanne 8 en fonction de la pression à l'entrée du compresseur 1. En général, un tel capteur est nécessairement déjà implémenté puisque les modules de commande fonctionnent en connaissant le rapport entre les pressions à l'entrée et à la sortie du compresseur 1. L'invention ne nécessite donc pas d'autre ajout matériel que la vanne 8 elle-même. When the air conditioning loop B stops, the suction pressure is equal to the discharge pressure which is measured on an air conditioning loop at the compressor inlet. It is noted here that the implementation of the invention requires the presence of a pressure sensor at the inlet of the compressor 1 to detect that it has passed under the floor pressure or to control the gradual opening of the valve 8 as a function of the pressure at the inlet of the compressor 1. In general, such a sensor is necessarily already implemented since the control modules operate knowing the ratio between the pressures at the inlet and the outlet of the compressor 1. The invention therefore does not require any other material addition than the valve 8 itself.

La vanne 8 ainsi mise en oeuvre selon l'invention est un dispositif qui contrôle la chute de la pression d'aspiration de manière à diminuer la densité à l'entrée du compresseur 1 et ainsi à diminuer le débit massique. The valve 8 thus implemented according to the invention is a device which controls the fall of the suction pressure so as to reduce the density at the inlet of the compressor 1 and thus to reduce the mass flow.

En outre, avec l'invention, il est possible de dimensionner la boucle de climatisation 30 de manière à ce qu'elle ne prenne en compte que des valeurs de pressions inférieures à la pression plancher. In addition, with the invention, it is possible to size the air conditioning loop 30 so that it takes into account only pressure values lower than the floor pressure.

L'amplitude des pressions à contrôler est alors bien plus petite et il est alors possible d'augmenter, de manière très conséquente, la résolution des valves utilisées pour le contrôle de la boucle de climatisation. On remarque enfin que diverses mises en oeuvre peuvent être réalisées selon les 5 principes de l'invention. 12 The amplitude of the pressures to be controlled is then much smaller and it is then possible to increase, very significantly, the resolution of the valves used for the control of the air conditioning loop. Finally, it should be noted that various implementations can be carried out according to the principles of the invention. 12

Claims

REVENDICATIONS1. Air conditioning loop (B) for an air conditioning device in which a supercritical fluid circulates and comprising at least one compressor (1), a gas cooler (4), an expansion device (5) and an evaporator (2) ), characterized in that a valve (8) is installed at the inlet of the compressor (1), said valve (8) preventing the passage of supercritical fluid inside the compressor (1) when the pressure of the loop air conditioning is above a so-called ceiling pressure (PPD).

2. The air conditioning loop (B) according to claim 1, wherein the valve (8) is installed in series with the compressor (1).

3. The air conditioning loop (B) according to claim 1 or 2, wherein the closing / opening of the valve (8) is automatically controlled so that, on command of a start of the air conditioning device after a stop and before starting the compressor (1), since the pressure in the air conditioning loop exceeds a ceiling pressure (PPD), the valve (8) has a reduced section depending on the pressure observed in the loop, and so as to once the compressor (1) is started, the valve (8) has a maximum cross section when the pressure observed at the inlet of the compressor (1) is less than a so-called floor pressure (PPR).

4. air conditioning loop (B) according to claim 3, characterized in that the reduced section of the valve (8) is proportional to the pressure difference between the pressure observed in the air conditioning loop at the compressor inlet and the ceiling pressure.

5. Air conditioning loop (B) according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the ceiling pressure (PPD) is equal to the floor pressure (PPR). 10

6. Air conditioning loop (B) according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the ceiling pressure (PPD) is greater than the floor pressure (PPR).

Air-conditioning loop (B) according to one of Claims 3 to 6, characterized in that the valve (8) is controlled in such a way that after starting the compressor (1) and until the pressure at the inlet of the compressor (1) has reached the floor pressure (PPR), its section is a function of the inlet pressure of the compressor (1). 20

8. Air conditioning loop (B) according to any one of the preceding claims, characterized in that, the compressor (1) is electrical, the valve (8) operates in a complementary manner with a compressor speed regulation (1) . 25

9. Air conditioning loop (B) according to one of claims 3 to 8, characterized in that the floor pressure (PPR) is 65 bars.5

10. Air conditioning loop (B) according to one of the preceding claims, characterized in that the ceiling pressure (PPD) is 70 bar.

11. Air conditioning loop (B) according to one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning loop is sized to withstand pressures between a minimum pressure and the ceiling pressure (PPD). 10

12. A method of starting an air conditioning loop (B) for an air conditioning device in which circulates a supercritical fluid and comprising at least one compressor (1), an evaporator (2) and an accumulator (3), characterized in that, a valve (8) being installed at the inlet of the compressor (1), the method comprises a step of receiving a command of a start of the air conditioning device after a stop, a reduction step of the section of the valve (8) when the pressure in the air-conditioning loop exceeds a so-called ceiling pressure (PPD), a subsequent step of starting the compressor (1), a progressive or instantaneous opening stage of the valve ( 8), this opening being such that the section of the valve (8) is maximum when the pressure observed at the inlet of the compressor (1) is less than a so-called floor pressure (PPR).