FR2950424A1 - Reversible air-conditioning equipment for use in vehicle, has additional heat exchange unit for performing heat exchange with exhaust gas other than heat exchange between exhaust gas and coolant - Google Patents

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FR2950424A1
FR2950424A1 FR0956508A FR0956508A FR2950424A1 FR 2950424 A1 FR2950424 A1 FR 2950424A1 FR 0956508 A FR0956508 A FR 0956508A FR 0956508 A FR0956508 A FR 0956508A FR 2950424 A1 FR2950424 A1 FR 2950424A1
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Abstract

The equipment has a reversible air-conditioning circuit in which refrigerant is circulated. The air-conditioning circuit has an evaporator (28), a compressor (22), a condenser (24), an air pressure regulator (26) and a regenerator (30). An additional heat exchange unit performs heat exchange with exhaust gas other than heat exchange between exhaust gas and coolant. The exchange unit comprises a calories storage unit (C) located between the regenerator and a valve (60). The exchange unit has a cold energy storage unit (F) located between a low temperature radiator (BT) and the valve.

Description

EQUIPEMENT DE CLIMATISATION REVERSIBLE AMELIORE [0001 La présente invention concerne un équipement de climatisation réversible 5 pour un véhicule muni d'un moteur thermique. [0002] Les circuits de climatisation réversibles peuvent fonctionner, en plus du mode air conditionné qui a pour but de refroidir l'habitacle du véhicule, en mode pompe à chaleur permettant de fournir de la chaleur à l'habitacle. Le fluide réfrigérant ou frigorigène du circuit de climatisation est alors, soit refroidi (mode air conditionné), soit 10 réchauffé (mode pompe à chaleur). Pour ce dernier mode, l'échangeur thermique air/réfrigérant, communément appelé condenseur dans le cas d'une climatisation, fonctionne comme un évaporateur dans le cas d'une pompe à chaleur, et vice-versa : l'évaporateur inséré dans le groupe (dans l'habitacle) fonctionne comme un condenseur en configuration pompe à chaleur. La source chaude de la pompe à 15 chaleur est traditionnellement de deux types : soit l'air ambiant, soit le liquide de refroidissement du moteur thermique. [0003] Le mode de fonctionnement pompe à chaleur est particulièrement intéressant dans les pays à climat grands froids. Cependant, les performances de ces équipements en mode pompe à chaleur ne sont pas satisfaisantes. 20 [0004 En effet, lorsque la source chaude de la pompe à chaleur est l'air ambiant, le condenseur du circuit de climatisation (le condenseur fonctionne comme un évaporateur en mode pompe à chaleur) situé généralement en façade du véhicule, a tendance à se couvrir de glace, notamment lorsque la température extérieure est inférieure à 0°C et en présence d'humidité dans l'air. Pour déglacer le condenseur, la 25 pratique est de le réchauffer en passant en mode de fonctionnement air conditionné, ce qui réduit la disponibilité et l'efficacité de la pompe à chaleur et impose de conserver l'aérotherme de chauffage traditionnel pour assurer le chauffage de l'habitacle pendant le temps du déglaçage du condenseur. [0005] Lorsque la source chaude de la pompe à chaleur est le liquide de 30 refroidissement du moteur, le fluide frigorigène est réchauffé en puisant des calories au liquide de refroidissement, ce qui se fait au détriment du chauffage de l'habitacle et de la montée en température du moteur thermique, ce qui augmente la consommation de carburant, l'usure du moteur et les émissions polluantes. [0006 Une solution a déjà été proposée dans la demande de brevet FR 2804909, qui consiste à réchauffer le fluide frigorigène avec la chaleur des gaz d'échappement par l'intermédiaire du fluide de refroidissement. En d'autres termes, les gaz d'échappement réchauffent le fluide de refroidissement lequel réchauffe le fluide frigorigène. De plus la demande de brevet WO 2007/132326 décrit un système de climatisation réversible dans lequel la chaleur dégagée par les gaz d'échappement peut être utilisée directement pour réchauffer le fluide frigorigène. [000n La présente invention propose une solution permettant d'améliorer les performances des circuits de climatisation réversible, par exemple en évitant le glaçage du condenseur du circuit de climatisation en fonctionnement pompe à chaleur. De façon plus précise, la présente invention concerne un équipement de climatisation d'un véhicule à moteur thermique muni d'un circuit de refroidissement dudit moteur, dans lequel peut circuler un fluide de refroidissement, et d'un circuit de réchauffage de l'habitacle du véhicule comprenant un aérotherme, ledit équipement de climatisation comportant un circuit de climatisation réversible dans lequel peut circuler un fluide frigorigène et comprenant un évaporateur, un compresseur, un condenseur et un détendeur, et des moyens de récupération thermique à l'échappement RTE, [0008] Selon l'invention, ledit équipement comporte des moyens supplémentaires d'échange thermique avec les gaz d'échappement autre qu'un échange thermique gaz d'échappement/fluide de refroidissement. [0009] Selon un mode de réalisation, lesdits moyens supplémentaires d'échange thermique comportent une boucle thermique dans laquelle peut circuler un liquide, ladite boucle comprenant successivement dans le sens de circulation dudit liquide, une pompe, un condenseur, une première vanne trois voies, un radiateur pour le refroidissement dudit condenseur, et une deuxième vanne trois voies, lesdites vannes trois voies ayant une voie reliée auxdits moyens de récupération thermique à l'échappement RTE pour le réchauffage dudit condenseur. [0010] De préférence, ledit liquide circulant dans ladite boucle thermique est de l'eau. [0011] Selon un autre mode de réalisation, ledit équipement comporte un échangeur gaz d'échappement/air et un échangeur air/fluide frigorigène reliés en parallèle à l'aide d'une première et d'une deuxième vannes trois voies pilotées par des moyens de commande, ladite première vanne ayant une sortie reliée audit échangeur air/fluide frigorigène par l'intermédiaire d'une pompe, une première entrée recevant ledit air et une deuxième entrée étant reliée audit échangeur gaz d'échappement/air, ladite deuxième vanne ayant une première sortie par laquelle de l'air chaud est rejeté à l'extérieur du véhicule, une deuxième sortie reliée audit échangeur gaz d'échappement/air et une entrée reliée audit échangeur air/fluide frigorigène, lesdits moyens de commande permettant de positionner lesdites vannes dans une première position pour laquelle le fluide frigorigène est réchauffé grâce à un échange thermique indirect avec les gaz d'échappement et dans une deuxième position pour laquelle le fluide frigorigène est refroidi par ledit air. [0012] Selon une première variante de réalisation, ledit air de refroidissement dudit échangeur air/fluide frigorigène est de l'air prélevé à l'extérieur du véhicule. [0013] Selon une deuxième variante de réalisation, ledit air de refroidissement dudit échangeur air/fluide frigorigène est de l'air prélevé dans l'habitacle du véhicule. [0014] Selon une troisième variante, un évaporateur est connecté en parallèle avec ledit échangeur air/fluide frigorigène à l'aide desdites vannes, ledit évaporateur refroidissant ledit air lequel refroidit ledit échangeur air/fluide frigorigène. [0015] Selon un autre mode de réalisation, lesdits moyens supplémentaires d'échange thermique comportent des moyens de stockage thermique afin de stocker des calories lorsque le circuit de climatisation fonctionne en mode pompe à chaleur ou stocker des frigories lorsque le circuit fonctionne en mode air conditionné. [0016] Selon une variante de réalisation, ledit équipement peut comporter au moins l'un des moyens de stockage thermique suivants : • des moyens de stockage de calories situés entre lesdits moyens de récupération thermique à l'échappement RTE et ladite deuxième vanne, • des moyens de stockage de frigories intercalés entre ledit radiateur basse température BT et ladite deuxième vanne. [0017] Selon une autre variante de réalisation, ledit équipement peut comporter au moins l'un des moyens de stockage thermique suivants : • des moyens de stockage de frigories situés à la sortie dudit condenseur dudit circuit de climatisation, et • des moyens de stockage de calories intercalés entre lesdits moyens de récupération thermique à l'échappement RTE et ledit détendeur dudit circuit de climatisation. [ools] Lesdits moyens de stockage thermique peuvent être choisis parmi des moyens de stockage de calories situés en aval dudit échangeur gaz d'échappement/air et en amont de ladite deuxième entrée de ladite première vanne, et des moyens de stockage de frigories situés en amont de ladite première entrée de ladite première vanne. [0019] Ledit équipement peut comporter au moins l'un des moyens de stockage thermique suivants : • des moyens de stockage de calories situés entre la sortie dudit échangeur gaz d'échappement/air et ladite deuxième entrée de ladite première vanne, et • des moyens de stockage de frigories situés entre la sortie de l'air refroidi du dudit évaporateur et ladite première entrée de ladite première vanne. [0020] Lesdits moyens de stockage thermique peuvent comprendre au moins l'un des moyens de stockage suivants: stockage par chaleur sensible, stockage par chaleur latente, et stockage thermochimique. [0021] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés et sur lesquels : • la figure 1 montre schématiquement un premier mode de réalisation ; • les figures 2 et 3 illustrent deux autres modes de réalisation utilisant un circuit d'air supplémentaire ; • les figures 4 à 7 montrent schématiquement des modes de réalisation différents utilisant des moyens de stockage de calories et/ou de frigories; et • - la figure 8 illustre un mode de réalisation du système de récupération thermique à l'échappement RTE. [0022] Dans le mode de réalisation représenté schématiquement sur la figure 1, un moteur thermique 10 est muni d'un circuit de refroidissement du moteur dans lequel circule un fluide de refroidissement (généralement un mélange d'eau et de glycol) selon un parcours illustré par des flèches en traits pleins continus. Ledit circuit de refroidissement comporte une pompe à eau 12, un aérotherme 14, un boitier de sortie d'eau 16 et un radiateur 18 placé habituellement en façade avant du véhicule. Ce dernier est également muni d'un circuit de climatisation réversible 20 dans lequel peut circuler un fluide réfrigérant ou frigorigène, ce fluide circulant selon un parcours indiqué par des flèches en traits séparés par deux points. Le circuit de climatisation est réversible et peut donc fonctionner, en plus du mode air conditionné pour lequel le fluide frigorigène apporte du froid (des frigories) à l'habitacle, en mode pompe à chaleur, le fluide frigorigène apportant alors de la chaleur à l'habitacle. Le circuit de climatisation comprend de façon classique un compresseur 22, un condenseur 24, un détendeur 26 et un évaporateur 28. Le condenseur 24 est de préférence un condenseur à eau avec réservoir intégré ou séparé. [0023] Ce mode de réalisation comporte un système 30 de récupération thermique à l'échappement RTE dont un mode de réalisation est illustré schématiquement sur la figure 8. Ce système comporte un échangeur thermique fluide à réchauffer/gaz d'échappement 32 placé sur une branche 34 d'une dérivation (qui comporte deux branches) de la ligne d'échappement 36 du moteur thermique. Cette ligne d'échappement peut comporter un catalyseur 40 suivi d'un filtre à particules 42. Une vanne 44 oriente les gaz d'échappement 41 soit vers la branche 34 de la dérivation, soit vers l'autre branche 46. Un manchon 48 permet un découplage mécanique entre la partie terminale 50 de la ligne d'échappement et l'échangeur thermique 32. Un fluide circule dans l'échangeur thermique 32, selon le sens indiqué par les flèches 51, où il est réchauffé par les gaz d'échappement. Ces derniers circulent dans le sens indiqué par les flèches 41. La chaleur des gaz d'échappement élève donc la température du fluide. [0024] En revenant à la figure 1, une boucle de circulation optionnelle est constituée par le RTE 30, la canalisation 52, l'aérotherme 14 et la canalisation 54. Le fluide de refroidissement du moteur thermique 10 qui circule dans l'aérotherme 14 pour chauffer l'habitacle du véhicule, est réchauffé dans le récupérateur RTE 30. [0025] Un circuit d'eau de réchauffage du condenseur 24, représenté en petits traits sur la figure 1, est composé du RTE 30, d'une canalisation 56, d'une première vanne trois voies 60, d'une pompe à eau 62, de préférence électrique, d'une deuxième vanne trois voies 58, et d'une canalisation 64. L'eau qui circule dans ce circuit, et qui alimente le condenseur 24, est réchauffée dans le récupérateur RTE 30. [0026] L'eau circulant dans le condenseur 24 peut alternativement être refroidie grâce à un radiateur basse température BT qui peut par exemple être situé en face avant du véhicule. L'eau circule alors dans une boucle thermique représentée en pointillés et formée par la pompe 62, le condenseur 24, la vanne 58, le radiateur BT et la vanne 60. Le refroidissement de l'eau dans cette boucle thermique entraine le refroidissement du fluide frigorigène par son passage dans le condenseur 24. En mode air conditionné, les vannes trois voies 58 et 60 orientent l'eau pour qu'elle circule dans le radiateur BT afin de la refroidir; en mode pompe à chaleur, les vannes 58 et 60 orientent l'eau pour qu'elle circule dans le récupérateur RTE 30. [0027] Les figures 2 et 3 représentent schématiquement des modes de réalisation dans lesquels il se produit un échange thermique indirect entre les gaz d'échappement et le fluide frigorigène via un circuit d'air supplémentaire. Le système repose ici sur un dispositif d'air conditionné réversible en pompe à chaleur, mais à la différence du mode de réalisation de la figure 1, où il était plus judicieux d'adapter un condenseur à eau, ici on peut indifféremment partir d'un condenseur à eau (échangeur fluide frigorigène/fluide de refroidissement) ou d'un condenseur traditionnel (échangeur air /fluide frigorigène). [0028] Sur la figure 2, sont représentés un circuit d'air de réchauffage du fluide frigorigène, représenté par des petits traits et qui comprend un échangeur thermique gaz d'échappement/air 70, un échangeur thermique air/fluide frigorigène 72 (qui est en fait un évaporateur), une première vanne trois voies 74 et une deuxième vanne trois voies 76. La pompe à air 84 aspire, à travers la sortie 82 de la vanne 74 et la seule entrée 80 laissée libre au passage de l'air par le dispositif de commande 71 de la vanne 74, de l'air préalablement réchauffé dans l'échangeur thermique gaz d'échappement / air 70 et dirige cet air chaud vers l'échangeur thermique air / fluide frigorigène 72 au sein duquel l'air chaud cède au fluide frigorigène la chaleur prélevée aux gaz d'échappement dans l'échangeur 70. Par la sortie 92 laissée libre au passage de l'air par le dispositif de commande 71 de la vanne 76, la vanne 76 dirige alors l'air vers l'échangeur thermique gaz d'échappement / air 70 au travers duquel l'air se réchauffe à nouveau. [0029] Sur cette figure 2, on a également représenté par des pointillés un circuit d'air de refroidissement du fluide frigorigène. De l'air froid, depuis l'extérieur du véhicule (flèche 86), par exemple en face avant du véhicule ou dans les passages de roues ou sous la caisse, est aspiré par la pompe à air 84 à travers l'entrée 78 et la sortie 82 de la vanne 74 pilotée par les moyens de commande 71. Cet air froid refroidit le fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique air / fluide frigorigène 72, puis la vanne 76, elle aussi pilotée par les moyens de commande 71, refoule cet air à l'extérieur du véhicule (flèche 88) par exemple sous la caisse, par la sortie 90. [0030] Selon un autre mode de réalisation, l'air qui pénètre dans le système selon la flèche 86, au lieu d'être aspiré de l'extérieur, peut être de l'air froid prélevé dans l'habitacle, donc déjà refroidi par le circuit de climatisation principal. [0031] Le mode de réalisation de la figure 3 reprend les mêmes éléments de la figure 2, à savoir les échangeurs thermiques 70 et 72 reliés en parallèle par les vannes trois voies 74 et 76, et la pompe 84. Ce mode de réalisation comporte un évaporateur 94 qui refroidit l'air injecté à l'entrée 78 de la vanne 74.Le fluide frigorigène pénètre dans l'évaporateur 94 par l'entrée 96 (flèche 98) et ressort par la sortie 100 (flèche 102). Dans ce mode de réalisation, l'évaporateur 94 est intercalé afin de refroidir l'air qui lui-même va refroidir l'échangeur air/fluide frigorigène 72. Pour le chauffage du fluide frigorigène (fonctionnement en pompe à chaleur), les modes de réalisation des figures 2 et 3 fonctionnent de la même façon. L'échangeur gaz d'échappement/air 70 placé sur la ligne d'échappement permet d'extraire des calories aux gaz d'échappement et de les transmettre, via un circuit d'air chaud et la pompe 84, jusqu'à l'échangeur air/fluide frigorigène 72, qui est la source chaude de la pompe à chaleur. [0032] En mode air conditionné ou production de froid dans l'habitacle, l'échangeur air/fluide frigorigène 72 devient la ou une des sources froides du système complet et est connecté, par le système d'électrovannes 74 et 76 : • soit à l'air extérieur (cet échangeur 72 fonctionne alors comme un condenseur secondaire) : c'est le premier mode de réalisation de la figure 2 ; • soit à l'air issu de l'habitacle préalablement réfrigéré par la boucle de climatisation principale du véhicule : c'est le deuxième mode de réalisation de la figure 2; • soit à de l'air préalablement réfrigéré via l'évaporateur 94: c'est le mode de réalisation de la figure 3. [0033] Les vannes trois voies sont pilotés par des moyens de commande 71, tels que par exemple un calculateur dédié ou encore le calculateur du contrôle moteur. [0034] Les modes de réalisation des figures 4 à 7 utilisent des moyens de stockage de frigories, désignés sur ces figures par la lettre F, ou des moyens de stockage de 15 calories, désignés par la lettre C. [0035] Cette énergie stockée est alors restituée au démarrage du véhicule en fonction du besoin habitacle souhaité par les occupants : • les frigories quand il s'agit de réfrigérer rapidement le véhicule, par exemple lors d'une longue période de stationnement par ambiante chaude et ensoleillement 20 important, • les calories quand il s'agit de réchauffer rapidement le véhicule, par exemple lors du démarrage du moteur et pour des conditions de roulage peu chargées par ambiantes froides, [0036] Selon la priorité que l'on accorde à chacune des prestations de chauffage ou 25 de réfrigération, on pourra choisir de n'implanter qu'un seul dispositif de stockage thermique, par exemple en fonction de la zone cible de commercialisation du véhicule. [0037] Le stockage d'énergie thermique pourra se faire par plusieurs moyens : • Stockage par chaleur sensible : eau, huiles synthétiques, vapeur d'eau sous 30 pression, sels fondus sans changement de phase, céramiques, ... ; • Stockage par chaleur latente : transitions de phases Solide/Liquide, Liquide/Gaz, Solide/Gaz, Solide/Solide de produits organiques (paraffines, acides gras, ...) ou inorganiques (eau, sels, ...) ; • Stockage thermochimique par réactions chimiques endothermiques ou 5 exothermiques, adsorption, absorption. The present invention relates to reversible air conditioning equipment 5 for a vehicle equipped with a heat engine. BACKGROUND OF THE INVENTION Reversible air conditioning circuits can operate, in addition to the air conditioning mode which aims to cool the passenger compartment, in heat pump mode to provide heat to the passenger compartment. The coolant or refrigerant of the air conditioning circuit is then either cooled (air conditioning mode) or reheated (heat pump mode). For the latter mode, the heat exchanger air / refrigerant, commonly called condenser in the case of an air conditioning, works as an evaporator in the case of a heat pump, and vice versa: the evaporator inserted into the group (in the cockpit) works as a condenser in heat pump configuration. The heat source of the heat pump is traditionally of two types: either the ambient air or the coolant of the engine. The mode of heat pump operation is particularly interesting in cold climate countries. However, the performance of these equipment in heat pump mode is not satisfactory. [0004 Indeed, when the heat source of the heat pump is the ambient air, the condenser of the air conditioning circuit (the condenser operates as an evaporator in heat pump mode) generally located on the front of the vehicle, tends to ice cover, especially when the outside temperature is below 0 ° C and in the presence of moisture in the air. In order to de-ice the condenser, the practice is to heat it up by operating in air-conditioning mode, which reduces the availability and efficiency of the heat pump and requires the traditional heating heater to be maintained to provide heating for the heat pump. cockpit during the time of deicing the condenser. [0005] When the heat source of the heat pump is the engine cooling liquid, the refrigerant is heated by drawing calories from the coolant, which is done to the detriment of the heating of the passenger compartment and the engine. temperature rise of the engine, which increases fuel consumption, engine wear and pollutant emissions. A solution has already been proposed in the patent application FR 2804909, which consists in heating the refrigerant with the heat of the exhaust gas via the cooling fluid. In other words, the exhaust gases heat the coolant which heats the refrigerant. In addition, the patent application WO 2007/132326 describes a reversible air-conditioning system in which the heat released by the exhaust gas can be used directly to heat the refrigerant. The present invention proposes a solution for improving the performance of reversible air conditioning circuits, for example by avoiding the icing of the condenser of the air conditioning circuit in heat pump operation. More specifically, the present invention relates to an air conditioning equipment of a heat engine vehicle provided with a cooling circuit of said engine, in which a cooling fluid can circulate, and a heating circuit of the passenger compartment. the vehicle comprising a heater, said air conditioning equipment comprising a reversible air conditioning circuit in which a refrigerant can circulate and comprising an evaporator, a compressor, a condenser and an expander, and thermal recovery means at the exhaust RTE, [ 0008] According to the invention, said equipment comprises additional means of heat exchange with the exhaust gas other than a heat exchange exhaust gas / cooling fluid. According to one embodiment, said additional heat exchange means comprise a thermal loop in which a liquid can flow, said loop comprising successively in the direction of circulation of said liquid, a pump, a condenser, a first three-way valve. , a radiator for cooling said condenser, and a second three-way valve, said three-way valves having a path connected to said heat recovery means RTE exhaust for heating said condenser. Preferably, said liquid flowing in said thermal loop is water. According to another embodiment, said equipment comprises an exhaust gas / air exchanger and an air / refrigerant exchanger connected in parallel using a first and a second three-way valves controlled by control means, said first valve having an output connected to said air / refrigerant exchanger via a pump, a first inlet receiving said air and a second inlet being connected to said exhaust gas / air exchanger, said second valve having a first output through which hot air is rejected outside the vehicle, a second output connected to said exhaust gas / air exchanger and an input connected to said air / refrigerant exchanger, said control means for positioning said valves in a first position for which the refrigerant is heated through indirect heat exchange with the exhaust gases and in a second position for which the refrigerant is cooled by said air. According to a first embodiment, said cooling air of said air exchanger / refrigerant is air taken from the outside of the vehicle. According to a second embodiment, said cooling air of said air exchanger / refrigerant is air taken from the passenger compartment of the vehicle. According to a third variant, an evaporator is connected in parallel with said air / refrigerant exchanger using said valves, said evaporator cooling said air which cools said air / refrigerant exchanger. According to another embodiment, said additional heat exchange means comprise thermal storage means for storing calories when the air conditioning circuit operates in heat pump mode or store frigories when the circuit operates in air mode conditioning. According to an alternative embodiment, said equipment may comprise at least one of the following thermal storage means: calorie storage means located between said heat recovery means at the exhaust RTE and said second valve; cold storage means interposed between said low temperature radiator BT and said second valve. According to another embodiment, said equipment may comprise at least one of the following thermal storage means: • cold storage means located at the outlet of said condenser of said air conditioning circuit, and • storage means calories interposed between said exhaust heat recovery means RTE and said expander of said air conditioning circuit. [ools] Said thermal storage means may be selected from calorie storage means located downstream of said exhaust gas / air exchanger and upstream of said second inlet of said first valve, and means for storing frigories located in upstream of said first inlet of said first valve. Said equipment may comprise at least one of the following thermal storage means: calorie storage means located between the outlet of said exhaust gas / air exchanger and said second inlet of said first valve, and means for storing frigories located between the cooled air outlet of said evaporator and said first inlet of said first valve. Said thermal storage means may comprise at least one of the following storage means: storage by sensible heat, storage by latent heat, and thermochemical storage. Other advantages and features of the invention will become apparent from the following description of several embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings and in which: Figure 1 shows schematically a first embodiment; FIGS. 2 and 3 illustrate two other embodiments using an additional air circuit; FIGS. 4 to 7 show schematically different embodiments using means for storing calories and / or frigories; and FIG. 8 illustrates one embodiment of the RTE exhaust thermal recovery system. In the embodiment shown schematically in Figure 1, a heat engine 10 is provided with a cooling circuit of the engine in which circulates a cooling fluid (usually a mixture of water and glycol) along a path illustrated by arrows in continuous solid lines. Said cooling circuit comprises a water pump 12, a heater 14, a water outlet housing 16 and a radiator 18 usually placed on the front of the vehicle. The latter is also provided with a reversible air-conditioning circuit 20 in which a refrigerant or refrigerant fluid circulates, this fluid circulating along a path indicated by arrows in lines separated by two points. The air conditioning circuit is reversible and can therefore operate, in addition to the air conditioning mode for which the refrigerant brings cold (frigories) to the cabin, in heat pump mode, the refrigerant then bringing heat to the room. cabin. The air conditioning circuit conventionally comprises a compressor 22, a condenser 24, an expander 26 and an evaporator 28. The condenser 24 is preferably a water condenser with integrated or separate reservoir. This embodiment comprises a thermal recovery system RTE 30 exhaust whose embodiment is illustrated schematically in Figure 8. This system comprises a fluid heat exchanger to heat / exhaust 32 placed on a branch 34 of a branch (which has two branches) of the exhaust line 36 of the engine. This exhaust line may comprise a catalyst 40 followed by a particulate filter 42. A valve 44 orients the exhaust gas 41 to either branch 34 of the branch or to the other branch 46. A sleeve 48 allows a mechanical decoupling between the end portion 50 of the exhaust line and the heat exchanger 32. A fluid flows in the heat exchanger 32, in the direction indicated by the arrows 51, where it is heated by the exhaust gas . These circulate in the direction indicated by the arrows 41. The heat of the exhaust gas thus raises the temperature of the fluid. Returning to Figure 1, an optional circulation loop is constituted by the RTE 30, the pipe 52, the heater 14 and the pipe 54. The cooling fluid of the heat engine 10 which circulates in the heater 14 for heating the vehicle interior, is heated in the RTE 30 recuperator. A condenser heating water circuit 24, shown in small lines in FIG. 1, is composed of the RTE 30, a line 56 , a first three-way valve 60, a water pump 62, preferably electric, a second three-way valve 58, and a pipe 64. The water flowing in this circuit, which feeds the condenser 24 is heated in the RTE 30 recuperator. The water circulating in the condenser 24 can alternatively be cooled by means of a low-temperature radiator BT which can for example be located on the front face of the vehicle. The water then circulates in a thermal loop represented in dashed lines and formed by the pump 62, the condenser 24, the valve 58, the radiator BT and the valve 60. The cooling of the water in this thermal loop causes the cooling of the fluid refrigerant by passing through the condenser 24. In air conditioning mode, the three-way valves 58 and 60 direct the water so that it circulates in the radiator BT to cool it; in heat pump mode, the valves 58 and 60 direct the water so that it circulates in the RTE 30 recuperator. [0027] FIGS. 2 and 3 schematically represent embodiments in which indirect heat exchange occurs between the exhaust gas and the refrigerant via an additional air circuit. The system here is based on a reversible air conditioning device heat pump, but unlike the embodiment of Figure 1, where it was more appropriate to adapt a water condenser, here we can indifferently from a water condenser (refrigerant / coolant exchanger) or a conventional condenser (air / refrigerant exchanger). FIG. 2 shows a refrigerant reheating air circuit represented by small lines and comprising an exhaust gas / air heat exchanger 70, an air / refrigerant heat exchanger 72 (which is in fact an evaporator), a first three-way valve 74 and a second three-way valve 76. The air pump 84 sucks, through the outlet 82 of the valve 74 and the only inlet 80 left free to the passage of air by the control device 71 of the valve 74, air preheated in the heat exchanger exhaust gas / air 70 and directs the hot air to the air / refrigerant heat exchanger 72 in which the air the heat excised from the exhaust gases in the heat exchanger 70 passes to the refrigerant. By the outlet 92, which is left free for the passage of air through the control device 71 of the valve 76, the valve 76 then directs the air towards the gas heat exchanger catch / air 70 through which the air heats up again. In this Figure 2, there is also represented by dashed cooling air circuit of the refrigerant. Cold air from the outside of the vehicle (arrow 86), for example on the front of the vehicle or in the wheel arches or under the body, is sucked by the air pump 84 through the inlet 78 and the outlet 82 of the valve 74 controlled by the control means 71. This cold air cools the refrigerant in the heat exchanger air / refrigerant 72, then the valve 76, also controlled by the control means 71, represses this air outside the vehicle (arrow 88) for example under the box, through the outlet 90. According to another embodiment, the air entering the system according to the arrow 86, instead of being sucked from the outside, can be cold air taken from the cockpit, so already cooled by the main air conditioning circuit. The embodiment of Figure 3 shows the same elements of Figure 2, namely the heat exchangers 70 and 72 connected in parallel by the three-way valves 74 and 76, and the pump 84. This embodiment comprises an evaporator 94 which cools the air injected at the inlet 78 of the valve 74. The refrigerant enters the evaporator 94 through the inlet 96 (arrow 98) and exits through the outlet 100 (arrow 102). In this embodiment, the evaporator 94 is interposed in order to cool the air which itself will cool the air / refrigerant exchanger 72. For the heating of the refrigerant (operation in heat pump), the modes of Embodiment of FIGS. 2 and 3 operate in the same way. The exhaust gas / air exchanger 70 placed on the exhaust line makes it possible to extract calories from the exhaust gases and to transmit them via a hot air circuit and the pump 84 to the exhaust gas. exchanger air / refrigerant 72, which is the hot source of the heat pump. In air conditioning mode or production of cold in the passenger compartment, the air / refrigerant exchanger 72 becomes the cold source or one of the complete system and is connected by the solenoid system 74 and 76: • either to the outside air (this exchanger 72 then operates as a secondary condenser): this is the first embodiment of Figure 2; Or to the air from the passenger compartment previously refrigerated by the main air-conditioning loop of the vehicle: this is the second embodiment of FIG. 2; Or to previously refrigerated air via the evaporator 94: this is the embodiment of FIG. 3. The three-way valves are controlled by control means 71, such as, for example, a dedicated computer. or the engine control computer. The embodiments of Figures 4 to 7 use cold storage means, designated in these figures by the letter F, or storage means of 15 calories, designated by the letter C. [0035] This stored energy is then restored at the start of the vehicle according to the passenger need desired by the occupants: • frigories when it comes to quickly refrigerate the vehicle, for example during a long period of parking in hot room and sunshine 20 important, • the calories when it comes to quickly warming up the vehicle, for example when starting the engine and for conditions of running lightly charged by cold ambient, [0036] According to the priority that is given to each of the heating benefits or 25 refrigeration, we can choose to install only one thermal storage device, for example depending on the target area of marketing of the vehicle. Storage of thermal energy can be done by several means: • Storage by sensible heat: water, synthetic oils, water vapor under pressure, molten salts without phase change, ceramics, ...; • Latent heat storage: phase transitions Solid / liquid, liquid / gas, solid / gas, solid / solid organic products (paraffins, fatty acids, ...) or inorganic (water, salts, ...); • Thermochemical storage by endothermic or exothermic chemical reactions, adsorption, absorption.

[0038] Un dispositif de stockage peut être implanté sur chacune des deux branches du système, afin de stocker dans un dispositif de stockage des calories en mode pompe à chaleur et dans l'autre dispositif des frigories en mode air conditionné. La séparation des deux dispositifs de stockage permet de se prémunir des risques de 10 fuite thermique mais génère des contraintes d'implantation supplémentaires. Cependant, lesdits deux dispositifs de stockage peuvent avantageusement être regroupés en un seul composant à peine plus encombrant que l'un ou l'autre de ces deux dispositifs de stockage, pour un coût et une masse moindres que dans le cas des deux dispositifs de stockage. 15 [0039] La figure 4 représente le mode de réalisation de la figure 1 muni d'un dispositif de stockage de calories C placé en sortie du récupérateur RTE, en amont de la deuxième vanne 60, et d'un dispositif de stockage de frigories F intercalé entre le radiateur basse température BT et la deuxième vanne 60. [0040] La figure 5 représente un mode de réalisation comprenant un récupérateur 20 thermique à l'échappement 110 semblable ou identique à celui représenté sur la figure 8, un moteur thermique 112 muni d'un circuit de refroidissement (représenté en traits pleins) dans lequel peut circuler un fluide de refroidissement et comprenant une pompe 114 (généralement appelé pompe à eau), un boitier 116 de sortie du liquide de refroidissement, un aérotherme 118 et un radiateur 120. Le circuit de 25 climatisation, dans lequel peut circuler un fluide frigorigène, comporte un évaporateur 122, un détendeur 124, un réservoir de fluide frigorigène 126, une première vanne trois voies 128 (de préférence une électrovanne), un condenseur 130, une deuxième vanne trois voies 132 et un compresseur de climatisation 134. La circulation du fluide frigorigène est illustrée par des flèches en traits pleins séparés par deux points. Des 30 moyens de stockage de calories C sont intercalés entre le récupérateur thermique à l'échappement 110 et une première entrée 138 de la première vanne 128 et des moyens de stockage de frigories F sont intercalés entre le condenseur 130 et une deuxième entrée136 de la vanne 128. [0041] Selon un premier mode de fonctionnement commandé par la position des vannes 128 et 132, le circuit de climatisation fonctionne en mode pompe à chaleur et le fluide frigorigène est chauffé, en plus du réchauffement par le récupérateur thermique à l'échappement 110, en passant dans les moyens de stockage de calories C (circuit représenté en pointillés). [0042] Selon un deuxième mode de fonctionnement commandé par la position des vannes 128 et 132, le circuit de climatisation fonctionne en mode air climatisé, le fluide frigorigène étant refroidi, en plus du refroidissement par le condenseur 130, en passant dans les moyens de stockage de frigories F. [0043] La figure 7 est le mode de réalisation précédemment décrit en regard de la figure 2, mais muni de moyens de stockage de calories C et de frigories F. Les moyens de stockage de frigories F sont placés en amont de la première entrée 78 de la première vanne trois voies 74. Les moyens de stockage de calories C sont intercalés entre l'échangeur gaz d'échappement/air 70 et la deuxième entrée 80 de la première vanne 74. [0044] Le circuit d'air de réchauffage du fluide frigorigène est représenté par des flèches tracées en petits traits. Le circuit d'air de refroidissement du fluide frigorigène 20 est représenté par des flèches en pointillés. [0045] Comme dans le cas de la figure 2, l'air injecté à la première entrée 78 de la vanne 74 peut être, soit de l'air froid prélevé à l'extérieur par exemple en face avant du véhicule ou dans les passages de roues ou sous la caisse, soit de l'air froid prélevé dans l'habitacle (à la sortie des extracteurs d'air par exemple) et donc 25 préalablement réfrigéré par le circuit de climatisation. De l'air chaud est rejeté à l'extérieur du véhicule par la sortie 90 de la deuxième vanne 76. [0046] La figure 7 reprend le mode de réalisation de la figure 3 mais avec des moyens de stockage de calories C et de frigories F. Les moyens de stockage de calories C sont intercalés entre l'échangeur gaz d'échappement/air 70 et la deuxième 30 entrée 80 de la première vanne 74. Les moyens de stockage de frigories F sont placés entre la sortie du fluide frigorigène de l'évaporateur 94 et la première entrée 78 de la première vanne 74. [0047] En mode de fonctionnement air climatisé, en plus du refroidissement par l'évaporateur 94, le fluide frigorigène puise des frigories dans les moyens de stockage de frigories F. En mode de fonctionnement pompe à chaleur, en plus du réchauffement par le récupérateur thermique à l'échappement 110, le fluide frigorigène prélève des calories dans les moyens de stockage de calories C. [0048] Pour tous les modes de réalisation décrits et représentés, les vannes trois voies sont pilotées par des moyens de commande 71, tels que par exemple un 10 calculateur dédié ou le calculateur du contrôle moteur. [0049] La présente invention permet une amélioration importante du confort thermique de l'habitacle du véhicule équipé d'un système de climatisation réversible, et le pré-conditionnement en chaud ou en froid de l'habitacle, sans que la montée en température du moteur n'en soit dégradée, sans augmentation de la consommation 15 de carburant et des rejets d'éléments polluants. De plus, l'invention permet une réduction de la surconsommation de carburant due au fonctionnement de la climatisation en modes pompe à chaleur et air conditionné. [ooso] D'autres modes de réalisation que ceux décrits et représentés peuvent être conçus par l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention. Par 20 exemple, les modes de réalisation représentés aux figures 4 à 7 peuvent comporter des moyens de stockage de calories ou de frigories, mais pas nécessairement les deux. De plus, lorsque deux dispositifs C et F sont utilisés, ils peuvent être réunis dans un même boitier. A storage device can be implanted on each of the two branches of the system, in order to store in a heat storage device in heat pump mode and in the other device frigories in air conditioning mode. The separation of the two storage devices makes it possible to guard against the risks of thermal leakage but generates additional implantation constraints. However, said two storage devices can advantageously be grouped into a single component barely more cumbersome than either of these two storage devices, for a lower cost and mass than in the case of the two storage devices . FIG. 4 represents the embodiment of FIG. 1 equipped with a calorie storage device C placed at the outlet of the RTE recuperator, upstream of the second valve 60, and with a frigory storage device. F interposed between the low-temperature radiator BT and the second valve 60. FIG. 5 shows an embodiment comprising an exhaust thermal recuperator 110 similar to or identical to that shown in FIG. 8, a heat engine 112 equipped with a cooling circuit (shown in solid lines) in which a cooling fluid can circulate and comprising a pump 114 (generally called a water pump), a casing 116 for leaving the cooling liquid, a heater 118 and a radiator 120. The air conditioning circuit, in which a refrigerant can circulate, comprises an evaporator 122, a pressure regulator 124, a refrigerant reservoir 126, a first There are three channels 128 (preferably a solenoid valve), a condenser 130, a second three-way valve 132 and an air conditioning compressor 134. The circulation of the refrigerant is illustrated by arrows in solid lines separated by two points. Calorie storage means C are interposed between the exhaust heat recuperator 110 and a first inlet 138 of the first valve 128 and cold storage means F are interposed between the condenser 130 and a second inlet 136 of the valve. 128. According to a first mode of operation controlled by the position of the valves 128 and 132, the air conditioning circuit operates in heat pump mode and the refrigerant is heated, in addition to the heating by the exhaust heat recuperator. 110, passing in the calorie storage means C (circuit shown in dotted lines). According to a second mode of operation controlled by the position of the valves 128 and 132, the air conditioning circuit operates in air conditioning mode, the refrigerant being cooled, in addition to cooling by the condenser 130, passing through the means of storage of frigories F. FIG. 7 is the embodiment previously described with reference to FIG. 2, but provided with means for storing calories C and for frigories F. The storage means for frigories F are placed upstream of the first inlet 78 of the first three-way valve 74. The calorie storage means C are interposed between the exhaust gas / air exchanger 70 and the second inlet 80 of the first valve 74. Refrigerant reheating air is represented by arrows drawn in small lines. The refrigerant cooling air circuit 20 is represented by dashed arrows. As in the case of Figure 2, the air injected at the first inlet 78 of the valve 74 may be either cold air taken from the outside for example on the front of the vehicle or in the passages wheel or under the body, or cold air taken from the passenger compartment (at the outlet of the air extractors for example) and therefore previously refrigerated by the air conditioning circuit. Hot air is rejected outside the vehicle through the outlet 90 of the second valve 76. FIG. 7 shows the embodiment of FIG. 3 but with means for storing calories C and frigories. F. The calorie storage means C are interposed between the exhaust gas / air exchanger 70 and the second inlet 80 of the first valve 74. The cold storage means F are placed between the refrigerant outlet of the refrigerant. the evaporator 94 and the first inlet 78 of the first valve 74. In air-conditioned operating mode, in addition to the cooling by the evaporator 94, the refrigerant draws frigories from the cold storage means F. In the heat pump operation mode, in addition to the heating by the exhaust heat recuperator 110, the refrigerant takes up calories from the calorie storage means C. For all the embodiments described s and shown, the three-way valves are controlled by control means 71, such as for example a dedicated computer or the engine control computer. The present invention allows a significant improvement in the thermal comfort of the passenger compartment of the vehicle equipped with a reversible air conditioning system, and the pre-conditioning hot or cold of the passenger compartment, without the temperature rise of the vehicle. engine is degraded without increasing fuel consumption and pollutant releases. In addition, the invention allows a reduction of fuel overconsumption due to the operation of the air conditioning in heat pump and air conditioning modes. [ooso] Other embodiments than those described and shown may be devised by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. For example, the embodiments shown in FIGS. 4 to 7 may include means for storing calories or frigories, but not necessarily both. In addition, when two devices C and F are used, they can be combined in one box.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Equipement de climatisation d'un véhicule à moteur thermique (10) muni d'un circuit de refroidissement (12, 16, 18) dudit moteur, dans lequel peut circuler un fluide de refroidissement, et d'un circuit de réchauffage de l'habitacle du véhicule comprenant un aérotherme (14), ledit équipement de climatisation comportant un circuit de climatisation réversible dans lequel peut circuler un fluide frigorigène et comprenant un évaporateur (28), un compresseur (22), un condenseur (24) et un détendeur (26), et des moyens de récupération thermique à l'échappement RTE (30), ledit équipement étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens supplémentaires d'échange thermique (BT,72,94,C,F) avec les gaz d'échappement autre qu'un échange thermique gaz d'échappement/fluide de refroidissement. REVENDICATIONS1. Air-conditioning equipment of a heat engine vehicle (10) provided with a cooling circuit (12, 16, 18) of said engine, in which a cooling fluid can circulate, and a heating circuit of the passenger compartment of the vehicle comprising a heater (14), said air conditioning equipment comprising a reversible air conditioning circuit in which a refrigerant can circulate and comprising an evaporator (28), a compressor (22), a condenser (24) and an expander (26). ), and heat recovery means RTE exhaust (30), said equipment being characterized in that it comprises additional means of heat exchange (BT, 72.94, C, F) with the gases of Exhaust other than a heat exchange exhaust gas / coolant. 2. Equipement de climatisation selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens supplémentaires d'échange thermique comportent une boucle thermique dans laquelle peut circuler un liquide, ladite boucle comprenant successivement dans le sens de circulation dudit liquide : une pompe (62), un condenseur (24), une première vanne trois voies (58), un radiateur (BT) pour le refroidissement dudit condenseur, et une deuxième vanne trois voies (60), lesdites vannes trois voies ayant une voie reliée auxdits moyens de récupération thermique à l'échappement RTE (30) pour le réchauffage dudit condenseur. 2. Air conditioning equipment according to claim 1 characterized in that said additional heat exchange means comprise a thermal loop in which a liquid can circulate, said loop comprising successively in the direction of circulation of said liquid: a pump (62), a condenser (24), a first three-way valve (58), a radiator (BT) for cooling said condenser, and a second three-way valve (60), said three-way valves having a path connected to said thermal recovery means at the RTE exhaust (30) for heating said condenser. 3. Equipement de climatisation selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur gaz d'échappement/air (70) et un échangeur air/fluide frigorigène (72) reliés en parallèle à l'aide d'une première (74) et d'une deuxième (76) vannes trois voies pilotées par des moyens de commande (71), ladite première vanne (74) ayant une sortie (82) reliée audit échangeur air/fluide frigorigène (72) par l'intermédiaire d'une pompe (84), une première entrée (78) recevant ledit air et une deuxième entrée (80) étant reliée audit échangeur gaz d'échappement/air (70), ladite deuxième vanne (76) ayant une première sortie (90) par laquelle de l'air chaud est rejeté à l'extérieur du véhicule, une deuxième sortie (92) reliée audit échangeur gaz d'échappement/air (70) et une entrée reliée audit échangeur air/fluide frigorigène (72), lesdits moyens de commande (71) permettant de positionner lesdites vannes dans une première position pourlaquelle le fluide frigorigène est réchauffé grâce à un échange thermique indirect avec les gaz d'échappement et dans une deuxième position pour laquelle le fluide frigorigène est refroidi par ledit air. 3. Air conditioning equipment according to claim 1 characterized in that it comprises an exhaust gas / air exchanger (70) and an air exchanger / refrigerant (72) connected in parallel with a first (74). ) and a second (76) three-way valve controlled by control means (71), said first valve (74) having an outlet (82) connected to said air / refrigerant exchanger (72) via a pump (84), a first inlet (78) receiving said air and a second inlet (80) being connected to said exhaust / air exchanger (70), said second valve (76) having a first outlet (90) through which hot air is discharged outside the vehicle, a second outlet (92) connected to said exhaust / air exchanger (70) and an inlet connected to said air / refrigerant exchanger (72), said means for control (71) for positioning said valves in a first position for which the fluid e refrigerant is heated through indirect heat exchange with the exhaust gas and in a second position for which the refrigerant is cooled by said air. 4. Equipement de climatisation selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un évaporateur (94) est connecté en parallèle avec ledit échangeur air/fluide frigorigène (72) à l'aide desdites vannes (74, 76), ledit évaporateur (94) refroidissant ledit air lequel refroidit ledit échangeur air/fluide frigorigène (72). 4. Air conditioning equipment according to claim 3, characterized in that an evaporator (94) is connected in parallel with said air / refrigerant exchanger (72) by means of said valves (74, 76), said evaporator (94). ) cooling said air which cools said air / refrigerant exchanger (72). 5. Equipement de climatisation selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens supplémentaires d'échange thermique comportent des moyens de stockage thermique C ou F afin de stocker des calories lorsque le circuit de climatisation fonctionne en mode pompe à chaleur ou stocker des frigories lorsque le circuit fonctionne en mode air conditionné. 5. Air conditioning equipment according to one of the preceding claims characterized in that said additional heat exchange means comprise thermal storage means C or F for storing calories when the air conditioning circuit operates in heat pump mode or store frigories when the circuit operates in air conditioning mode. 6. Equipement de climatisation selon les revendications 5 et 2 caractérisé en ce qu'il comporte au moins l'un des moyens de stockage thermique suivants : des moyens de stockage de calories C situés entre lesdits moyens de récupération thermique à l'échappement RTE (30) et ladite deuxième vanne (60), des moyens de stockage de frigories F intercalés entre ledit radiateur basse température BT et ladite deuxième vanne (60). 6. Air conditioning equipment according to claims 5 and 2 characterized in that it comprises at least one of the following thermal storage means: calorie storage means C located between said heat recovery means RTE exhaust ( 30) and said second valve (60), cold storage means F interposed between said low-temperature radiator BT and said second valve (60). 7. Equipement de climatisation selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins l'un des moyens de stockage thermique suivants : - - des moyens de stockage de frigories F situés à la sortie dudit condenseur (130) dudit circuit de climatisation, et - des moyens de stockage de calories C intercalés entre lesdits moyens de récupération thermique à l'échappement RTE (110) et ledit détendeur (124) dudit circuit de climatisation. 7. Air conditioning equipment according to claim 5, characterized in that it comprises at least one of the following thermal storage means: - F storage means located at the output of said condenser (130) of said circuit air conditioning, and - Calorie storage means C interposed between said exhaust heat recovery means RTE (110) and said expander (124) of said air conditioning circuit. 8. Equipement de climatisation selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage thermique C/F comprennent au moins l'un des moyens de stockage suivants: stockage par chaleur sensible, stockage par chaleur latente, stockage thermochimique. 8. The air conditioning equipment according to one of claims 5 to 7 characterized in that said thermal storage means C / F comprise at least one of the following storage means: storage by sensible heat, storage by latent heat, thermochemical storage . 9. Equipement de climatisation selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdites vannes (58, 60, 128, 132) sont des électrovannes. 9. The air conditioning equipment according to claim 2 characterized in that said valves (58, 60, 128, 132) are solenoid valves. 10. Equipement de climatisation selon la revendication 3 ou la revendication 4 caractérisé en ce que lesdites vannes (74, 76) sont des vannes à volets.5 10. Air conditioning equipment according to claim 3 or claim 4 characterized in that said valves (74, 76) are shuttered valves.
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