FR2958018A1 - Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant, comprenant un compresseur (9), un échangeur de chaleur extérieur (15), un échangeur de chaleur intérieur (12) et un premier organe de détente (17) placé en aval de l'échangeur de chaleur intérieur (12) selon un sens de circulation (11) du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8). La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) comprend des moyens de contournement (20) de l'échangeur de chaleur intérieur (12) et du premier organe de détente (17). La présente invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1) comprenant une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8).

Description

Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
L'invention est du domaine des installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, elle a pour objet une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Elle a aussi pour objet une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation. 10 Un véhicule automobile, notamment un véhicule électrique ou hybride, est couramment équipé d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour modifier les paramètres aérothermiques d'un flux d'air distribué à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. A cet effet, l'installation de chauffage, ventilation et/ou 15 climatisation comprend un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation apte à canaliser la circulation du flux d'air préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle. L'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation est principalement constitué d'un boîtier réalisé en matière plastique logé sous une planche de bord du véhicule. 20 Pour modifier la température du flux d'air préalablement à sa diffusion dans l'habitacle, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. 25 Une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend, notamment, un compresseur, un échangeur de chaleur intérieur, un premier organe de détente associé à une première vanne de contournement, un échangeur de chaleur extérieur, un deuxième organe de détente et un 30 évaporateur, qui sont conjointement associés à une deuxième vanne de contournement, et un accumulateur. Le compresseur est apte à porter le fluide réfrigérant à une haute pression. L'échangeur de chaleur intérieur est logé dans le boîtier pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d'air circulant dans le boîtier préalablement à sa distribution dans l'habitacle. Le premier organe de détente et le deuxième organe de détente sont prévus pour permettre une détente du fluide réfrigérant depuis la haute pression vers la basse pression. L'échangeur de chaleur extérieur permet un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et l'air ambiant, tel qu'un flux d'air extérieur au véhicule. Une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation est, en particulier, décrite dans le document US6314750.
Le boîtier est équipé de volets manoeuvrables entre une position de fermeture dans laquelle les volets interdisent un passage du flux d'air à travers l'échangeur de chaleur intérieur, et une position d'ouverture dans laquelle les volets autorisent le passage du flux d'air à travers l'échangeur de chaleur intérieur.
De plus, la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation est apte à fonctionner en mode « refroidissement » selon lequel le flux d'air est refroidi par l'évaporateur, et en mode « chauffage » selon lequel le flux d'air est réchauffé par l'échangeur de chaleur intérieur. En mode « refroidissement », les volets sont disposés en position de fermeture de manière à ce que le flux d'air ne soit pas réchauffé par l'échangeur de chaleur intérieur. En mode « chauffage », les volets sont placés en position d'ouverture pour permettre un réchauffement du flux d'air lors de sa traversée de l'échangeur de chaleur intérieur.
Toutefois, une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation n'est pas agencée pour empêcher un dépôt de givre sur une surface extérieur de l'échangeur de chaleur extérieur. Un tel givrage tend à réduire le débit du flux d'air extérieur traversant l'échangeur de chaleur extérieur ce qui diminue l'échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur. Une telle diminution est préjudiciable au fonctionnement global de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation et altère les performances thermiques de cette dernière.
De plus, dans le cas où l'échangeur de chaleur extérieur est fortement, voire entièrement, givré, une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation est inapte à procurer un confort thermique satisfaisant à l'intérieur de l'habitacle.
Enfin, en mode « refroidissement », une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation génère des pertes de charge conséquentes affectant la circulation du fluide réfrigérant lors de la traversée de l'échangeur de chaleur intérieur, ce qui tend à diminuer les performances thermiques de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
Le but de la présente invention est de proposer une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation dont l'architecture minimise les pertes de charges subies par un fluide réfrigérant circulant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Un autre but de la présente invention est de proposer une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation et permettant un fonctionnement en divers modes, dits mode «chauffage», mode « refroidissement », mode « désembuage et/ou déshumidification » notamment, de manière efficace et rapide, notamment dans des conditions climatiques extrêmes dans lesquelles l'échangeur de chaleur extérieur est susceptible d'être fortement, voire entièrement, recouvert de givre.
La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation de la présente invention permet la circulation d'un fluide réfrigérant. Selon la présente invention, elle comprend un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un échangeur de chaleur intérieur et un premier organe de détente placé directement en aval de l'échangeur de chaleur intérieur selon un sens de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation. La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend des moyens de contournement de l'échangeur de chaleur intérieur et du premier organe de détente.
Les moyens de contournement sont avantageusement constitués d'une conduite comprenant un point d'entrée du fluide réfrigérant disposé sur la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation entre le compresseur et l'échangeur de chaleur intérieur et un point de sortie du fluide réfrigérant disposé sur la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation entre le premier organe de détente et l'échangeur de chaleur extérieur.
Selon une variante préférée, la conduite est pourvue d'une vanne de passage apte à autoriser ou interdire une circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la 10 conduite.
Selon une alternative, le point d'entrée est pourvu d'une vanne trois-voies pour envoyer le fluide réfrigérant depuis le compresseur vers l'échangeur de chaleur intérieur et/ou l'échangeur de chaleur extérieur par l'intermédiaire de la conduite. La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend, préférentiellement, un accumulateur disposé en amont du compresseur selon le sens de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation. 20 La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend, avantageusement, un évaporateur et un deuxième organe de détente. De plus, la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend également un by-pass disposé sur la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation en 25 parallèle de l'évaporateur et du deuxième organe de détente.
La présente invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation. 15 30 L'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation logeant avantageusement l'échangeur de chaleur intérieur et/ou un dispositif de chauffage additionnel.
Avantageusement, l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation loge également l'évaporateur, placé en amont de l'échangeur de chaleur intérieur et du dispositif de chauffage additionnel selon un sens d'écoulement d'un flux d'air intérieur dans l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
Selon une forme de réalisation, l'évaporateur, l'échangeur de chaleur intérieur et un dispositif de chauffage additionnel, tel que des moyens de chauffage électrique, sont disposés successivement les uns après les autres à l'intérieur du appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, l'évaporateur étant placé en amont de l'échangeur de chaleur intérieur et du dispositif de chauffage additionnel selon le sens d'écoulement du flux d'air intérieur à l'intérieur de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, l'échangeur de chaleur intérieur étant placé en amont du dispositif de chauffage additionnel selon le sens d'écoulement du flux d'air intérieur à l'intérieur de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
Plus particulièrement, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comporte la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation telle que définie précédemment pouvant prendre diverses configurations.
Selon une configuration dite « chauffage », la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation est configurée de telle sorte que le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur, l'échangeur de chaleur intérieur, le premier organe de détente, l'échangeur de chaleur extérieur, le by-pass et retourne au compresseur, préférentiellement en traversant un accumulateur. De plus, selon ce mode, le dispositif de chauffage additionnel est actif.
Selon une configuration dite « refroidissement », la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation est configurée de telle sorte que le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur, les moyens de contournement, l'échangeur de chaleur extérieur, le deuxième organe de détente, l'évaporateur et retourne au compresseur, préférentiellement en traversant un accumulateur. De plus, selon ce mode, le dispositif de chauffage additionnel est inactif.
Selon une configuration dite « désembuage et/ou déshumidification », la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation est configurée de telle sorte que le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur, les moyens de contournement, l'échangeur de chaleur extérieur, le deuxième organe de détente, l'évaporateur et retourne au compresseur. De plus, selon ce mode, le dispositif de chauffage additionnel est actif.
Selon une configuration dite « déshumidification à deux étages de détente », la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation est configurée de telle sorte que le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur, l'échangeur de chaleur intérieur, l'organe de détente, l'échangeur de chaleur extérieur, le deuxième organe de détente, l'évaporateur et retourne au compresseur.
La présente invention sera mieux comprise, d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, données à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquels : • la figure 1 est une vue schématique d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la présente invention, • la figure 2 est une vue schématique d'une variante de réalisation de 30 l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation illustrée sur la figure 1, et • les figures 3 à 5 sont des représentations schématiques de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation illustré sur la figure précédente selon divers modes de fonctionnement.
Les figures 1 à 5 présentent une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 apte à modifier les paramètres aérothermiques d'un flux d'air distribué à l'intérieur d'un habitacle d'un véhicule automobile, en particulier un véhicule électrique ou hybride. Une telle modification est obtenue à partir de la distribution d'un flux d'air intérieur 2 dans l'habitacle. L'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 comprend un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3 apte à canaliser la circulation du flux d'air intérieur 2 préalablement à sa distribution dans l'habitacle.
L'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3 est principalement constitué par un boîtier 4, notamment réalisé en matière plastique, et installé sous une planche de bord du véhicule. Le boîtier 4 loge un pulseur 5, apte à générer le flux d'air intérieur 2 depuis au moins une bouche d'admission d'air 6 vers au moins une bouche de distribution d'air 7 agencées dans le boîtier 4.
Pour modifier une température du flux d'air intérieur 2 préalablement à la diffusion de ce dernier dans l'habitacle, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 comprend une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant, tel qu'un fluide réfrigérant sous-critique, en particulier ceux connus sous les dénominations R134a ou R1234yf ou analogue.
La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un compresseur 9, apte à porter le fluide réfrigérant à une haute pression. Le compresseur 9 est avantageusement associé à un accumulateur 10 pour éviter une admission du fluide réfrigérant à l'état liquide à l'intérieur du compresseur 9. A cet effet, l'accumulateur 10 est placé en amont du compresseur 9 selon un sens de circulation 11 du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8.
La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend un échangeur de chaleur intérieur 12 logé à l'intérieur du boîtier 4 de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3. L'échangeur de chaleur intérieur 12 est apte à permettre un transfert thermique entre le flux d'air intérieur 2 et le fluide réfrigérant.
La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend aussi un évaporateur 13 logé à l'intérieur du boîtier 4 de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3. L'évaporateur 13 est aussi apte à permettre un transfert de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d'air intérieur 2. Plus précisément, l'évaporateur 13 permet un refroidissement et une déshumidification du flux d'air intérieur 2 par le fluide réfrigérant lors de la traversée de l'évaporateur 13 par le flux d'air intérieur 2.
A l'intérieur du boîtier 4, l'évaporateur 13 est placé en amont de l'échangeur de chaleur intérieur 12 selon un sens d'écoulement 14 du flux d'air intérieur 2 à l'intérieur de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3.
La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend encore un échangeur de chaleur extérieur 15 apte à permettre un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air ambiant 16, tel qu'un flux d'air extérieur au véhicule. Pour faciliter un tel transfert de chaleur, l'échangeur de chaleur extérieur 15 est préférentiellement disposé à l'avant du véhicule, sous un capot moteur du véhicule.
La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend aussi un premier organe de détente 17 et un deuxième organe de détente 18 qui sont aptes à permettre une détente du fluide réfrigérant depuis la haute pression vers une basse pression.
Le premier organe de détente 17 est placé dans la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 directement en aval de l'échangeur de chaleur intérieur 12, selon le sens de circulation 11 du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8. Le premier organe de détente 17 est, préférentiellement, un détendeur à commande électronique de telle sorte que le premier organe de détente 17 est apte à interdire un passage du fluide réfrigérant à son travers.
En variante, le premier organe de détente 17 est susceptible d'être un orifice calibré, tel qu'un orifice-tube, ou un organe de détente à commande électronique, associé à une valve autorisant ou non le passage du fluide réfrigérant à travers l'orifice calibré.
Un deuxième organe de détente 18 est disposé dans la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 directement en amont de l'évaporateur 13, selon le sens de circulation 11 du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8.
Le deuxième organe de détente 18 peut être indifféremment un orifice calibré, tel qu'un orifice-tube, ou un organe de détente à commande électronique.
Enfin, la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend un by-pass 19, par exemple réalisé par une vanne de contournement 19, du deuxième organe de détente 18 et de l'évaporateur 13. Le by-pass 19 permet de faire circuler le fluide réfrigérant en provenance de l'échangeur de chaleur extérieur 15, soit vers le deuxième organe de détente 18 puis l'évaporateur 13, soit vers le compresseur 9, en particulier via l'accumulateur 10.
Afin de diminuer le plus possible des pertes de charges subies par le fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8, la présente invention propose d'équiper la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 de moyens de contournement 20 de l'échangeur de chaleur intérieur 12 et du premier organe de détente 17.
Les moyens de contournement 20 sont aptes à faire circuler le fluide réfrigérant 5 en provenance du compresseur 9, soit directement vers l'échangeur de chaleur extérieur 15, soit directement vers l'échangeur de chaleur intérieur 12.
Ces dispositions sont telles que la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 présente une architecture extrêmement simple permettant 10 néanmoins de fonctionner, au moins : • en un mode « chauffage » dans lequel le flux d'air intérieur 2 est réchauffé notamment par l'échangeur de chaleur intérieur 12, • en un mode « refroidissement » dans lequel le flux d'air intérieur 2 est refroidi par l'évaporateur 13, et 15 • en un mode « dégivrage » permettant un dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 15.
De plus, la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 peut également être apte à fonctionner en un mode « déshumidification » dans lequel le flux d'air 20 intérieur 2 est dans un premier temps refroidi par l'évaporateur 13, puis réchauffé par un dispositif de chauffage additionnel 21. Par exemple, le dispositif de chauffage additionnel 21 comprend des résistances à coefficient de température positif. Le dispositif de chauffage additionnel 21 est logé à l'intérieur du boîtier 4, préférentiellement en aval de l'échangeur de chaleur intérieur 12, selon le sens 25 d'écoulement 14 du flux d'air intérieur 2 à l'intérieur du boîtier 4.
Par ailleurs, il est envisageable de définir un mode « déshumidification à deux étages de détente » permettant de refroidir puis de réchauffer le flux d'air intérieur 2. Un tel mode est particulièrement avantageux dans le sens où la chaleur 30 nécessaire à réchauffer le flux d'air intérieur 2 est obtenue sans nécessiter une consommation de puissance du compresseur 9 supplémentaire. Un tel mode de « déshumidification à deux détentes » présente donc un coefficient de performance avantageux.
Grâce au dispositif de chauffage additionnel 21, il est alors possible d'assurer également la fonction « dégivrage » tout en maintenant le confort dans l'habitacle.
Selon le mode de réalisation présenté sur les figure 2 à figure 5, les moyens de contournement 20 comprennent une conduite 22 comprenant un point d'entrée 23 par l'intermédiaire duquel le fluide réfrigérant pénètre à l'intérieur de la conduite 10 22 et un point de sortie 24 par l'intermédiaire duquel le fluide réfrigérant est évacué hors de la canalisation 22. Le point d'entrée 23 est placé sur la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 entre le compresseur 9 et l'échangeur de chaleur intérieur 12, tandis que le point de sortie 24 est disposé sur la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 entre le deuxième organe de 15 détente 17 et l'échangeur de chaleur fluide extérieur 15.
Selon la variante de réalisation présentée sur les figure 2 à figure 5, la conduite 22 est pourvue d'une vanne de passage 25 apte à interdire ou à autoriser une circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la conduite 22. Selon une autre 20 variante de réalisation, non représentée, le point d'entrée 23 est équipé d'une vanne trois-voies permettant une circulation du fluide réfrigérant depuis le compresseur 9 vers l'échangeur de chaleur fluide extérieur 15, soit à travers l'échangeur de chaleur intérieur 12 et le deuxième organe de détente 17, soit par directement à travers la conduite 22, ou soit à travers l'échangeur de chaleur 25 intérieur 12, le deuxième organe de détente 17 et la conduite 22
La figure 3 présente une configuration de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 selon le mode « refroidissement ». Dans cette configuration, la vanne de passage 25 est ouverte pour permettre un passage du fluide réfrigérant 30 à l'intérieur de la conduite 22. D'autre part, le by-pass 19 permet une circulation du fluide réfrigérant depuis l'échangeur de chaleur extérieur 15 vers le deuxième organe de détente 18.
Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant porté à haute pression par le compresseur 9 emprunte la conduite 22 et s'écoule à travers la vanne de passage 25, pour rejoindre l'échangeur de chaleur extérieur 15.
A l'intérieur de l'échangeur de chaleur extérieur 15, le fluide réfrigérant échange de la chaleur au flux d'air ambiant 16. Dans cette configuration, l'échangeur de chaleur extérieur 15 se comporte comme un condenseur. Par suite, le fluide réfrigérant quitte l'échangeur de chaleur extérieur 15, s'écoule à travers le by-pass 19, pour circuler vers le deuxième organe de détente 18 à l'intérieur duquel le fluide réfrigérant subit une détente.
Puis, le fluide réfrigérant circule vers l'évaporateur 13 à l'intérieur duquel il échange de la chaleur avec le flux d'air intérieur 2. Spécifiquement, le flux d'air intérieur 2 est refroidi lors de la traversée de l'évaporateur 13 préalablement à sa distribution hors du boîtier 4. Avantageusement, l'échangeur de chaleur intérieur 12 et le dispositif de chauffage additionnel 21 sont inopérants selon ce mode de fonctionnement.
Enfin, le fluide réfrigérant rejoint le compresseur 9 par l'intermédiaire de l'accumulateur 10.
Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant contourne l'échangeur de chaleur intérieur 12 et le premier organe de détente 17 ce qui tend à diminuer les pertes de charges que subit le fluide réfrigérant. Il en découle une amélioration des performances thermiques globales de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8, et notamment une augmentation d'un coefficient de performance COP de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8.
II a été observé que les pertes de charge étaient de l'ordre de 0,6 bar à 1,7 bar moindre lors de la mise en oeuvre des moyens de contournement 20 que dans les architectures ne comprenant pas de moyens de contournement 20.
13 En mode « refroidissement », la circulation du fluide réfrigérant est nulle ou faible dans l'échangeur de chaleur intérieur 12. En conséquence, l'échangeur de chaleur intérieur 12 est généralement faiblement échauffé. Ainsi, selon la présente configuration, le réchauffement du flux d'air intérieur 2 est réduit par rapport à une architecture classique pour laquelle l'échangeur de chaleur intérieur 12 est parcouru en permanence par le fluide réfrigérant.
La figure 4 présente une configuration de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 selon le mode « chauffage ». Dans cette configuration, la vanne de passage 25 est fermée pour interdire un passage du fluide réfrigérant à l'intérieur de la conduite 22. D'autre part, le by-pass 19 permet une circulation du fluide réfrigérant depuis l'échangeur de chaleur extérieur 15 vers le compresseur 9, en particulier via l'accumulateur 10. Avantageusement, le dispositif de chauffage additionnel 21 est activé.
Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant porté à haute pression par le compresseur 9 s'écoule vers l'échangeur de chaleur intérieur 12. En mode « chauffage », l'échangeur de chaleur intérieur 12 fonctionne en tant que condenseur et permet ainsi un réchauffement du flux d'air intérieur 2 par le fluide réfrigérant lors de la traversée de l'échangeur de chaleur intérieur 12. A l'intérieur de l'échangeur de chaleur intérieur 12, le fluide réfrigérant échange de la chaleur au flux d'air intérieur 2. Il en découle un réchauffement du flux d'air intérieur 2.
Préférentiellement, mais optionnellement, le réchauffement du flux d'air intérieur 2 par l'échangeur de chaleur intérieur 12 est complété par le réchauffement du flux d'air intérieur 2 procuré par le dispositif de chauffage additionnel 21.
Par suite, le fluide réfrigérant s'écoule vers le premier organe de détente 17 à l'intérieur duquel le fluide réfrigérant subit une détente. Puis le fluide réfrigérant s'écoule vers l'échangeur de chaleur extérieur 15 qui se comporte comme un évaporateur en permettant un refroidissement du flux d'air ambiant 16 le traversant. Enfin, le fluide réfrigérant quitte l'échangeur de chaleur extérieur 15, s'écoule à travers le by-pass 19 pour circuler vers le compresseur 9, en particulier via l'accumulateur 10.
La figure 5 présente une configuration de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 selon le mode « déshumidification » ou selon le mode « désembuage ». Dans cette configuration, la vanne de passage 25 est ouverte pour autoriser un passage du fluide réfrigérant à l'intérieur de la conduite 22. De plus, le by-pass 19 permet une circulation du fluide réfrigérant depuis l'échangeur de chaleur extérieur 15 vers le deuxième organe de détente 18. Dans cette configuration, le dispositif de chauffage additionnel 21 est activé.
Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant porté à haute pression par le compresseur 9 s'écoule vers l'échangeur de chaleur extérieur 15. A l'intérieur de l'échangeur de chaleur extérieur 15, le fluide réfrigérant échange de la chaleur à son environnement, en particulier le flux d'air ambiant 16. Cet échange de chaleur permet avantageusement un dégivrage d'une surface extérieur de l'échangeur de chaleur extérieur 15. Un tel givrage est préjudiciable au bon fonctionnement de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8, le givre formant un obstacle à la traversée de l'échangeur de chaleur extérieur 15 par le flux d'air ambiant 16.
Par suite, le fluide réfrigérant s'écoule depuis l'échangeur de chaleur extérieur 15 vers le deuxième organe de détente 18 à l'intérieur duquel il subit une détente. Le fluide réfrigérant circule alors à l'intérieur de l'évaporateur 13 de telle sorte que le flux d'air intérieur 2 est refroidi lors de sa traversée de l'évaporateur 13.
Enfin, le fluide réfrigérant rejoint le compresseur 9, en particulier par l'intermédiaire de l'accumulateur 10.
L'évaporateur 13 est situé, préférentiellement, en amont du dispositif de chauffage additionnel 21. Selon ce mode de réalisation, le dispositif de chauffage additionnel 21 est activé. Ainsi, le flux d'air intérieur 2 est refroidi lors de sa traversée de l'évaporateur 13 puis est réchauffé par le dispositif de chauffage additionnel 21 préalablement à sa diffusion hors du boîtier 4.
En complément du refroidissement du flux d'air intérieur 2, l'évaporateur 13 permet également une déshumidification du flux d'air intérieur 2 à partir d'une condensation de la vapeur d'eau contenue à l'intérieur du flux d'air intérieur 2 sur une face extérieure de l'évaporateur 13.
Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant contourne l'échangeur de 10 chaleur intérieur 12 et le premier organe de détente 17. Un tel agencement tend à diminuer les pertes de charges que subit le fluide réfrigérant.
Par ailleurs, le fait que l'échangeur de chaleur intérieur 12 soit inopérant en mode « déshumidification » et en mode « désembuage » permet un maintien à faible 15 température de l'échangeur de chaleur intérieur 12, typiquement comprise entre 10°C et 20°C.
De plus, le dégivrage procuré par une telle disposition s'avère rapide et efficace en raison du fait que l'énergie produite par la compression du fluide réfrigérant à 20 l'intérieur du compresseur 9 est immédiatement et directement restituée par l'échangeur de chaleur extérieur 15. Une telle restitution permet un dégivrage rapide.
Enfin, une telle architecture de la boucle de chauffage, ventilation et/ou 25 climatisation 8 permet, alternativement, de s'affranchir d'équiper l'échangeur de chaleur intérieur 12 de volets manoeuvrables entre une position d'ouverture qui autorise un passage du flux d'air intérieur 2 à travers le condenseur 12 et une position de fermeture qui interdit un tel passage.
30 II en découle finalement une simplification de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3.
Le mode « désembuage » est par exemple mis en oeuvre à partir de l'évolution de pression du fluide réfrigérant mesurée en entrée du compresseur 9.
Alternativement, il est envisageable de définir un mode « déshumidification en deux étages de détente » qui diffère du mode « déshumidification » tel que défini en relation avec la figure 5. Comme détaillé précédemment, la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 peut intégrer un premier organe de détente 17 et un deuxième organe de détente 18 de type détendeur à commande électronique.
Dans cette configuration, non représentée, la vanne de passage 25 est fermée pour autoriser le passage du fluide réfrigérant, successivement, à l'intérieur de l'échangeur de chaleur intérieur 12 et de l'organe de détente 17. Le fluide réfrigérant est ensuite envoyé vers l'échangeur de chaleur extérieur 15, puis vers le bypass 19. Celui-ci permettra le passage du fluide réfrigérant vers l'organe de détente 18 puis vers l'évaporateur 13. Ces dispositions sont telles qu'au final, le flux d'air intérieur 2 est successivement refroidi et déshumidifié à la traversée de l'évaporateur 13 puis réchauffé à la traversé de l'échangeur de chaleur intérieur 12, avantageusement, le volet de mixage étant en position « tout chaud ». Le dispositif de chauffage additionnel 21 pourra au besoin être activé.
L'ensemble de ces dispositions est tel que le temps nécessaire pour dégivrer l'échangeur de chaleur fluide extérieur 15 est plus court, notamment deux fois plus court, en mettant en oeuvre les moyens de contournement 20 comparativement à une architecture ne comportant de tels moyens de contournement 20. Cette diminution du temps de dégivrage est essentiellement due au fait que le fluide réfrigérant pénétrant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur extérieur 15 est beaucoup plus chaud lorsque les moyens de contournement 20 sont mis en oeuvre. La différence est typiquement de l'ordre de 30°C, lorsque le fluide réfrigérant court-circuite l'échangeur de chaleur intérieur 12 en circulant dans les moyens de contournement 20.
On remarque, enfin, que diverses mises en oeuvre peuvent être réalisées selon les principes de l'invention. II doit être bien entendu toutefois que ces exemples de fonctionnement sont donnés à titre d'illustration de l'objet de l'invention. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment.
De plus, les différents modes de fonctionnement décrits précédemment peuvent être pris séparément ou en combinaison afin de réaliser des alternatives de réalisations et diverses configuration d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation telle que définie selon la présente invention.

Claims (1)

  1. Revendications1.- Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant, comprenant un compresseur (9), un échangeur de chaleur extérieur (15), un échangeur de chaleur intérieur (12) et un premier organe de détente (17) placé en aval de l'échangeur de chaleur intérieur (12) selon un sens de circulation (11) du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8), caractérisée en ce que la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) comprend des moyens de contournement (20) de l'échangeur de chaleur intérieur (12) et du premier organe de détente (17).
    2.- Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de contournement (20) sont constitués par une conduite (22) comprenant un point d'entrée (23) du fluide réfrigérant disposé sur la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) entre le compresseur (9) et l'échangeur de chaleur intérieur (12) et un point de sortie (24) du fluide réfrigérant disposé sur la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) entre le premier organe de détente (17) et l'échangeur de chaleur extérieur (15).
    3.- Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la conduite (22) est pourvue d'une vanne de passage (25) apte à autoriser ou interdire une circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la canalisation (22).
    4.- Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le point d'entrée (23) est pourvu d'une vanne trois-voies apte à permettre une circulation du fluide réfrigérant depuis du compresseur (9) vers l'échangeur de chaleur intérieur (12) et/ou vers l'échangeur de chaleur extérieur (15) par l'intermédiaire de la conduite (22). 18
    5.- Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) comprend un accumulateur (10) disposé en amont du compresseur (9) selon le sens de circulation (11) du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8).
    6.- Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) comprend un évaporateur (13) et un deuxième organe de détente (18), disposés en amont du compresseur (9) selon le sens de circulation (11) du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8).
    7.- Boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon la revendication 6, caractérisée en ce que la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) comprend un by-pass (19) disposé sur la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) en parallèle de l'évaporateur (13) et du deuxième organe de détente (18).
    8.- Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1) comprenant une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
    9.- Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1) comprend un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation (3) logeant l'échangeur de chaleur intérieur (12) et/ou un dispositif de chauffage additionnel (21).
    10.- Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1) selon la revendications 9 comprenant une boucle de chauffage, ventilation et/ouclimatisation (8) selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) est configurée selon un mode dit « chauffage » dans lequel le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur (9), l'échangeur de chaleur intérieur (12), le premier organe de détente (17), l'échangeur de chaleur extérieur (15) et retourne au compresseur (9).
    11.- Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1) selon la revendications 9 comprenant une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) est configurée selon un mode dit « refroidissement » dans lequel le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur (9), les moyens de contournement (20), l'échangeur de chaleur extérieur (15), le deuxième organe de détente (18), l'évaporateur (13) et retourne au compresseur (9).
    12.- Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1) selon la revendications 9 comprenant une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation (8) est configurée selon un mode dit « désembuage et/ou déshumidification » dans lequel le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur (9), les moyens de contournement (20), l'échangeur de chaleur extérieur (15), le deuxième organe de détente (18), l'évaporateur (13) et retourne au compresseur (9).
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