FR2966570A1 - Dispositif de detente pour boucle de climatisation - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de détente (3) d'un fluide réfrigérant circulant dans une boucle de climatisation, le dispositif de détente (3) comprenant un premier canal de circulation (13) et un deuxième canal de circulation (14), un premier moyen de détente (24) installé dans le deuxième canal de circulation (14) et contrôlé par un moyen de régulation (15) dépendant d'au moins un paramètre du fluide réfrigérant apte à circuler dans le premier canal de circulation (13), le premier moyen de détente (24) étant apte à gérer la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation (14) selon un premier sens de circulation (33). Le dispositif de détente (3) comprend un moyen de contrôle (28) apte à autoriser la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal (14) selon un deuxième sens de circulation (34), opposé au premier sens de circulation (33).

Description

Dispositif de détente pour boucle de climatisation

L'invention concerne un dispositif de détente intégré à une boucle de climatisation d'un véhicule automobile. L'invention vise également une boucle de climatisation intégrant un tel dispositif de détente.

Un véhicule automobile est couramment équipé d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation destinée à modifier les paramètres aérothermiques d'un flux d'air intérieur susceptible d'être distribué à l'intérieur d'un habitacle du véhicule. A cet effet, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation permettant de canaliser le flux d'air intérieur préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle. L'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation est principalement constituée d'un boîtier, réalisé par exemple en matière plastique, logé sous une planche de bord du véhicule.

Pour modifier la température du flux d'air intérieur préalablement à sa diffusion dans l'habitacle, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend également une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant, en particulier un fluide réfrigérant, notamment un fluide réfrigérant sous-critique, tel que le fluide réfrigérant connu sous la dénomination R134a. La boucle de climatisation comprend, notamment, un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un dispositif de détente et un évaporateur.

De plus, il est également connu une boucle de climatisation comprenant, en complément du compresseur, de l'échangeur de chaleur extérieur, du dispositif de détente et de l'évaporateur, un échangeur de chaleur intérieur.

L'échangeur de chaleur intérieur est qualifié d'intérieur en ce sens qu'il est logé à l'intérieur de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, plus particulièrement dans le boîtier de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, afin de modifier les paramètres aérothermiques du flux d'air intérieur préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle.

De même, l'échangeur de chaleur extérieur est qualifié d'extérieur en ce sens qu'il n'est pas logé dans l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Avantageusement, l'échangeur de chaleur extérieur est agencé en face avant du véhicule afin d'être traversé par un flux d'air extérieur. Ainsi, le flux d'air intérieur destiné à être distribué à l'intérieur de l'habitacle ne traverse pas l'échangeur de chaleur extérieur.

Une telle boucle de climatisation est susceptible de fonctionner dans un mode dit « refroidissement », dans lequel l'échangeur de chaleur extérieur se comporte comme un condenseur alors que l'évaporateur permet de refroidir le flux d'air intérieur préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle du véhicule.

Une telle boucle de climatisation est également susceptible de fonctionner dans un mode dit « chauffage », par inversion du sens de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de climatisation. Dans une telle configuration, l'échangeur de chaleur extérieur se comporte comme un évaporateur alors que l'échangeur de chaleur intérieur se comporte comme un condenseur, ce qui permet de réchauffer le flux d'air intérieur préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle du véhicule.

L'inconvénient d'une telle boucle de climatisation réside dans la nécessité de disposer de moyens d'abaissement de pression en divers points définis de la boucle de climatisation. Or, la localisation des moyens d'abaissement de pression est différente selon le mode de fonctionnement envisagé.

Par ailleurs, l'abaissement de pression doit être opéré au moyen d'un minimum de pièces afin de simplifier la mise en oeuvre et la configuration de la boucle de climatisation. Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus, principalement en proposant un dispositif ou organe de détente de conception simple, capable de gérer la détente du fluide réfrigérant circulant dans30

la boucle de climatisation selon divers modes de fonctionnement, en particulier un mode dit « refroidissement » et un mode dit « chauffage ».

L'invention a donc pour objet un dispositif de détente d'un fluide réfrigérant circulant dans une boucle de climatisation comprenant un premier canal de circulation et un deuxième canal de circulation, un premier moyen de détente installé dans le deuxième canal de circulation et contrôlé par un moyen de régulation dépendant d'au moins un paramètre du fluide réfrigérant apte à circuler dans le premier canal de circulation, le premier moyen de détente étant apte à gérer la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation selon un premier sens de circulation. Plus particulièrement, le dispositif de détente comprend un moyen de contrôle apte à autoriser la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal selon un deuxième sens de circulation, opposé au premier sens de circulation.

Le premier moyen de détente gérant la circulation du fluide réfrigérant s'entend comme une variation du débit de fluide réfrigérant où le premier moyen de détente peut prendre une position fermée, une position ouverte ou plusieurs positions intermédiaires. A cet effet, le premier moyen de détente comprend un dispositif de fermeture qui coopère avec un conduit de communication du deuxième canal de circulation.

Avantageusement, le moyen de contrôle interdit la circulation du fluide réfrigérant selon le premier sens de circulation de sorte à ajuster la détente.

Préférentiellement, le dispositif de fermeture est relié au moyen de régulation par un pointeau. Le dispositif de fermeture est notamment propre à faire varier une section de passage du conduit de communication.

En complément ou en alternative, le moyen de contrôle forme un deuxième 30 moyen de détente gérant la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation selon le deuxième sens de circulation.

Le deuxième moyen de détente est apte à mettre en oeuvre un sous-refroidissement au sein d'un échangeur de chaleur extérieur agencé dans la boucle de climatisation comprenant le dispositif de détente. On comprend ici que le moyen de contrôle peut prendre une position fermée ou une position ouverte, alors que le deuxième moyen de détente peut prendre une position fermée, une position ouverte ou plusieurs positions intermédiaires, de sorte à ajuster une détente.

Le deuxième moyen de détente comprend un dispositif d'obturation d'un conduit de contournement permettant au fluide réfrigérant de contourner le conduit de communication. Ainsi, le dispositif d'obturation est agencé pour faire varier une section de passage du conduit de contournement. Particulièrement, le deuxième moyen de détente est un orifice calibré.

Selon une variante de l'invention, le dispositif de détente comprend un élément mobile constitutif du premier moyen de détente et du deuxième moyen de détente.

Selon ce mode de réalisation, avantageusement, l'élément mobile est susceptible 20 de se déplacer dans le deuxième canal de circulation en fonction du sens de circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation.

Par ailleurs, le dispositif de détente comporte un corps dans lequel est réalisé le deuxième canal de circulation constitué d'une première chambre, d'une deuxième 25 chambre et d'une chambre intermédiaire reliant la première chambre et la deuxième chambre.

Le premier moyen de détente, le deuxième moyen de détente et l'élément mobile sont, préférentiellement, disposés dans la chambre intermédiaire. Plus particulièrement, la chambre intermédiaire comprend une première extrémité adjacente à la première chambre et une deuxième extrémité adjacente à la deuxième chambre, l'élément mobile étant en appui contre la première extrémité 30 afin de définir le premier moyen de détente, et en appui contre la deuxième extrémité afin de définir le deuxième moyen de détente.

En particulier, le premier moyen de détente et le deuxième moyen de détente sont 5 formés par un dispositif de fermeture coopérant avec l'élément mobile.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément mobile comprend un passage central dans lequel est susceptible de passer le dispositif de fermeture.

10 L'invention couvre également une boucle de climatisation comprenant un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un évaporateur et un dispositif de détente tel que précédemment défini.

Une telle boucle de climatisation est telle que le premier canal de circulation et le 15 deuxième canal de circulation sont en relation avec l'échangeur de chaleur extérieur.

Une telle relation entre l'échangeur de chaleur extérieur et le dispositif de détente est avantageusement directe, c'est-à-dire qu'aucun autre composant de la boucle 20 de climatisation n'est intercalé entre le dispositif de détente et l'échangeur de chaleur extérieur autre les conduites de transport de fluide réfrigérant nécessaires à la liaison de ces deux composants.

Plus particulièrement, la boucle de climatisation comprend en outre un échangeur 25 de chaleur intérieur et un organe de commutation permettant d'assurer une inversion du sens de circulation du fluide réfrigérant.

Par exemple, l'organe de commutation est une vanne quatre voies permettant l'inversion du sens de circulation d'un fluide réfrigérant circulant dans la boucle de 30 climatisation.

Un tout premier avantage selon l'invention réside dans la possibilité, d'une part, de contrôler de manière simple une détente au niveau de l'échangeur de chaleur

extérieur, quand la boucle de climatisation fonctionne en un mode dit « chauffage », et, d'autre part, d'autoriser la circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur du dispositif de détente quand la boucle de climatisation fonctionne en mode dit « refroidissement ».

Un autre avantage réside dans la possibilité d'opérer une pré-détente dans le dispositif de détente alors que la boucle de climatisation fonctionne en mode dit « refroidissement ». Ceci permet d'augmenter les performances de la boucle de climatisation en imposant un sous-refroidissement du fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur extérieur. Le fluide entre donc dans un dispositif de collecte dans un état liquide ce qui évite les perturbations liées à un état diphasique du fluide réfrigérant.

Un autre avantage réside dans la simplicité de conception du dispositif de détente 15 qui permet d'opérer une détente en mode dit « refroidissement » et une détente, ou pré-détente, en mode dit « chauffage ».

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre 20 d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation mais aussi, le cas échéant, contribuer à sa définition sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'une boucle de climatisation selon la présente invention selon un premier mode de fonctionnement, dit « refroidissement », - la figure 2 est une vue schématique de la boucle de climatisation selon la présente invention selon un deuxième mode de fonctionnement, dit « chauffage », les figures 3 et 4 sont des vues en coupe d'une première variante d'un dispositif de détente selon la présente invention, respectivement, selon divers modes de fonctionnement, et - les figures 5 et 6 sont des vues en coupe d'une deuxième variante du dispositif de détente selon la présente invention, respectivement, 25 30

selon divers modes de fonctionnement.

La figure 1 est une vue schématique d'une boucle de climatisation selon la présente invention selon un premier mode de fonctionnement, dit « refroidissement ». Elle présente les divers composants d'une boucle de climatisation, ou circuit de fluide réfrigérant, installée sur un véhicule automobile. La boucle de climatisation contribue, notamment, à permettre une modification des paramètres aérothermiques et/ou une déshumidification d'un flux d'air intérieur préalablement à sa distribution à l'intérieur d'un habitacle du véhicule automobile.

La figure 1 montre donc la circulation d'un fluide réfrigérant quand la boucle de climatisation fonctionne dans le premier mode de fonctionnement, dit « refroidissement ». A titre de convention, les traits forts illustrent une circulation du fluide réfrigérant dans le composant considéré alors que les traits pointillés illustrent une absence de circulation du fluide réfrigérant dans le composant considéré.

20 La boucle de climatisation comprend un compresseur 1 destiné à comprimer le fluide réfrigérant contenu dans le volume interne de la boucle de climatisation. Le compresseur 1 est, par exemple, à entraînement mécanique ou électrique. Dans le cas d'un compresseur mécanique, il peut s'agir d'un compresseur à contrôle interne ou externe, entraîné par une courroie mise en rotation par un moteur à 25 combustion interne équipant le véhicule. Dans le cas d'un compresseur électrique, il peut s'agir, par exemple, d'un moteur électrique intégré au compresseur 1 et commandé par un onduleur, par exemple intégré au compresseur 1. Dans les deux cas évoqués, le mécanisme de compression peut être à pistons, à palettes ou à spirale. 30 Un orifice de sortie du compresseur 1 est raccordé à un organe de commutation 2, réalisé par exemple par une vanne quatre voies 2. L'organe de commutation 2 gère une inversion du sens de circulation du fluide réfrigérant au sein de la boucle15

de climatisation ce qui permet de mettre en oeuvre les divers modes de fonctionnement, notamment un mode dit « chauffage » et un mode dit « refroidissement ».

Dans une variante de réalisation non représentée, la boucle de climatisation peut être dépourvue d'organe de commutation 2. Dans un tel agencement, l'inversion du sens de circulation du fluide réfrigérant est réalisée, par exemple, par une inversion du sens de rotation du compresseur 1.

L'organe de commutation 2, ou vanne quatre voies 2, met en relation l'orifice de sortie du compresseur 1 avec un dispositif de détente 3. Le dispositif de détente 3 est raccordé à un premier orifice 4a d'un échangeur de chaleur extérieur 4. Le fluide réfrigérant traverse le dispositif de détente 3 au moyen d'un premier canal de circulation.

L'échangeur de chaleur extérieur 4 est qualifié d'extérieur en ce sens qu'il est installé à l'extérieur de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation et, en particulier à l'extérieur de l'habitacle du véhicule. Avantageusement, l'échangeur de chaleur extérieur 4 est plus particulièrement agencé sur une face avant du véhicule. Ainsi, un flux d'air intérieur 8 destiné à être distribué à l'intérieur de l'habitacle du véhicule automobile ne traverse pas l'échangeur de chaleur extérieur 4. A l'inverse, l'échangeur de chaleur extérieur 4 est susceptible d'être traversé par un flux d'air extérieur.

Un deuxième orifice 4b de l'échangeur de chaleur extérieur 4 est également raccordé au dispositif de détente 3. Le fluide réfrigérant traverse le dispositif de détente 3 au moyen un deuxième canal de circulation.

La circulation du fluide réfrigérant circulant dans le deuxième canal de circulation 30 du dispositif de détente 3 est commandé par un moyen de contrôle qui sera détaillé en relation avec les figures 3 à 6. En sortie de dispositif de détente 3, le fluide réfrigérant est canalisé vers un

dispositif de collecte 5, notamment une bouteille 5. Le fluide réfrigérant pénètre dans le dispositif de collecte 5 par un premier orifice 5a. Le dispositif de collecte 5 comprend un deuxième orifice 5b et un troisième orifice 5c. Le deuxième orifice 5b canalise le fluide réfrigérant capté dans la partie inférieure du dispositif de collecte 5 vers un organe de détente 6. L'organe de détente 6 est par exemple un détendeur thermostatique, un détendeur à contrôle électronique ou encore un orifice calibré.

Selon le mode de fonctionnement présenté à la figure 1, mode dit « refroidissement », l'organe de détente 6 abaisse la pression du fluide réfrigérant avant son entrée dans un évaporateur 7. L'abaissement de la pression combiné à l'échange thermique qui prend place dans l'évaporateur 7 entre le fluide réfrigérant et le flux d'air intérieur 8 assure une vaporisation du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant sort donc, avantageusement, de l'évaporateur 7 à un état gazeux.

L'évaporateur 7 modifie la température du flux d'air intérieur 8 préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle du véhicule automobile. Pour ce faire, l'évaporateur 7 est installé dans un boîtier 9 de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation qui équipe le véhicule. Par ailleurs, l'évaporateur 7 permet également de déshumidifier le flux d'air intérieur 8.

Après avoir traversé l'évaporateur 7, le fluide réfrigérant passe au travers de l'organe de détente 6 puis est dirigé vers un orifice d'entrée du compresseur 1. 25 Dans le mode dit « refroidissement », le fluide réfrigérant circule, successivement, dans le compresseur 1, l'organe de commutation 2, le dispositif de détente 3, l'échangeur de chaleur extérieur 4, le dispositif de détente 3, le dispositif de collecte 5, l'organe de détente 6, l'évaporateur 7, l'organe de détente 6 et le 30 compresseur 1.

La boucle de climatisation comprend également d'autres composants qui ne sont pas traversés par le fluide réfrigérant dans le mode dit « refroidissement ».

En particulier, la boucle de climatisation comprend une vanne de contrôle et/ou détente 10 raccordée au troisième orifice 5c du dispositif de collecte 5. Par ailleurs, la vanne de contrôle et/ou détente 10 est connectée à un échangeur de chaleur intérieur 11.

L'échangeur de chaleur intérieur 11 est qualifié d'intérieur en ce sens qu'il est logé dans le boîtier 9 de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation, avantageusement en aval de l'évaporateur 7 dans le sens de circulation du flux d'air intérieur 8. Le flux d'air intérieur 8 traverse donc successivement l'évaporateur 7 puis l'échangeur de chaleur intérieur 11 afin de modifier les paramètres aérothermiques du flux d'air intérieur 8, avant d'être distribué dans l'habitacle du véhicule.

Un deuxième orifice de l'échangeur de chaleur intérieur 11 est raccordé à l'organe de commutation 2.

Dans le mode dit « refroidissement », la boucle de climatisation puise les calories sur l'échangeur de chaleur extérieur 4 et les restitue sous forme de frigories au niveau de l'évaporateur 7. L'échangeur de chaleur extérieur 4 se comporte alors comme un refroidisseur de gaz 4 ou condenseur 4.

La figure 2 est une vue schématique de la boucle de climatisation selon la présente invention selon un deuxième mode de fonctionnement, mode dit « 25 chauffage ».

Dans le mode dit « chauffage », le fluide réfrigérant comprimé par le compresseur 1 passe à travers l'organe de commutation 2. L'organe de commutation 2 prend une position qui impose une circulation du fluide réfrigérant du compresseur 1 30 vers l'échangeur de chaleur intérieur 11. L'échangeur de chaleur intérieur 11 agit donc comme un condenseur intérieur ou interne. La température du fluide réfrigérant a été élevée par l'action de compression mise

en oeuvre par le compresseur 1. Le flux d'air intérieur 8 peut être chauffé en passant au travers de l'échangeur de chaleur intérieur 11.

Le fluide réfrigérant circule depuis l'échangeur de chaleur intérieur 11 vers la vanne de contrôle et/ou détente 10. La vanne de contrôle et/ou détente 10 est configurée de sorte à autoriser la circulation du fluide réfrigérant en lui imposant une première détente jusqu'à une pression intermédiaire. La vanne de contrôle et/ou détente 10 permet une première détente. Le fluide réfrigérant pénètre alors dans le dispositif de collecte 5 en entrant par le troisième orifice 5c du dispositif de collecte 5.

Le fluide réfrigérant sort du dispositif de collecte 5 par le premier orifice 5a. II est alors dirigé vers le dispositif de détente 3. Le fluide réfrigérant circule alors dans le deuxième canal de circulation du dispositif de détente 3 dans lequel il subit un abaissement de la pression permettant une deuxième détente. Le fluide réfrigérant à l'état liquide traverse l'échangeur de chaleur extérieur 4. Il est alors évaporé par le flux d'air extérieur. Dans le mode dit « chauffage », l'échangeur de chaleur extérieur 4 se comporte alors comme un évaporateur 4.

Par suite, le fluide réfrigérant traverse à nouveau le dispositif de détente 3 par le premier canal de circulation. L'organe de commutation 2, dans le mode dit « chauffage », est dans une position opposée à celle de la figure 1. En conséquence, dans cette configuration, le fluide réfrigérant sort du dispositif de détente 3 et est envoyé vers le compresseur 1.

Préférentiellement, dans le mode dit « chauffage », le fluide réfrigérant ne circule pas dans l'évaporateur 7 car l'organe de détente 6 est fermé ou est muni d'un moyen d'arrêt de la circulation du fluide réfrigérant.

Selon une variante de réalisation de la boucle de climatisation, dans un mode dit « déshumidification » (non représentée), l'organe de détente 6 peut autoriser une circulation du fluide réfrigérant au travers de l'évaporateur 7. L'évaporateur 7 assèche alors le flux d'air intérieur 8. Dans le mode dit « déshumidification », le

reste de la boucle de climatisation est agencée selon le mode dit « chauffage » décrit en relation avec la figure 2.

Dans le mode dit « chauffage », le fluide réfrigérant circule, successivement, dans le compresseur 1, l'organe de commutation 2, l'échangeur de chaleur intérieur 11, la vanne de contrôle et/ou détente 10, le dispositif de collecte 5, le dispositif de détente 3, l'échangeur de chaleur extérieur 4, le dispositif de détente 3, l'organe de commutation 2 et le compresseur 1.

On notera tout particulièrement que le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de détente 3 dans des sens opposés en fonction du mode de fonctionnement de la boucle de climatisation. En effet, en mode dit « refroidissement », le fluide réfrigérant entre dans le dispositif de détente 3 par le premier canal de circulation, traverse l'échangeur de chaleur extérieur 4 et sort du dispositif de détente 3 par le deuxième canal de circulation. En mode dit « chauffage » ou « déshumidification », le fluide réfrigérant entre dans le dispositif de détente 3 par le deuxième canal de circulation, traverse l'échangeur de chaleur extérieur 4 et sort du dispositif de détente 3 en passant par le premier canal de circulation.

Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe d'une première variante du dispositif de détente 3 selon la présente invention, respectivement, selon deux modes de fonctionnement. Les figures 3 et 4 montrent la constitution interne de la première variante du dispositif de détente 3 utilisé en mode dit « chauffage » ou « déshumidification » pour la figure 3 et en mode dit « refroidissement » pour la figure 4.

Le dispositif de détente 3 comprend un corps 12 dans lequel sont pratiqués le premier canal de circulation 13 et le deuxième canal de circulation 14. Le premier canal de circulation 13 traverse de part en part le corps 12 du dispositif de détente 3, notamment de manière rectiligne.

Un moyen de régulation 15 est agencé en partie supérieure du corps 12. Le moyen de régulation 15 prend, par exemple, la forme d'un bulbe thermostatique

15 comprenant une chambre 16 contenant un fluide de contrôle.

Accessoirement, tel que présenté sur la figure 3, le bulbe thermostatique 15 est recouvert par un capot 19 rapporté de manière étanche au moyen d'un joint 20 sur le corps 12.

La chambre 16 du bulbe thermostatique 15 est partagée par une membrane 17 reliée à un pointeau 18 ou tige 18. La membrane 17 est en contact avec, d'une part, le fluide de contrôle et, d'autre part, avec le fluide réfrigérant circulant dans le premier canal de circulation 13. Ainsi, sous l'influence du fluide réfrigérant et du fluide de contrôle, la position de la membrane 17 est modifiée. Sous l'effet de la température et/ou la pression du fluide réfrigérant et du fluide de contrôle, la membrane 17 monte ou descend imposant ainsi un mouvement, notamment une translation, du pointeau 18.

Le deuxième canal de circulation 14 traverse également de part en part le corps 12 du dispositif de détente 3. Le deuxième canal 14 comprend une première chambre 21 et une deuxième chambre 22. La première chambre 21 et la deuxième chambre 22 sont reliées fluidiquement l'une à l'autre par un conduit de communication 23, réalisant avantageusement une restriction 23, faisant partie intégrante du deuxième canal de circulation 14.

Le conduit de communication 23 est susceptible d'être fermée, en tout ou partie, par un dispositif de fermeture 25 pour définir un premier moyen de détente 24.

Selon un mode préférentiel de réalisation, le dispositif de fermeture 25 est disposé à une extrémité du pointeau 18 opposée à une extrémité du pointeau 18 connectées à la membrane 17. Le dispositif de fermeture 25, en collaboration avec le conduit de communication 23, permet de calibrer une section de passage de fluide réfrigérant au travers du conduit de communication 23, de sorte à abaisser la pression du fluide réfrigérant lors du passage de la première chambre 21 vers la deuxième chambre 22. Le dispositif de fermeture 25 est donc agencé pour faire varier une section du conduit de communication 23. Le dispositif de fermeture 25 prend, par exemple, la forme d'une bille 25 ou d'une portion conique .

Préférentiellement, une contre-force est appliquée au pointeau 18 par un moyen de contrainte 26 allant à l'encontre du déplacement du pointeau 18 créé par le moyen de régulation 15. Le moyen de contrainte 26 est, par exemple, un ressort 26, dont le tarage est opéré par un moyen de réglable 27, tel qu'une vis 27.

Le premier moyen de détente 24 autorise la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation 14 selon un premier sens de circulation 33, c'est- à-dire de la première chambre 21 vers la deuxième chambre 22. Le premier moyen de détente 24 peut bloquer la circulation du fluide réfrigérant au travers du conduit de communication 23 en fonction des paramètres thermodynamiques du fluide réfrigérant, et/ou quand le fluide réfrigérant circule dans un deuxième sens de circulation opposé au premier sens de circulation 33, c'est-à-dire de la deuxième chambre 22 vers la première chambre 21.

Le corps 12 sert également de support au moyen de contrôle 28, qui commande la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation 14 du dispositif de détente 3.

Selon un premier exemple de réalisation, le moyen de contrôle 28 est, par exemple, formé par un clapet coopérant avec un conduit de contournement 29 réalisé dans le corps 12. Dans cet exemple de réalisation, le conduit de contournement 29 met en communication la première chambre 21 avec la deuxième chambre 22. On peut donc considérer qu'il est installé en parallèle du conduit de communication 23. Autrement dit, le conduit de contournement 29 constitue un contournement du conduit de communication 23.

Selon un deuxième exemple de réalisation, le moyen de contrôle 28 assure une fonction complémentaire à sa fonction de régulation. En effet, le moyen de contrôle 28 constitue un deuxième moyen de détente 40 assurant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant. 14

Le deuxième moyen de détente 40 comprend un dispositif d'obturation 30. Le dispositif d'obturation 30 est agencé pour faire varier une section de passage du conduit de contournement 29. Le dispositif d'obturation 30 prend, par exemple, la forme d'une bille ou d'un embout conique apte à réduire ou augmenter la quantité de fluide réfrigérant susceptible de circuler de la deuxième chambre 22 vers la première chambre 21 à travers le conduit de contournement 29. Le dispositif d'obturation 30 est maintenu dans un logement 31 au moyen d'un ressort 32. Le ressort 32 plaque le dispositif d'obturation 30 contre une extrémité ouverte du logement 31 directement adjacente au conduit de contournement 29.

Dans le mode dit « chauffage » représenté sur la figure 3, le moyen de contrôle 28, en particulier le deuxième moyen de détente 40, est fermé afin d'interdire le passage de fluide réfrigérant de la première chambre 21 vers la deuxième chambre 22 par le conduit de contournement 29. En effet, selon l'exemple de réalisation présenté, le fluide réfrigérant circulant de la première chambre 21 vers la deuxième chambre 22 exerce une pression sur le dispositif d'obturation 30 de sorte à le plaquer contre le logement 31. Ainsi, le moyen de contrôle 28, par exemple le deuxième moyen de détente 40, interdit la circulation du fluide réfrigérant à travers le conduit de contournement 29 selon le premier sens de circulation 33.

Dans le mode dit « refroidissement» représenté sur la figure 4, le fluide réfrigérant circule selon un deuxième sens de circulation 34 dans le deuxième canal de circulation 14. Le deuxième sens de circulation 34 est inversé par rapport au premier sens de circulation 33, représenté sur la figure 3.

Dans le mode dit « refroidissement», le moyen de contrôle 28 est ouvert pour laisser passer le fluide réfrigérant de la deuxième chambre 22 vers la première chambre 21. Selon l'exemple de réalisation présenté, le dispositif d'obturation 30 se déplace dans le logement 31.

Avantageusement, la section interne du logement 31 est conique en s'évasant du conduit de contournement 29 vers la première chambre 21. Le dispositif

d'obturation 30 est alors soumis à la pression du fluide réfrigérant existante dans la deuxième chambre 22 provoquant une translation du dispositif d'obturation 30 dans le logement 31.

La section interne du logement 31 étant conique, la position du dispositif d'obturation 30 par rapport au logement 31 fait varier la section de passage et, donc, la quantité de fluide réfrigérant circulant dans le conduit de contournement 29.

Cette situation se traduit par une détente ou un abaissement de pression du fluide réfrigérant dans la première chambre 21 par rapport à la deuxième chambre 22.

Dans une telle situation, le premier moyen de détente 24 est fermé et interdit la circulation du fluide réfrigérant de la deuxième chambre 22 vers la première 15 chambre 21 à travers le conduit de communication 23.

Dans les boucles de climatisation de l'art antérieur, il n'est pas prévu d'opérer une double détente, c'est-à-dire une première détente de la pression de refoulement du compresseur 1 vers une pression intermédiaire et de la pression intermédiaire 20 à la pression d'aspiration du compresseur 1.

La présente invention offre également la possibilité de faire une pré-détente, qui permet d'opérer un sous-refroidissement forcé du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur extérieur 4. En effet, la présence du deuxième moyen de 25 détente 40 favorise le passage à l'état liquide du fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur extérieur 4 ce qui permet de refroidir le fluide réfrigérant en dessous de sa température de saturation. Le sous-refroidissement mise en oeuvre par le deuxième moyen de détente 40 consiste donc en un abaissement de la température du fluide réfrigérant à l'état liquide dans l'échangeur de chaleur 30 extérieur 4 par rapport à la température de condensation.

Les figures 5 et 6 sont des vues en coupe d'une deuxième variante du dispositif de détente 3 selon la présente invention, respectivement, selon deux modes de

fonctionnement. Les figures 5 et 6 montrent la constitution interne d'une deuxième variante de réalisation du dispositif de détente 3 utilisé en mode dit « refroidissement » pour la figure 5 et en mode dit « chauffage » ou « déshumidification » pour la figure 6. Les éléments identiques et fonctionnant de façon analogue à ceux décrits aux figures 3 et 4 ne seront pas de nouveau détaillés. On se reportera, à cet effet, à la description des figures 3 et 4.

10 Dans la deuxième variante de réalisation, le dispositif de détente 3 comporte une chambre intermédiaire 35 formée entre la première chambre 21 et la deuxième chambre 22. La chambre intermédiaire 35 relie fluidiquement la première chambre 21 et la deuxième chambre 22. La chambre intermédiaire 35 présente, par exemple, une section circulaire qui s'étend selon un axe confondu à un axe 15 longitudinal du pointeau 18.

La chambre intermédiaire 35 comprend une première extrémité 38, adjacente à la première chambre 21, et une deuxième extrémité 39, adjacente à la deuxième chambre 22. En pratique, la première extrémité 38 est formée par le moyen de 20 réglable 27 et la deuxième extrémité 39 est formée par un épaulement du corps 12 qui sépare la deuxième chambre 22 de la chambre intermédiaire 35.

Le dispositif de détente 3 selon la deuxième variante de réalisation comprend un élément mobile 36, formant une partie du premier moyen de détente 24 et du 25 deuxième moyen de détente 40. L'élément mobile 36 est qualifié de mobile par rapport au pointeau 18 ou par rapport au corps 12 en ce sens qu'il subit ou est apte à subir un déplacement en fonction du sens de circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation 14.

30 L'élément mobile 36 prend notamment la forme d'une rondelle circulaire 36 de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la chambre intermédiaire 35. L'élément mobile 36 comprend un passage central 37 au travers duquel passe le pointeau 18. Plus particulièrement, le passage central 37 de l'élément mobile5

36 coopère avec le dispositif de fermeture 25. Autrement dit, les dimensions du passage central 37 sont légèrement supérieures aux dimensions du dispositif de fermeture 25. Ainsi agencé, la coopération entre le passage central 37 et le dispositif de fermeture 25 définit un passage de fluide réfrigérant en proportion variable. Avantageusement, le passage central 37 et le dispositif de fermeture 25 sont conformé de sorte à interdire ou bloquer le passage de fluide réfrigérant dans une position particulière, notamment quand le dispositif de fermeture 25 est au droit du passage central 37.

Dans le mode dit « refroidissement » représenté sur la figure 5, l'élément mobile 36 est en appui, ou plaqué, contre la première extrémité 38 de la chambre intermédiaire 35 sous l'effet de la circulation du fluide réfrigérant selon le deuxième sens de circulation 34. Le dispositif de fermeture 25, combiné à l'élément mobile 36 plaqué contre la première extrémité 38 de la chambre intermédiaire 35, forment le deuxième moyen de détente 40.

Une telle solution présente l'avantage que le moyen de régulation 15, en agissant sur le pointeau 18, contrôle la température de condensation du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur extérieur 4. Ainsi, le niveau de sous- refroidissement est ajusté automatiquement à l'aide du moyen de régulation 15, ce dernier étant en contact avec la température et la pression du fluide réfrigérant entrant dans l'échangeur de chaleur extérieur 4 au niveau du premier canal de circulation 13. Ceci permet d'optimiser la pression de condensation et/ou de refoulement du compresseur 1 et se traduit par une augmentation du coefficient de performance de la boucle de climatisation.

La figure 6 illustre le dispositif de détente 3 lorsque la boucle de climatisation est configurée en mode dit « chauffage ». Le fluide réfrigérant circule dans le deuxième canal de circulation 14 selon le premier sens de circulation 33, inversé par rapport à celui représenté sur la figure 5.

Sous l'effet de la circulation du fluide réfrigérant selon le premier sens de circulation 33, l'élément mobile 36 est en appui ou plaqué contre la deuxième

extrémité 39 de la chambre intermédiaire 35. Le dispositif de fermeture 25, combiné à l'élément mobile 36 plaqué contre la deuxième extrémité 39 forment le premier moyen de détente 24.

En effet, le dispositif de fermeture 25, dans la chambre intermédiaire 35, vient contrôler la section de passage du fluide réfrigérant dans le passage central 37. Ceci permet d'abaisser la pression du fluide réfrigérant dans la deuxième chambre 22 par rapport à la première chambre 21. Le fluide réfrigérant est ainsi détendu. Le fonctionnement du dispositif de détente 3 en mode dit « chauffage » est similaire à celui d'un détendeur thermostatique classique.

Dans la deuxième variante de réalisation, le premier moyen de détente 24, le deuxième moyen de détente 40 et l'élément mobile 36 sont installés dans la chambre intermédiaire 35, l'élément mobile 36 étant constitutif du premier moyen de détente 24 et du deuxième moyen de détente 40.

Le dispositif de fermeture 25, relié au pointeau 18, et l'élément mobile 36 forment ainsi le premier moyen de détente 24 ainsi que le deuxième moyen de détente 40, en fonction de la position de l'élément mobile 36. Un tel dispositif de détente 3 trouve une application particulière dans une boucle de climatisation dans laquelle le sens de circulation du fluide réfrigérant est inversé pour mettre en oeuvre, au moins, un mode dit « chauffage » et un mode dit « refroidissement ». 25 On notera ainsi que l'invention couvre une boucle de climatisation incorporant le dispositif de détente, de préférence, comprenant un compresseur 1, un échangeur de chaleur extérieur 4, qui fonctionne en condenseur ou en évaporateur en fonction du mode de fonctionnement de la boucle de climatisation, un évaporateur 30 7, un échangeur de chaleur intérieur 11, installé dans l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation et traversé par le fluide réfrigérant, et un organe de commutation 2, par exemple une vanne quatre voies 2, permettant de procéder à l'inversion du sens de circulation d'un fluide réfrigérant circulant dans la boucle de20 climatisation.

Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux 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. 20

Claims (18)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de détente (3) d'un fluide réfrigérant circulant dans une boucle de climatisation, le dispositif de détente (3) comprenant un premier canal de circulation (13) et un deuxième canal de circulation (14), un premier moyen de détente (24) installé dans le deuxième canal de circulation (14) et contrôlé par un moyen de régulation (15) dépendant d'au moins un paramètre du fluide réfrigérant apte à circuler dans le premier canal de circulation (13), le premier moyen de détente (24) étant apte à gérer la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation (14) selon un premier sens de circulation (33), caractérisé en ce que le dispositif de détente (3) comprend un moyen de contrôle (28) apte à autoriser la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal (14) selon un deuxième sens de circulation (34), opposé au premier sens de circulation (33).
2. 2. Dispositif de détente (3) selon la revendication 1, dans lequel le premier moyen de détente (24) comprend un dispositif de fermeture (25) qui coopère avec un conduit de communication (23) du deuxième canal de circulation (14).
3. 3. Dispositif de détente (3) selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de fermeture (25) est relié au moyen de régulation (15) par un pointeau (18).
4. 4. Dispositif de détente (3) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le dispositif de fermeture (25) est propre à faire varier une section de passage du conduit de 25 communication (23).
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de contrôle (28) forme un deuxième moyen de détente (40) gérant la circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation (14) selon le deuxième 30 sens de circulation (34).
6. 6. Dispositif de détente (3) selon la revendication 5, dans lequel le deuxième moyen de détente (40) comprend un dispositif d'obturation (30) d'un conduit de 21contournement (29) permettant au fluide réfrigérant de contourner le conduit de communication (23).
7. 7. Dispositif de détente (3) selon la revendication 6, dans lequel le dispositif 5 d'obturation (30) est agencé pour faire varier une section de passage du conduit de contournement (29).
8. 8. Dispositif de détente (3) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le deuxième moyen de détente (40) est un orifice calibré.
9. 9. Dispositif de détente (3) selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de détente (3) comprend un élément mobile (36) constitutif du premier moyen de détente (24) et du deuxième moyen de détente (40). 15
10. 10. Dispositif de détente (3) selon la revendication 9, dans lequel l'élément mobile (36) est susceptible de se déplacer dans le deuxième canal de circulation (14) en fonction du sens de circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième canal de circulation (14). 20
11. 11. Dispositif de détente (3) selon la revendications 9 ou 10, dans lequel le dispositif de détente (3) comporte un corps (12) dans lequel est réalisé le deuxième canal de circulation (14) constitué d'une première chambre (21), d'une deuxième chambre (22) et d'une chambre intermédiaire (35) reliant la première chambre (21) et la deuxième chambre (22). 25
12. 12. Dispositif de détente (3) selon la revendications 11, dans lequel le premier moyen de détente (24), le deuxième moyen de détente (40) et l'élément mobile (36) sont disposés dans la chambre intermédiaire (35). 30
13. 13. Dispositif de détente (3) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel la chambre intermédiaire (35) comprend une première extrémité (38) adjacente à la première chambre (21), une deuxième extrémité (39) adjacente à la deuxième chambre (22), l'élément mobile (36) étant en appui contre la première extrémité 10(38), afin de définir le premier moyen de détente (24), et en appui contre la deuxième extrémité (39), afin de définir le deuxième moyen de détente (40).
14. 14. Dispositif de détente (3) selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel le premier moyen de détente (24) et le deuxième moyen de détente (40) sont formés par un dispositif de fermeture (25) coopérant avec l'élément mobile (36).
15. 15. Dispositif de détente (3) selon la revendication 12, dans lequel l'élément 10 mobile (36) comprend un passage central (37) dans lequel est susceptible de passer le dispositif de fermeture (25).
16. 16. Boucle de climatisation, comprenant un compresseur (1), un échangeur de chaleur extérieur (4), un évaporateur (7) et un dispositif de détente (3) selon l'une 15 quelconque des revendications précédentes.
17. 17. Boucle de climatisation selon la revendication 16, dans laquelle le premier canal de circulation (13) et le deuxième canal de circulation (14) sont en relation avec l'échangeur de chaleur extérieur (4).
18. 18. Boucle de climatisation selon la revendication 16 ou 17, dans laquelle sont agencés un échangeur de chaleur intérieur (11) et un organe de commutation (2) permettant d'assurer une inversion du sens de circulation du fluide réfrigérant. 20