FR2974886A1

FR2974886A1 - Air-conditioning and heating installation i.e. reversible heat pump, for heating or cooling interior air in e.g. all-electric car, has regulation unit for regulating proportion of refrigerant directed toward internal evaporator

Info

Publication number: FR2974886A1
Application number: FR1153894A
Authority: FR
Inventors: Patrick Bach
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2012-11-09
Anticipated expiration: 2031-05-06
Also published as: FR2974886B1

Abstract

The installation (IC) has an external exchanger (EE) for heating refrigerant expanded by an external pressure reducer (DTE) in heating mode of the installation or for cooling the refrigerant before its expansion by an internal pressure reducer (DTI) in an air-conditioning mode of the installation. The refrigerant from an internal condenser (CDI) is distributed proportionally between the exchanger and an internal evaporator (El) for drying up interior air in a mixed operation mode of the installation. A regulation unit regulates proportion of the refrigerant directed toward the evaporator.

Description

INSTALLATION DE CHAUFFAGE ET DE CLIMATISATION HEATING AND AIR CONDITIONING INSTALLATION

L'invention s'inscrit dans le domaine des installations de chauffage et de climatisation 5 destinées à être installées dans des bâtiments ou dans des véhicules par exemple de type automobile. The invention is in the field of heating and air conditioning systems 5 intended to be installed in buildings or in vehicles for example of the automotive type.

De manière connue, les installations de chauffage et de climatisation comportent notamment : 10 - un compresseur propre, en mode chauffage, à contribuer au chauffage d'un air intérieur par échange avec le fluide frigorigène, - un condenseur interne qui est propre, en mode chauffage, à contribuer au chauffage d'un air dit intérieur par échange avec le fluide frigorigène qui est issu du compresseur, 15 - un détendeur externe qui est propre, en mode chauffage, à refroidir et dépressuriser le fluide frigorigène, - un échangeur externe qui est propre, en mode chauffage, à réchauffer le fluide frigorigène, qui est issu du détendeur externe, par échange avec un air dit extérieur, pour alimenter le compresseur, et 20 - un évaporateur interne qui est propre, en mode climatisation, à refroidir l'air intérieur par échange avec le fluide frigorigène. In a known manner, the heating and air-conditioning installations comprise in particular: a clean compressor, in heating mode, to contribute to the heating of an indoor air by exchange with the refrigerant; an internal condenser which is clean, in the mode heating, to contribute to the heating of a so-called internal air by exchange with the refrigerant which comes from the compressor, 15 - an external expander which is clean, in heating mode, to cool and depressurize the refrigerant, - an external exchanger which is clean, in heating mode, to heat the refrigerant, which is from the external expansion valve, by exchange with an air said outside to supply the compressor, and 20 - an internal evaporator which is clean, in cooling mode, to cool the internal air by exchange with the refrigerant.

On entend ici par « externe » un équipement qui intervient dans le processus d'échange de calories avec l'air extérieur (comme par exemple un échangeur externe 25 ou un détendeur externe alimentant un échangeur externe), et par « interne » un équipement qui intervient dans le processus d'échange de calories avec l'air intérieur comme par exemple un condenseur interne ou un évaporateur interne ou encore un détendeur interne alimentant un évaporateur interne). Here "external" is understood to mean equipment that is involved in the process of exchanging calories with the outside air (such as for example an external exchanger 25 or an external expander supplying an external exchanger), and by "internal" equipment that is involved in the process of heat exchange with indoor air such as an internal condenser or an internal evaporator or an internal pressure regulator supplying an internal evaporator).

30 Dans certaines applications où l'énergie dont dispose un système qui comprend une installation de type précité n'est pas très importante ou ne peut être renouvelée que lors d'un rechargement de batterie, les puissances de chauffage et de réfrigération de l'installation sont généralement peu élevées. C'est par exemple le cas dans un véhicule de type tout électrique ou hybride. Par conséquent, lorsque la température extérieure est très basse, l'installation n'est pas en mesure de réchauffer suffisamment l'air intérieur, et lorsque la température extérieure est très élevée, l'installation n'est pas en mesure de refroidir suffisamment l'air intérieur Par ailleurs, la température n'est pas la seule caractéristique issue des conditions climatiques que l'on souhaite généralement réguler au moyen d'une installation de climatisation ou de chauffage. Ainsi, le degré d'hygrométrie de l'air intérieur est un des paramètres sur lequel il est souhaitable de pouvoir agir. En effet, et en particulier dans le cadre d'une application à un véhicule, la maîtrise de cette hygrométrie permet de mieux gérer les phénomènes d'apparition de buée sur la surface interne des vitres lorsque le chauffage est enclenché. Il est connu que l'air chaud est susceptible de contenir plus de vapeur d'eau que l'air froid. A proximité d'une surface froide comme le sont les vitres d'un véhicule au démarrage, une partie de l'eau contenue dans l'air chaud soufflé à des fins de chauffage de l'habitacle va se condenser en fines gouttelettes qui se déposent créant de la buée. Ce phénomène de buée réduit la visibilité du conducteur et nuit au confort des passagers. On notera par ailleurs, qu'un air trop sec peut engendrer un certain inconfort au niveau des passagers, notamment s'ils sont porteurs de lentilles de contact. C'est pourquoi, il existe un besoin pour des systèmes permettant de pouvoir ou non assécher l'air intérieur selon les besoins. In certain applications where the energy available to a system that includes a plant of the aforementioned type is not very important or can be renewed only when recharging a battery, the heating and cooling powers of the installation are usually low. This is for example the case in a vehicle of all-electric or hybrid type. Therefore, when the outside temperature is very low, the installation is not able to sufficiently heat the indoor air, and when the outside temperature is very high, the installation is not able to cool sufficiently the air. In addition, the temperature is not the only characteristic resulting from the climatic conditions that it is generally desired to regulate by means of an air conditioning or heating installation. Thus, the degree of hygrometry of the indoor air is one of the parameters on which it is desirable to be able to act. In fact, and particularly in the context of an application to a vehicle, the control of this hygrometry makes it possible to better manage the phenomena of fogging on the inner surface of the windows when the heating is switched on. It is known that hot air is likely to contain more water vapor than cold air. Near a cold surface as are the windows of a vehicle at startup, a portion of the water contained in the hot air blown for heating the cabin will condense into fine droplets that settle creating steam. This phenomenon of fog reduces the visibility of the driver and harms the comfort of the passengers. Note also that too dry air can cause some discomfort in passengers, especially if they wear contact lenses. Therefore, there is a need for systems to allow or not to dry indoor air as needed.

D'autre part, dans les installations précitées, lorsque la température de l'air extérieur est négative ou située au voisinage de zéro degré centigrade, le contact entre l'air extérieur et le fluide frigorigène partiellement refroidi, qui est issu du condenseur interne et qui circule dans l'évaporateur externe, provoque fréquemment le givrage de ce dernier, ce qui nuit à son fonctionnement et rend donc l'installation moins performante. Certes, plusieurs solutions ont étés proposées pour améliorer la situation, notamment dans les documents brevet FR2525330, GB988874 et US5586448. Mais aucune d'entre elles ne s'avère réellement satisfaisante en raison de la nécessité de modifier fortement l'évaporateur externe et éventuellement d'adjoindre un dispositif de chauffage électrique additionnel et/ou d'une inadaptation aux situations dans lesquelles le fluide caloporteur est inexistant ou énergiquement indisponible en mode chauffage, comme c'est notamment le cas dans les véhicules dits « tout électrique » ou « hybride » ou dans les bâtiments et/ou d'une mise en oeuvre très difficile dans un véhicule automobile. On the other hand, in the aforementioned installations, when the outside air temperature is negative or located in the vicinity of zero degrees centigrade, the contact between the outside air and the partially cooled refrigerant, which comes from the internal condenser and which circulates in the external evaporator, frequently causes icing of the latter, which affects its operation and therefore makes the installation less efficient. Admittedly, several solutions have been proposed to improve the situation, in particular in patent documents FR2525330, GB988874 and US5586448. But none of them is really satisfactory because of the need to strongly modify the external evaporator and possibly to add an additional electrical heating device and / or unsuitability to situations in which the heat transfer fluid is nonexistent or energetically unavailable in heating mode, as is particularly the case in so-called "all-electric" or "hybrid" vehicles or in buildings and / or a very difficult implementation in a motor vehicle.

L'invention a pour objectif de palier les inconvénients rencontrés dans l'art antérieur en proposant un nouveau dispositif de chauffage et de climatisation permettant d'accroitre les performances d'assèchement d'un air dit intérieur, lorsque le besoin d'assécher ledit air se fait sentir. Un autre objectif de l'invention est d'accroître les performances en termes de chauffage et de climatisation en cas de températures élevées sans pour autant consommer plus d'énergie. The invention aims to overcome the drawbacks encountered in the prior art by proposing a new heating and air conditioning device to increase the drying performance of an air called inner, when the need to dry said air is felt. Another object of the invention is to increase the performance in terms of heating and cooling at high temperatures without consuming more energy.

A cet effet, l'invention a pour objet une installation de chauffage et de climatisation pour le chauffage ou le refroidissement d'un air intérieur par échange thermique, ladite installation comprenant un compresseur propre à chauffer et pressuriser un fluide frigorigène, le fluide frigorigène pouvant être dirigé à travers un circuit fermé comprenant un ensemble de canalisations (et éventuellement de vannes), soit en direction d'un condenseur interne en mode chauffage, soit en direction d'un évaporateur interne en mode climatisation, ladite installation présentant en outre un échangeur externe destiné à réchauffer le fluide frigorigène détendu par un détendeur externe en mode chauffage ou à refroidir le fluide frigorigène avant sa détente par un détendeur interne en mode climatisation, remarquable en ce que ladite installation est configurée pour présenter également un mode mixte de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène en provenance du condenseur interne est distribué de manière proportionnelle entre l'échangeur externe et l'évaporateur interne en vue d'un assèchement de l'air intérieur, ladite installation présentant en outre des moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne. For this purpose, the subject of the invention is a heating and air-conditioning installation for heating or cooling an internal air by heat exchange, said installation comprising a compressor capable of heating and pressurizing a refrigerant, the refrigerant being able to be directed through a closed circuit comprising a set of pipes (and possibly valves), either in the direction of an internal condenser in heating mode, or in the direction of an internal evaporator in cooling mode, said installation also having a heat exchanger external device for heating the refrigerant expanded by an external expander in heating mode or cooling the refrigerant before expansion by an internal expansion valve in cooling mode, remarkable in that said installation is configured to also have a mixed mode of operation in which the refrigerant coming from the condenser i The plant is distributed proportionally between the external heat exchanger and the internal evaporator for drying the indoor air, said plant further having means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator.

De préférence, lesdits moyens de régulation sont configurés pour définir ou faire varier ladite proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne en fonction de la température de l'air extérieur. Preferably, said regulating means are configured to define or vary said proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator as a function of the temperature of the outside air.

De préférence encore, l'installation présente en outre un sous refroidisseur, ladite installation étant configurée pour : qu'en mode chauffage, le sous refroidisseur refroidisse le fluide frigorigène issu du condenseur interne, ledit fluide frigorigène en sortie du sous refroidisseur étant ensuite dirigé vers le détendeur externe et l'échangeur externe, et pour qu'en mode mixte, le sous refroidisseur refroidisse le fluide frigorigène issu du condenseur interne, ledit fluide frigorigène en sortie du sous refroidisseur étant ensuite dirigé en partie vers le détendeur externe et l'échangeur externe et en partie vers le détendeur interne et l'évaporateur interne, et pour qu'en mode climatisation, le sous refroidisseur refroidisse le fluide frigorigène issu de l'échangeur externe, le fluide frigorigène en sortie du sous refroidisseur étant dirigé vers le détendeur interne et l'évaporateur interne. More preferably, the plant furthermore has a sub-cooler, said installation being configured so that: in heating mode, the subcooler cools the refrigerant from the internal condenser, said refrigerant leaving the subcooler then being directed to the external expansion valve and the external exchanger, and in mixed mode, the sub-cooler cools the refrigerant from the internal condenser, said refrigerant leaving the sub-cooler then being directed in part towards the external expander and the exchanger external and partly to the internal expansion valve and the internal evaporator, and that in cooling mode, the subcooler cools the refrigerant from the external heat exchanger, the refrigerant output of the subcooler being directed to the internal expansion valve and the internal evaporator.

Avantageusement, l'installation selon l'invention comprend un réservoir de déshydratation en amont d'une entrée qui alimente ledit sous refroidisseur en fluide frigorigène. Advantageously, the installation according to the invention comprises a dewatering tank upstream of an inlet which supplies said subcooler with refrigerant.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne comprennent une vanne proportionnelle à trois voies permettant la connexion entre le compresseur et l'évaporateur interne, et/ou l'échangeur externe. A cet effet elle présente une première entrée couplée à la sortie de l'évaporateur interne, une seconde entrée couplée à la première entrée/sortie dudit échangeur externe, et une sortie couplée à l'entrée du compresseur. According to one embodiment of the invention, the means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator comprise a three-way proportional valve allowing the connection between the compressor and the internal evaporator, and / or the external exchanger. For this purpose it has a first input coupled to the output of the internal evaporator, a second input coupled to the first input / output of said external heat exchanger, and an output coupled to the input of the compressor.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, elle comprend une vanne à trois voies permettant la connexion entre le compresseur et l'évaporateur interne, et/ou l'échangeur externe. A cet effet elle présente une première entrée couplée à la sortie de l'évaporateur interne, une seconde entrée couplée à la première entrée/sortie dudit échangeur externe, et une sortie couplée à l'entrée du compresseur. Ladite vanne à trois voies est donc située (sur le circuit) en amont dudit compresseur. According to another embodiment of the invention, it comprises a three-way valve allowing the connection between the compressor and the internal evaporator, and / or the external exchanger. For this purpose it has a first input coupled to the output of the internal evaporator, a second input coupled to the first input / output of said external heat exchanger, and an output coupled to the input of the compressor. Said three-way valve is located (on the circuit) upstream of said compressor.

Préférentiellement, les moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne comprennent au moins une vanne proportionnelle à deux voies placée sur une canalisation entre ladite vanne à trois voies en amont du compresseur, et l'évaporateur interne et/ou l'échangeur externe (c'est-à-dire sur la partie basse pression du circuit). Preferably, the means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator comprise at least one two-way proportional valve placed on a pipe between said three-way valve upstream of the compressor, and the internal evaporator and / or the external exchanger (that is to say on the low pressure part of the circuit).

De manière complémentaire ou alternative, les moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne comprennent au moins une vanne proportionnelle à deux voies placée en amont du détendeur externe et/ou du détendeur interne (soit sur la partie haute pression du circuit), la ou lesdites vannes proportionnelles étant placées sur des canalisations situées après un embranchement pour la distribution du fluide frigorigène entre l'échangeur externe et l'évaporateur interne. In a complementary or alternative manner, the means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator comprise at least one two-way proportional valve placed upstream of the external expander and / or the internal expander (either on the high-pressure part of the circuit), the one or more proportional valves being placed on pipes located after a branch for the distribution of the refrigerant between the external exchanger and the internal evaporator.

Ainsi par exemple, les moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne peuvent comprendre deux vannes proportionnelles à deux voies, une vanne proportionnelle placée sur une canalisation entre ladite vanne à trois voies en amont du compresseur et l'évaporateur interne (sur la partie basse pression du circuit) et une vanne proportionnelle à deux voies placée en amont du détendeur externe sur une canalisation après l'embranchement pour la distribution du fluide frigorigène entre l'échangeur externe et l'évaporateur interne (sur la partie haute pression du circuit). For example, the means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator may comprise two two-way proportional valves, a proportional valve placed on a pipe between said three-way valve upstream of the compressor and the evaporator. internal (on the low-pressure part of the circuit) and a proportional two-way valve placed upstream of the external expansion valve on a pipe after the branch for the distribution of the refrigerant between the external exchanger and the internal evaporator (on the part high pressure circuit).

Ou selon un autre exemple, les moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne comprennent deux vannes proportionnelles à deux voies, une vanne proportionnelle placée sur une canalisation entre ladite vanne à trois voies en amont du compresseur et l'échangeur externe (sur la partie basse pression du circuit) et une vanne proportionnelle à deux voies placée en amont du détendeur interne sur une canalisation après un embranchement pour la distribution du fluide frigorigène entre l'échangeur externe et l'évaporateur interne (sur la partie haute pression du circuit). Or according to another example, the means of regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator comprise two two-way proportional valves, a proportional valve placed on a pipe between said three-way valve upstream of the compressor and the external exchanger (on the low-pressure part of the circuit) and a proportional two-way valve placed upstream of the internal expansion valve on a pipe after a branch for the distribution of the refrigerant between the external exchanger and the internal evaporator (on the part high pressure circuit).

Eventuellement, les moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne comprennent une vanne proportionnelle à trois voies faire la connexion entre le sous refroidisseur et le détendeur externe, et/ou le détendeur interne. A cet effet elle présente une entrée couplée à la sortie du sous refroidisseur, une première sortie couplée à l'entrée du détendeur externe et une seconde sortie couplée à l'entrée du détendeur interne, (soit sur la partie haute pression du circuit). Optionally, the means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator comprise a three-way proportional valve making the connection between the subcooler and the external expansion valve, and / or the internal expansion valve. For this purpose it has an input coupled to the output of the sub-cooler, a first output coupled to the input of the external expander and a second output coupled to the input of the internal expander (or on the high pressure part of the circuit).

Selon encore un autre exemple de réalisation, les moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne comprennent des moyens de réglage du débit de fluide frigorigène passant respectivement au travers des détendeurs interne et externe. According to yet another exemplary embodiment, the means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator comprise means for regulating the flow of refrigerant passing respectively through the internal and external expansion valves.

De manière avantageuse, ledit sous refroidisseur est contigu avec ledit échangeur externe afin de constituer pour ce dernier une source de chaleur propre à réduire la probabilité qu'il se recouvre de givre en présence d'un air extérieur présentant une température basse. 15 Préférentiellement, ledit échangeur externe est une pompe à chaleur propre à fonctionner en tant qu'évaporateur en mode chauffage ou en mode mixte et en tant que condenseur dans le mode climatisation. Advantageously, said subcooler is contiguous with said external exchanger in order to constitute for the latter a source of heat capable of reducing the probability of it becoming covered with frost in the presence of an outside air having a low temperature. Preferably, said external exchanger is a heat pump capable of operating as an evaporator in heating mode or in mixed mode and as a condenser in the cooling mode.

20 Optionnellement, le condenseur interne est dimensionné de manière à, dans les modes chauffage et mixte, condenser ledit fluide frigorigène issu du compresseur de sorte qu'il sorte soit sensiblement intégralement en phase liquide à sa sortie dudit condenseur Optionally, the internal condenser is dimensioned so as, in the heating and mixed modes, to condense said refrigerant fluid from the compressor so that it exits substantially completely in the liquid phase at its outlet from said condenser

25 Avantageusement, l'installation comprend en outre : - une vanne de type trois voies et permettant de faire la connexion entre le compresseur et le compresseur interne et/ou l'échangeur externe, et présentant à cet effet une entrée couplée à la sortie dudit compresseur et une première sortie couplée à l'entrée dudit compresseur interne et une 30 seconde sortie couplée à une première entrée/sortie dudit échangeur externe ; et/ou - une vanne de type trois voies permettant de faire la connexion entre le condenseur interne et le sous refroidisseur, et/ou l'échangeur externe, et présentant à cet effet une entrée couplée à la sortie dudit 10 condenseur interne et une première sortie couplée à l'entrée dudit sous refroidisseur et une seconde sortie couplée à une première entrée/sortie dudit échangeur externe ; et/ou une vanne de type trois voies permettant de faire la connexion entre l'échangeur externe et le sous refroidisseur et/ou le détendeur externe, et présentant à cet effet une entrée/sortie couplée une seconde entrée/sortie dudit échangeur externe et une sortie couplée à l'entrée dudit sous refroidisseur et une entrée couplée à une sortie dudit détendeur externe. Advantageously, the installation further comprises: a three-way type valve making it possible to make the connection between the compressor and the internal compressor and / or the external exchanger, and having for this purpose an input coupled to the output of said compressor and a first output coupled to the input of said internal compressor and a second output coupled to a first input / output of said external exchanger; and / or - a three-way type valve making it possible to make the connection between the internal condenser and the sub-cooler, and / or the external exchanger, and having for this purpose an input coupled to the output of said internal condenser and a first an output coupled to the input of said subcooler and a second output coupled to a first input / output of said external exchanger; and / or a three-way type valve making it possible to make the connection between the external exchanger and the sub-cooler and / or the external expander, and having for this purpose an input / output coupled to a second input / output of said external exchanger and a output coupled to the input of said subcooler and an input coupled to an output of said external expander.

L'invention a également pour objet un véhicule remarquable en ce qu'il comprend une installation de chauffage et de climatisation telle que définie plus haut. The invention also relates to a remarkable vehicle in that it comprises a heating and air conditioning system as defined above.

On aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée que la mise 15 en oeuvre de l'invention consiste dans un premier temps à prévoir des moyens pour déshumidifier l'air soufflé à l'intérieur du véhicule ou du bâtiment auquel est associée l'installation de chauffage et de climatisation. Pour ce faire, l'invention utilise de manière concomitante les boucles de chauffage et de refroidissement de ladite installation dans un mode de fonctionnement mixte. La boucle de refroidissement est 20 utilisée dans le but de condenser l'humidité en provenance de l'air extérieur, et la boucle de chauffage est utilisée pour chauffer l'air intérieur de sorte à compenser voir annuler les effets du refroidissement de l'air effectué en vue de sa déshumidification. Il en résulte une possibilité de souffler un air plus ou moins chaud et asséché. L'invention est remarquable en ce qu'elle présente des moyens de régulation de la 25 puissance de l'évaporateur interne de la boucle de réfrigération qui permettent d'obtenir la juste puissance de refroidissement permettant d'assécher l'air sans générer d'apparition de givre sur cet évaporateur qui nuirait à ses performances. Pour ce faire, l'invention distribue, de manière proportionnelle et selon des proportions qui peuvent varier en fonction des besoins le fluide frigorigène entre les 30 boucles de chauffage (donc en direction de l'échangeur externe) et de refroidissement (donc en direction de l'évaporateur interne). Un exemple de paramètre pouvant être utilisé pour faire varier la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne est la température extérieure. L'invention consiste à activer le mode climatisation (ou réfrigération) d'une installation de chauffage et de 10 climatisation, selon une puissance que l'on peut faire varier, en même temps que le mode chauffage de cette même installation afin de pouvoir assécher et chauffer l'air intérieur d'un bâtiment ou d'un véhicule. Selon l'invention, la proportion du fluide frigorigène allouée au mode de climatisation est inversement proportionnelle à celle allouée au mode chauffage. It will be understood from reading the definition that has just been given that the implementation of the invention consists first of all in providing means for dehumidifying the air blown inside the vehicle or the building. associated with the heating and air conditioning system. To do this, the invention uses concomitantly the heating and cooling loops of said installation in a mixed mode of operation. The cooling loop is used for the purpose of condensing the moisture from the outside air, and the heating loop is used to heat the indoor air so as to compensate for or cancel the effects of air cooling. performed for dehumidification. This results in a possibility of blowing air more or less hot and dry. The invention is remarkable in that it has means for regulating the power of the internal evaporator of the refrigeration loop, which makes it possible to obtain the right cooling power making it possible to dry the air without generating any Frost appears on this evaporator that would hinder its performance. For this purpose, the invention distributes, in a proportional manner and in proportions which can vary as required, the refrigerant between the heating loops (thus in the direction of the external exchanger) and the cooling circuit (thus in the direction of the internal evaporator). An example of a parameter that can be used to vary the proportion of refrigerant directed to the internal evaporator is the outside temperature. The invention consists in activating the air-conditioning (or refrigeration) mode of a heating and air-conditioning installation, according to a power that can be varied, together with the heating mode of this same installation in order to be able to dry out and heat the indoor air of a building or vehicle. According to the invention, the proportion of the refrigerant allocated to the cooling mode is inversely proportional to that allocated to the heating mode.

Par ailleurs la mise en oeuvre de l'invention consiste à utiliser un sous-refroidisseur dans ladite installation. Ce sous-refroidisseur intervient à la fois dans les boucles de chauffage et de climatisation pour permettre d'accroître la puissance de l'installation. Furthermore, the implementation of the invention consists in using a subcooler in said installation. This subcooler intervenes in both heating and cooling loops to increase the power of the installation.

C'est-à-dire qu'il va permettre en cas de températures extérieures très basses ou très élevées, d'augmenter la puissance maximale de chauffage et de refroidissement de l'installation afin de réchauffer ou refroidir l'air intérieur de manière satisfaisante. On notera toutefois qu'en mode mixte le sous refroidisseur vient en support de la boucle de chauffage afin d'accroître la puissance de chauffage. Ainsi la puissance de chauffage de l'air intérieur en mode mixte reste performante quand bien même une partie du fluide frigorigène est détourné en direction de l'évaporateur interne. That is to say, it will allow in case of very low or very high outside temperatures, to increase the maximum power of heating and cooling of the installation in order to warm or cool the indoor air satisfactorily . It will be noted, however, that in mixed mode the sub-cooler comes in support of the heating loop in order to increase the heating power. Thus, the heating power of the indoor air in mixed mode remains efficient even if a portion of the refrigerant is diverted towards the internal evaporator.

On notera que la simple mise en oeuvre d'une vanne à trois voies proportionnelle dans un circuit de refroidissement automobile est déjà connu. Ainsi, le document US6321552 décrit un système de récupération d'énergie thermique perdue du moteur à combustion. Ce système comprend une vanne à trois voies utilisable pour diriger le fluide vers l'un ou l'autre échangeur thermique, les deux dans la proportion désirée. Néanmoins, ce partage de fluide frigorigène ne permet pas d'obtenir comme dans l'invention à la fois un chauffage et un assèchement de l'air, ni de pouvoir régler la puissance d'un évaporateur en vue d'éviter la formation de givre. It will be noted that the simple implementation of a proportional three-way valve in an automobile cooling circuit is already known. Thus, document US6321552 describes a system for recovering lost thermal energy from the combustion engine. This system comprises a three-way valve operable to direct the fluid to either heat exchanger, both in the desired proportion. However, this sharing of refrigerant does not achieve as in the invention both a heating and drying of air, nor to adjust the power of an evaporator to prevent the formation of frost .

De même le document FR2911092 décrit un système de gestion thermique pour véhicule hybride présentant une vanne à trois voies proportionnelle permettant de partager le fluide frigorigène entre le récupérateur thermique et l'échangeur air/liquide. Néanmoins, un tel document n'enseigne pas de dispositif de régulation de la puissance de refroidissement d'un évaporateur interne permettant d'assécher l'air entrant dans le climatiseur sans générer de givre sur ledit évaporateur. Similarly the document FR2911092 describes a thermal management system for a hybrid vehicle having a proportional three-way valve for sharing the refrigerant between the heat recovery unit and the air / liquid exchanger. Nevertheless, such a document does not teach a device for regulating the cooling power of an internal evaporator making it possible to dry the air entering the air conditioner without generating frost on said evaporator.

L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : - la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un premier exemple de réalisation d'une installation de chauffage et de climatisation selon l'invention dans le mode chauffage ; - la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 1 dans le mode climatisation ; - la figure 3 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 1 dans le mode mixte ; - la figure 4 illustre schématiquement et fonctionnellement un premier exemple de réalisation d'une installation de chauffage et de climatisation selon l'invention dans le mode chauffage ; - la figure 5 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 4 dans le mode climatisation ; - la figure 6 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 4 dans le mode mixte. The invention will be clearly understood and other aspects and advantages will become apparent from the following description given by way of example with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 schematically and functionally illustrates a first example of realization of a heating and air conditioning system according to the invention in the heating mode; - Figure 2 schematically and functionally illustrates the heating and air conditioning system of Figure 1 in the air conditioning mode; - Figure 3 schematically and functionally illustrates the heating and air conditioning system of Figure 1 in the mixed mode; - Figure 4 schematically and functionally illustrates a first embodiment of a heating and air conditioning system according to the invention in the heating mode; - Figure 5 schematically and functionally illustrates the heating and air conditioning system of Figure 4 in the air conditioning mode; - Figure 6 schematically and functionally illustrates the heating and air conditioning system of Figure 4 in the mixed mode.

L'invention a pour but de proposer une installation de chauffage et de climatisation (IC) de type pompe à chaleur réversible. The object of the invention is to propose a heating and air-conditioning system (IC) of the reversible heat pump type.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif que l'installation de chauffage et de climatisation (IC) fait partie d'un véhicule, par exemple d'un véhicule automobile de type « tout électrique » (figures 4 à 6) ou « hybride » (figures 1 à 3). In the following, it is considered, by way of nonlimiting example, that the heating and air-conditioning system (IC) is part of a vehicle, for example an "all-electric" type of motor vehicle (FIGS. to 6) or "hybrid" (Figures 1 to 3).

Néanmoins, l'invention n'est pas limitée à cette application et peut concerner toute type d'installation de chauffage et de climatisation, y compris dans des bâtiments (figures 4 à 6). Nevertheless, the invention is not limited to this application and may relate to any type of heating and air conditioning system, including in buildings (Figures 4 to 6).

Comme nous allons le voir en détail, l'installation de chauffage et de climatisation selon l'invention est destinée à fonctionner selon un mode chauffage, un mode climatisation et un mode mixte permettant d'assécher l'air dit intérieur. As we will see in detail, the heating and air conditioning system according to the invention is intended to operate in a heating mode, an air conditioning mode and a mixed mode for drying the so-called indoor air.

Dans l'exemple illustré aux figures 1 à 3, le condenseur interne (CDI) est de type gaz/liquide, il est donc chargé de réchauffer un fluide caloporteur, qui circule dans certains de ces conduits ou entre certaines parties de ses plaques empilées et qui est issu d'un circuit de refroidissement, par échange avec le fluide frigorigène (gaz chaud et pressurisé) qui circule dans certains autres de ses conduits ou entre certaines autres parties de ses plaques empilées. Ce fluide caloporteur réchauffé alimente, via une pompe (PE), un aérotherme (AR) qui est chargé, au moins en mode chauffage, de chauffer l'air intérieur qui le traverse par échange avec le fluide caloporteur réchauffé. Le fluide caloporteur qui sort de l'aérotherme (AR) alimente la portion de circuit de refroidissement qui traverse le moteur (MR) et qui alimente le condenseur interne (CDI). On entend ici par « aérotherme » un échangeur de chaleur de type air/liquide. On notera que l'aérotherme peut éventuellement faire partie de l'installation selon l'invention. In the example illustrated in FIGS. 1 to 3, the internal condenser (CDI) is of the gas / liquid type, it is therefore responsible for heating a heat-transfer fluid, which circulates in some of these conduits or between certain parts of its stacked plates and which comes from a cooling circuit, by exchange with the refrigerant (hot and pressurized gas) circulating in some other of its conduits or between certain other parts of its stacked plates. This heated heat transfer fluid feeds, via a pump (PE), a heater (AR) which is charged, at least in heating mode, to heat the indoor air which passes through it by exchange with the heated heat transfer fluid. The heat transfer fluid leaving the heater (AR) feeds the portion of the cooling circuit that passes through the engine (MR) and feeds the internal condenser (CDI). The term "heater" here means an air / liquid type heat exchanger. It will be noted that the heater may possibly be part of the installation according to the invention.

Dans l'exemple illustré aux figures 4 à 6, le condenseur interne (CDI) est de type gaz/air. Il est donc chargé de chauffer l'air intérieur qui le traverse par échange avec le fluide frigorigène (gaz chaud et pressurisé) qui circule dans ces conduits ou entre ses plaques empilées. In the example illustrated in FIGS. 4 to 6, the internal condenser (CDI) is of gas / air type. It is therefore responsible for heating the indoor air that passes through it by exchange with the refrigerant (hot and pressurized gas) flowing in these ducts or between its stacked plates.

On se référera en premier lieu aux figures 1 et 4 illustrant le fonctionnement de l'installation en mode chauffage. Comme on peut le voir, le fluide frigorigène est compressé et chauffé par le compresseur (CP) puis dirigé, via une vanne à trois voies (V1), vers le condenseur interne (CDI). Dans le condenseur interne (CDI), un échange de calories entre l'air intérieur et le fluide frigorigène va permettre de réchauffer l'air intérieur (figure 4) ou de contribuer à son réchauffement (figure 1). Le fluide frigorigène est bien entendu refroidit par cet échange thermique si bien qu'il va revenir en phase liquide. De préférence, le condenseur interne (CDI) est dimensionné de telle sorte à ce que le fluide frigorigène qui se trouve en phase gazeuse à son entrée est sensiblement intégralement en phase liquide à sa sortie. Le condenseur interne (CDI) a alors permis d'effectuer un échange optimal de calories entre le fluide frigorigène et l'air intérieur. Reference will firstly be made to FIGS. 1 and 4 illustrating the operation of the installation in heating mode. As can be seen, the refrigerant is compressed and heated by the compressor (CP) and directed via a three-way valve (V1) to the internal condenser (CDI). In the internal condenser (CDI), an exchange of calories between the indoor air and the refrigerant will heat the indoor air (Figure 4) or contribute to its warming (Figure 1). The refrigerant is of course cooled by this heat exchange so that it will return to the liquid phase. Preferably, the internal condenser (CDI) is dimensioned so that the refrigerant which is in the gas phase at its inlet is substantially completely in the liquid phase at its outlet. The internal condenser (CDI) then allowed an optimal exchange of calories between the refrigerant and the indoor air.

Le fluide frigorigène issu du condenseur interne (CDI) est alors dirigé vers le sous refroidisseur (SR), via une vanne à trois voies (V2), où il est soumis à une étape de refroidissement par échange thermique avec l'air extérieur mais également avec le fluide frigorigène présent dans l'échangeur externe (EE) qui y est contigu. Il est ensuite dirigé vers le détendeur externe (DTE) qui le dépressurise ce qui le refroidit encore. Le fluide frigorigène est alors dirigé vers l'échangeur externe (EE), via une vanne à trois voies (V3), où il va se réchauffer en captant des calories en provenance de l'air extérieur (lui-même froid) et en provenance du fluide frigorigène chaud présent dans le sous refroidisseur (SR). Il est ensuite dirigé, via une vanne à trois voies (V4), vers le compresseur (CP) bouclant ainsi le circuit de chauffage. On notera que lorsque l'installation (IC) est en mode chauffage, l'échangeur externe (EE) fonctionne comme un évaporateur et est chargé de réchauffer le fluide frigorigène par absorption de calories. Il délivre alors en sortie un fluide frigorigène, en phase gazeuse et légèrement réchauffé. The refrigerant from the internal condenser (CDI) is then directed to the sub cooler (SR), via a three-way valve (V2), where it is subjected to a cooling step by heat exchange with the outside air but also with the refrigerant present in the external exchanger (EE) which is contiguous thereto. It is then directed to the external regulator (DTE) which depressurizes it which cools it again. The refrigerant is then directed to the external heat exchanger (EE), via a three-way valve (V3), where it will heat up by capturing calories from outside air (itself cold) and from hot refrigerant present in the sub cooler (SR). It is then directed via a three-way valve (V4) to the compressor (CP) thus looping the heating circuit. Note that when the installation (IC) is in heating mode, the external heat exchanger (EE) operates as an evaporator and is responsible for heating the refrigerant by absorption of calories. It then delivers a refrigerant, gas phase and slightly heated.

On aura compris que l'étape de détente fait perdre des calories au fluide frigorigène. La présence d'un sous refroidisseur (SR) disposé de manière contiguë à l'échangeur externe (EE) permet de transmettre une partie des calories présentées par le fluide frigorigène avant sa détente et présent dans le sous refroidisseur (SR) au fluide frigorigène présent dans l'échangeur externe (EE) et qui a été détendu et refroidi par son passage dans le détendeur externe (DTE). Le sous-refroidisseur (SR) va donc permettre de conserver dans le circuit chauffage une partie de la chaleur qui aurait autrement été perdue par le passage du fluide frigorigène dans le détendeur externe (DTE). Les calories du fluide frigorigène transférées depuis le sous refroidisseur (SR) à l'échangeur externe (EE) vont ainsi contourner le détendeur externe (DTE). Ainsi, le fluide frigorigène, en phase gazeuse en sortie de l'échangeur externe (EE), a été réchauffé de manière optimale et a pu récupérer une partie des calories qu'il contenait avant sa détente. On comprend donc comment, grâce à cet agencement particulier de dimensionnement du condenseur interne (CDI) et de présence d'un sous-refroidisseur (SR), l'installation (IC) peut disposer en mode chauffage d'une puissance maximale de chauffage adaptée aux grands froids, sans pour autant consommer plus d'énergie. It will be understood that the relaxation step causes the refrigerant to lose calories. The presence of a subcooler (SR) arranged contiguously with the external exchanger (EE) makes it possible to transmit a portion of the calories presented by the refrigerant before its expansion and present in the subcooler (SR) to the refrigerant present in the external heat exchanger (EE) and which has been expanded and cooled by its passage in the external expansion valve (DTE). The subcooler (SR) will thus allow to keep in the heating circuit part of the heat that would otherwise be lost by the passage of the refrigerant in the external expander (DTE). The calories of the refrigerant transferred from the subcooler (SR) to the external heat exchanger (EE) will thus bypass the external expansion valve (DTE). Thus, the refrigerant, in the gas phase at the outlet of the external exchanger (EE), was warmed optimally and was able to recover some of the calories it contained before expansion. It is therefore understandable how, thanks to this particular arrangement of dimensioning of the internal condenser (CDI) and the presence of a subcooler (SR), the installation (IC) can have, in heating mode, a maximum adapted heating power. in the cold, without consuming more energy.

On notera que le détendeur externe (DTE) peut disposer d'un réglage thermostatique propre qui permet de régler la surchauffe du fluide réfrigérant en sortie de l'échangeur externe (EE), afin qu'il sorte systématiquement dans une phase gazeuse. It should be noted that the external expansion valve (DTE) can have a clean thermostatic setting which makes it possible to regulate the superheating of the refrigerant at the outlet of the external exchanger (EE), so that it always comes out in a gaseous phase.

On se réfère maintenant aux figures 2 et 5 illustrant le fonctionnement de l'installation en mode climatisation. Ici, le fluide frigorigène est compressé et réchauffé par le compresseur (CP) puis dirigé, via la vanne à trois voies (V1), vers l'échangeur externe (EE) où il est refroidi par transfert thermique avec l'air extérieur d'une part mais également avec le sous refroidisseur (SR) qui y est contigu. On notera au passage que lorsque l'installation (IC) est en mode climatisation, l'échangeur externe (EE) fonctionne comme un condenseur et est chargé de refroidir le fluide frigorigène par transfert de calories. Il délivre alors en sortie un fluide frigorigène, en phase liquide et partiellement refroidi. Le fluide frigorigène est ensuite dirigé vers le sous refroidisseur (SR), via une vanne à trois voies (V3), où il est soumis à une deuxième étape de refroidissement par passage par échange thermique avec l'air extérieur. Ensuite, le fluide frigorigène est dirigé vers le détendeur interne (DTI) où il est détendu et donc refroidit à nouveau. Referring now to Figures 2 and 5 illustrating the operation of the installation in air conditioning mode. Here, the refrigerant is compressed and heated by the compressor (CP) and directed, via the three-way valve (V1), to the external heat exchanger (EE) where it is cooled by heat transfer with the outside air of one part but also with the subcooler (SR) which is contiguous to it. It should be noted in passing that when the installation (IC) is in cooling mode, the external heat exchanger (EE) operates as a condenser and is responsible for cooling the refrigerant by heat transfer. It then delivers at the outlet a refrigerant, in the liquid phase and partially cooled. The refrigerant is then directed to the sub-cooler (SR), via a three-way valve (V3), where it is subjected to a second cooling step by passage through heat exchange with the outside air. Then, the refrigerant is directed to the internal expansion valve (DTI) where it is expanded and thus cools again.

Le fait d'alimenter le détendeur interne (DTI) avec un fluide frigorigène sous refroidi permet d'atteindre des températures plus basses en sortie dudit détendeur interne (DTI), et donc d'accroître la capacité de refroidissement de l'évaporateur interne (El) vers lequel il est ensuite dirigé. En effet, l'évaporateur interne (El) va capter les calories en provenance de l'air intérieur par échange thermique avec le fluide frigorigène ce qui aura pour effet de refroidir ledit air intérieur. Il est ensuite dirigé, via une vanne à trois voies (V4), vers le compresseur (CP) bouclant ainsi le circuit de refroidissement. On comprend donc aisément comment la mise en oeuvre d'un sous-refroidisseur (SR) permet à l'installation de disposer en mode climatisation d'une puissance maximale de refroidissement adaptée aux grandes chaleurs, sans pour autant consommer plus d'énergie. The fact of supplying the internal expansion valve (DTI) with a cooled refrigerant makes it possible to reach lower temperatures at the outlet of said internal expansion valve (DTI), and thus to increase the cooling capacity of the internal evaporator (El ) to which he is then directed. Indeed, the internal evaporator (El) will capture the calories from the indoor air by heat exchange with the refrigerant which will have the effect of cooling said indoor air. It is then directed via a three-way valve (V4) to the compressor (CP) thus looping the cooling circuit. It is therefore easy to understand how the implementation of a subcooler (SR) allows the installation to have cooling mode in a cooling mode adapted to the heat, without consuming more energy.

On notera que le détendeur interne (DTI) peut disposer d'un réglage thermostatique propre qui permet de régler la surchauffe du fluide réfrigérant en sortie de l'évaporateur interne (El), afin qu'il sorte systématiquement dans une phase gazeuse. Note that the internal expansion valve (DTI) can have a clean thermostatic setting that adjusts the overheating of the refrigerant at the outlet of the internal evaporator (El), so that it always goes into a gas phase.

L'invention présente également un mode de fonctionnement mixte dans lequel les boucles de réfrigération et de chauffage sont utilisées en même temps. Ce mode mixte permet à l'installation (IC), lorsqu'elle est utilisée pour chauffer l'air intérieur, d'assécher l'air en provenance de l'extérieur en lui permettant de condenser sur l'évaporateur interne (El) froid l'eau qu'il contient sous forme gazeuse. Les gouttelettes d'eau ainsi formées vont ensuite être évacuées par des moyens d'évacuation classiques connus de l'homme du métier et non décrits dans le présent mémoire. L'air asséché est ensuite réchauffé par le condenseur interne (CDI). The invention also presents a mixed mode of operation in which the refrigeration and heating loops are used at the same time. This mixed mode allows the installation (IC), when used to heat indoor air, to dry air from the outside by allowing it to condense on the internal evaporator (El) cold the water it contains in gaseous form. The water droplets thus formed will then be evacuated by conventional evacuation means known to those skilled in the art and not described herein. The dried air is then reheated by the internal condenser (CDI).

On se réfère donc à présent aux figures 3 et 6 illustrant le fonctionnement de l'installation en mode mixte. Le fluide frigorigène est compressé et chauffé par le compresseur (CP) puis dirigé, via une vanne à trois voies (V1), vers le condenseur interne (CDI). A la sortie du compresseur (CP), le fluide frigorigène va donc suivre la boucle de chauffage. Dans le condenseur interne (CDI), un échange de calories entre l'air entrant refroidit par l'évaporateur interne (El) va permettre de réchauffer l'air intérieur (figure 6) ou y contribuer (figure 3). Le fluide frigorigène est refroidit par cet échange thermique si bien qu'il va revenir en phase liquide. De préférence, le condenseur interne (CDI) est dimensionné de telle sorte à ce que le fluide frigorigène qui se trouve en phase gazeuse à son entrée est sensiblement intégralement en phase liquide à sa sortie. Referring now to Figures 3 and 6 illustrating the operation of the mixed mode installation. The refrigerant is compressed and heated by the compressor (CP) and directed via a three-way valve (V1) to the internal condenser (CDI). At the output of the compressor (CP), the refrigerant will follow the heating loop. In the internal condenser (CDI), an exchange of calories between the incoming air cooled by the internal evaporator (El) will allow to warm the indoor air (Figure 6) or contribute (Figure 3). The refrigerant is cooled by this heat exchange so that it will return to the liquid phase. Preferably, the internal condenser (CDI) is dimensioned so that the refrigerant which is in the gas phase at its inlet is substantially completely in the liquid phase at its outlet.

Le fluide frigorigène issu du condenseur interne (CDI) est alors dirigé vers le sous refroidisseur (SR), via une vanne à trois voies (V2), où il est soumis à une étape de refroidissement par échange thermique avec l'air extérieur mais également avec le fluide frigorigène présent dans l'échangeur externe (EE) qui y est contigu. Il est ensuite dirigé via d'un embranchement en partie vers le détendeur externe (DTE) poursuivant sa course dans la boucle de chauffage et en partie vers le détendeur interne (DTI) entrant alors dans la boucle de refroidissement. The refrigerant from the internal condenser (CDI) is then directed to the sub cooler (SR), via a three-way valve (V2), where it is subjected to a cooling step by heat exchange with the outside air but also with the refrigerant present in the external exchanger (EE) which is contiguous thereto. It is then directed via a junction in part to the external expansion valve (DTE) continuing its course in the heating loop and in part to the internal expansion valve (DTI) then entering the cooling loop.

Poursuivant sa course dans la boucle de chauffage, une partie du fluide frigorigène est alors dépressurisé par le détendeur externe (DTE) qui le refroidit. Il est ensuite dirigé vers l'échangeur externe (EE), via la vanne à trois voies (V3) située en aval du détendeur externe (DTE), où il va se réchauffer en captant des calories en provenance de l'air extérieur et en provenance du fluide frigorigène chaud présent dans le sous refroidisseur (SR). Il est ensuite dirigé, via une vanne à trois voies (V4), vers le compresseur (CP) bouclant ainsi le cirucuit de chauffage. Continuing its course in the heating loop, part of the refrigerant is then depressurized by the external expansion valve (DTE) which cools it. It is then directed to the external heat exchanger (EE), via the three-way valve (V3) located downstream of the external regulator (DTE), where it will heat up by capturing calories from outside air and from the hot refrigerant present in the sub cooler (SR). It is then directed via a three-way valve (V4) to the compressor (CP) thus looping the heating cirucuit.

En parallèle, l'autre partie du fluide frigorigène est dirigée vers le détendeur interne (DTI) qui le dépressurise ce qui le refroidit. Il est ensuite dirigé vers l'évaporateur interne (El). L'évaporateur interne (El) va assécher l'air entrant dans l'habitacle du véhicule (ou du bâtiment) en lui permettant de se condenser sur ses parois froides. In parallel, the other part of the refrigerant is directed to the internal expansion valve (DTI) which depressurizes it which cools it. It is then directed to the internal evaporator (El). The internal evaporator (El) will dry air entering the cabin of the vehicle (or building) by allowing it to condense on its cold walls.

L'eau forme des gouttelettes qui ruissellent sur les parois de l'évaporateur interne (El) puis sont évacuées. Le fluide frigorigène est ensuite dirigé, via une vanne à trois voies (V4), vers le compresseur (CP) bouclant ainsi le circuit de refroidissement. On comprend donc comment le placement de l'évaporateur interne (El) en amont du condenseur interne (CDI) vis-à-vis du flux d'air extérieur permet d'assécher l'air entrant dans l'habitacle lorsque l'installation est en mode mixte et chauffe l'habitacle. The water forms droplets that run off the walls of the internal evaporator (El) and are evacuated. The refrigerant is then directed via a three-way valve (V4) to the compressor (CP) thus looping the cooling circuit. It is therefore understandable how the placement of the internal evaporator (El) upstream of the internal condenser (CDI) vis-à-vis the outside air flow allows to dry air entering the cabin when the installation is in mixed mode and heats the cabin.

L'invention est remarquable en ce qu'elle présente des moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne. Ces moyens de régulation peuvent faire varier la proportionnalité de la distribution de fluide frigorigène entre les boucles de chauffage et de refroidissement selon différents paramètres, par exemple en fonction de la température de l'air extérieur. Ces moyens peuvent par exemple comprendre une ou plusieurs vannes proportionnelles disposées en amont du compresseur (CP) et permettant de faire varier la distribution du fluide frigorigène entre les boucles de chauffage de refroidissement. Ce système de vannes proportionnelles permet avantageusement de régler le débit de fluide frigorigène entrant dans l'évaporateur interne (El) et donc sa capacité de refroidissement. L'invention permet ainsi d'obtenir la juste puissance de refroidissement permettant d'assécher l'air entrant dans le climatiseur selon une puissance de refroidissement qui n'est pas trop importante de sorte à éviter que les gouttelettes se formant sur l'évaporateur ne givrent. L'invention est remarquable en ce qu'elle permet de moduler la puissance de refroidissement de l'évaporateur interne par exemple en fonction de la température l'air extérieur. Il est ainsi possible d'éviter la formation de givre qui nuirait aux performances dudit évaporateur interne (El). On notera que la détermination ou la variation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne (El) peut être automatisée. Ainsi, de préférence, les moyens de régulation de la proportion de fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne (El) sont configurés pour définir ou faire varier ladite proportion en fonction de la température de l'air extérieur. The invention is remarkable in that it has means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator. These regulating means can vary the proportionality of the refrigerant distribution between the heating and cooling loops according to different parameters, for example as a function of the temperature of the outside air. These means may for example comprise one or more proportional valves arranged upstream of the compressor (CP) and for varying the distribution of the refrigerant between the cooling heating loops. This system of proportional valves advantageously makes it possible to regulate the refrigerant flow rate entering the internal evaporator (El) and therefore its cooling capacity. The invention thus makes it possible to obtain the right cooling power making it possible to dry the air entering the air conditioner with a cooling power which is not too great so as to prevent the droplets forming on the evaporator from ice up. The invention is remarkable in that it makes it possible to modulate the cooling power of the internal evaporator for example as a function of the outside air temperature. It is thus possible to avoid the formation of frost which would harm the performance of said internal evaporator (El). It should be noted that the determination or the variation of the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator (E1) can be automated. Thus, preferably, the means for regulating the proportion of refrigerant directed towards the internal evaporator (El) are configured to define or vary said proportion as a function of the temperature of the outside air.

Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'installation la vanne à trois voies (V4) placée en amont du compresseur est une vanne proportionnelle permettant de régler dans le flux de fluide frigorigène en direction du compresseur (CP) la proportion de fluide frigorigène en provenance de l'évaporateur interne. En faisant varier cette proportion, on fait varier le débit de fluide frigorigène traversant l'évaporateur interne (El) et par là la capacité de refroidissement dudit évaporateur interne (El). In a first embodiment of the invention, the installation of the three-way valve (V4) placed upstream of the compressor is a proportional valve for adjusting in the flow of refrigerant towards the compressor (CP) the proportion of refrigerant from the internal evaporator. By varying this proportion, the flow rate of refrigerant passing through the internal evaporator (El) and thereby the cooling capacity of said internal evaporator (El) are varied.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on place une vanne proportionnelle à trois voies (non représentée) comprenant une comprenant une entrée couplée à la sortie du sous refroidisseur (SR), une première sortie couplée à l'entrée du détendeur externe (DTE) et une seconde sortie couplée à l'entrée du détendeur interne (DTI). In another embodiment of the invention, a three-way proportional valve (not shown) comprising one having an input coupled to the output of the sub-cooler (SR) is provided, a first output coupled to the input of the external expander (DTE) and a second output coupled to the input of the internal expansion valve (DTI).

Il est possible également dans le cadre de l'invention d'utiliser des vannes proportionnelles à deux voies. Il est ainsi possible de placer une vanne proportionnelle à deux voies (non représentée) sur une des canalisations de la boucle de chauffage et/ou de la boucle de refroidissement. L'installation présente donc une ou deux vannes à deux voies proportionnelles. Cette ou ces vannes sont placées avantageusement en amont de la vanne à trois voies (V4) après les détendeurs (DTI, DTE). Néanmoins, il est également possible de placer ces vannes proportionnelles avant les détendeurs (DTI, DTE). Il va sans dire que ces vannes sont situées sur le circuit après l'intersection permettant de distribuer le fluide frigorigène entre les deux boucles de chauffage et de refroidissement. Lorsque l'installation ne présente qu'une seule vanne proportionnelle à deux voies celle-ci est de préférence située sur la boucle de refroidissement. It is also possible in the context of the invention to use two-way proportional valves. It is thus possible to place a two-way proportional valve (not shown) on one of the pipes of the heating loop and / or the cooling loop. The installation therefore has one or two proportional two-way valves. This or these valves are advantageously placed upstream of the three-way valve (V4) after the expander (DTI, DTE). Nevertheless, it is also possible to place these proportional valves before the regulators (DTI, DTE). It goes without saying that these valves are located on the circuit after the intersection to distribute the refrigerant between the two heating and cooling loops. When the installation has only one two-way proportional valve it is preferably located on the cooling loop.

D'autres moyens de régulation de la proportion du fluide frigorigène dirigé vers l'évaporateur interne (El) sont envisageables par l'homme du métier. Ces moyens peuvent par exemple comprendre des moyens de réglage du débit de fluide frigorigène passant respectivement au travers des détendeurs interne (DTI) et externe (DTE). On aura compris que tout moyen connu pour régler distribuer proportionnellement le fluide frigorigène entre les boucles de chauffage et de refroidissement est envisageable par l'homme du métier. Other means of regulating the proportion of the refrigerant directed towards the internal evaporator (E1) can be envisaged by those skilled in the art. These means may for example comprise refrigerant flow rate control means passing respectively through the internal (DTI) and external (DTE) expansion valves. It will be understood that any known means to regulate proportionally distribute the refrigerant between the heating and cooling loops is conceivable by the skilled person.

On notera que le sous refroidisseur (SR) est de préférence contigu avec l'échangeur externe (EE). Par « contigu », on entend le fait d'être en contact de l'échangeur externe (EE), ou bien en voisinage de ce dernier, typiquement à quelques centimètres, ou encore imbriqué dans l'échangeur externe (EE). It will be noted that the sub-cooler (SR) is preferably contiguous with the external exchanger (EE). By "contiguous" is meant to be in contact with the external exchanger (EE), or in the vicinity of the latter, typically a few centimeters, or nested in the external exchanger (EE).

Dans ce cas, le sous refroidisseur (SR) constitue en complément une source de chaleur pour l'échangeur externe (EE) contigu. On comprendra alors que cette source de chaleur est de nature à réduire la probabilité que l'échangeur externe (EE) givre en présence d'un air extérieur dont la température est basse, et à lui permettre de conserver une performance suffisante, ou bien à protéger la zone qui est potentiellement la plus froide en mode chauffage. In this case, the sub cooler (SR) is in addition a heat source for the adjacent external heat exchanger (EE). It will be understood that this heat source is likely to reduce the probability that the external heat exchanger (EE) frost in the presence of outside air whose temperature is low, and to allow it to maintain a sufficient performance, or to protect the area that is potentially the coldest in heating mode.

On entend ici par « réduire la possibilité de givrer » le fait de limiter autant que possible la création de givre au niveau de l'échangeur externe (EE) ou en arrière de ce dernier. Typiquement du givre ne pourra apparaître qu'en présence d'une température extérieure basse, d'une hygrométrie importante et d'une faible vitesse d'air extérieur. Il est important de noter que le réchauffement de l'échangeur externe (EE) peut se faire par conduction thermique, en cas d'imbrication ou de contact physique avec le sous refroidisseur (SR), et/ou par le biais de l'air extérieur qui a été réchauffé lors de son passage au travers du sous refroidisseur (SR) (ce qui nécessite que le sous refroidisseur (SR) soit placé en amont de l'échangeur externe (EE) vis-à-vis du flux d'air extérieur, comme illustré) On notera que lorsque le sous-refroidisseur (SR) et l'échangeur externe (EE) sont contigus, ils peuvent constituer deux sous-parties contiguës (éventuellement imbriquées) d'un même échangeur de chaleur ou bien deux échangeurs indépendants et contigus. L'échangeur externe (EE) intervient à la fois dans la boucle de chauffage et dans la boucle de réfrigération de l'installation. Il s'agit par exemple d'une pompe à chaleur réversible. The term "reduce the possibility of frosting" is understood here to limit as much as possible the creation of frost at the external exchanger (EE) or behind the latter. Typically frost will only appear in the presence of a low outdoor temperature, a high hygrometry and a low outdoor air speed. It is important to note that the heating of the external exchanger (EE) can be done by thermal conduction, in case of nesting or physical contact with the subcooler (SR), and / or through the air outside which has been reheated during its passage through the sub-cooler (SR) (which requires that the sub cooler (SR) is placed upstream of the external heat exchanger (EE) vis-à-vis the air flow external, as illustrated) Note that when the subcooler (SR) and the external exchanger (EE) are contiguous, they can constitute two contiguous sub-parts (possibly nested) of the same heat exchanger or two exchangers independent and contiguous. The external heat exchanger (EE) intervenes in both the heating loop and the refrigeration loop of the installation. This is for example a reversible heat pump.

On notera également qu'il est préférable de prévoir en amont de l'entrée du sous refroidisseur (SR) un réservoir de déshydratation (RD). Ce réservoir de déshydratation (RD) est destiné à garantir que le fluide frigorigène qui parvient dans le sous-refroidisseur (SR) est exclusivement en phase liquide. En outre, il peut également assurer une fonction de filtration et/ou une fonction de réservoir et/ou une fonction de séparation des phases gazeuse et liquide. Note also that it is preferable to provide upstream of the inlet of the sub cooler (SR) a dewatering tank (RD). This dewatering tank (RD) is intended to ensure that the refrigerant that enters the subcooler (SR) is exclusively in the liquid phase. In addition, it can also provide a filtration function and / or a reservoir function and / or a gas and liquid phase separation function.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits dans le présent mémoire et donnés à titre d'exemple, mais englobe toutes les variantes envisageables par l'homme du métier dans la cadre de la définition qui en a été donnée. 18 The invention is not limited to the embodiments described herein and given by way of example, but encompasses all the variants that can be envisaged by those skilled in the art within the framework of the definition that has been given. 18

Claims

CLAIMS1- Heating and air-conditioning installation (IC) for heating or cooling an indoor air by heat exchange, said installation (IC) comprising a compressor (CP) suitable for heating and pressurizing a refrigerant, the refrigerant being able to be directed through a closed circuit comprising a set of pipes, either towards an internal condenser (CDI) in heating mode, or towards an internal evaporator (El) in cooling mode, said installation also having a heat exchanger external circuit (EE) for heating the refrigerant expanded by an external expansion valve (DTE) in heating mode or cooling the refrigerant before expansion by an internal expansion valve (DTI) in cooling mode, characterized in that said installation (IC) is configured to also have a mixed mode of operation in which the refrigerant from the internal condenser (CDI) is distributed proportionally between the external heat exchanger (EE) and the internal evaporator (El) for drying the indoor air, said installation further having means for regulating the proportion of fluid refrigerant directed to the internal evaporator (El).

2- Installation (IC) according to claim 1 characterized in that said regulating means are configured to define or vary said proportion of refrigerant directed to the internal evaporator (El) depending on the temperature of the outside air.

3- Installation (IC) according to claim 1 or 2 characterized in that it further has a sub cooler (SR), said installation (IC) being configured for: - in heating mode, the sub cooler (SR) cooling the refrigerant from the internal condenser (CDI), said refrigerant at the outlet of the subcooler (SR) being then directed to the external expander (DTE) and the external exchanger (EE), and that in mixed mode , the sub cooler (SR) cools the refrigerant from the internal condenser (CDI), said refrigerant leaving the sub cooler (SR) is then partially directed to the external expander (DTE) and the external exchanger (EE) and partly to the internal expansion valve (DTI) and the internal evaporator (El), and for - in cooling mode, the sub cooler (SR) to cool the refrigerant from the external heat exchanger (EE), the fluid refrigerant at the outlet of the subcooler being directed to the internal expansion valve (DTI) and the internal evaporator (EI).

4- Installation (IC) according to claim 3 characterized in that it comprises a dewatering tank (RD) upstream of an inlet which supplies said sub cooler (SR) refrigerant.

5- Installation (IC) according to one of claims 1 to 4 characterized in that the means for regulating the proportion of refrigerant directed to the internal evaporator comprise a three-way proportional valve (V4) allowing the connection between the compressor (CP) and the internal evaporator (El), and / or the external exchanger (EE).

6- Installation (IC) according to one of claims 1 to 4 characterized in that it comprises a three-way valve (V4) for connection between the compressor (CP) and the internal evaporator (El), and / or the external heat exchanger (EE), said three-way valve (V4) being located upstream of said compressor (CP).

7- Installation (IC) according to claim 6 characterized in that the means for regulating the proportion of refrigerant directed to the internal evaporator (El) comprise at least a two-way proportional valve placed on a pipe between said valve. three channels (V4) upstream of the compressor (CP), and the internal evaporator (El) and / or the external exchanger (EE).

8- Installation (IC) according to claim 6 characterized in that the means for regulating the proportion of refrigerant directed to the internal evaporator (El) comprise at least one proportional valve with two channels upstream of the external expander (DTE ) and / or the internal expansion valve (DTI), the one or more proportional valves being placed on pipes located after the branch for the distribution of the refrigerant between the external heat exchanger (EE) and the internal evaporator (El).

9- Installation (IC) according to one of claims 3 to 4 or according to claim 6 characterized in that the means for regulating the proportion of refrigerant directed to the internal evaporator (El) comprises a three-way proportional valve making it possible to connect the subcooler (SR) and the external expansion valve (DTE), and / or the internal expansion valve (DTI).

10-Installation (IC) according to one of claims 1 to 4 or according to claim 6 characterized in that the means for regulating the proportion of refrigerant directed to the internal evaporator (El) comprises means for adjusting the flow rate refrigerant passing respectively through the internal (DTI) and external (DTE) regulators.

11-Installation (IC) according to one of claims 3 to 10 characterized in that said sub cooler (SR) is contiguous with said external heat exchanger (EE) to constitute for the latter a source of heat to reduce the probability that it is covered with frost in the presence of an outside air with a low temperature.

12-Installation (IC) according to one of claims 1 to 11 characterized in that said external heat exchanger (EE) is a heat pump clean to operate as an evaporator in heating mode or in mixed mode and as a condenser in the air conditioning mode.

13-Installation (IC) according to one of claims 1 to 12 characterized in that the internal condenser (CDI) is dimensioned to, in the heating and mixed modes, condensing said refrigerant from the compressor (CP) so that it is substantially completely in the liquid phase at its outlet from said condenser (CDI).

14-Installation (IC) according to one of claims 3 to 13 characterized in that it further comprises: - a valve (VI) of three-way type for making the connection between the compressor (CP) and the internal compressor (CDI) and / or the external heat exchanger (EE); and / or a three-way type valve (V2) making it possible to connect the internal condenser (CDI) and the subcooler (SR), and / or the external exchanger (EE); and / or a three-way type valve (V3) making it possible to connect the external heat exchanger (EE) and the sub-cooler (SR) and / or the external expansion valve (DTE).

15- Vehicle characterized in that it comprises a heating and air conditioning (IC) installation according to one of claims 1 to 14.20