FR2988460A1 - Vanne a six voies a element rotatif pour l'obturation selective, et installation de chauffage/climatisation associee - Google Patents

Abstract

Une vanne multivoies (V1) comprend un premier corps creux (CF), de forme cylindrique circulaire et muni de première (E1) et seconde (E2) entrées et de première (S1), deuxième (S2), troisième (S3) et quatrième (S4) sorties, et un élément (CR) monté à rotation à l'intérieur du premier corps creux (CF), subdivisé par une cloison (CS) en deux chambres (C1-C2), et comportant au moins quatre parties pleines (P1-P4) distantes les unes des autres et propres à obturer la première sortie (S1) et/ou la troisième sortie (S4) pour permettre le passage d'un premier fluide de la première entrée (E1) vers la première sortie (S1) et/ou la quatrième sortie (S4), et la deuxième (S2) ou troisième (S3) sortie pour permettre le passage d'un second fluide de la seconde entrée (E2) vers la troisième (S3) ou deuxième (S2) sortie, selon la position de l'élément (CR) par rapport au premier corps creux (CF).

Description

VANNE À SIX VOIES À ÉLÉMENT ROTATIF POUR L'OBTURATION SÉLECTIVE, ET INSTALLATION DE CHAUFFAGE/CLIMATISATION ASSOCIÉE L'invention concerne les vannes multivoies, et plus précisément celles qui comportent six voies. Comme le sait l'homme de l'art, certaines installations (ou certains systèmes) comprennent plusieurs vannes à deux ou trois voies afin de diriger au moins un fluide vers un ou plusieurs appareils en fonction des besoins. C'est par exemple le cas, bien que non limitativement, de certaines installations de chauffage/climatisation qui équipent certains véhicules, éventuellement de type automobile, ou certains bâtiments, et qui offrent plusieurs modes de fonctionnement, comme par exemple un mode de chauffage, un mode de chauffage avec déshumidification, un mode de réfrigération, et éventuellement au moins un mode mixte. L'utilisation de plusieurs vannes augmente non seulement l'encombrement de l'installation, mais également le coût de cette dernière. En outre, plus le nombre de vannes est élevé, plus la probabilité que l'installation tombe en panne est élevée, en particulier lorsque les vannes sont de type électrique. Enfin, plus le nombre de vannes est élevé, plus la recherche d'une vanne défaillante risque d'être longue, en particulier dans un environnement encombré. L'invention a donc notamment pour but de proposer une vanne multivoies destinée à remplacer au sein d'une installation (ou d'un système) au moins deux vannes, comme par exemple deux vannes à trois voies, ou une vanne à trois voies et deux vannes à deux voies, ou encore quatre vannes à deux voies. Cette vanne multivoies comprend : - un premier corps creux de forme cylindrique circulaire et muni de première et seconde entrées et de première, deuxième, troisième et quatrième sorties, et - un élément monté à rotation à l'intérieur du premier corps creux, subdivisé par une cloison en une première chambre, associée à la première entrée et aux première et quatrième sorties, et une seconde chambre, associée à la seconde entrée et aux deuxième et troisième sorties, et comportant au moins quatre parties pleines distantes les unes des autres et propres à obturer, d'une part, la quatrième sortie ou la première sortie, ou éventuellement aucune de ces dernières, pour permettre le passage d'un premier fluide de la première entrée vers la première sortie et/ou la quatrième sortie, et, d'autre part, la deuxième ou troisième sortie pour permettre le passage d'un second fluide de la seconde entrée vers la troisième ou deuxième sortie, selon la position de l'élément par rapport au premier corps creux. Une telle vanne multivoies permet de diminuer le nombre de vannes au sein d'une installation, et donc de réduire l'encombrement, le coût et la probabilité de survenue d'une panne. Elle peut également et éventuellement permettre à une installation d'offrir un mode de déstockage sans augmentation de la consommation d'énergie ou de la complexité de l'installation. La vanne multivoies selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - son élément peut être un second corps creux ayant une paroi de forme cylindrique circulaire et comprenant les parties pleines et des lumières définies entre les parties pleines pour le passage des premier et second fluides ; - en variante, son élément peut comprendre un plateau monté à rotation et auquel sont solidarisées les parties pleines ; - elle peut présenter un premier état dans lequel des deuxième et troisième parties pleines sont respectivement placées devant les troisième et quatrième sorties, de manière à permettre le passage du premier fluide de la première entrée vers la première sortie et le passage du second fluide de la seconde entrée vers la deuxième sortie ; - elle peut présenter un deuxième état dans lequel des deuxième et quatrième parties pleines sont respectivement placées devant les deuxième et quatrième sorties, de manière à permettre le passage du premier fluide de la première entrée vers la première sortie et le passage du second fluide de la seconde entrée vers la troisième sortie ; - elle peut présenter un troisième état dans lequel des première et deuxième parties pleines sont respectivement placées devant les première et troisième sorties, de manière à permettre le passage du premier fluide de la première entrée vers la quatrième sortie et le passage du second fluide de la seconde entrée vers la deuxième sortie ; - elle peut présenter un quatrième état dans lequel une deuxième partie pleine est placée devant la deuxième sortie, de manière à permettre le passage du premier fluide de la première entrée vers les première et quatrième sorties et le passage du second fluide de la seconde entrée vers la troisième sortie ; la cloison peut être fixe par rapport à l'élément. L'invention propose également une installation de chauffage/ climatisation comprenant : - un compresseur propre à chauffer et pressuriser un fluide frigorigène, - un condenseur interne propre à contribuer au chauffage d'un air dit intérieur par échange avec le fluide frigorigène qui est issu du compresseur, - un échangeur externe propre à réchauffer le fluide frigorigène par échange avec un air dit extérieur pour alimenter le compresseur, - un sous-refroidisseur agencé pour sous refroidir le fluide frigorigène qui est soit issu du condenseur interne en mode de chauffage, soit issu de l'échangeur externe en mode de réfrigération, - un détendeur externe propre à dépressuriser le fluide frigorigène qui est issu du sous-refroidisseur pour alimenter l'échangeur externe, - un évaporateur interne propre, en mode de réfrigération, à refroidir l'air intérieur par échange avec le fluide frigorigène, et - une vanne multivoies du type de celle présentée ci-avant et comprenant des première et seconde entrées, couplées respectivement au compresseur et au condenseur interne, une première sortie couplée au condenseur interne, une deuxième sortie couplée au sous-refroidisseur, et des troisième et quatrième sorties couplées à l'échangeur externe. Cette installation peut être agencée pour offrir un mode de réfrigération, dit de déstockage, dans lequel sa vanne multivoies autorise, d'une part, le passage du fluide frigorigène de la première entrée vers les première et quatrième sorties, de manière à alimenter simultanément le condenseur interne et l'échangeur externe, et, d'autre part, le passage du fluide frigorigène de la seconde entrée vers la troisième sortie, de manière à alimenter également l'échangeur externe. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, comprenant une installation de chauffage/climatisation du type de celle présentée ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en coupe transversale, un exemple de réalisation d'une vanne multivoies selon l'invention, placée dans un premier état, la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d'une installation de chauffage/climatisation, placée dans un mode de chauffage, et comprenant la vanne multivoies de la figure 1 placée dans son premier état, la figure 3 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage/climatisation de la figure 2 placée dans un premier mode mixte, et avec sa vanne multivoies placée dans son premier état, la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue en coupe transversale, la vanne multivoies de la figure 1 placée dans un deuxième état, la figure 5 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage/climatisation de la figure 2 placée dans un deuxième mode mixte, et avec sa vanne multivoies placée dans son deuxième état, la figure 6 illustre schématiquement, dans une vue en coupe transversale, la vanne multivoies de la figure 1 placée dans un troisième état, la figure 7 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage/climatisation de la figure 2 placée dans un premier mode de réfrigération, et avec sa vanne multivoies placée dans son troisième état, la figure 8 illustre schématiquement, dans une vue en coupe transversale, la vanne multivoies de la figure 1 placée dans un quatrième état, et la figure 9 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage/climatisation de la figure 2 placée dans un second mode de réfrigération, dit de déstockage, et avec sa vanne multivoies placée dans son quatrième état. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a notamment pour but de proposer une vanne à six voies V1 destinée à équiper une installation (ou un système) IC.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que l'installation IC est destinée à assurer le chauffage et la climatisation. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type d'installation (ou système). Elle concerne en effet toute installation (ou tout système) ayant besoin d'au moins une vanne à six voies en remplacement d'au moins deux vannes, comme par exemple deux vannes à trois voies ou une vanne à trois voies et deux vannes à deux voies ou encore quatre vannes à deux voies. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que l'installation IC est de type pompe à chaleur réversible et destinée à faire partie d'un véhicule automobile, comme par exemple une voiture de type « tout électrique » ou « hybride ». Mais cette installation pourrait équiper n'importe quel type de véhicule (et plus généralement n'importe quel type de moyen de transport) ou de bâtiment. On a schématiquement représenté sur les figures 2, 3, 5, 7 et 9 un exemple de réalisation d'installation de chauffage/climatisation IC équipée d'une vanne multivoies V1 selon l'invention. Cette installation (de chauffage/climatisation) IC peut être destinée à fonctionner selon un mode de chauffage, des premier et second modes mixtes, et des premier et second modes de réfrigération selon les besoins. Elle comprend notamment à cet effet un compresseur CP, un condenseur interne CDI, un détendeur externe DTE, un échangeur externe EE, un sous-refroidisseur SR qui interviennent tous au moins dans le mode de chauffage, et un évaporateur interne El et un détendeur interne DTI qui interviennent au moins dans les premier et second modes de réfrigération. On entend ici par "externe" un équipement intervenant dans le processus d'échange de calories avec l'air extérieur (comme par exemple un évaporateur externe ou un détendeur externe alimentant un échangeur externe), et par "interne" un équipement intervenant 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). Le compresseur CP est chargé de chauffer et de pressuriser un fluide frigorigène qui est issu soit de l'échangeur externe EE dans le mode de chauffage (illustré sur la figure 2), soit de l'évaporateur interne El dans les premier et second modes mixtes (illustrés respectivement sur les figures 3 et 5) et dans les premier et second modes de réfrigération (illustrés respectivement sur les figures 7 et 9).

Le condenseur interne CDI intervient ici dans tous les modes de fonctionnement à l'exception du premier mode de réfrigération (figure 7). Il est chargé de contribuer au chauffage d'un air dit intérieur (qui provient ici de l'intérieur de l'habitacle du véhicule) par échange avec le fluide frigorigène transformé en gaz chaud et pressurisé par le compresseur CP. Il est de préférence dimensionné de manière à condenser sensiblement intégralement le fluide frigorigène qui est issu du compresseur CP, au moins dans le mode de chauffage, afin qu'il soit sensiblement intégralement dans une phase liquide et partiellement refroidi lors de l'échange direct ou indirect avec l'air intérieur.

Dans l'exemple illustré sur les figures 2, 3, 5, 7 et 9, le condenseur interne CDI est de type gaz/fluide. Il est donc chargé de réchauffer un fluide caloporteur, qui circule dans certains de ses 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 peut ensuite regagner le circuit de refroidissement pour alimenter éventuellement un aérotherme AR qui est chargé, dans le mode de 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 peut alimenter la portion du circuit de refroidissement qui traverse le moteur MR (ou tout autre système producteur de chaleur) et qui alimente le condenseur interne CDI via une pompe PE.

On entend ici par « aérotherme » un échangeur de chaleur de type air/liquide. On notera que l'aérotherme AR peut éventuellement faire partie de l'installation IC. Dans une variante de réalisation non représentée, le condenseur interne CDI pourrait être de type gaz/air. Dans ce cas, il est chargé de chauffer l'air intérieur qui le traverse par échange avec le fluide frigorigène (gaz chaud et pressurisé) qui circule dans ses conduits ou entre ses plaques empilées. Le détendeur externe DTE intervient dans le mode de chauffage et dans le premier mode mixte. Il est chargé de dépressuriser le fluide frigorigène qui est issu du sous-refroidisseur SR, avant qu'il n'alimente l'échangeur externe EE. Il délivre un liquide refroidi et dépressurisé. 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. L'échangeur externe EE intervient dans tous les modes. Il s'agit par exemple d'une pompe à chaleur réversible. Dans le mode de chauffage (illustré sur la figure 2) et dans le premier mode mixte (illustré sur la figure 3), il (EE) agit en tant qu'évaporateur et est chargé de réchauffer le fluide frigorigène (liquide refroidi et dépressurisé) qui est issu du détendeur externe DTE par échange avec l'air extérieur (froid), c'est-à-dire absorption de calories contenues dans l'air extérieur. Il délivre alors en sortie un fluide frigorigène, en phase gazeuse et légèrement réchauffé, qui est destiné à alimenter soit le seul compresseur CP dans le mode de chauffage (figure 2), soit le seul compresseur CP et le détendeur interne DTI dans le premier mode mixte (figure 3). Dans le second mode mixte (illustré sur la figure 5) et dans les premier et second modes de réfrigération (illustrés respectivement sur les figures 7 et 9), il (EE) agit en tant que condenseur et est chargé de refroidir le fluide frigorigène (gaz chaud et pressurisé) qui est issu soit du condenseur interne CDI (second mode mixte - figure 5), soit du compresseur CP (premier mode de réfrigération - figure 7), soit du compresseur CP et du condenseur interne CDI (second mode de réfrigération - figure 9), par échange avec l'air extérieur (chaud), c'est-à-dire transfert de calories dans l'air extérieur. Il délivre alors en sortie un fluide frigorigène, en phase liquide partiellement refroidi, qui est destiné à alimenter le sous-refroidisseur SR. Le sous-refroidisseur SR intervient dans tous les modes de fonctionnement de l'installation IC. Il est de préférence externe, comme l'échangeur externe EE, afin de pouvoir être plus efficacement refroidi par échange thermique avec l'air extérieur. Par exemple, il s'agit d'un autre échangeur de chaleur de type liquide/air. Il peut, par exemple, comporter des conduits ou des plaques empilées dans ou entre lesquel(le)s circule le fluide frigorigène (en phase liquide) à sous-refroidir par échange avec l'air extérieur qui le traverse. Dans le mode de chauffage (figure 2) et le premier mode mixte (figure 3), il (SR) est agencé pour sous refroidir le fluide frigorigène qui est issu du condenseur interne CDI, afin d'alimenter le détendeur externe DTE pour permettre un accroissement de la capacité de réchauffage de l'échangeur externe EE (qui fonctionne alors en tant qu'évaporateur). Dans le second mode mixte (figure 5) et dans les premier et second modes de réfrigération (respectivement figures 7 et 9), il (SR) est agencé pour sous refroidir le fluide frigorigène qui est issu de l'échangeur externe EE (qui fonctionne alors en tant que condenseur), afin d'alimenter l'évaporateur interne El en fluide frigorigène en phase liquide sous-refroidi et ainsi permettre un accroissement de sa capacité de refroidissement. On notera, comme illustré non limitativement, que le sous- refroidisseur SR peut être avantageusement contigu avec l'échangeur externe EE. On entend ici par « contigu » le fait d'être au contact de l'échangeur externe EE, ou bien dans le voisinage immédiat de ce dernier (EE), typiquement à quelques centimètres, ou encore imbriqué dans l'échangeur externe 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 (que constitue le sous-refroidisseur SR) 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 de chauffage. On notera également 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 de chaleur indépendants et contigus. On notera également, comme illustré sur les figures, qu'il est préférable de prévoir en amont de l'entrée du sous-refroidisseur SR un réservoir de déshydratation RD 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. L'évaporateur interne El intervient le second mode mixte (figure 5) et dans les premier et second modes de réfrigération (respectivement figures 7 et 9). Comme illustré sur les figures, il est préférable de prévoir en amont de l'entrée de cet évaporateur interne El un détendeur interne DTI. Ce dernier est alors chargé de refroidir encore plus et dépressuriser le fluide frigorigène (en phase liquide et sous-refroidi), qui est issu du sous-refroidisseur SR. Cet évaporateur interne El est chargé de refroidir l'air intérieur qui le traverse par échange thermique avec le fluide frigorigène refroidi et dépressurisé (en phase liquide) qui est issu du détendeur interne DTI. On comprendra que grâce au fonctionnement permanent du sous-refroidisseur SR, le détendeur interne DTI peut agir encore plus efficacement et donc refroidir encore plus efficacement le fluide frigorigène (en phase liquide) qu'il reçoit. 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 5 une phase gazeuse. Le contrôle du fonctionnement de l'installation IC peut notamment s'effectuer au moyen d'une première vanne V1, selon l'invention, et de deuxième V2 et troisième V3 vannes. La deuxième vanne V2 est ici de type trois voies. Elle comprend une 10 entrée/sortie couplée à une seconde entrée/sortie de l'échangeur externe EE, une sortie couplée à l'entrée du sous-refroidisseur SR, et une entrée couplée à la sortie du détendeur externe DTE. La troisième vanne V3 est ici de type trois voies. Elle comprend une première entrée couplée à la sortie de l'évaporateur interne El, une seconde 15 entrée couplée à la première entrée/sortie dudit échangeur externe EE, et une sortie couplée à l'entrée du compresseur CP. Il est important de noter que chacune des deuxième V2 et troisième V3 vannes peut, par exemple, être remplacée par deux vannes de type deux voies. 20 Comme illustré sur les figures 1, 4, 6 et 8, la première vanne V1, selon l'invention, comprend un premier corps creux CF et un élément CR. Le premier corps creux CF est de forme cylindrique circulaire et muni de première El et seconde E2 entrées et de première S1, deuxième S2, troisième S3 et quatrième S4 sorties. 25 L'élément CR est monté à rotation à l'intérieur du premier corps creux CF. Il est par ailleurs subdivisé par une cloison de séparation CS, d'une part, en une première chambre Cl qui est associée à la première entrée El et aux première S1 et quatrième S4 sorties, et, d'autre part, une seconde chambre C2 qui est associée à la seconde entrée E2 et aux deuxième S2 et troisième 30 S3 sorties. On entend ici par « associé » le fait de communiquer avec la première entrée El et les première S1 et quatrième S4 sorties, ou avec la seconde entrée E2 et les deuxième S2 et troisième S3 sorties.

De préférence, et comme illustré non limitativement, la cloison de séparation CS est fixe par rapport à l'élément CR. Mais dans une variante elle pourrait être fixe par rapport à l'élément CR. L'élément CR comprend en outre au moins quatre parties pleines Pj (j = 1 à 4) qui sont distantes les unes des autres et propres à obturer certaines sorties S1 à S4 du premier corps creux CF, selon les besoins. Plus précisément, elles sont espacées de manière à permettre l'obturation, d'une part, de la quatrième sortie S4 ou de la première sortie Si, ou éventuellement aucune des quatrième S4 et première S1 sorties, afin de permettre le passage d'un premier fluide de la première entrée El vers la première sortie S1 et/ou la quatrième sortie S4, et, d'autre part, de la deuxième S2 ou troisième S3 sortie afin de permettre le passage d'un second fluide de la seconde entrée E2 vers la troisième S3 ou deuxième S2 sortie, selon la position de l'élément CR par rapport au premier corps creux CF.

On notera que dans l'installation décrite ci-avant : la première entrée El est couplée à la sortie du compresseur CP, la première sortie S1 est couplée à l'entrée du condenseur interne CDI, la seconde entrée E2 est couplée à la sortie du condenseur interne CDI, la deuxième sortie S2 est couplée à l'entrée du sous-refroidisseur SR (ici via le réservoir de déshydratation RD), la troisième sortie S3 est couplée à une première entrée/sortie de l'échangeur externe EE, et la quatrième sortie S4 est également couplée à la première entrée/sortie de l'échangeur externe EE.

On comprendra qu'en raison de ces couplages, les premier et second fluides sont tous les deux le fluide frigorigène, éventuellement dans des phases différentes. Dans l'exemple de réalisation illustré non limitativement sur les figures 1, 4, 6 et 8, l'élément CR est un second corps creux qui possède une paroi de forme cylindrique circulaire de diamètre et hauteur sensiblement identiques, par valeurs inférieures, respectivement aux diamètre et hauteur du premier corps creux CF.

Cette paroi du second corps creux CR comprend les parties pleines Pj et des lumières (ou ouvertures ou encore passages) Lj qui sont défini(e)s entre les parties pleines Pj (d'obturation) afin de permettre le passage des premier et second fluides.

La première lumière Ll est ici placée entre les première P1 et quatrième P4 parties pleines (d'obturation). La deuxième lumière L2 est ici placée entre les première P1 et deuxième P2 parties pleines (d'obturation). La troisième lumière L3 est ici placée entre les deuxième P2 et troisième P3 parties pleines (d'obturation). La quatrième lumière L4 est ici placée entre les l a troisième P3 et quatrième P4 parties pleines (d'obturation). Mais dans une variante de réalisation non illustrée, l'élément CR pourrait comprendre un plateau monté à rotation dans le premier corps creux CF et auquel sont solidarisées les parties pleines Pj, de préférence de façon sensiblement perpendiculaire. 15 La première vanne multivoies V1 peut présenter l'un au moins des quatre états qui sont adaptés aux cinq modes de fonctionnement de l'installation IC. On comprendra que ces différents états sont obtenus grâce à différents positionnements de l'élément CR par rapport au premier corps creux CF, obtenus par entraînement en rotation de l'élément CR, par exemple 20 au moyen d'un moteur électrique ou d'un mécanisme pneumatique ou hydropneumatique. Dans un premier état, illustré sur la figure 1, les deuxième P2 et troisième P3 parties pleines sont respectivement placées devant les troisième S3 et quatrième S4 sorties, et dans l'exemple illustré la première lumière Ll 25 est placée en regard de la première entrée E1, et la deuxième lumière L2 est placée en regard de la seconde entrée E2 et des première S1 et deuxième S2 sorties. Cela permet le passage du premier fluide (ici le fluide frigorigène qui vient du compresseur CP) de la première entrée El vers la première sortie S1 (trajet T1), et le passage du second fluide (ici le fluide frigorigène qui vient du 30 condenseur interne CDI) de la seconde entrée E2 vers la deuxième sortie S2 (trajet T2). Dans un deuxième état, illustré sur la figure 4, les deuxième P2 et quatrième P4 parties pleines sont respectivement placées devant les deuxième S2 et quatrième S4 sorties, et dans l'exemple illustré la première lumière Ll est placée en regard de la première entrée E1, la deuxième lumière L2 est placée en regard de la seconde entrée E2 et de la première sortie S1, et une troisième lumière L3 est placée en regard de la troisième sortie S3. Cela permet le passage du premier fluide (ici le fluide frigorigène qui vient du compresseur CP) de la première entrée El vers la première sortie S1 (trajet T1), et le passage du second fluide (ici le fluide frigorigène qui vient du condenseur interne CDI) de la seconde entrée E2 vers la troisième sortie S3 (trajet T3). la Dans un troisième état, illustré sur la figure 6, les première P1 et deuxième P2 parties pleines sont respectivement placées devant les première S1 et troisième S3 sorties, la première lumière Ll est placée en regard de la première entrée E1, et dans l'exemple illustré la deuxième lumière L2 est placée en regard de la seconde entrée E2 et de la deuxième sortie S2, et la 15 troisième lumière L3 est placée en regard de la quatrième sortie S4. Cela permet le passage du premier fluide (ici le fluide frigorigène qui vient du compresseur CP) de la première entrée El vers la quatrième sortie S4 (trajet T4), et le passage du second fluide (ici le fluide frigorigène qui vient du condenseur interne CDI) de la seconde entrée E2 vers la deuxième sortie S2 20 (trajet T2). Dans un quatrième état, illustré sur la figure 8, la deuxième partie pleine P2 est placée devant la deuxième sortie S2, la première lumière Ll est placée en regard de la première entrée E1, et dans l'exemple illustré la deuxième lumière L2 est placée en regard de la seconde entrée E2 et de la 25 première sortie S1, la troisième lumière L3 est placée en regard de la troisième sortie S3, et la quatrième lumière L4 est placée en regard de la quatrième sortie S4. Cela permet le passage du premier fluide (ici le fluide frigorigène qui vient du compresseur CP) de la première entrée El vers les première S1 et quatrième S4 sorties (trajets T1 et T4), et le passage du 30 second fluide (ici le fluide frigorigène qui vient du condenseur interne CDI) de la seconde entrée E2 vers la troisième sortie S3 (trajet T3). Afin de permettre l'étanchéité de la première vanne V1, cette dernière doit comporter des joints entre la face interne de la paroi du premier corps creux CF (qui comprend les entrées et sorties) et la face externe de la paroi du second corps creux CR. Ces joints peuvent être solidarisés autour des entrées et des sorties ou bien autour des lumières Lj. Dans la variante de réalisation non illustrée, les joints peuvent être solidarisés autour des entrées et des sorties ou bien autour des parties pleines Pj (d'obturation). On va maintenant décrire plus précisément les différents modes de fonctionnement de l'installation IC autorisés par la présence de la première vanne V1, selon l'invention, et des deuxième V2 et troisième V3 vannes. Dans le mode de chauffage illustré sur la figure 2 et adapté, la notamment, à des climats froids ou très froids, le fluide frigorigène circule du compresseur CP vers le condenseur interne CDI où il contribue, ici, à réchauffer l'air intérieur (via le fluide caloporteur) par échange thermique. La première vanne V1 est alors configurée de manière à aiguiller le fluide frigorigène vers le condenseur interne CDI (trajet T1 du premier état de la 15 figure 1). Puis, le fluide frigorigène va du condenseur interne CDI vers le sous- refroidisseur SR, via la première vanne V1 qui est configurée à cet effet (trajet T2 du premier état de la figure 1), et via le réservoir de déshydratation RD. Le fluide frigorigène est alors sous-refroidi, puis dirigé vers le détendeur externe DTE, où il est dépressurisé. Ensuite, le fluide frigorigène va du détendeur 20 externe DTE vers l'évaporateur externe EE, via la deuxième vanne V2 qui est configurée à cet effet. Enfin, le fluide frigorigène va de l'évaporateur externe EE vers le compresseur CP où il est transformé en gaz chauffé et pressurisé, via la troisième vanne V3 qui est configurée à cet effet. La partie de réfrigération (évaporateur interne El) est ainsi bien isolée de la partie de 25 chauffage (condenseur interne CDI et/ou aérotherme AR), qui fonctionne avec une puissance maximale. Le premier mode mixte, illustré sur la figure 3, est bien adapté (bien que de façon non limitative) aux climats froids ou tempérés dans la mesure où il permet d'obtenir une puissance de chauffe importante avec le condenseur 30 interne CDI combinée à une puissance de réfrigération offerte par l'évaporateur interne El et l'échangeur externe EE. Dans ce premier mode mixte, le fluide frigorigène circule du compresseur CP vers le condenseur interne CDI où il contribue à réchauffer l'air intérieur par échange thermique.

La première vanne V1 est alors configurée de manière à aiguiller le fluide frigorigène vers le condenseur interne CDI (trajet T1 du premier état de la figure 1). Puis, le fluide frigorigène va du condenseur interne CDI vers le sous-refroidisseur SR, via la première vanne V1 qui est configurée à cet effet (trajet T2 du premier état de la figure 1), et via le réservoir de déshydratation RD. Le fluide frigorigène est alors sous-refroidi, puis dirigé vers le détendeur interne DTI et le détendeur externe DTE où il est de part et d'autre encore plus refroidi et dépressurisé. Puis, une partie du fluide frigorigène va du détendeur interne DTI vers l'évaporateur interne El où il est réchauffé par échange thermique avec l'air intérieur qui traverse ce dernier (El), et une autre partie du fluide frigorigène va du détendeur externe DTE vers l'échangeur externe EE où il est également réchauffé par échange thermique avec l'air extérieur qui traverse ce dernier (EE). Puis, les deux parties du fluide frigorigène vont de l'évaporateur interne El et de l'échangeur externe EE vers le compresseur CP où elles sont transformées en gaz chauffé et pressurisé, via la troisième vanne V3 qui est configurée à cet effet. Ce premier mode mixte apparaît donc comme un mélange des modes de chauffage et de réfrigération dans lequel le condenseur interne CDI réalise la phase de condensation afin de récupérer une importante puissance pour réchauffer (ou contribuer à réchauffer) l'air intérieur, et l'évaporateur interne El et l'échangeur externe EE refroidissent respectivement l'air intérieur réchauffé par le condenseur interne CDI et l'air extérieur. Le second mode mixte, illustré sur la figure 5, est bien adapté (bien que de façon non limitative) aux climats tempérés dans la mesure où on ne dispose pas du maximum de puissance de chauffage du fait qu'une partie seulement de la condensation sert au chauffage. Dans ce second mode mixte, le fluide frigorigène circule du compresseur CP vers le condenseur interne CDI où il contribue à réchauffer l'air intérieur par échange thermique. La première vanne V1 est alors configurée de manière à aiguiller le fluide frigorigène vers le condenseur interne CDI (trajet T1 du deuxième état de la figure 4). Puis, le fluide frigorigène va du condenseur interne CDI vers l'échangeur externe EE, via la première vanne V1 qui est configurée à cet effet (trajet T3 du deuxième état de la figure 4). Le fluide frigorigène est alors partiellement refroidi par échange thermique avec l'air extérieur. Puis, le fluide frigorigène va de l'échangeur externe EE vers le sous-refroidisseur SR via la deuxième vanne V2 (configurée à cet effet) et le réservoir de déshydratation RD. Le fluide frigorigène est alors sous-refroidi, puis dirigé vers le détendeur interne DTI où il est encore plus refroidi et dépressurisé. Puis, le fluide frigorigène va du détendeur interne DTI vers l'évaporateur interne El où il est encore plus refroidi par échange thermique avec l'air intérieur qui traverse ce dernier (El). Puis, le fluide frigorigène va de l'évaporateur interne El vers le compresseur CP où il est transformé en gaz chauffé et pressurisé, via la la troisième vanne V3 qui est configurée à cet effet. Ce second mode mixte apparaît donc comme un mélange des modes de chauffage et de réfrigération, mais avec une prédominance de la partie réfrigération par rapport à la partie chauffage qui ne dispose que d'une puissance réduite (en raison de la condensation effectuée en deux endroits 15 différents). Cela résulte du fait que, d'une première part, l'évaporateur interne El refroidit fortement l'air intérieur, d'une deuxième part, le condenseur interne CDI effectue une partie de la phase de condensation pour réchauffer l'air intérieur, et, d'une troisième part, l'échangeur externe EE effectue une autre partie complémentaire de la phase de condensation pour refroidir le fluide 20 frigorigène et réchauffer l'air extérieur. Dans le premier mode de réfrigération illustré sur la figure 7 et adapté, notamment, aux climats chauds ou très chauds, le fluide frigorigène circule du compresseur CP vers l'échangeur externe EE où il est partiellement refroidi par échange thermique avec l'air extérieur. La première vanne V1 est 25 configurée à cet effet (trajet T4 du troisième état de la figure 6). La partie de chauffage (condenseur interne CDI et éventuel aérotherme AR) est ainsi bien isolée de la partie de réfrigération (évaporateur interne El). Puis, le fluide frigorigène va de l'échangeur externe EE vers le sous-refroidisseur SR via la deuxième vanne V2 configurée à cet effet) et le réservoir de déshydratation 30 RD. Le fluide frigorigène est alors sous-refroidi, puis dirigé vers le détendeur interne DTI où il est encore plus refroidi et dépressurisé. Puis, le fluide frigorigène va du détendeur interne DTI vers l'évaporateur interne El où il est encore plus refroidi par échange thermique avec l'air intérieur qui traverse ce dernier (El). Puis, le fluide frigorigène va de l'évaporateur interne El vers le compresseur CP où il est transformé en gaz chauffé et pressurisé, via la troisième vanne V3 qui est configurée à cet effet. Le second mode de réfrigération, illustré sur la figure 9, est dit de déstockage car il permet de déstocker du fluide frigorigène qui a été stocké dans le condenseur interne CDI. Il est bien adapté (bien que de façon non limitative) aux climats tempérés, ou chauds, ou encore très chauds car il peut offrir une puissance de réfrigération maximale comme dans le premier mode de réfrigération. Dans ce second mode de réfrigération, le fluide frigorigène circule du compresseur CP vers le condenseur interne CDI, où il déstocke du fluide frigorigène stocké, mais ne contribue pas à échanger des calories avec le fluide caloporteur du fait que ce dernier ne circule pas dans le condenseur interne CDI, et vers le détendeur interne DTI. La première vanne V1 est configurée à cet effet (trajets T1 et T4 du quatrième état de la figure 8). La partie du fluide frigorigène qui est issue du condenseur interne CDI va vers l'échangeur externe EE, via la première vanne V1 qui est configurée à cet effet (trajet T3 du deuxième état de la figure 4). On notera que cette partie du fluide frigorigène est mélangée avec l'autre partie du fluide frigorigène qui est issue du compresseur CP en amont de l'échangeur externe EE. Le fluide frigorigène (mélangé) est alors refroidi par échange thermique avec l'air extérieur. Puis, le fluide frigorigène va de l'échangeur externe EE vers le sous-refroidisseur SR via la deuxième vanne V2 (configurée à cet effet) et le réservoir de déshydratation RD. Le fluide frigorigène est alors sous-refroidi, puis dirigé vers le détendeur interne DTI où il est encore plus refroidi et dépressurisé. Puis, le fluide frigorigène va du détendeur interne DTI vers l'évaporateur interne El où il est encore plus refroidi par échange thermique avec l'air intérieur qui traverse ce dernier (El). Puis, le fluide frigorigène va de l'évaporateur interne El vers le compresseur CP où il est transformé en gaz chauffé et pressurisé, via la troisième vanne V3 qui est configurée à cet effet.

Dans ce second mode de réfrigération l'évaporateur interne El refroidit fortement l'air intérieur et l'échangeur externe EE effectue une partie au moins de la phase de condensation pour refroidir le fluide frigorigène et réchauffer l'air extérieur.

La vanne multivoies selon l'invention permet de diminuer le nombre de vannes au sein d'une installation, et donc permet non seulement de réduire l'encombrement, le coût et la probabilité de survenue d'une panne, mais également de faciliter la recherche d'une vanne défaillante. En outre, elle permet à une installation d'offrir de nombreux modes de fonctionnement (mixtes ou non), et en particulier un mode de déstockage, sans que cela n'induise une augmentation de la consommation d'énergie ou de la complexité de l'installation. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de vanne multivoies, d'installation de chauffage/climatisation et de véhicule décrits ci- avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Vanne multivoies (V1) comprenant un premier corps creux (CF) muni de première (El ) et seconde (E2) entrées et de première (S1), deuxième (S2), troisième (S3) et quatrième (S4) sorties, caractérisée en ce que ledit premier corps creux (CF) est de forme cylindrique circulaire, et en ce qu'elle comprend un élément (CR) monté à rotation à l'intérieur dudit premier corps creux (CF), subdivisé par une cloison (CS) en une première chambre (C1), associée à ladite première entrée (El ) et auxdites première (S1) et quatrième (S4) sorties, et une seconde chambre (C2), associée à ladite seconde entrée (E2) et auxdites deuxième (S2) et troisième (S3) sorties, et comportant au moins quatre parties pleines (Pj) distantes les unes des autres et propres à obturer, d'une part, ladite quatrième sortie (S4) ou ladite première sortie (S1) pour permettre le passage d'un premier fluide de ladite première entrée (El ) vers ladite première sortie (S1) et/ou ladite quatrième sortie (S4), et, d'autre part, ladite deuxième (S2) ou troisième (S3) sortie pour permettre le passage d'un second fluide de ladite seconde entrée (E2) vers ladite troisième (S3) ou deuxième (S2) sortie, selon la position dudit élément (CR) par rapport audit premier corps creux (CF).
2. 2. Vanne multivoies selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément (CR) est un second corps creux ayant une paroi de forme cylindrique circulaire et comprenant lesdites parties pleines (Pj) et des lumières (Lj) définies entre lesdites parties pleines (Pj) pour le passage desdits premier et second fluides.
3. 3. Vanne multivoies selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément (CR) comprend un plateau monté à rotation et auquel sont solidarisées lesdites parties pleines (Pj).
4. 4. Vanne multivoies selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle présente un premier état dans lequel des deuxième (P2) et troisième (P3) parties pleines sont respectivement placées devant lesdites troisième (S3) et quatrième (S4) sorties, de manière à permettre le passage dudit premier fluide de ladite première entrée (El ) vers ladite première sortie(S1) et le passage dudit second fluide de ladite seconde entrée (E2) vers ladite deuxième sortie (S2).
5. 5. Vanne multivoies selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle présente un deuxième état dans lequel des deuxième (P2) et quatrième (P4) parties pleines sont respectivement placées devant lesdites deuxième (S2) et quatrième (S4) sorties, de manière à permettre le passage dudit premier fluide de ladite première entrée (El ) vers ladite première sortie (S1) et le passage dudit second fluide de ladite seconde entrée (E2) vers ladite troisième sortie (S3).
6. 6. Vanne multivoies selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle présente un troisième état dans lequel des première (P1) et deuxième (P2) parties pleines sont respectivement placées devant lesdites première (S1) et troisième (S3) sorties, de manière à permettre le passage dudit premier fluide de ladite première entrée (El) vers ladite quatrième sortie (S4) et le passage dudit second fluide de ladite seconde entrée (E2) vers ladite deuxième sortie (S2).
7. 7. Vanne multivoies selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle présente un quatrième état dans lequel une deuxième partie pleine (P2) est placée devant ladite deuxième sortie (S2), de manière à permettre le passage dudit premier fluide de ladite première entrée (El ) vers lesdites première (S1) et quatrième (S4) sorties et le passage dudit second fluide de ladite seconde entrée (E2) vers ladite troisième sortie (S3).
8. 8. Installation de chauffage/climatisation (IC) comprenant un compresseur (CP) propre à chauffer et pressuriser un fluide frigorigène, un condenseur interne (CDI) propre à contribuer au chauffage d'un air dit intérieur par échange avec ledit fluide frigorigène issu dudit compresseur (CP), un échangeur externe (EE) propre à réchauffer le fluide frigorigène par échange avec un air dit extérieur pour alimenter ledit compresseur (CP), un sous-refroidisseur (SR) agencé pour sous refroidir le fluide frigorigène soit issu dudit condenseur interne (CDI) en mode de chauffage, soit issu dudit échangeur externe (EE) en mode de réfrigération, un détendeur externe (DTE) propre à dépressuriser le fluide frigorigène issu dudit sous-refroidisseur (SR) pour alimenter ledit échangeur externe (EE), et un évaporateur interne(El) propre, en mode de réfrigération, à refroidir ledit air intérieur par échange avec ledit fluide frigorigène, caractérisée en ce qu'elle comprend une vanne multivoies selon l'une des revendications précédentes, comprenant des première (El ) et seconde (E2) entrées, couplées respectivement auxdits compresseur (CP) et condenseur interne (CDI), une première sortie (S1) couplée audit condenseur interne (CDI), une deuxième sortie (S2) couplée audit sous-refroidisseur (SR), et des troisième (S3) et quatrième (S4) sorties couplées audit échangeur externe (EE).
9. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle est la agencée pour offrir un mode de réfrigération, dit de déstockage, dans lequel ladite vanne multivoies (V1) autorise le passage dudit fluide frigorigène de ladite première entrée (El ) vers lesdites première (S1) et quatrième (S4) sorties, de manière à alimenter simultanément ledit condenseur interne (CDI) et ledit échangeur externe (EE), et le passage dudit fluide frigorigène de ladite 15 seconde entrée (E2) vers ladite troisième sortie (S3), de manière à alimenter également ledit échangeur externe (EE).
10. 10. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une installation de chauffage/climatisation (IC) selon l'une des revendications 8 et 9.