FR2989036A1 - Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle de vehicule. - Google Patents

Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle de vehicule. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1), notamment d'un habitacle d'un véhicule, comprenant une boucle de climatisation (2) comportant au moins un compresseur (3). Le compresseur (3) comprend un système de refroidissement (7) parcouru par un fluide caloporteur circulant dans une boucle de refroidissement (8) de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1).

Description

Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle de véhicule. La présente invention concerne le domaine technique des boucles de climatisation à fluide frigorigène et à compresseur utilisées dans les installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un flux d'air d'un habitacle d'un véhicule, notamment, d'un véhicule automobile. Dans le domaine des installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un flux d'air d'un habitacle d'un véhicule, il est connu de mettre en oeuvre un système de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant une groupe moto-ventilateur aspirant un flux d'air pour l'insuffler dans un boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation à partir de laquelle le flux d'air est traité thermiquement préalablement à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. La principale fonction du boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation est de conditionner le flux d'air à une température de consigne déterminée par un utilisateur du véhicule. À cet effet, le boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend des moyens de traitement thermique du flux d'air, en particulier des moyens de chauffage et/ou des moyens de refroidissement.
Dans le cas d'un véhicule à moteur thermique, les moyens de traitement thermique du flux d'air sont formés, le plus généralement, d'une part, par un échangeur de chaleur raccordé à un système de refroidissement du moteur thermique pour assurer la fonction de chauffage du flux d'air, et, d'autre part, par un échangeur de chaleur d'une boucle de climatisation, notamment un évaporateur, pour assurer la fonction de refroidissement et/ou de déshumidification du flux d'air. Dans le cas d'un véhicule hybride ou complètement électrique, il n'est pas toujours possible d'utiliser le circuit de refroidissement d'un moteur de propulsion en tant que source de chaleur pour assurer la fonction de chauffage du flux d'air.
Ainsi, il a été proposé de mettre en oeuvre une boucle de climatisation adaptée pour être configurée, au moins, selon un mode de fonctionnement dit "refroidissement" et un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur". Le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" permet, notamment, d'obtenir un chauffage du flux d'air selon un rendement très supérieur au chauffage du flux d'air qui serait obtenu avec un radiateur électrique. Une telle boucle de climatisation est notamment connue de la demande de brevet FR 2 954 465. Une telle boucle de climatisation comprend un compresseur apte à mettre en circulation un fluide frigorigène dans la boucle de climatisation. Le raccordement du compresseur est assuré par, en aval du compresseur, une conduite de refoulement et, en amont du compresseur, une conduite d'aspiration. La boucle de climatisation comprend également au moins un condenseur, un évaporateur, et un échangeur réversible, apte à fonctionner en tant qu'évaporateur ou en tant que condenseur selon le mode de fonctionnement choisi. La boucle de climatisation comprend également un moyen de commutation permettant configurer la boucle de climatisation dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement" ou dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur".
Une telle boucle de climatisation est donc dite "réversible". Une telle boucle de climatisation réversible est bien entendue susceptible d'être mise en oeuvre sur tout type de véhicule dont la consommation énergétique doit être maîtrisée.
Les boucles de climatisation, qu'elles soient réversibles ou non, comprennent toutes au moins un compresseur qui assure la mise en circulation et une augmentation de la pression du fluide frigorigène nécessaire au bon déroulement du cycle thermodynamique mis en oeuvre dans la boucle de climatisation. Le compresseur peut être, notamment, à entraînement purement électrique, ou à entraînement hydride, c'est-à-dire susceptible d'être entraîné par un moteur de propulsion du véhicule ou par un moteur électrique dédié, ou à entraînement uniquement par un moteur de propulsion du véhicule. Quelque soit le type de compresseur, il est nécessaire d'assurer un 5 refroidissement d'au moins une partie du compresseur, notamment un refroidissement de composants électroniques et/ou mécaniques. Par ailleurs, dans le cadre d'une recherche de la maîtrise de la consommation énergétique des véhicules automobiles, il est apparu le besoin de valoriser la 10 chaleur extraite du compresseur. A cet effet, l'invention propose une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, notamment d'un habitacle d'un véhicule, comprenant une boucle de climatisation comportant au moins un compresseur comprenant un système 15 de refroidissement parcouru par un fluide caloporteur circulant dans une boucle de refroidissement de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Plus particulièrement, le compresseur est raccordé, à la boucle de climatisation dans laquelle circule un fluide frigorigène, par une conduite de refoulement, en 20 aval du compresseur, et par une conduite d'aspiration, en amont du compresseur. De plus, le compresseur est, avantageusement, piloté par une unité de commande. Selon l'invention, la boucle de refroidissement comprend, préférentiellement, au 25 moins une pompe de circulation. De plus, la boucle de refroidissement est en liaison thermique avec la boucle de climatisation par l'intermédiaire d'un premier échangeur de chaleur. Avantageusement, le premier échangeur de chaleur est agencé en aval du 30 compresseur. Par ailleurs, la boucle de refroidissement comprend un deuxième échangeur de chaleur agencé en aval du premier échangeur de chaleur.
Selon un exemple préférentiel de réalisation de la présente invention, la boucle de refroidissement comprend donc, à partir du compresseur et dans le sens de circulation du fluide caloporteur, le premier échangeur de chaleur, notamment du type fluide frigorigène/fluide caloporteur, raccordé, côté fluide frigorigène, à la conduite de refoulement, et, côté fluide caloporteur, au deuxième échangeur de chaleur, notamment du type fluide caloporteur/air. La mise en oeuvre d'une telle boucle de refroidissement permet de récupérer, par le fluide caloporteur, une partie au moins de la chaleur produite par le fonctionnement d'au moins une partie des composants du compresseur. De plus, la mise en oeuvre du premier échangeur de chaleur permet de porter le fluide caloporteur à une température très nettement supérieure à celle à laquelle il aurait été porté par le seul refroidissement compresseur. Ainsi, le fluide caloporteur se trouve, lorsqu'il atteint le deuxième échangeur de chaleur, à une température suffisante pour chauffer efficacement un flux d'air. Le flux d'air ainsi chauffé pourra alors être utilisé dans différents systèmes du véhicule. Par ailleurs, la mise en oeuvre du premier échangeur de chaleur permet un refroidissement du fluide frigorigène, ce qui en augmente les performances thermodynamiques. Selon une forme préférée de mise en oeuvre de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la présente invention, le deuxième échangeur de chaleur est disposé dans un boîtier de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, dit "boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation", apte à canaliser un flux d'air destiné à être diffusé dans un habitacle d'un véhicule. Ainsi, la chaleur récupérée par le refroidissement du compresseur et récupérée du fluide frigorigène peut être utilisée pour chauffer l'habitacle.
Selon une caractéristique additionnelle, la boucle de refroidissement comprend, en particulier en aval du premier échangeur de chaleur, un troisième échangeur de chaleur, notamment du type fluide caloporteur/air. La mise en oeuvre d'un tel troisième échangeur de chaleur permet d'augmenter la puissance de dissipation de chaleur de la boucle de refroidissement dans le cas où la quantité de chaleur échangée au niveau du deuxième échangeur de chaleur ne serait pas suffisante pour abaisser la température du fluide caloporteur de manière à permettre un refroidissement satisfaisant du compresseur. Selon une variante de réalisation, le troisième échangeur de chaleur est, préférentiellement, situé à l'extérieur du boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation apte à canaliser le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. Un tel agencement permet au troisième échangeur de chaleur d'assurer un échange de la chaleur avec un flux d'air extérieur. Par "flux d'air extérieur", il convient d'entendre un flux d'air qui n'est pas destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. Ainsi, il est possible de refroidir le fluide caloporteur avec un flux d'air extérieur à l'habitacle lorsqu'il n'est pas possible d'abaisser suffisamment la température du fluide caloporteur par le seul échange avec le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. Dans le cadre de la présente invention, il peut être intéressant de pouvoir moduler les échanges de chaleur au niveau du deuxième échangeur de chaleur et/ou du troisième échangeur de chaleur, en fonction de la température de consigne du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. À cet effet, selon une caractéristique de l'invention, la boucle de refroidissement comprend des moyens de répartition, en particulier pilotés par l'unité de commande, adaptés pour alimenter sélectivement et/ou simultanément le deuxième échangeur de chaleur et/ou le troisième échangeur de chaleur. La modulation des échanges de chaleur peut alors être assurée de différentes manières.
Ainsi, selon une première variante, le deuxième échangeur de chaleur et le troisième échangeur de chaleur sont disposés en parallèle. Selon une deuxième variante, le deuxième échangeur de chaleur et le troisième échangeur de chaleur sont disposés en série.
Selon de telles configurations, les moyens de répartition comprennent, par exemple, une vanne trois voies disposée en amont du deuxième échangeur de chaleur et du troisième échangeur de chaleur, préférentiellement pilotée par l'unité de commande. Alternativement, les moyens de répartition comprennent au moins une conduite de dérivation, raccordée à la boucle de refroidissement, en parallèle du deuxième échangeur de chaleur. De plus, en complément ou alternativement, la boucle de refroidissement 10 comprend une conduite de déviation du troisième échangeur de chaleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la boucle de climatisation comprend une conduite de contournement du premier échangeur de chaleur. 15 La mise en oeuvre d'une telle conduite de contournement permet d'éviter, par l'ouverture d'une vanne de contournement agencée sur la conduite de contournement, une surchauffe éventuelle du fluide caloporteur. En effet, lors de l'ouverture de la vanne de contournement, le fluide frigorigène issu du compresseur passe de manière privilégiée, préférentiellement exclusivement, 20 par la conduite de contournement de sorte que le fluide frigorigène permet un chauffage nul ou infime du fluide caloporteur circulant dans le premier échangeur de chaleur. Une telle spécificité est intéressante notamment en cas d'utilisation d'un fluide caloporteur, tel que de l'eau glycolée, qui entre en ébullition à une température élevée, par exemple une température supérieure à 120°. 25 La mise en en oeuvre de la boucle de refroidissement selon la présente invention est particulièrement intéressante dans le cadre d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation dite "réversible". 30 Ainsi selon une caractéristique de l'invention, la boucle de climatisation, en particulier par l'intermédiaire de l'unité de commande, est adaptée pour définir au moins: - un mode de fonctionnement dit "refroidissement", et - un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", De plus, avantageusement, la boucle de climatisation, est adaptée pour définir un mode de fonctionnement dit "déshumidification".
Afin d'optimiser les échanges de chaleur et selon une caractéristique de l'invention, l'unité de commande est alors adaptée pour : - en mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", assurer la circulation du fluide caloporteur dans le deuxième échangeur de chaleur - en mode de fonctionnement dit "refroidissement", assurer la circulation du fluide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur.
Selon une variante de réalisation, l'unité de commande est adaptée pour, en mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", commander la fermeture de la vanne de contournement. De plus, préférentiellement, l'unité de commande est adaptée pour, en mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", commander l'arrêt de la pompe de circulation agencée dans la boucle de refroidissement.
Selon une autre variante, l'unité de commande est adaptée pour, en mode de fonctionnement dit "refroidissement", commander l'ouverture de la vanne de contournement.
Selon la présente invention, le fluide caloporteur peut-être de toute nature appropriée et notamment un liquide, tel que par exemple de l'eau glycolée. Bien entendu les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les 30 autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles : - La figure 1 est une vue schématique d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon une première variante de réalisation de la présente invention, et - La figure 2 est une vue schématique d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon une deuxième variante de réalisation de la présente invention. Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels 15 communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Selon la présente invention, les termes "aval", "amont", "en série" et "parallèle" 20 qualifient la position d'un composant par rapport à un autre, selon le sens de circulation de fluide frigorigène dans la boucle de climatisation 2 et/ou selon le sens de circulation de fluide caloporteur dans la boucle de refroidissement 3. De plus, selon la présente invention, les termes "ouvert" et "fermé" qualifient 25 l'état d'un composant permettant, respectivement, d'autoriser et/ou de bloquer un passage de fluide frigorigène ou de fluide caloporteur. La figure 1 est une vue schématique d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 selon une première variante de réalisation de la présente 30 invention. L'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 comprend une boucle de climatisation 2 comportant un compresseur 3, apte à assurer une mise en circulation et une compression d'un fluide frigorigène circulant dans la boucle de climatisation 2. Avantageusement, la boucle de climatisation 2 est pilotée par une unité de commande U.
Le fluide frigorigène peut être de toute nature appropriée et, par exemple, être constitué par un hydrocarbure halogéné ou un mélange d'hydrocarbures halogénés. Dans une forme préférée, mais non exclusive de réalisation, le fluide frigorigène est constitué par un gaz dit "supercritique", tel que du dioxyde de carbone.
Le compresseur 3 est raccordé aux autres éléments de la boucle de climatisation 2, en aval, par une conduite de refoulement 20 et, en amont, par une conduite d'aspiration 21.
La boucle de climatisation 2 comprend également un condenseur 4, un évaporateur 5 et un échangeur de chaleur réversible 6, apte à fonctionner en tant qu'évaporateur ou en tant que condenseur, selon que l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 assure une fonction de chauffage ou un fonction de refroidissement d'un flux d'air destiné à être diffusé dans un habitacle d'un véhicule. Préférentiellement, l'échangeur de chaleur réversible 6 est placé dans un milieu extérieur, par opposition à un milieu intérieur défini par l'habitacle du véhicule, de manière à capter ou rejeter de la chaleur, notamment d'un flux d'air extérieur.
Le condenseur 4 et l'évaporateur 5 sont préférentiellement disposés dans un boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation, non représenté, disposé dans l'habitacle du véhicule. Le boîtier l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation permet de canaliser le flux d'air destiné à être diffusé dans un habitacle d'un véhicule.
Le condenseur 4 et l'évaporateur 5 sont susceptibles d'être traversés par un flux d'air issu de l'habitacle, ou flux d'air recyclé, ou par un flux d'air extérieur issu du milieu extérieur, ou flux d'air frais.
Ainsi, l'échangeur de chaleur réversible 6 peut être qualifié "d'échangeur de chaleur extérieur". Par opposition, le condenseur 4 et l'évaporateur 5 peuvent être qualifiés "d'échangeurs de chaleur intérieurs". Afin de permettre un fonctionnement réversible de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1, la boucle de climatisation 2 comprend également des moyens de commutation 22. Les moyens de commutation 22 sont avantageusement pilotés par l'unité de commande U. Les moyens de commutation 22 sont aptes à permettre la circulation du fluide frigorigène, sélectivement et/ou simultanément, dans l'évaporateur 5, le condenseur 4 et/ou l'échangeur de chaleur réversible 6, selon des configurations particulières permettant de définir au moins un mode de fonctionnement dit "refroidissement" et un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur".
Ainsi, en particulier par l'intermédiaire d'un pilotage par l'unité de commande U, le fonctionnement de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 est susceptible de fonctionner dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" ou dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement" pour respectivement chauffer ou refroidir le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule, en fonction de consignes données par un occupant du véhicule. Pendant le fonctionnement de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1, le compresseur 3 chauffe. Notamment des parties mécaniques 30 et/ou électroniques du compresseur 3 sont susceptibles de chauffer. Selon la présente invention, le compresseur 3 intègre un système de refroidissement 7. Plus spécifiquement, le système de refroidissement 7 est parcouru par un fluide caloporteur circulant dans une boucle de refroidissement 8 faisant partie de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1. Selon un exemple de réalisation de la présente invention, la boucle de refroidissement 8 est en liaison thermique avec la boucle de climatisation 2 par l'intermédiaire d'un premier échangeur de chaleur 10. Le premier échangeur de chaleur 10 permet donc un échange de chaleur entre le fluide frigorigène circulant dans la boucle de climatisation 2 et le fluide caloporteur circulant dans la boucle de refroidissement 8. Le premier échangeur de chaleur 10 est donc un échangeur de chaleur du type fluide frigorigène/fluide caloporteur. La boucle de refroidissement 8 comprend une conduite de liaison 25 reliant le système de refroidissement 7 du compresseur 3 au premier échangeur de chaleur 10. De plus, préférentiellement, le premier échangeur de chaleur 10 est raccordé, côté fluide frigorigène, à la conduite de refoulement 20, en aval du compresseur 3. La boucle de refroidissement 8 comprend également un deuxième échangeur de chaleur 11 et une pompe de circulation 13. Plus particulièrement, selon la première variante de réalisation de la présente invention présentée à la figure 1, La boucle de refroidissement 8 comprend une conduite de raccordement 26 reliant le premier échangeur de chaleur 10 au deuxième échangeur de chaleur 11. De plus, La boucle de refroidissement 8 comprend une conduite de retour 27 reliant le deuxième échangeur de chaleur 11 au système de refroidissement 7 du compresseur 3. 30 Préférentiellement, le deuxième échangeur de chaleur 11 est traversé par un flux d'air. Le deuxième échangeur de chaleur 11 est donc un échangeur de chaleur de type fluide caloporteur/air. 25 Afin d'assurer une récupération de la chaleur extraite du compresseur 3 et/ou du fluide frigorigène au niveau du premier échangeur de chaleur 10, le deuxième échangeur de chaleur 11 est intégré dans le boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation disposé dans l'habitacle du véhicule, avantageusement, en aval du condenseur 4 et/ou de l'évaporateur 5, selon le sens de circulation du flux d'air, notamment le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. Ainsi, le deuxième échangeur de chaleur 11 constitue toute ou partie des moyens de chauffage de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1.
La circulation du fluide caloporteur dans la boucle de refroidissement 8 est assurée par la pompe de circulation 13. Selon l'exemple illustré à la figure 1, la pompe de circulation 13 est agencée sur la conduite de raccordement 26, entre le premier échangeur de chaleur 10 et le deuxième échangeur de chaleur 11.
Préférentiellement, le fonctionnement de la pompe de circulation P est pilotée par l'unité de commande U. En fonctionnement, la pompe de circulation 13 fait circuler le fluide caloporteur dans la boucle de refroidissement 8. Ainsi, le fluide caloporteur passe successivement par le système de refroidissement 7 du compresseur 3, le premier échangeur de chaleur 10 et le deuxième échangeur de chaleur 11 avant de retourner au système de refroidissement 7. Il est à noter que la pompe de circulation 13 pourrait également être disposée 25 sur la conduite de retour 27, en aval du deuxième échangeur de chaleur 11 et en amont du système de refroidissement 7. Lorsque l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 est configurée, notamment, dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", 30 le fluide caloporteur absorbe une partie de la chaleur du compresseur 3. Puis, en passant dans le premier échangeur de chaleur 10, le fluide caloporteur absorbe une partie de la chaleur du fluide frigorigène issu du compresseur 3. Le fluide caloporteur peut alors restituer la chaleur captée, dans le compresseur 3 et/ou dans le fluide frigorigène issu du compresseur 3, au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11. Le deuxième échangeur de chaleur 11 est donc apte à assurer, au moins en partie, le chauffage du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. Le passage dans le deuxième échangeur de chaleur 11 permet d'abaisser la température du fluide caloporteur de sorte qu'il peut à nouveau refroidir le 10 compresseur 3. Il apparaît donc que la boucle de refroidissement 8, intégrée à l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 selon l'invention, permet de récupérer la chaleur issue du compresseur 3 qui ne serait pas absorbée par le fluide 15 frigorigène. L'invention permet donc d'optimiser l'ensemble du rendement énergétique de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur". De plus, le refroidissement du fluide frigorigène dans le premier échangeur de 20 chaleur 10 par le fluide caloporteur contribue à augmenter les performances thermodynamiques de la boucle de climatisation 2. La présente invention couvre également une alternative de réalisation présentée à la figure 1. Lorsque la puissance d'évacuation de chaleur du deuxième 25 échangeur de chaleur 11 n'est pas suffisante pour permettre un abaissement de la température du fluide caloporteur adapté au refroidissement du compresseur 3, l'invention propose, dans une variante de réalisation, d'équiper la boucle de refroidissement 8 d'un troisième échangeur de chaleur 12. 30 Préférentiellement, le troisième échangeur de chaleur 12 est traversé par un flux d'air. Le troisième échangeur de chaleur 12 est donc un échangeur de chaleur de type fluide caloporteur/air.
Le troisième échangeur de chaleur 12 est, par exemple, disposé dans un compartiment avant du véhicule de manière à pouvoir échanger de la chaleur avec un flux d'air extérieur qui n'est pas destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule.
Le troisième échangeur de chaleur 12 peut être qualifié "d'échangeur de chaleur extérieur" au même titre que l'échangeur de chaleur réversible 6, tandis que le deuxième échangeur de chaleur 11 peut être qualifié "d'échangeur de chaleur intérieur", au même titre que le condenseur 4 et l'évaporateur 5.
Selon la variante de réalisation illustrée à la figure 1, le troisième échangeur de chaleur 12 est disposé dans la boucle de refroidissement 8, en parallèle avec le deuxième échangeur de chaleur 11. A cet effet, le troisième échangeur de chaleur 12 est raccordé, d'une part, à la conduite de raccordement 26, en amont du deuxième échangeur de chaleur 11, par une conduite d'alimentation 28 et, d'autre part, à la conduite de retour 27, en aval du deuxième échangeur de chaleur 11, par une conduite d'évacuation 29. Afin de permettre une répartition du fluide caloporteur entre le deuxième échangeur de chaleur 11 et/ou le troisième échangeur de chaleur 12, selon la puissance de chauffage nécessaire au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11 et de la quantité de chaleur à évacuer, la boucle de refroidissement 8 comprend des moyens de répartition 14, préférentiellement pilotés par l'unité de commande U. Selon l'exemple illustré, les moyens de répartition 14 comprennent une vanne trois voies 30 disposée à la jonction de la conduite de raccordement 26 et de la conduite d'alimentation 28. Ainsi, lorsque l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 est configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", les moyens de répartition 14 sont commandés, notamment par l'unité de commande U, pour que le fluide caloporteur circule en toute ou partie dans le deuxième échangeur de chaleur 11.
Toutefois, si la quantité de chaleur évacuée au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11 n'est pas suffisante pour assurer un refroidissement satisfaisant du fluide caloporteur, les moyens de répartition 14 sont commandés, notamment par l'unité de commande U, de manière à faire circuler, dans le troisième échangeur de chaleur 12, une quantité de fluide caloporteur suffisante pour abaisser suffisamment la température du fluide caloporteur avant de retourner au système de refroidissement 7 du compresseur 3. Lorsque l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 est configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement", les moyens de répartition 14 sont commandés, notamment par l'unité de commande U, pour interdire la circulation du fluide caloporteur dans le deuxième échangeur de chaleur 11 et le faire passer exclusivement dans le troisième échangeur de chaleur 12.
Selon une autre alternative de réalisation, afin de permettre une modulation de la chaleur fournie au fluide caloporteur, la présente invention propose de mettre en oeuvre, au niveau de la conduite de refoulement 20, une conduite de contournement 31 du premier échangeur de chaleur 10. La conduite de contournement 31 est, préférentiellement commandée par une vanne de contournement 32, avantageusement pilotée par l'unité de commande U. Ainsi, lorsque l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 est configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", la vanne de contournement 32 est commandée en fermeture, notamment par l'unité de commande U, afin de favoriser la circulation du fluide frigorigène dans le premier échangeur de chaleur 10. Toutefois, lorsque la puissance de chauffage au niveau du premier échangeur de chaleur 10 est supérieure à la puissance de dissipation de la boucle de refroidissement 8, la vanne de contournement 32 est commandée en ouverture progressive ou totale, notamment par l'unité de commande U, afin de moduler l'apport de chaleur au niveau du premier échangeur de chaleur 10 et d'assurer un refroidissement convenable du compresseur 3.
Il est à noter que, dans le cas d'une telle modulation de débit, la vanne de contournement 32 est adaptée pour induire une faible perte de charge et/ou une faible détente du fluide frigorigène. Préférentiellement, la vanne de contournement 32 est adaptée pour n'induire aucune perte de charge et/ou aucune détente du fluide frigorigènes. Lorsque l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 est configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement", la vanne de contournement 32 est commandée, de préférence mais non nécessairement, en ouverture totale, notamment par l'unité de commande U, de manière à n'assurer aucun apport de chaleur au niveau du premier échangeur de chaleur 10. Selon l'exemple de réalisation de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1, illustré à la figure 1, le deuxième échangeur de chaleur 11 et le troisième échangeur de chaleur 12 sont disposés en parallèle dans la boucle de refroidissement 8. Toutefois, selon la présente invention, le deuxième échangeur de chaleur 11 et le troisième échangeur de chaleur 12 peuvent également être disposés en série tels qu'illustrés à la figure 2. Plus spécifiquement, la figure 2 est une vue schématique de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 selon une deuxième variante de réalisation de la présente invention.
Selon un mode particulier de réalisation de la deuxième variante de réalisation de la présente invention, les moyens de répartition 14 comprennent, avantageusement, une conduite de dérivation 35 raccordée à la boucle de refroidissement 8, en parallèle du deuxième échangeur de chaleur 11. Préférentiellement, la conduite de dérivation 35 est commandée par une vanne de dérivation 36, avantageusement pilotée par l'unité de commande U. Toutefois, lorsque la puissance d'évacuation de chaleur du deuxième échangeur de chaleur 11 est suffisante pour permettre un abaissement de la température du fluide caloporteur adapté au refroidissement du compresseur 3, la présente invention propose, dans une variante de réalisation, d'équiper la boucle de refroidissement 8 d'une conduite de déviation 37 raccordée à la boucle de refroidissement 8 en parallèle du troisième échangeur de chaleur 12.
Préférentiellement, la conduite de déviation 37 est commandée par une vanne de dérivation 38, avantageusement pilotée par l'unité de commande U. Dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", la vanne de dérivation 36 est commandée en fermeture, notamment par l'unité de commande U, de manière à assurer la circulation de fluide caloporteur dans le deuxième échangeur de chaleur 11 et/ou le troisième échangeur de chaleur 12, selon la puissance de chauffage nécessaire au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11 et de la quantité de chaleur à évacuer.
Ainsi, si la puissance de chauffage peut être évacuée par le deuxième échangeur de chaleur 11, la vanne de dérivation 38 est commandée en ouverture, notamment par l'unité de commande U, de manière à assurer la circulation de fluide caloporteur dans la conduite de déviation 37, en contournant le troisième échangeur de chaleur 12 Dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement", la vanne de dérivation 36 est commandée en ouverture, notamment par l'unité de commande U, de sorte que la circulation du fluide caloporteur s'effectue principalement par la conduite de dérivation 35 pour alimenter le troisième échangeur de chaleur 12. Il est à noter que, dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", la vanne de dérivation 36 est commandée en fermeture totale ou progressive, notamment par l'unité de commande U, de manière à moduler la puissance calorifique disponible au niveau du deuxième échangeur de chaleur 11.
30 De même, selon les exemples décrits précédemment, il a été fait état uniquement de deux modes de fonctionnement de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1, notamment le mode de fonctionnement dit "refroidissement" et le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur". Toutefois, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 peut également posséder un autre mode de fonctionnement, notamment un mode de fonctionnement dit "déshumidification" ou un mode de fonctionnement dit "désembuage", dans lequel le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule passe dans l'évaporateur 5, de manière à induire une condensation de la vapeur d'eau qu'il contient et, par suite, être réchauffé avant d'être diffusé dans l'habitacle. Dans un tel mode de fonctionnement dit "déshumidification", le deuxième échangeur de chaleur 11 de la boucle de refroidissement 8 peut être mis à profit pour assurer le réchauffage du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule, après avoir traversé l'évaporateur 5 de la boucle de climatisation 2. Selon l'exemple illustré à la figure 2, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 comporte, optionnellement, des moyens de contournement du premier échangeur de chaleur 10 par le fluide frigorigène, notamment par l'intermédiaire de la conduite de contournement 31. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1), notamment d'un habitacle d'un véhicule, comprenant une boucle de climatisation (2) comportant au moins un compresseur (3), caractérisée en ce que le compresseur (3) comprend un système de refroidissement (7) parcouru par un fluide caloporteur circulant dans une boucle de refroidissement (8) de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (1).
  2. 2. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la revendication 1, dans laquelle la boucle de refroidissement (8) est en liaison thermique avec la boucle de climatisation (2) par l'intermédiaire d'un premier échangeur de chaleur (10).
  3. 3. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la revendication 2, dans laquelle le premier échangeur de chaleur (10) est agencé en aval du compresseur (3).
  4. 4. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la boucle de refroidissement (8) comprend un deuxième échangeur de chaleur (11) agencé en aval du premier échangeur de chaleur (10).
  5. 5. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième échangeur de chaleur (11) est disposé dans un boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation apte à canaliser un flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule.
  6. 6. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en que la boucle de refroidissement (8) comprend, un troisième échangeur de chaleur (12). 25 30
  7. 7. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (8) comprend des moyens de répartition (14) adaptés pour alimenter sélectivement et/ou simultanément le deuxième échangeur de chaleur (11) et le troisième échangeur de chaleur (12).
  8. 8. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le deuxième échangeur de chaleur (11) et le troisième échangeur de chaleur (12) sont disposés en parallèle.
  9. 9. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le deuxième échangeur de chaleur (11) et le troisième échangeur de chaleur (12) sont disposés en série
  10. 10. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les moyens de répartition (14) comprennent au moins une conduite de dérivation (35) raccordée à la boucle de refroidissement (8) en parallèle du deuxième échangeur de chaleur (11) .
  11. 11. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la boucle de refroidissement (8) comprend une conduite de déviation (37) du troisième échangeur de chaleur (12).
  12. 12. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que la boucle de climatisation (2) comprend une canalisation de contournement (31) du premier échangeur de chaleur (10).
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