FR3013264A1 - Systeme de conditionnement thermique pour vehicule automobile et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de conditionnement thermique d'un flux d'air pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant (3) et un circuit de fluide caloporteur (5), ledit circuit de fluide réfrigérant (3) comprenant : - un premier échangeur thermique (9) pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur (FE), - un deuxième échangeur thermique (10) pour conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, et - un condenseur à eau (15) conjointement avec le circuit de fluide caloporteur (5). Le circuit de fluide réfrigérant (3) comporte en outre un échangeur de sous-refroidissement interne (11) agencé de manière à conditionner ledit flux d'air à destination de l'habitacle, en aval du deuxième échangeur thermique (10) selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle. L'invention concerne aussi une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante.

Description

Système de conditionnement thermique pour véhicule automobile et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante L'invention est du domaine des installations de chauffage, de ventilation et/ou de 5 climatisation d'un véhicule automobile électrique ou hybride. L'invention a pour objet un système de conditionnement thermique coopérant avec une telle installation. Un véhicule automobile électrique ou hybride, dont la propulsion est assurée au moins partiellement par un moteur électrique, est couramment équipé d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour modifier l'air contenu à 10 l'intérieur de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air conditionné à l'intérieur de l'habitacle. Une telle installation comprend généralement un système de conditionnement d'air apte à être piloté selon divers modes de fonctionnement, tels qu'un mode de chauffage ou mode dit « pompe à chaleur » permettant de répondre à un besoin de 15 chauffage de l'habitacle, ou un mode de climatisation pour rafraîchir l'air à destination de l'habitacle, ou encore un mode déshumidification permettant d'assécher l'air à destination de l'habitacle Le système de conditionnement comprend une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. 20 De façon traditionnelle, la boucle de climatisation ou circuit de fluide réfrigérant comprend un compresseur pour comprimer le fluide réfrigérant de façon à porter le fluide réfrigérant à une haute pression, un premier échangeur thermique dit externe, tel qu'un évaporateur externe, permettant un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur au véhicule, et un deuxième échangeur thermique, dit interne, 25 permettant un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air destiné à être délivré à l'intérieur de l'habitacle qui traverse l'échangeur thermique, donc un flux d'air à destination de l'habitacle. Le deuxième échangeur thermique interne est généralement un évaporateur interne permettant de refroidir le flux d'air le traversant. 30 Un organe de détente est prévu en amont de chaque évaporateur du système de -2- conditionnement d'air selon le sens de circulation du fluide réfrigérant pour abaisser la pression et la température avant évaporation. On connaît des circuits de fluide réfrigérant comprenant un condenseur dit interne permettant de réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. Dans ce cas le 5 système de conditionnement est couramment appelé système de conditionnement direct. Il s'agit en particulier d'un système de pompe à chaleur direct. On connaît aussi des systèmes de conditionnement comprenant un circuit secondaire de fluide caloporteur. Le circuit de fluide réfrigérant comprend alors conjointement avec le circuit de fluide caloporteur un condenseur à eau. Dans ce cas le 10 flux d'air à destination de l'habitacle est réchauffé par le fluide caloporteur circulant dans le circuit secondaire. On parle dans ce cas de système de conditionnement indirect. Il s'agit en particulier d'un système de pompe à chaleur indirect. Une bouteille de stockage est généralement prévue en sortie du condenseur à eau et peut être solidaire du condenseur à eau. La bouteille de stockage permet de stocker le 15 fluide réfrigérant afin de compenser des variations de volume du fluide réfrigérant. La bouteille de stockage reçoit généralement en entrée un mélange de gaz et liquide provenant du condenseur et permet de séparer les phases liquide et gazeuse du fluide réfrigérant. Le liquide en sortie de la bouteille de stockage peut ensuite subir une détente 20 avant d'être évaporé au sein d'un évaporateur en aval du condenseur à eau. Cependant, les performances de fonctionnement d'un tel système de conditionnement d'air peuvent ne pas être optimales. Notamment, le fluide réfrigérant peut ne pas être condensé jusqu'à saturation. Un but de la présente invention est de proposer un système de conditionnement 25 qui présente un rendement amélioré notamment lorsque le système de conditionnement fonctionne dans un mode de pompe à chaleur. À cet effet, l'invention a pour objet un système de conditionnement thermique d'un flux d'air pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant et 30 un circuit de fluide caloporteur, ledit circuit de fluide réfrigérant comprenant : -3- au moins un premier échangeur thermique agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur, un deuxième échangeur thermique agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule par échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air à destination de l'habitacle, et un condenseur à eau conjointement avec le circuit de fluide caloporteur pour une condensation du fluide réfrigérant, avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, caractérisé en ce que le circuit de fluide réfrigérant comporte en outre un échangeur de 10 sous-refroidissement interne relié à la sortie du condenseur à eau pour un sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau par condensation, et agencé de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle. Avec cette architecture, le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau peut 15 subir un sous-refroidissement avant l'évaporation. Dans ce cas, le fluide réfrigérant est amené à une température inférieure à la température de saturation. Ce sous-refroidissement s'opère en cédant des calories au flux d'air traversant l'échangeur de sous-refroidissement interne et devant être distribué dans l'habitacle. Il s'agit donc d'un chauffage direct du flux d'air à destination de l'habitacle. Cet apport 20 supplémentaire de calories permet d'améliorer le rendement du système de conditionnement d'air notamment lorsqu'il est piloté en pompe à chaleur, ou de recirculation du fluide réfrigérant ou encore au moins un mode de déshumidification du flux d'air à destination de l'habitacle. 25 Selon un aspect de l'invention, ledit système comprend une vanne de commande agencée en amont de l'échangeur de sous-refroidissement interne selon le sens de circulation du fluide réfrigérant sur une conduite de circulation entre le condenseur à eau et l'échangeur de sous-refroidissement interne. Du fait de son emplacement, la vanne de commande peut donc diriger ou non le fluide réfrigérant en sortie du 30 condenseur à eau vers l'échangeur de sous-refroidissement interne, permettant ainsi une -4- condensation jusqu'à saturation du fluide réfrigérant. Selon un mode de réalisation de l'invention, le deuxième échangeur thermique est un évaporateur et l'échangeur de sous-refroidissement interne est agencé en aval du 5 deuxième échangeur thermique selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle. L'agencement de l'échangeur de sous-refroidissement interne en aval du deuxième échangeur thermique travaillant en évaporateur est intéressant pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle par passage dans le deuxième 10 échangeur thermique avant de le chauffer par passage dans l'échangeur de sous-refroidissement interne. Le premier échangeur thermique peut être un évaporateur. Le deuxième échangeur thermique peut être agencé pour une circulation du fluide réfrigérant sensiblement parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le 15 premier échangeur thermique. Le premier évaporateur, par exemple agencé en face avant du véhicule, est notamment apte à recevoir le fluide réfrigérant sous-refroidi en sortie de l'échangeur de sous-refroidissement interne notamment en mode de pompe à chaleur ou au moins un mode de déshumidification du flux d'air à destination de l'habitacle pour une 20 évaporation du fluide réfrigérant de façon à récupérer encore des calories de l'extérieur avant de recommencer un cycle. Selon un aspect de l'invention, le circuit de fluide caloporteur comprend un troisième échangeur thermique agencé en aval de l'échangeur de sous-refroidissement 25 interne selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle, de manière à conditionner ledit flux d'air à destination de l'habitacle. Cet agencement est avantageux pour améliorer le chauffage du flux d'air à destination de l'habitacle, car le flux d'air chauffé par passage dans l'échangeur de sous-refroidissement interne est de nouveau chauffé par passage dans le troisième 30 échangeur thermique du circuit de fluide caloporteur dans lequel peut circuler un fluide -5- caloporteur chaud. Cet agencement est en outre intéressant pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle par passage dans le deuxième échangeur thermique travaillant dans ce cas en évaporateur avant de le chauffer par passage dans l'échangeur de sous- refroidissement interne puis dans le troisième échangeur thermique du circuit de fluide caloporteur dans lequel peut circuler un fluide caloporteur chaud. Le flux d'air à destination de l'habitacle peut donc être chauffé par deux organes de chauffage. La puissance de chauffage peut encore être augmentée en agençant un échangeur 10 thermique additionnel pour un chauffage sur l'air en aval du troisième échangeur thermique. Il peut s'agir notamment d'un chauffage électrique. Selon un mode de réalisation particulier, le circuit de fluide réfrigérant comprend en outre au moins une vanne de commande reliée d'une part au premier échangeur 15 thermique, et d'autre part au deuxième échangeur thermique et/ou à l'échangeur de sous-refroidissement interne. Selon un exemple de réalisation, le circuit de fluide réfrigérant peut comprendre deux vannes deux-voies dont : - une première vanne deux-voies est reliée d'une part au premier échangeur 20 thermique et d'autre part à l'échangeur de sous-refroidissement interne et à une deuxième vanne deux-voies, et dont - la deuxième vanne deux-voies est reliée d'une part à la première vanne deux-voies et d'autre part au deuxième échangeur thermique. En alternative, le circuit de fluide réfrigérant peut comprendre une vanne de 25 commande trois-voies comprenant une première voie reliée au premier échangeur thermique, une deuxième voie reliée à l'échangeur de sous-refroidissement interne, une troisième voie reliée au deuxième échangeur thermique. La ou les vannes de commande sont notamment aptes à orienter le fluide réfrigérant sous-refroidi en sortie de l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 vers 30 le premier échangeur thermique et/ou vers le deuxième échangeur thermique. -6- En particulier, la ou les vannes de commande peuvent notamment être commandées pour diriger le fluide réfrigérant en sortie de l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 directement vers le deuxième échangeur thermique interne en by-passant les échangeurs thermiques en face avant dont le premier échangeur thermique. Ceci est en particulier intéressant dans un mode de recirculation du flux d'air préalablement chauffé. Selon un autre aspect de l'invention, ledit système comprend au moins un échangeur de sous-refroidissement externe agencé en face avant dudit véhicule.

Le sous-refroidissement est également directement sur un flux d'air mais a lieu dans ce cas en cédant des calories à l'extérieur. On améliore ainsi les performances du système de conditionnement d'air notamment lorsqu'il est piloté en un mode de climatisation pour un rafraîchissement de l'habitacle. Un tel échangeur de sous-refroidissement externe peut également être intéressant 15 lorsque le système de conditionnement d'air doit être piloté en un mode de déshumidification mais avec un besoin de chauffage peu élevé. Le fluide réfrigérant sous-refroidi peut alors être dirigé vers le deuxième échangeur thermique travaillant en évaporateur pour refroidir le flux d'air à destination de l'habitacle le traversant. 20 L'invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comportant un système de conditionnement thermique d'un flux d'air tel que défini précédemment. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des figures annexées parmi lesquelles : la figure la représente un système de conditionnement d'air selon l'invention, la figure lb représente une variante de réalisation du système de conditionnement 30 d'air de la figure la, -7- la figure 2 représente le système de la figure la fonctionnant dans un mode de climatisation, la figure 3 représente le système de la figure la fonctionnant dans un mode de pompe à chaleur, la figure 4 représente le système de la figure la fonctionnant dans un mode de recirculation, la figure 5 représente le système de la figure la fonctionnant dans un premier mode de déshumidification, la figure 6 représente le système de la figure la fonctionnant dans un deuxième mode de déshumidification, et la figure 7 représente le système de la figure la fonctionnant dans un troisième mode de déshumidification. Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références.

La figure la représente de façon schématique et simplifiée un système de conditionnement 1 d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile. Un tel système de conditionnement 1 permet de modifier les paramètres de l'air 20 à l'intérieur de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air à l'intérieur de l'habitacle. À cet effet, le système de conditionnement 1 peut comprendre un pulseur (non représenté) pour faire circuler le flux d'air par exemple depuis une bouche d'admission d'air (non représentée) vers une bouche de délivrance d'air (non représentée) dans 25 l'habitacle. Il peut notamment comprendre une bouche de dégivrage/désembuage destinée à délivrer le flux d'air vers le pare-brise et/ou les vitres avant du véhicule. Un tel système de conditionnement 1 peut fonctionner selon différents modes, notamment en mode pompe à chaleur pour répondre à un besoin de chauffage de l'habitacle, ou un mode de climatisation permettant de conditionner le flux d'air à 30 destination de l'habitacle du véhicule pour le rafraîchir, ou encore un mode -8- déshumidification pour obtenir un flux d'air sec avant de le distribuer dans l'habitacle, ou encore recirculation du flux d'air de l'habitacle tels que décrits par la suite. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure la, le système de 5 conditionnement 1 comporte un circuit de fluide réfrigérant 3, et un circuit de fluide caloporteur 5 tel qu'un mélange d'eau et de glycol. Le circuit de fluide réfrigérant 3 est aussi appelé boucle de climatisation 3. Les composants du circuit de fluide réfrigérant 3 sont raccordés les uns aux autres par des conduites ou canalisations à travers lesquelles le fluide réfrigérant circule. 10 Respectivement les composants du circuit de fluide caloporteur 5 sont raccordés les uns aux autres par des conduites ou canalisations à travers lesquelles le fluide caloporteur circule. Sur les figures, le circuit du fluide réfrigérant 3 est représenté en pointillés et le circuit du fluide caloporteur 5 est représenté en traits pleins. 15 Le sens de circulation des fluides est schématisé par des flèches. Bien entendu, le sens de circulation représenté sur les figures est à titre illustratif et non limitatif. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure la, le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend : 20 - un compresseur 7, - un premier échangeur 9 thermique, pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur FE, ici un premier évaporateur 9, - un deuxième échangeur thermique 10, agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule, ici un deuxième évaporateur 10. 25 Le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend en outre un échangeur de sous- refroidissement 11 également appelé sous-refroidisseur ou « subcooler » en anglais, apte à sous refroidir le fluide réfrigérant et agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule. Il s'agit d'un échangeur de sous-refroidissement interne. 30 Le circuit de fluide réfrigérant 3 peut comporter également une vanne de -9- commande 12 agencée en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 11 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. De plus, on peut prévoir que le circuit de fluide réfrigérant comporte un deuxième échangeur de sous-refroidissement 13, également appelé sous-refroidisseur ou 5 « subcooler » en anglais, apte à sous refroidir le fluide réfrigérant en phase liquide. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte en outre conjointement avec le circuit de fluide caloporteur 5 un échangeur thermique bi-fluide 15, ici un condenseur pour une condensation du fluide réfrigérant avec un échange thermique avec le fluide caloporteur. Le fluide caloporteur étant par exemple de l'eau, on parle de condenseur à eau ou 10 « water condenser » en anglais. En fonctionnement, le compresseur 7 reçoit en entrée le fluide réfrigérant à l'état gazeux, ou un mélange de gaz/liquide, sous basse pression et basse température, tel qu'illustré schématiquement par le sigle « BP » au-dessus des canalisations sur les 15 figures. Le compresseur 7 comprend donc un orifice d'entrée par lequel le fluide réfrigérant rentre et un orifice de sortie par lequel le fluide réfrigérant comprimé sort. La compression permet d'élever la pression et la température du fluide réfrigérant, tel qu'illustré schématiquement par le sigle « HP » au-dessus des 20 canalisations sur les figures. Le premier échangeur thermique 9, ici un premier évaporateur 9, est par exemple agencé dans le véhicule au niveau de la face avant du véhicule pour être traversé par un flux d'air FE en provenance de l'extérieur du véhicule. On parle également d'échangeur 25 externe. En fonctionnement, le fluide réfrigérant s'évapore dans le premier évaporateur 9, et en s'évaporant le fluide réfrigérant absorbe la chaleur du flux d'air FE traversant le premier évaporateur 9. Un premier organe de détente 16 est par exemple agencé en série avec le premier 30 évaporateur 9. Plus précisément, le premier organe de détente 16 est agencé en amont -10- du premier évaporateur 9 dans le sens de circulation du fluide réfrigérant notamment en mode pompe à chaleur, ou encore au moins un mode de déshumidification tels que décrits par la suite. En effet, dans un mode de pompe à chaleur, ou encore au moins un mode de déshumidification du flux d'air à destination de l'habitacle décrit par la suite, le fluide réfrigérant circule en série dans le premier organe de détente 16 puis dans le premier évaporateur 9, de façon à abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant avant l'évaporation.

En ce qui concerne le deuxième échangeur thermique 10, il est généralement qualifié d' « échangeur interne » du fait qu'il est agencé pour échanger des calories avec le flux d'air devant être distribué à l'intérieur de l'habitacle. Le deuxième échangeur thermique 10 est selon le mode de réalisation décrit un deuxième évaporateur.

En fonctionnement, le fluide réfrigérant entrant dans le deuxième échangeur thermique 10 absorbe la chaleur du flux d'air à destination de l'habitacle en s'évaporant ; ce qui a pour effet de refroidir le flux d'air. Le deuxième échangeur thermique 10 peut être agencé de façon à permettre une circulation du fluide réfrigérant en son sein sensiblement parallèle à la circulation du 20 fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 9, en termes de circulation de fluide. De plus, un deuxième organe de détente 17 est agencé en série avec le deuxième échangeur thermique 10. Plus précisément, le deuxième organe de détente 17 est agencé en amont du deuxième échangeur thermique 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. 25 Par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend en outre un point de raccordement 20 agencé à la sortie du premier évaporateur 9 et à la sortie du deuxième évaporateur 10, pour canaliser le fluide réfrigérant vers le compresseur 7. 30 En ce qui concerne le premier échangeur de sous-refroidissement 11, il s'agit -11- dans ce cas d'un échangeur interne de sous-refroidissement 11. En fonctionnement, l'échangeur interne de sous-refroidissement 11 reçoit le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 qui cède des calories au flux d'air à destination de l'habitacle.

Ceci permet d'augmenter les performances en cas de besoin de chauffage de l'habitacle. La vanne de commande 12 agencée en amont de l'échangeur interne de sous-refroidissement 11 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant permet de diriger ou non le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 vers l'échangeur interne de 10 sous-refroidissement 11. Plus précisément, la vanne de commande 12 relie l'échangeur interne de sous-refroidissement 11 à un point de raccordement 19 en aval du condenseur à eau 15 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. La vanne de commande 12 est par exemple une vanne deux voies. 15 Par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant 3 peut comporter au moins une autre vanne de commande 26, 26', reliée au premier évaporateur 9 d'une part et à l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 et/ou au deuxième évaporateur 10 d'autre part. Selon l'exemple illustré sur la figure la, le circuit de fluide réfrigérant 3 20 comprend deux vannes deux-voies 26 et 26' dont : - une première vanne deux-voies 26 est reliée d'une part au premier évaporateur 9 et d'autre part à l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 et à une deuxième vanne deux-voies 26', et dont - la deuxième vanne deux-voies 26' est reliée d'une part à la première vanne 25 deux-voies 26 et d'autre part au deuxième évaporateur 10. La première vanne deux-voies 26 comprend : une première voie 26a reliée au premier évaporateur 9, et une deuxième voie 26b reliée d'une part à la deuxième vanne deux-voies 26' et d'autre part à l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. 30 La deuxième vanne deux-voies 26' comprend : -12- une première voie 26'a reliée à la deuxième voie 26b de la première vanne deux-voies 26, et une deuxième voie 26'b reliée au deuxième évaporateur 10.

Selon une alternative illustrée sur la figure lb, le circuit de fluide réfrigérant 3 peut comporter une vanne de commande 126, reliée à la fois aux deux évaporateurs 9 et 10 et à l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. La vanne de commande 126 est apte à autoriser ou interdire la circulation du fluide réfrigérant à travers le premier évaporateur 9 et/ou le deuxième évaporateur 10, 10 et/ou l'échangeur interne de sous-refroidissement 11. Il s'agit par exemple d'une vanne trois-voies 126 comprenant : une première voie 126a reliée au premier évaporateur 9, une deuxième voie 126b reliée à l'échangeur de sous-refroidissement interne 11, et une troisième voie 126c reliée au deuxième échangeur thermique 10. 15 Le deuxième échangeur de sous-refroidissement 13 est quant à lui agencé à l'avant du véhicule pour être traversé par le flux d'air extérieur FE en série avec le condenseur à eau 15. Il s'agit dans ce cas d'un échangeur de sous-refroidissement externe par 20 opposition à l'échangeur interne de sous-refroidissement 11. Le sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15, est réalisé par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE. Cet échangeur de sous-refroidissement 13 est aussi appelé échangeur de sous-refroidissement extérieur. 25 Le circuit de fluide 3 réfrigérant peut comporter une vanne de commande 25, telle qu'une vanne ON/OFF, agencée en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant et apte à autoriser ou interdire la circulation du fluide réfrigérant à travers l'échangeur de sous-refroidissement 13. 30 -13- Le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend encore dans cet exemple un point de raccordement 27 raccordé à la sortie de l'échangeur de sous-refroidissement 13 et à l'entrée du deuxième évaporateur 10.

Le circuit de fluide réfrigérant 3 peut en outre comporter au moins un clapet anti-retour 28a, 28b. Selon le mode de réalisation illustré, un premier clapet anti-retour 28a est agencé sur la conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le premier échangeur thermique 9 et le point de raccordement 20 raccordé au compresseur 7.

Ce premier clapet anti-retour 28a est apte à empêcher un retour de fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur thermique 10 vers le premier échangeur thermique 9. Le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur thermique 10 est donc dirigé obligatoirement vers le compresseur 7. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte selon le mode de réalisation illustré, 15 un deuxième clapet anti-retour 28b agencé sur la conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le deuxième échangeur de sous-refroidissement 13 et le point de raccordement 27 raccordé au deuxième échangeur thermique 10. Ce deuxième clapet anti-retour 28b est apte à empêcher un retour de fluide réfrigérant vers l'échangeur de sous-refroidissement 13. Le fluide réfrigérant arrivant à 20 ce point de raccordement 27 est donc dirigé obligatoirement vers le deuxième évaporateur 10 avant de rejoindre le compresseur 7. Par ailleurs, selon l'agencement représenté sur la figure la, le condenseur à eau 15 est agencé en sortie du compresseur 7. En fonctionnement, le condenseur à eau 15 25 reçoit le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud qui cède de la chaleur au fluide caloporteur. Une bouteille de stockage 29 du fluide réfrigérant peut être prévue en série avec le condenseur à eau 15. La bouteille de stockage 29 permet de stocker le fluide réfrigérant liquide afin de compenser d'éventuelles variations de volume. 30 -14- Circuit de fluide caloporteur En ce qui concerne le circuit de fluide caloporteur 5, ce dernier comporte un troisième échangeur thermique 31 agencé de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle.

Le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter un échangeur thermique additionnel optionnel 33, par exemple par chauffage par résistance, en série avec le condenseur à eau 15. Le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter en outre un radiateur 35, tel qu'un radiateur de refroidissement 35, agencé en face avant du véhicule.

En outre, le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter une pompe 37 pour la circulation du fluide caloporteur. Le circuit de fluide caloporteur 5 peut aussi comporter une ou plusieurs vannes de commande, par exemple une première vanne de commande 39 et une deuxième vanne de commande 41, permettant de diriger le fluide caloporteur selon le mode de 15 fonctionnement du système de conditionnement 1. Concernant le troisième échangeur thermique 31, il est prévu de façon à chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. Il s'agit par exemple d'un radiateur de chauffage couramment appelé « heater 20 core » en anglais. Selon le mode de réalisation illustré, le troisième échangeur thermique 31 est agencé en aval du deuxième échangeur thermique 10 selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule. Cet agencement est en particulier intéressant pour déshumidifier le flux d'air à 25 destination de l'habitacle par exemple en le refroidissant par passage dans le deuxième évaporateur 10 avant de chauffer ce flux d'air par passage dans le troisième échangeur thermique 31 du circuit de fluide caloporteur 5. De plus, l'échangeur thermique additionnel électrique 33 peut être agencé en 30 série entre le condenseur à eau 15 et le troisième échangeur thermique 31. En -15- particulier, l'échangeur thermique additionnel électrique 33 est agencé en aval du condenseur à eau 15 et en amont du troisième échangeur thermique 31, dans le sens d'écoulement du fluide caloporteur, par exemple en mode de pompe à chaleur, ou de recirculation, ou encore dans au moins un mode de déshumidification du système de conditionnement d'air 1. Le circuit de fluide caloporteur 5 comprend également un point de raccordement 43 auquel est raccordé la sortie du condenseur à eau 15 ou de l'échangeur thermique additionnel 33.

Le point de raccordement 43 du circuit de fluide caloporteur 5 est également connecté d'une part à la première vanne de commande 39 en amont du radiateur basse-température 35 selon le sens de circulation du fluide caloporteur par exemple dans un mode de climatisation et d'autre part à la deuxième vanne de commande 41 en amont du radiateur de chauffage 31.

La première vanne de commande 39 du circuit de fluide caloporteur 5 est par exemple une vanne deux voies. La deuxième vanne de commande 41 du circuit de fluide caloporteur 5 peut à titre d'exemple être une vanne deux voies ou une vanne trois-voies. Ainsi, en circulant vers le point de raccordement 43, le fluide caloporteur peut circuler par la suite vers le radiateur de refroidissement 35, par exemple en mode de climatisation ou vers le radiateur de chauffage 31 par exemple en mode pompe à chaleur ou de recirculation, ou encore dans au moins un mode de déshumidification comme cela sera décrit par la suite. La circulation du fluide caloporteur dans le radiateur de refroidissement 35 ou le 25 radiateur de chauffage 31 est ainsi placée sous la dépendance de la première vanne de commande 39 et de la deuxième vanne de commande 41 du circuit de fluide caloporteur 5. Enfin, le système de conditionnement 1 peut aussi comprendre un échangeur 30 thermique additionnel 45, par exemple par résistance électrique à coefficient de -16- température positif CTP, agencé pour réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle, par exemple en complément du radiateur de chauffage 31 ou « heater core » en anglais. Il s'agit donc d'un chauffage électrique dit sur l'air. L'échangeur thermique additionnel 45 peut dans ce cas être agencé en aval du 5 radiateur de chauffage 31 selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle. On décrit maintenant plus en détail le pilotage du système de conditionnement 1 selon divers modes de fonctionnement, tels qu'un mode de climatisation, de pompe à 10 chaleur, ou de déshumidification, ou encore de recirculation. Mode de climatisation La figure 2 est une vue schématique du système de conditionnement d'air 1 mis en oeuvre selon un mode de climatisation correspondant à un besoin en refroidissement 15 de l'habitacle du véhicule. Selon ce mode de climatisation permettant de conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule pour le rafraîchir, le fluide réfrigérant en sortie du compresseur 7 est d'abord condensé, puis peut être sous-refroidi avant de subir une détente en amont du deuxième évaporateur 10. Le flux d'air à destination de l'habitacle 20 traversant le deuxième évaporateur 10 est alors refroidi. Selon ce mode de climatisation, le système de conditionnement d'air 1 est piloté de sorte que le fluide réfrigérant circule du compresseur 7 vers le condenseur à eau 15. En passant dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant à l'état gazeux comprimé à haute pression HP, haute température, cède de la chaleur au fluide 25 caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5. Le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant quittent respectivement le condenseur à eau 15. Le fluide réfrigérant ayant cédé de la chaleur au fluide caloporteur dans le 30 condenseur à eau 15 quitte le condenseur à eau 15 et circule ensuite de la bouteille de -17- stockage 29 vers le point de raccordement 19 du circuit de fluide réfrigérant 3 relié d'une part au premier échangeur de sous-refroidissement interne 11 et d'autre part à l'échangeur de sous-refroidissement externe 13. Le fluide réfrigérant circule ensuite vers l'échangeur de sous-refroidissement 5 externe 13. Pour ce faire, la vanne de commande 25, par exemple une vanne ON/OFF, agencée en amont de l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant est pilotée en position d'autorisation de circulation de fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement externe 13, et la vanne de commande 12 (cf figure la) agencée en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 10 interne 11 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant est pilotée en position d'interdiction de circulation de fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. En se référant de nouveau à la figure 2, l'échangeur de sous refroidissement externe 13 reçoit le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 pour un sous-15 refroidissement du fluide réfrigérant par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE. Ceci permet d'évacuer des calories vers l'extérieur. Le fluide réfrigérant éventuellement sous-refroidi après condensation circule ensuite vers le deuxième évaporateur 10. Plus précisément, le fluide réfrigérant circule en série dans le deuxième organe 20 de détente 17 puis dans le deuxième évaporateur 10. La détente permet d'abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant. Lors du passage dans le deuxième évaporateur 10, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air traversant le deuxième évaporateur 10 à destination de l'habitacle. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le 25 deuxième évaporateur 10 est de la sorte refroidi. En atteignant l'habitacle du véhicule, par exemple sous l'action d'un pulseur (non représenté), le flux d'air refroidi permet de diminuer la température de l'air de l'habitacle. Le fluide réfrigérant quitte ensuite le deuxième évaporateur 10 et retourne dans 30 le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. -18- Entre le deuxième organe de détente 17 et l'entrée du compresseur 7, le fluide réfrigérant est à basse pression et basse température. En ce qui concerne le fluide caloporteur, ce dernier est par exemple mis en 5 mouvement par la pompe 37. Le fluide caloporteur traverse le condenseur à eau 15 dans lequel le fluide caloporteur absorbe la chaleur du fluide réfrigérant. Le fluide caloporteur traverse ensuite le radiateur de refroidissement 35, où il cède des calories au flux d'air extérieur FE. Il s'agit selon le mode de réalisation décrit 10 d'un radiateur de refroidissement dit « basse température ». En mode de climatisation, le radiateur de refroidissement 35 permet de refroidir le fluide caloporteur provenant du condenseur à eau 15 par échange de chaleur avec le flux d'air extérieur FE. Le radiateur de refroidissement 35 présente en outre une sortie par laquelle le 15 fluide caloporteur refroidi quitte le radiateur de refroidissement 35 pour être dirigé de nouveau vers le condenseur à eau 15, éventuellement en étant mis en circulation par la pompe 37. En refroidissant le fluide caloporteur, le radiateur de refroidissement 35 permet ainsi de refroidir le condenseur à eau 15. 20 Mode de pompe à chaleur On décrit en référence à la figure 3, un mode de pompe à chaleur, correspondant à un besoin de chauffage de l'habitacle du véhicule. Selon ce mode de pompe à chaleur, on réalise après condensation, un sous- 25 refroidissement forcé du fluide réfrigérant au sein du premier échangeur de sous-refroidissement 11 en cédant des calories au flux d'air à destination de l'habitacle, suivi d'une évaporation du fluide réfrigérant avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur FE au sein du premier évaporateur 9. Le fluide réfrigérant absorbe donc des calories du flux d'air extérieur FE avant 30 de les céder au fluide caloporteur dans le condenseur à eau 15. -19- Le fluide caloporteur réchauffé cède ensuite également de la chaleur au flux d'air à destination de l'habitacle traversant le radiateur de chauffage 31. Ainsi, selon ce mode de pompe à chaleur, le système de conditionnement d'air 1 5 de la figure la est piloté de sorte que le fluide réfrigérant circule du compresseur 7 vers le condenseur à eau 15. En passant dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant à l'état gazeux comprimé à haute pression HP, haute température, cède de la chaleur au fluide caloporteur. 10 Le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant quittent respectivement le condenseur à eau 15. Le fluide réfrigérant ayant cédé de la chaleur au fluide caloporteur dans le condenseur à eau 15 quitte le condenseur à eau 15 et est stocké dans la bouteille de stockage 29. 15 Le fluide réfrigérant circule ensuite de la bouteille de stockage 29 vers le point de raccordement 19 du circuit de fluide réfrigérant 3 en aval du condenseur à eau 15. Le fluide réfrigérant circule ensuite vers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. Pour ce faire, la vanne de commande 12 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 est pilotée en position d'autorisation de circulation de fluide 20 réfrigérant depuis le condenseur à eau 15 vers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11, tandis que la vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 est pilotée en position d'interdiction de circulation de fluide réfrigérant depuis le condenseur à eau 15 vers l'échangeur de sous-refroidissement externe 13. 25 Ainsi, le fluide réfrigérant condensé subit un sous-refroidissement en cédant de l'énergie au flux d'air à destination de l'habitacle traversant l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. Ceci permet de récupérer une énergie supplémentaire pour améliorer les performances en mode pompe à chaleur. 30 Le fluide réfrigérant sous-refroidi quitte ensuite l'échangeur de sous- -20- refroidissement interne 11 pour être dirigé vers le premier évaporateur 9. Pour ce faire, la première vanne de commande 26 deux-voies est pilotée en position d'autorisation de circulation du fluide réfrigérant depuis l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 vers le premier évaporateur 9. À cet effet, la vanne deux-voies 26 est ouverte tandis que la deuxième vanne deux-voies 26' est fermée, de sorte que le fluide réfrigérant peut circuler vers le premier évaporateur 9 en subissant une détente en amont. Selon l'alternative avec une vanne trois-voies 126 telle qu'illustrée sur la figure lb, la première voie 126a et la deuxième voie 126b de la vanne trois-voies 26 sont 10 ouvertes tandis que la troisième voie 126c est fermée, de sorte que le fluide réfrigérant peut être dirigé vers le premier évaporateur 9 en subissant une détente en amont. Plus précisément, le fluide réfrigérant sous-refroidi circule en série dans le premier organe de détente 16 puis dans le premier évaporateur 9. La détente permet d'abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant. 15 Lors du passage dans le premier évaporateur 9, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air extérieur FE traversant le premier évaporateur 9. Le premier évaporateur 9 permet ainsi de récupérer de l'énergie du flux d'air extérieur FE. Ceci permet de récupérer une énergie suffisante additionnée à l'énergie du 20 compresseur 7 pour réchauffer le fluide caloporteur au niveau du condenseur à eau 15 et améliorer l'énergie apportée au niveau du troisième échangeur thermique 31 pour chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle préchauffé par son passage dans l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. Le fluide réfrigérant quitte ensuite le premier évaporateur 9 et retourne dans le 25 compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Entre le premier organe de détente 16 et l'entrée du compresseur 7, le fluide réfrigérant est à basse pression et basse température. En ce qui concerne le fluide caloporteur, ce dernier est par exemple mis en 30 mouvement par la pompe 37. -21- Le fluide caloporteur traverse le condenseur à eau 15, dans lequel le fluide caloporteur absorbe la chaleur du fluide réfrigérant. En sortie du condenseur à eau 15, le fluide caloporteur peut être réchauffé de nouveau par l'échangeur thermique additionnel 33.

Le fluide caloporteur traverse ensuite le radiateur de chauffage 31, où il cède des calories au flux d'air à destination de l'habitacle le traversant. Dans ce cas, on parle de système indirect, car le chauffage du flux d'air à destination de l'habitacle est effectué via le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5 et non directement par le fluide réfrigérant.

Le flux d'air à destination de l'habitacle peut en outre passer à travers l'échangeur thermique additionnel 45 de chauffage sur l'air agencé en aval du radiateur de chauffage 31 selon le sens d'écoulement du flux d'air pour être chauffé de nouveau. En atteignant l'habitacle du véhicule, par exemple sous l'action d'un pulseur (non représenté), le flux d'air chauffé permet d'augmenter la température de l'air de 15 l'habitacle. Le fluide caloporteur quitte ensuite le radiateur de chauffage 31 pour être dirigé de nouveau vers le condenseur à eau 15, éventuellement en étant mis en circulation par la pompe 37. 20 Mode de recirculation Le mode de recirculation schématisé sur la figure 4 du flux d'air de l'habitacle peut être utilisé pour un besoin de chauffage de l'habitacle et/ou pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle. Le mode de recirculation du flux d'air de l'habitacle permet de répondre au 25 besoin de chauffage en consommant moins qu'un pilotage en un mode de pompe à chaleur. Le mode de recirculation pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle peut être utilisé pour une température extérieure à titre d'exemple illustratif et non limitatif de l'ordre de 5°C à 15°C. 30 Dans le mode de recirculation du flux d'air décrit, il n'y a pas d'échange -22- thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur FE. Le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud haute pression et haute température en sortie du compresseur 7 entre dans le condenseur à eau 15, de façon à réchauffer le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5. Dans le 5 condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant cède de la chaleur au fluide caloporteur. Le fluide caloporteur réchauffé retourne dans le troisième échangeur thermique 31. Au préalable, le fluide caloporteur peut ou non circuler dans l'échangeur thermique additionnel électrique 33 en amont du troisième échangeur thermique 31 pour être de nouveau chauffé. 10 En parallèle, après avoir circulé dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant arrivant au point de raccordement 19 du circuit de fluide réfrigérant en aval du condenseur à eau entre l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 et l'échangeur de sous-refroidissement externe 13, circule vers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. Pour cela, dans l'exemple illustré la vanne de commande 12 en amont de 15 l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 est pilotée en position d'autorisation de circulation du fluide réfrigérant vers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. La vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 est au contraire pilotée en position d'interdiction de circulation du fluide réfrigérant vers l'échangeur de sous-refroidissement externe 13. 20 Le fluide réfrigérant sous-refroidi est ensuite dirigé vers le deuxième évaporateur interne 10. Pour ce faire, la première vanne deux-voies 26 est fermée et la deuxième vanne deux-voies 26' est ouverte. Selon l'alternative avec une vanne trois-voies 126 comme représenté sur la figure lb, la deuxième voie 126b et la troisième voie 126c de la vanne trois-voies 126 25 sont ouvertes tandis que la première voie 126a est fermée. En se référant de nouveau à la figure 4, le fluide réfrigérant circulant vers le deuxième évaporateur 10, subit une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième évaporateur10. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air qui le traverse. Le flux d'air à destination de 30 l'habitacle passant dans le deuxième évaporateur 10 est de la sorte refroidi et -23- déshumidifié avant de passer à travers le troisième échangeur thermique 31 et éventuellement l'échangeur additionnel de chauffage sur l'air 45, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le deuxième clapet anti-retour 28b peut empêcher que le fluide réfrigérant 5 arrivant au niveau du point de raccordement 27 relié au deuxième évaporateur 10 ne retourne dans l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 au lieu de circuler vers le deuxième évaporateur 10. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le système de conditionnement 1 est piloté en mode de recirculation pour répondre à un besoin de chauffage de 10 l'habitacle avec une température extérieure froide, car les échangeurs en face avant dont l'échangeur de sous-refroidissement externe 13, présentent une pression inférieure à la pression du deuxième évaporateur 10 interne, ce qui engendre un risque d'accumulation du fluide réfrigérant dans ces échangeurs en face avant. 15 Le fluide réfrigérant retourne ensuite dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Le premier clapet anti-retour 28a peut empêcher que le fluide réfrigérant arrivant au niveau du point de raccordement 20 entre les deux évaporateurs 9, 10 ne retourne dans le premier évaporateur 9 en face avant au lieu de circuler vers le compresseur 7. 20 Premier mode de déshumidification En référence à la figure 5, on décrit maintenant le pilotage du système de conditionnement 1 selon un premier mode de déshumidification permettant de déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle en le refroidissant avant que ce 25 flux d'air ne traverse le troisième échangeur thermique 31 du circuit de fluide caloporteur 5 pour être réchauffé. Pour ce faire, le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud haute pression et haute température en sortie du compresseur 7 entre dans le condenseur à eau 15, de façon à réchauffer le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5. 30 En effet, dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant cède de la chaleur au fluide -24- caloporteur. Le fluide caloporteur réchauffé retourne dans le troisième échangeur thermique 31. Au préalable, le fluide caloporteur peut circuler dans l'échangeur thermique additionnel électrique 33 en amont du troisième échangeur thermique 31 pour être de nouveau chauffé.

Le fluide réfrigérant après condensation dans le condenseur à eau 15 arrivant au point de raccordement 19 du circuit de fluide réfrigérant 3 en aval du condenseur à eau 15 entre l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 et l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 circule vers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. Pour ce faire, la vanne de commande 12 en amont de l'échangeur de sous-10 refroidissement interne 11 peut être pilotée en position d'autorisation de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. La vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 est dans ce cas quant à elle pilotée en position d'interdiction de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement externe 13. 15 Le fluide réfrigérant traversant l'échangeur de sous refroidissement interne 11 subit un sous-refroidissement par échange thermique avec le flux d'air à destination de l'habitacle avant d'être dirigé vers le premier évaporateur 9 et vers le deuxième évaporateur 10 en subissant au préalable une détente au niveau respectivement du premier organe de détente 16 et du deuxième organe de détente 17. 20 Pour cela, le fluide réfrigérant sous-refroidi en sortie de l'échangeur de sous- refroidissement interne 11 est divisé en deux parties : une partie du fluide réfrigérant est dirigée vers le premier évaporateur 9 et une autre partie du fluide réfrigérant vers le deuxième évaporateur 10. Selon l'exemple illustré, les deux vannes de commande 26 et 26' sont pilotées en 25 position ouverte pour permettre la circulation du fluide réfrigérant depuis l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 d'une part vers le premier évaporateur 9 et d'autre part vers le deuxième évaporateur 10. Selon l'alternative de la figure lb avec une vanne trois-voies 126, les trois voies 126a, 126b et 126c sont ouvertes pour permettre la circulation du fluide réfrigérant 30 depuis l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 vers le premier évaporateur 9 -25- ainsi que vers le deuxième évaporateur 10. Ceci permet de récupérer de l'énergie aussi bien en face avant au sein du premier évaporateur 9 qu' à l'intérieur de l'installation de climatisation et de chauffage au sein du deuxième évaporateur 10.

En effet, la partie du fluide réfrigérant se dirigeant vers le premier évaporateur 9 subit une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le premier évaporateur 9. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air extérieur FE qui le traverse. Ceci permet de récupérer des calories du flux d'air extérieur FE.

De même, la partie du fluide réfrigérant se dirigeant vers le deuxième évaporateur 10 subit en amont une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième évaporateur 10. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air à destination de l'habitacle qui le traverse. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième évaporateur 15 10 est de la sorte refroidi et donc déshumidifié avant de passer à travers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11, puis à travers le troisième échangeur thermique 31, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le flux d'air à destination de l'habitacle peut en outre passer à travers l'échangeur thermique additionnel 45 en aval du radiateur de chauffage 31 selon le sens 20 d'écoulement du flux d'air pour être chauffé de nouveau. Le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 9 et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 10 se rejoignent au point de raccordement 20 du circuit de fluide réfrigérant 3 en amont du compresseur 7 pour ensuite retourner dans le compresseur 7 et recommencer un cycle réfrigérant. 25 Ce premier mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour une température extérieure froide, à titre d'exemple illustratif et non limitatif de l'ordre de 2°C à 7°C. En effet, l'énergie emmagasinée au niveau des deux évaporateurs 9 et 10, additionnée à celle du compresseur 7 permet de chauffer le fluide caloporteur au niveau 30 du condenseur à eau 15 et cette énergie est injectée dans le radiateur de chauffage 31 via -26- le fluide caloporteur chauffé, et l'énergie évacuée au niveau de l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 augmente encore la puissance de chauffage. Deuxième mode de déshumidification Un deuxième mode de déshumidification permettant de déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle est schématisé sur la figure 6. Ce deuxième mode de déshumidification diffère du premier mode de déshumidification en ce que le fluide réfrigérant, après avoir circulé dans le condenseur à eau 15, est divisé au point de raccordement 19 du circuit de fluide réfrigérant en aval du condenseur à eau 15 entre l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 et l'échangeur de sous-refroidissement externe 13. Ainsi, une partie du fluide réfrigérant est dirigée vers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 et une autre partie du fluide réfrigérant vers l'échangeur de sous refroidissement externe 13. Pour ce faire, la vanne de commande 12 en amont de l'échangeur de sous- refroidissement interne 11 est pilotée en position d'autorisation de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement interne 11, et la vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 est également pilotée en position d'autorisation de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement externe 13.

La partie du fluide réfrigérant traversant l'échangeur de sous refroidissement externe 13 subit un sous-refroidissement par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE avant d'être dirigé vers le deuxième évaporateur 10. Ce deuxième mode de déshumidification diffère encore du premier mode de déshumidification par le fait que la partie du fluide réfrigérant ayant circulé dans l'échangeur de sous refroidissement interne 11, n'est dirigée que vers le deuxième évaporateur interne 10 et non plus vers le premier évaporateur 9. Pour ce faire, contrairement au premier mode de déshumidification la première vanne deux-voies 26 est fermée alors que la deuxième vanne deux-voies 26' est ouverte. Selon l'alternative de la figure lb avec une vanne trois-voies 126, la première 30 voie 126a est fermée tandis que les deuxième et troisième voies 126b et 126c sont -27- ouvertes. En se référant de nouveau à la figure 6, la partie de fluide réfrigérant sous-refroidie subit au préalable une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième évaporateur 10, de façon à refroidir le flux d'air à destination de l'habitacle en amont de l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 et du radiateur de chauffage 31 selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air qui le traverse. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième échangeur thermique 10 est de la sorte refroidi et donc déshumidifié avant de passer à travers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 et le troisième échangeur thermique 31, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Comme précédemment, le flux d'air à destination de l'habitacle peut en outre 15 passer à travers l'échangeur thermique additionnel 45 en aval du radiateur de chauffage 31 dans le sens d'écoulement du flux d'air pour être chauffé de nouveau. Le fluide réfrigérant peut ensuite retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Ce deuxième mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour 20 une température extérieure à titre d'exemple illustratif et non limitatif de l'ordre de 15°C à 20°C, nécessitant une puissance de chauffage moins importante que pour le premier mode de déshumidification. Troisième mode de déshumidification 25 Un troisième mode de déshumidification est schématisé sur la figure 7. Selon ce troisième mode de déshumidification, le fluide réfrigérant après avoir circulé dans le condenseur à eau 15 arrivant au point de raccordement 19 est dirigé vers l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 mais pas vers l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. 30 Pour ce faire, la vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous- -28- refroidissement 13 peut être pilotée en position d'autorisation de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement externe 13, et la vanne de commande 12 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 peut être pilotée en position d'interdiction de la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur de sous-refroidissement interne 11. Le fluide réfrigérant traversant l'échangeur de sous refroidissement externe 13 subit un sous-refroidissement par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE avant d'être dirigé vers le deuxième évaporateur 10. L'énergie est donc évacuée vers l'extérieur.

Le fluide réfrigérant sous-refroidi se dirigeant vers le deuxième échangeur évaporateur 10 subit en amont une détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième évaporateur 10. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air à destination de l'habitacle qui le traverse. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième évaporateur 10 est de la sorte refroidi et donc déshumidifié avant de passer à travers le troisième échangeur thermique 31, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 10 peut ensuite retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Ce troisième mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour 20 répondre à un fort besoin de déshumidification, par exemple pour une température extérieure à titre d'exemple illustratif et non limitatif de l'ordre de 15°C à 20°C. On comprend donc qu'un tel système de conditionnement 1 permet un sous-refroidissement du fluide réfrigérant en cédant des calories au flux d'air à destination de 25 l'habitacle traversant l'échangeur de sous-refroidissement interne 11 ce qui améliore les performances du système de conditionnement lorsqu'il est piloté notamment en mode de pompe à chaleur, en mode de recirculation du fluide réfrigérant, ou encore certains modes de déshumidification du flux d'air à destination de l'habitacle nécessitant également une certaine puissance de chauffage.

30 De plus, un échangeur de sous-refroidissement peut être agencé en face avant du -29- véhicule de façon à bénéficier de l'évacuation de calories vers l'extérieur ce qui améliore les performances en mode de climatisation ou certains modes de déshumidification.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Système de conditionnement thermique d'un flux d'air pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant (3) et un circuit de fluide caloporteur (5), ledit circuit de fluide réfrigérant (3) comprenant : - au moins un premier échangeur thermique (9) agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur (FE), un deuxième échangeur thermique (10) agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule par échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air à destination de l'habitacle, et un condenseur à eau (15) conjointement avec le circuit de fluide caloporteur (5) pour une condensation du fluide réfrigérant, avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, caractérisé en ce que le circuit de fluide réfrigérant (3) comporte en outre un échangeur de sous-refroidissement interne (11) relié à la sortie du condenseur à eau (15) pour un sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau (15) par condensation, et agencé de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle.
2. 2. Système selon la revendication 1, comprenant une vanne de commande (12) agencée en amont de l'échangeur de sous-refroidissement interne (11) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant sur une conduite de circulation entre le condenseur à eau (15) et l'échangeur de sous-refroidissement interne (11).
3. 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le deuxième échangeur thermique (10) est un évaporateur et l'échangeur de sous-refroidissement interne (11) est agencé en aval du deuxième échangeur thermique (10) selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle.
4. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier échangeur thermique (9) est un évaporateur.-31-
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième échangeur thermique (10) est agencé pour une circulation du fluide réfrigérant sensiblement parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique (9).
6. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (5) comprend un troisième échangeur thermique (31) agencé en aval de l'échangeur de sous-refroidissement interne (11) selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle, de manière à conditionner ledit flux d'air à destination de l'habitacle.
7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant comprend en outre au moins une vanne de commande (26, 26'; 126) reliée d'une part au premier échangeur thermique (9), et d'autre part au deuxième échangeur thermique (10) et/ou à l'échangeur de sous-refroidissement interne (11).
8. 8. Système selon la revendication 7, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant comprend deux vannes deux-voies (26, 26') dont : une première vanne deux-voies (26) est reliée d'une part au premier échangeur thermique (9) et d'autre part à l'échangeur de sous-refroidissement interne (11) et à une deuxième vanne deux-voies (26'), et dont la deuxième vanne deux-voies (26') est reliée d'une part à la première vanne deux-voies (26) et d'autre part au deuxième échangeur thermique (10).
9. 9. Système selon la revendication 7, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant comprend une vanne de commande (126) trois-voies comprenant : une première voie (126a) reliée au premier échangeur thermique (9), une deuxième voie (126b) reliée à l'échangeur de sous-refroidissement interne (11), - une troisième voie (126c) reliée au deuxième échangeur thermique (10).-32-
10. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un échangeur de sous-refroidissement externe (13) agencé en face avant dudit véhicule. il. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation caractérisée en ce qu'elle comporte un système de conditionnement thermique (1) d'un flux d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes.