FR3013265A1 - Systeme de conditionnement thermique d'un flux d'air 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 (8) agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur (FE), - un deuxième échangeur thermique (9) agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle, et - conjointement avec le circuit de fluide caloporteur (5), un condenseur à eau (15). Le circuit de fluide réfrigérant (3) comporte en outre : - un évaporateur (10) relié à la sortie du condenseur à eau (15) et agencé au niveau d'un extracteur d'air apte à évacuer un flux d'air provenant de l'habitacle vers l'extérieur, et - au moins un organe de détente (11) agencé en amont de l'évaporateur (10). L'invention concerne aussi une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante.

Description

-1- Système de conditionnement thermique d'un flux d'air 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 climatisation d'un véhicule automobile électrique ou hybride. L'invention a pour objet un système de conditionnement thermique d'un flux d'air coopérant avec une telle installation. Un véhicule automobile est couramment équipé d'une installation de ventilation, 10 de chauffage et/ou de climatisation pour modifier les paramètres de l'air contenu à 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 15 chauffage ou mode dit de « pompe à chaleur » permettant de répondre à un besoin de chauffage de l'habitacle, ou un mode de climatisation pour rafraîchir l'air à destination de l'habitacle, ou encore un mode de déshumidification permettant d'assécher l'air à destination de l'habitacle Le système de conditionnement d'air comprend une boucle de climatisation à 20 l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. De façon traditionnelle, la boucle de climatisation ou circuit de fluide réfrigérant comprend généralement au moins un premier échangeur thermique dit externe, permettant un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur au véhicule, et un deuxième échangeur thermique, dit interne, permettant un échange 25 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. En particulier, pour des besoins de chauffage, une solution connue est d'utiliser le système de conditionnement d'air en mode de pompe à chaleur avec en face avant 30 une évaporation du fluide réfrigérant avec un échange thermique entre le fluide -2- réfrigérant et le flux d'air extérieur au sein de l'échangeur externe travaillant en mode évaporateur, et une condensation du fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud qui cède de la chaleur au flux d'air à destination de l'habitacle.

On connaît des circuits de fluide réfrigérant comprenant un condenseur dit interne agencé dans un boîtier de l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation et permettant de réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. La condensation pour le mode pompe à chaleur est réalisée au sein du condenseur interne. Dans ce cas le système de conditionnement est couramment appelé système direct.

Par ailleurs, le système de conditionnement d'air dit direct comporte au moins un échangeur thermique apte à travailler en mode condenseur ou en mode évaporateur selon les besoins, en particulier l'échangeur thermique externe agencé en face avant est apte à travailler en évaporateur ou en condenseur.

On connaît également 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, communément appelé condenseur à eau. Dans ce cas le 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 indirect. Par ailleurs, lorsqu'un pilotage du système de conditionnement d'air en mode de pompe à chaleur est mis en oeuvre en conditions hivernales, il existe un risque de givrage de l'échangeur thermique en face avant travaillant en mode évaporateur du fait de la condensation de la vapeur d'eau dans l'air et de son refroidissement au contact des parois. En effet, l'échangeur externe travaillant en évaporateur présente une température inférieure à la température de l'air extérieur, et lorsque l'air extérieur présente une température avoisinant 0°C, l'évaporateur externe présente une température inférieure à 0°C. L'eau contenue dans l'air qui se condense sur l'évaporateur se transforme alors en givre. -3- Ceci a pour effet de diminuer significativement l'efficacité du système de conditionnement d'air. Dans le cas d'un système de conditionnement d'air direct, une solution consiste à utiliser l'échangeur externe en face avant en mode condenseur. Pour ce faire, la boucle de conditionnement est communément utilisée en mode climatisation de sorte que l'échangeur externe en mode condenseur est traversé par des gaz chauds ; ce qui permet le dégivrage. Toutefois, cette solution provoque un inconfort thermique pour un utilisateur dans le cas d'un système dit direct utilisant un condenseur interne dans l'installation de 10 ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. Un refroidissement peut être ressenti dans l'habitacle. Pour compenser ce problème, une résistance sur l'air peut être rajoutée, ce qui peut augmenter le coût du système de façon non négligeable. Par ailleurs, dans un système direct, l'échangeur externe de la face avant 15 travaillant en évaporateur en mode de pompe à chaleur est également apte à travailler en condenseur en mode climatisation, il est nécessaire de placer cet échangeur externe en amont d'un radiateur dit haute température du système de conditionnement d'air permettant de refroidir le moteur thermique. En effet le radiateur haute température peut atteindre 100°C de sorte qu'un agencement de l'échangeur externe en aval du radiateur 20 haute température, impacterait fortement le fonctionnement en mode de climatisation puisque l'échangeur externe travaillant cette fois en condenseur ne pourrait plus suffisamment échanger avec le flux d'air extérieur. Les termes « amont » et « aval » sont ici utilisés selon le sens d'écoulement du flux d'air extérieur. Au contraire, dans le système indirect, l'échangeur externe de la face avant peut 25 être utilisé en évaporateur et peut ne plus être utilisé en tant que condenseur, la partie condensation du mode de climatisation pouvant alors être assuré par la combinaison du condenseur à eau, d'un radiateur de refroidissement du circuit de fluide caloporteur, et éventuellement d'un échangeur de sous-refroidissement du fluide réfrigérant. Dans ce cas l'échangeur externe peut être agencé en aval du radiateur haute 30 température selon le sens d'écoulement du flux d'air extérieur, et ce radiateur haute -4- température joue un rôle de « masque chaud ». Autrement dit, lorsque l'évaporateur externe en face avant est givré, le moteur thermique peut être démarré, le radiateur haute température monte alors en température et le flux d'air chaud ayant traversé le radiateur haute température peut dégivrer l'évaporateur externe en le traversant. Le radiateur haute température permet donc de dégivrer l'évaporateur grâce aux pertes thermiques dégagées par le moteur thermique. Par ailleurs, lorsque l'habitacle est déjà chaud il peut être intéressant de piloter le système de conditionnement d'air en un mode de recyclage, c'est-à-dire de recirculation du flux d'air provenant de l'habitacle. En effet, au lieu d'être expulsé vers l'extérieur, le flux d'air provenant de l'habitacle est récupéré et chauffé de nouveau. Dans ce cas, l'échangeur thermique externe travaillant en évaporateur peut ne plus être utilisé pour récupérer de la chaleur du flux d'air extérieur puisque de l'énergie de l'habitacle est récupérée.

Cependant, avec un tel mode de recyclage ou de recirculation, il existe un risque d'apparition de buée sur les vitres du véhicule, notamment sur le pare-brise. En effet, la présence des passagers dans l'habitacle contribue à charger le flux d'air recyclé en humidité qui, après un certain temps d'utilisation, se condense sur les vitres dès lors que la température extérieure permet d'atteindre le point de rosée.

Un but de la présente invention est de pallier au moins partiellement ces inconvénients de l'art antérieur. 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 un circuit de fluide caloporteur, ledit circuit de fluide réfrigérant comprenant : 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 conjointement avec le circuit de fluide caloporteur, un condenseur à eau pour une -5- 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 évaporateur relié à la sortie du condenseur à eau et agencé au niveau d'un extracteur d'air dudit véhicule apte à évacuer un flux d'air provenant de l'habitacle vers l'extérieur dudit véhicule, et au moins un organe de détente agencé en amont de l'évaporateur selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. En ajoutant un évaporateur au niveau d'un ou des extracteur(s) d'air du véhicule, à savoir une installation permettant d'évacuer l'air provenant de l'habitacle vers l'extérieur, le système de conditionnement d'air dit indirect piloté en un mode de pompe à chaleur ou de déshumidification répondant à un besoin de chauffage de l'habitacle, présente l'avantage de ne pas consommer beaucoup d'énergie. En effet, on récupère de la chaleur du flux d'air provenant de l'habitacle lorsqu'il est évacué vers l'extérieur.

Cette solution présente donc les avantages d'un mode de recyclage d'une pompe à chaleur classique sans en présenter les inconvénients, puisqu'il n'y a pas de risques d'embuage du pare brise dû au fait qu'au bout d'un certain temps de circulation du flux d'air dans l'habitacle, cet air peut se gorger d'eau. En outre, l'organe de détente agencé en amont de l'évaporateur permet 20 d'abaisser la température et la pression du fluide réfrigérant avant l'évaporation permettant de récupérer des calories du flux d'air déjà chaud provenant de l'habitacle. Selon un aspect de l'invention, le circuit de fluide réfrigérant comprend un détendeur en amont et un détendeur en aval de l'évaporateur au niveau des extracteurs 25 dudit véhicule selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, permettant une double détente du fluide réfrigérant. Une double détente est ajoutée afin d'éviter tout risque de givrage de l'évaporateur au niveau des extracteurs d'air. Les détendeurs sont dimensionnés de telle sorte que la température de l'évaporateur ne puisse pas descendre en dessous d'une température seuil prédéfini, par 30 exemple de l'ordre de 3°C. Cette double détente permet d'éviter que dans certaines -6- conditions climatiques la température de l'évaporateur ne descende à des températures négatives ; dans ce cas l'eau qui se condense sur l'évaporateur se transformerait en givre et empêcherait la circulation de l'air.

Ledit système de conditionnement d'air peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : ledit système comprend une vanne de commande agencée en amont de l'évaporateur selon le sens de circulation du fluide réfrigérant sur une conduite de circulation entre l'évaporateur et le condenseur à eau ; cette vanne de commande permet d'autoriser ou non la circulation du fluide réfrigérant à travers l'évaporateur au niveau des extracteurs d'air, permettant de récupérer de l'énergie du flux d'air provenant de l'habitacle lorsque l'habitacle est chaud, et pour répondre à un besoin de chauffage, le circuit de fluide réfrigérant comprend un compresseur et la sortie de l'évaporateur est reliée à l'entrée du compresseur, le premier échangeur thermique du circuit de fluide réfrigérant est un évaporateur, le deuxième échangeur thermique du circuit de fluide réfrigérant est un évaporateur, le deuxième échangeur thermique du circuit de fluide réfrigérant est agencé pour une circulation du fluide réfrigérant sensiblement parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique du circuit de fluide réfrigérant, le circuit de fluide caloporteur comprend un échangeur thermique pour chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle agencé en aval du deuxième échangeur thermique du circuit de fluide réfrigérant 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, l'échangeur thermique pour chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle est agencé en aval du condenseur à eau selon le sens de circulation du fluide caloporteur. L'invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou 30 climatisation comportant un système de conditionnement thermique d'un flux d'air tel -7- que défini précédemment. 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 5 limitatif, et des figures annexées parmi lesquelles : la figure 1 représente un système de conditionnement d'air selon l'invention, la figure 2 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un mode de climatisation, la figure 3 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un premier mode 10 de pompe à chaleur, la figure 4 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un deuxième mode de pompe à chaleur, la figure 5 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un troisième mode de pompe à chaleur, 15 la figure 6 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un premier mode de déshumidification, la figure 7 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un deuxième mode de déshumidification, la figure 8 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un troisième mode 20 de déshumidification, la figure 9 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un quatrième mode de déshumidification, et la figure 10 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un cinquième mode de déshumidification. 25 Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références. La figure 1 représente de façon schématique et simplifiée un système de conditionnement 1 d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour 30 véhicule automobile. -8- Un tel système de conditionnement 1 permet de modifier les paramètres de l'air 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 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 de 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 destination de l'habitacle du véhicule pour le rafraîchir, ou encore au moins un mode déshumidification pour obtenir un flux d'air sec avant de le distribuer dans l'habitacle. De tels modes seront décrits plus en détail par la suite.

Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le système de 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. 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. 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 1, le circuit de fluide réfrigérant -9- 3 comprend : un compresseur 7, un premier échangeur thermique 8, pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur FE, ici un premier évaporateur 8, un deuxième échangeur thermique 9, agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule, ici un deuxième évaporateur 9, et un évaporateur 10, ici un troisième évaporateur 10, agencé au niveau d'un ou des extracteur(s) d'air du véhicule pour évacuer le flux d'air provenant de l'habitacle vers l'extérieur, et au moins un organe de détente 11, 11' associé à l'évaporateur 10 au niveau des extracteurs d'air. Le circuit de fluide réfrigérant 3 peut comporter également une vanne de commande 12 agencée en amont de l'évaporateur 10 au niveau des extracteurs d'air selon le sens de circulation du fluide réfrigérant afin d'autoriser ou interdire la 15 circulation du fluide réfrigérant à travers l'évaporateur 10. De plus, on peut prévoir que le circuit de fluide réfrigérant comporte un échangeur de sous-refroidissement 13, également appelé sous-refroidisseur ou « subcooler » en anglais, apte à sous refroidir le fluide réfrigérant en phase liquide. Le circuit de fluide réfrigérant 3 peut comprendre également un circuit de 20 contournement 14 de l'échangeur de sous-refroidissement 13. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte en outre un condenseur 15. Selon le mode de réalisation illustré, le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte conjointement avec le circuit de fluide caloporteur 5 le condenseur 15 pour une condensation du fluide réfrigérant avec un échange thermique avec le fluide caloporteur. Le fluide caloporteur 25 étant par exemple de l'eau, on parle de condenseur à eau ou « water condenser » en anglais. Une bouteille de stockage 16 du fluide réfrigérant peut être prévue en série avec le condenseur à eau 15. La bouteille de stockage 16 permet de stocker le fluide réfrigérant liquide afin de compenser d'éventuelles variations de volume. 30 -10- 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 figures.

Le compresseur 7 est apte à recevoir le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 8 et/ou du deuxième évaporateur 9 et/ou du troisième évaporateur 10. 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 10 réfrigérant, tel qu'illustré schématiquement par le sigle « HP » au-dessus des canalisations sur les figures. Le premier échangeur thermique 8, ici un premier évaporateur 8, est par exemple agencé dans le véhicule au niveau de la face avant du véhicule pour être traversé par un 15 flux d'air FE en provenance de l'extérieur du véhicule. On parle également d'échangeur externe ou dans l'exemple décrit d'évaporateur externe. En fonctionnement, le fluide réfrigérant s'évapore dans le premier évaporateur 8, et en s'évaporant le fluide réfrigérant absorbe la chaleur du flux d'air FE traversant le premier évaporateur 8. 20 Un premier organe de détente 17 est par exemple agencé en série avec le premier évaporateur 8. Plus précisément, le premier organe de détente 17 est agencé en amont du premier évaporateur 8 dans le sens de circulation du fluide réfrigérant notamment dans au moins un mode pompe à chaleur, ou encore au moins un mode de déshumidification tels que décrits par la suite. 25 En effet, dans au moins 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 17 avant de circuler dans le premier évaporateur 8, de façon à abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant avant l'évaporation. 30 -11- En ce qui concerne le deuxième échangeur thermique 9, 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 9 est selon le mode de réalisation décrit un 5 deuxième évaporateur. On parle généralement d'évaporateur interne. En fonctionnement, le fluide réfrigérant entrant dans le deuxième évaporateur 9 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 à destination de l'habitacle. Le deuxième évaporateur 9 peut être agencé de façon à permettre une circulation 10 du fluide réfrigérant en son sein sensiblement parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 8, en termes de circulation de fluide. De plus, un deuxième organe de détente 18 est agencé en série avec le deuxième évaporateur 9. Plus précisément, le deuxième organe de détente 18 est agencé en amont du deuxième évaporateur 9 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. 15 Par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend en outre un premier point de raccordement 20 agencé à la sortie du premier évaporateur 8 et à la sortie du deuxième évaporateur 9, pour canaliser le fluide réfrigérant vers le compresseur 7. 20 Le troisième évaporateur 10 est quant à lui agencé au niveau des extracteurs du véhicule de manière à être traversé par le flux d'air expulsé vers l'extérieur du véhicule. Le troisième évaporateur 10 est dans ce cas par exemple agencé à l'arrière du véhicule. En fonctionnement, le fluide réfrigérant s'évapore dans le troisième évaporateur 10 et en s'évaporant le fluide réfrigérant absorbe la chaleur du flux d'air expulsé vers 25 l'extérieur. Ainsi, au lieu de perdre la chaleur du flux d'air provenant de l'habitacle en l'évacuant vers l'extérieur, on récupère cette chaleur pour la réinjecter dans le circuit de fluide caloporteur via le condenseur à eau 15 comme décrit par la suite. Le troisième évaporateur 10 peut être agencé de façon à permettre une circulation du fluide réfrigérant en son sein sensiblement parallèle à la circulation du 30 fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 8 et dans le deuxième évaporateur 9, en -12- termes de circulation de fluide. Un organe de détente 11 agencé en amont du troisième évaporateur 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant permet d'abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant avant évaporation.

Un deuxième organe de détente 11' peut être agencé en série avec le troisième évaporateur 10, dans ce cas en aval du troisième évaporateur 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Le premier organe de détente 11 et le deuxième organe de détente 11' associés au troisième évaporateur 10 permettent donc une double détente. La double détente maintient le troisième évaporateur 10 à une température prédéfinie, par exemple de l'ordre de 3°C, ou supérieure à cette température. Cela évite le givrage du troisième évaporateur 10. En effet, si le troisième évaporateur 10 atteint une température inférieure à cette température, en particulier inférieure à 0°C, l'eau contenue dans l'air qui se condense sur le troisième évaporateur 10 peut se transformer en givre et obstruer les passages de flux d'air à travers le troisième évaporateur 10. La double détente est donc particulièrement avantageuse en cas de température extérieure basse pour éviter le risque de givrage du troisième évaporateur 10. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte par exemple un deuxième point de 20 raccordement 21 reliant le troisième évaporateur 10 au condenseur à eau 15. Le deuxième point de raccordement 21 est par exemple agencé en aval du condenseur à eau 15 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant 3 peut comporter de plus un troisième point de raccordement 22 agencé en amont du compresseur 7 selon le sens de circulation du 25 fluide réfrigérant. Ce troisième point de raccordement 22 est apte à canaliser le fluide réfrigérant en sortie du premier et/ou deuxième évaporateur(s) 8, 9 en aval du premier point de raccordement 20 ainsi que le fluide réfrigérant en sortie du troisième évaporateur 10. 30 En ce qui concerne l'échangeur de sous-refroidissement 13, il est agencé à -13- l'avant du véhicule pour être traversé par le flux d'air extérieur FE. L'échangeur de sous-refroidissement 13 est également en série avec le condenseur à eau 15 en termes de circulation de fluide réfrigérant. Il s'agit dans ce cas d'un échangeur de sous-refroidissement externe. Cet 5 échangeur de sous-refroidissement 13 est aussi appelé condenseur extérieur. 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. En fonctionnement, le fluide réfrigérant circulant dans l'échangeur de sous-refroidissement 13 évacue de l'énergie vers l'extérieur en cédant des calories au flux d'air extérieur FE traversant 10 l'échangeur de sous-refroidissement 13. 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. 15 Le circuit de contournement 14 de l'échangeur de sous refroidissement 13, permet de former un by-pass pour que le fluide réfrigérant ne subisse pas de sous-refroidissement en sortie du condenseur à eau 15. Un tel circuit de contournement 14 est donc destiné à permettre ou empêcher une 20 circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur de sous-refroidissement 13. En particulier, dans un mode de pompe à chaleur ou de déshumidification nécessitant de réchauffer l'habitacle le fluide réfrigérant peut by-passer / contourner l'échangeur de sous refroidissement 13. Bien entendu, le système de conditionnement d'air 1 pourrait être piloté de sorte 25 que le fluide réfrigérant circule en parallèle dans l'échangeur de sous-refroidissement 13 et dans le circuit de contournement 14. En particulier, le circuit de contournement 14 comporte une branche de contournement de l'échangeur de sous-refroidissement 13 apte à relier le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 au premier évaporateur 8 et/ou au deuxième 30 évaporateur 9. -14- À cet effet, le circuit de fluide réfrigérant 3 peut comporter un quatrième point de raccordement 23 raccordé d'une part à la branche de contournement et d'autre part à l'échangeur de sous-refroidissement 13, de manière à pouvoir diriger le fluide réfrigérant condensé vers l'échangeur de sous-refroidissement 13 et/ou vers la branche de contournement pour by-passer l'échangeur de sous-refroidissement 13. Le quatrième point de raccordement 23 est par exemple relié au deuxième point de raccordement 21 en aval du condenseur à eau 15 selon la circulation du fluide réfrigérant. Par ailleurs, le circuit de contournement 14 peut comporter une vanne de commande 26 sur la branche de contournement. La vanne de commande 26 est apte à autoriser ou interdire la circulation du fluide réfrigérant à travers la branche de contournement puis à travers le premier échangeur thermique 8 et/ou le deuxième évaporateur 9. Selon le mode de réalisation illustré, la vanne de commande 26 est agencée sur la branche de contournement en amont du premier évaporateur 8 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. À titre d'exemple, la vanne trois-voies 26 est agencée sur la conduite de circulation du fluide réfrigérant entre le premier évaporateur 8 et le deuxième évaporateur 9. Il s'agit par exemple d'une vanne trois-voies 26 comprenant : une première voie 26a reliée au point de raccordement 23 entre l'échangeur de sous- refroidissement 13 et le circuit de contournement 14, une deuxième voie 26b reliée au premier évaporateur 8, et une troisième voie 26c reliée au deuxième évaporateur 9. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend encore dans cet exemple un 25 cinquième point de raccordement 27 raccordé à la branche de contournement pour bypas ser l'échangeur de sous-refroidissement 13, à la sortie de l'échangeur de sous-refroidissement 13 et à l'entrée du deuxième évaporateur 9. Le circuit de fluide réfrigérant 3 peut en outre comporter au moins un clapet 30 anti-retour 28a, 28b. -15- 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 évaporateur 8 et le point de raccordement 20 raccordé au compresseur 7. Ce premier clapet anti-retour 28a est apte à empêcher un retour de fluide 5 réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 9 vers le premier évaporateur 8. Le fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 9 est donc dirigé obligatoirement vers le compresseur 7. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte selon le mode de réalisation illustré, un deuxième clapet anti-retour 28b agencé sur la conduite de circulation du fluide 10 réfrigérant entre l'échangeur de sous-refroidissement 13 et le cinquième point de raccordement 27. Le 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 au cinquième point de raccordement 27 est donc dirigé obligatoirement vers le 15 deuxième évaporateur 9 avant de rejoindre le compresseur 7. Par ailleurs, selon l'agencement représenté sur la figure 1, le condenseur à eau 15 est agencé en sortie du compresseur 7. En fonctionnement, le condenseur à eau 15 reçoit le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud qui cède de la chaleur au fluide 20 caloporteur. Circuit de fluide caloporteur En ce qui concerne le circuit de fluide caloporteur 5, ce dernier comporte un échangeur thermique 31 agencé de manière à conditionner, plus précisément chauffer, le 25 flux d'air à destination de l'habitacle. Il s'agit par exemple d'un radiateur de chauffage couramment appelé « heater core » en anglais. Selon le mode de réalisation illustré, le radiateur de chauffage 31 est agencé en aval du deuxième évaporateur 9 du circuit de fluide réfrigérant 3, selon le sens 30 d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule. -16- Cet agencement est en particulier intéressant pour déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle par exemple en le refroidissant par passage dans le deuxième évaporateur 9 avant de chauffer ce flux d'air par passage dans le radiateur de chauffage 31 du circuit de fluide caloporteur 5.

Le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter un échangeur thermique additionnel optionnel 33, par exemple par chauffage par résistance électrique. L'échangeur thermique additionnel électrique 33 peut être agencé en série entre le condenseur à eau 15 et le radiateur de chauffage 31. En particulier, l'échangeur thermique additionnel électrique 33 est agencé en aval du condenseur à eau 15 et en amont du radiateur de chauffage 31, dans le sens d'écoulement du fluide caloporteur, par exemple dans au moins un mode de pompe à chaleur, ou au moins un mode de déshumidification du système de conditionnement d'air 1.

Le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter de plus un radiateur 35, tel qu'un radiateur de refroidissement 35, agencé en face avant du véhicule. Il s'agit d'un radiateur dit basse-température apte à refroidir le fluide caloporteur, et par conséquence à refroidir le condenseur à eau 15. Le radiateur de refroidissement 35 est en outre agencé en amont du premier 20 évaporateur 8, selon le sens d'écoulement du flux d'air extérieur. Le circuit de fluide caloporteur 5 peut également comporter un radiateur dit haute température 36, apte à récupérer de la chaleur du moteur thermique MT par circulation du fluide caloporteur éventuellement mis en circulation par une pompe 37'. 25 Le radiateur de refroidissement 35 peut également être agencé en amont du radiateur dit haute température 36 du circuit de fluide caloporteur 5, selon le sens d'écoulement du flux d'air extérieur. En particulier, le radiateur haute température 36 peut être agencé en amont du premier évaporateur 8 de façon à permettre le dégivrage de ce dernier. En effet, grâce 30 aux pertes thermiques du moteur thermique MT lorsqu'il est mis en marche, le flux -17- d'air extérieur FE traversant le radiateur haute température 36 peut être chauffé avant son passage à travers l'évaporateur externe 8. En outre, le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter une pompe 37 pour la 5 circulation du fluide caloporteur vers le condenseur à eau 15, en particulier provenant du radiateur de chauffage 31 et/ou du radiateur de refroidissement 35. 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 10 vanne de commande 41, permettant de diriger le fluide caloporteur vers le radiateur de chauffage 31 et/ou vers le radiateur de refroidissement 35, selon le mode de fonctionnement du système de conditionnement 1. Pour ce faire, la première vanne de commande 39 est agencée en amont du radiateur de refroidissement 35 dit basse-température selon le sens de circulation du 15 fluide caloporteur par exemple dans un mode de climatisation. La deuxième vanne de commande 41 est quant à elle agencée en amont du radiateur de chauffage 31 selon le sens de circulation du fluide caloporteur par exemple dans un mode de pompe à chaleur ou de déshumidification. La première vanne de commande 39 du circuit de fluide caloporteur 5 est par 20 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. La circulation du fluide caloporteur dans le radiateur de refroidissement 35 ou le radiateur de chauffage 31 est ainsi placée sous la dépendance de la première vanne de 25 commande 39 et de la deuxième vanne de commande 41 du circuit de fluide caloporteur 5. 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 30 additionnel 33. -18- Le point de raccordement 43 du circuit de fluide caloporteur 5 est également connecté d'une part à la première vanne de commande 39 et d'autre part à la deuxième vanne de commande 41. 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 encore dans au moins un mode de déshumidification comme cela sera décrit par la suite. Un autre point de raccordement 45 agencé par exemple en amont de la pompe 37 10 et du condenseur à eau 15 selon le sens de circulation du fluide caloporteur, permet de canaliser le fluide caloporteur en sortie du radiateur de chauffage 31 et/ou du radiateur de refroidissement 35 vers le condenseur à eau 15. Enfin, le système de conditionnement 1 peut aussi comprendre un échangeur 15 thermique additionnel (non représenté), par exemple par résistance électrique à coefficient de 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 dit sur l'air. L'échangeur thermique additionnel (non représenté) peut dans ce cas être agencé 20 en aval du 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, des modes de 25 pompe à chaleur, ou de déshumidification. 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 30 de l'habitacle du véhicule. -19- Selon le mode de climatisation, 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 9. Le flux d'air à destination de l'habitacle traversant le deuxième évaporateur 9 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 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 condenseur à eau 15 quitte le condenseur à eau 15 et circule ensuite de la bouteille de stockage 16 vers l'échangeur de sous-refroidissement externe 13 en circulant par exemple au préalable vers le deuxième point de raccordement 21 puis le quatrième point de raccordement 23 du circuit de fluide réfrigérant 3. Le fluide réfrigérant est donc dirigé vers l'échangeur de sous-refroidissement 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. L'échangeur de sous refroidissement externe 13 reçoit le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 pour un sous-refroidissement du fluide réfrigérant par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE. Ceci permet d'évacuer des calories 25 vers l'extérieur. Le fluide réfrigérant éventuellement sous-refroidi après condensation est dirigé vers le deuxième évaporateur 9. Plus précisément, le fluide réfrigérant circule en série dans le deuxième organe de détente 18 puis dans le deuxième évaporateur 9. La détente permet d'abaisser la 30 pression et la température du fluide réfrigérant. -20- Lors du passage dans le deuxième évaporateur 9, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air à destination de l'habitacle traversant le deuxième évaporateur 9. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième évaporateur 9 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 9 et retourne dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant.

Entre le deuxième organe de détente 18 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 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 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 fluide caloporteur refroidi quitte le radiateur de refroidissement 35 pour être dirigé de 25 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. 30 -21- Premier mode de pompe à chaleur On décrit en référence à la figure 3, un premier mode de pompe à chaleur, correspondant à un besoin de chauffage de l'habitacle du véhicule. Selon ce premier mode de pompe à chaleur, on réalise après condensation du 5 fluide réfrigérant une évaporation avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur FE au sein du premier évaporateur 8. Ainsi en face avant, le fluide réfrigérant absorbe des calories du flux d'air extérieur FE avant de les céder au fluide caloporteur dans le condenseur à eau 15. Le fluide caloporteur réchauffé cède également de la chaleur au flux d'air à 10 destination de l'habitacle traversant le radiateur de chauffage 31. Ainsi, selon ce premier mode de pompe à chaleur, 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. 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. Le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant quittent respectivement le condenseur à eau 15. 20 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 16. Le fluide réfrigérant peut circuler de la bouteille de stockage 16 vers le deuxième point de raccordement 21 du circuit de fluide réfrigérant 3 en aval du 25 condenseur à eau 15 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, le troisième point de raccordement 23, circuler dans le circuit de contournement 14 de l'échangeur de sous-refroidissement 13, et être dirigé vers la vanne de commande 26. La vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant peut être pilotée en position OFF. 30 Dans cet exemple, la vanne de commande 26 est pilotée en position -22- d'autorisation de circulation du fluide réfrigérant vers le premier évaporateur 8 et d'interdiction de circulation du fluide réfrigérant vers le deuxième évaporateur 9. À cet effet, la première voie 26a et la deuxième voie 26b de la vanne trois-voies 26 sont ouvertes, de sorte que le fluide réfrigérant peut être dirigé vers le premier 5 évaporateur 8 en subissant une détente en amont. La troisième voie 26c de la vanne trois-voies 26 est fermée. Lors du passage du fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 8, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air extérieur FE traversant le premier évaporateur 8. Le premier évaporateur 8 permet ainsi de récupérer de l'énergie 10 du flux d'air extérieur FE. Ceci permet de récupérer une énergie suffisante de l'extérieur de l'installation, qui est additionnée à l'énergie du compresseur 7 pour réchauffer le fluide caloporteur au niveau du condenseur à eau 15 et améliorer l'énergie apportée au niveau du radiateur de chauffage 31. 15 Le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 8 peut être canalisé au premier point de raccordement 20 et retourner 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 premier point de raccordement 20 entre les deux évaporateurs 8, 9 ne 20 retourne dans le premier évaporateur 8 en face avant au lieu de circuler vers le compresseur 7. En ce qui concerne le fluide caloporteur, ce dernier est par exemple mis en mouvement par la pompe 37. 25 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 éventuellement être réchauffé de nouveau par l'échangeur thermique additionnel 33. Par la commande de la deuxième vanne de commande 41 du circuit de fluide 30 caloporteur 5, le fluide caloporteur peut circuler à travers le radiateur de chauffage 31, -23- dans lequel le fluide caloporteur cède des calories au flux d'air à destination de l'habitacle traversant le radiateur de chauffage 31. 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 5 de fluide caloporteur 5 et non directement par le fluide réfrigérant. Le flux d'air à destination de l'habitacle peut éventuellement passer à travers un échangeur thermique additionnel (non représenté) 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. 10 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 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 15 la pompe 37. Le premier mode de pompe à chaleur décrit ci-dessus peut notamment être utilisé lorsque l'habitacle est froid et qu'il n'y a pas encore d'énergie à récupérer de l'habitacle. Il peut s'agir par exemple d'un mode de déclenchement de chauffage. 20 Deuxième mode de pompe à chaleur Le deuxième mode de pompe à chaleur schématisé sur la figure 4 diffère du premier mode de pompe à chaleur en ce que le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 est envoyé en parallèle dans le premier évaporateur 8 externe et dans le 25 troisième évaporateur 10 au niveau des extracteurs. Dans ce cas, la vanne de commande 26 est pilotée pour autoriser la circulation du fluide réfrigérant vers le premier évaporateur 8 et non vers le deuxième évaporateur 9. Pour ce faire, les première et deuxième voies 26a et 26b peuvent être ouvertes tandis que la troisième voie 26c est fermée. 30 Et, arrivé au deuxième point de raccordement 21, le fluide réfrigérant est -24- également dirigé vers le troisième évaporateur 10 ; la vanne de commande 12 en amont du troisième évaporateur 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant peut être pilotée en position ON. En outre, le fluide réfrigérant circulant vers le troisième évaporateur 10, subit une détente qui abaisse sa température et sa pression par exemple à une première pression P1 avant de passer dans le troisième évaporateur 10. Le fluide réfrigérant s'évapore alors en absorbant la chaleur du flux d'air provenant de l'habitacle et évacué vers l'extérieur qui le traverse. En sortie du troisième évaporateur 10, le fluide réfrigérant peut subir une 10 nouvelle détente qui abaisse sa pression à une deuxième pression P2 inférieure à la première pression Pl. Le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 8 et le fluide réfrigérant en sortie du troisième évaporateur 10 peut être canalisé au troisième point de raccordement 22 du circuit de fluide réfrigérant pour retourner dans le compresseur 7 et recommencer 15 un cycle réfrigérant. Le fluide caloporteur peut circuler de façon identique au premier mode de pompe à chaleur. 20 Le deuxième mode de pompe à chaleur est donc intéressant lorsqu'il y a un besoin de chauffage important par exemple pour des températures d'air extérieur inférieures à 0°C, et que l'habitacle est déjà chaud de façon à pouvoir récupérer de l'énergie de l'habitacle au niveau des extracteurs grâce au troisième évaporateur 10. 25 Troisième mode de pompe à chaleur Un troisième mode de pompe à chaleur est illustré de façon schématique sur la figure 5. Ce troisième mode de pompe à chaleur diffère du deuxième mode de pompe à chaleur par le fait que le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 est dirigé uniquement vers le troisième évaporateur 10 et non plus également vers le premier 30 évaporateur 8 en face avant. Dans ce cas, les trois voies 26a, 26b, 26c de la vanne de -25- commande 26 peuvent être fermées. Ce troisième mode de pompe à chaleur permet de récupérer les calories provenant de l'habitacle grâce au troisième évaporateur 10 au niveau des extracteurs. Ce mode peut être utilisé par exemple lorsque l'habitacle est déjà chaud et que le besoin de chauffage n'est pas très important, par exemple pour des températures supérieures à 0°C, de sorte qu'il n'est pas requis de récupérer de calories en face avant comme dans le deuxième mode de pompe à chaleur. Premier mode de déshumidification Un premier mode de déshumidification permettant de déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle est schématisé sur la figure 6. Selon ce premier mode de déshumidification, le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 est dirigé en parallèle vers le premier évaporateur 8 en face avant, vers le deuxième évaporateur 9 interne et vers le troisième évaporateur 10 au niveau des 15 extracteurs. Ce mode de pilotage combine donc le mode de pilotage précédemment décrit en référence avec la figure 4 avec en outre une évaporation du fluide réfrigérant au sein de l'évaporateur interne 9. Dans cet exemple, la vanne de commande 26 est pilotée en position 20 d'autorisation de circulation du fluide réfrigérant vers le premier évaporateur 8 et le deuxième évaporateur 9. À cet effet, la première voie 26a, la deuxième voie 26b et la troisième voie 26c de la vanne trois-voies 26 sont ouvertes, de sorte que le fluide réfrigérant peut être dirigé vers le premier évaporateur 8 en subissant une détente en amont et en parallèle 25 vers le deuxième évaporateur 9 en subissant une détente en amont. Lors du passage du fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 8, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air extérieur FE traversant le premier évaporateur 8. Le premier évaporateur 8 permet ainsi de récupérer de l'énergie du flux d'air extérieur FE. 30 Au sein du deuxième évaporateur 9 dit interne, le fluide réfrigérant s'évapore en -26- absorbant la chaleur du flux d'air à destination de l'habitacle qui le traverse. Ceci permet de récupérer une énergie suffisante aussi bien de l'extérieur qu'à l'intérieur de l'installation, qui est additionnée à l'énergie du compresseur 7 pour réchauffer le fluide caloporteur au niveau du condenseur à eau 15 et améliorer l'énergie 5 apportée au niveau du radiateur de chauffage 31. Le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 8 ainsi que le fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 9 peut être canalisé au premier point de raccordement 20 et retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. 10 Le premier clapet anti-retour 28a peut empêcher que le fluide réfrigérant arrivant au niveau du premier point de raccordement 20 entre les deux évaporateurs 8, 9 ne retourne dans le premier évaporateur 8 en face avant au lieu de circuler vers le compresseur 7. De plus, le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 arrivant au 15 deuxième point de raccordement 21 est également dirigé vers le troisième évaporateur 10. Pour ce faire la vanne de commande 12 en amont du troisième évaporateur 10 peut être pilotée en position ON pour permettre la circulation du fluide réfrigérant vers le troisième évaporateur 10. En outre, le fluide réfrigérant au niveau des extracteurs d'air peut subir une 20 double détente en amont et en aval du troisième évaporateur 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Plus précisément, le fluide réfrigérant peut subir une première détente en amont du troisième évaporateur 10 qui abaisse la pression du fluide réfrigérant à une première pression Pl, et en aval du troisième évaporateur 10 une deuxième détente qui abaisse la pression du fluide réfrigérant après évaporation à une 25 deuxième pression P2 inférieure à la première pression Pl. Comme dit précédemment, cette double détente permet une différence de pression pour maintenir le troisième évaporateur 10 à une température égale ou supérieure à une température seuil, par exemple de l'ordre de 3°C. Cette double détente est intéressante en cas de température extérieure basse. 30 Dans ce cas, le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 8 est -27- également à une pression sensiblement égale à la deuxième pression P2 avant de retourner dans le compresseur 7. On récupère ainsi de l'énergie à la fois de l'extérieur en face avant, à l'intérieur de l'installation, et aussi du flux d'air provenant de l'habitacle évacué au niveau des 5 extracteurs d'air du véhicule. Ce premier mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour une température extérieure basse et lorsque l'habitacle est déjà chaud. Deuxième mode de déshumidification 10 Un deuxième mode de déshumidification est schématisé sur la figure 7. Selon ce deuxième mode de déshumidification, le fluide réfrigérant après avoir circulé dans le condenseur à eau 15 est dirigé vers le deuxième évaporateur 9 dit évaporateur interne et vers le troisième évaporateur 10 mais pas vers le premier évaporateur 8 dit évaporateur externe. Dans ce cas, la deuxième voie 26b de la vanne de 15 commande 26 peut être fermée. Ce deuxième mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour répondre à un fort besoin de déshumidification avec une température extérieure moyennement basse, par exemple de l'ordre de 10°C. Pour une telle température extérieure, on peut prévoir que le fluide réfrigérant au 20 niveau des extracteurs ne subisse qu'une détente en amont du troisième évaporateur 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant et non forcément une double détente. Troisième mode de déshumidification On a représenté de façon schématique sur la figure 8, un troisième mode de 25 déshumidification, qui diffère du deuxième mode de déshumidification par le fait que le fluide réfrigérant après avoir circulé dans le condenseur à eau 15 est dirigé uniquement vers le deuxième évaporateur 9 dit évaporateur interne et non plus également vers le troisième évaporateur 10. Dans ce cas, la vanne de commande 12 en amont du troisième évaporateur 10 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant peut être en position 30 OFF. -28- Ce troisième mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour répondre à un fort besoin de déshumidification, pour une température extérieure modérée par exemple entre 10°C et 15°C.

Quatrième mode de déshumidification Un quatrième mode de déshumidification est représenté de façon schématique sur la figure 9. Ce quatrième mode de déshumidification diffère du troisième mode de déshumidification par le fait que le fluide réfrigérant après avoir circulé dans le condenseur à eau 15 et avant de circuler dans le deuxième évaporateur 9 dit évaporateur interne circule à travers l'échangeur de sous-refroidissement 13. Dans ce cas, la vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant peut être en position ON tandis que les voies 26a, 26b, 26c de la vanne de commande 26 sont fermées.

Le sous-refroidissement du fluide réfrigérant en face avant permet d'évacuer des calories vers l'extérieur. Ce quatrième mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour répondre à un fort besoin de déshumidification avec une température extérieure dite douce par exemple de l'ordre de 15°C à 20°C.

Cinquième mode de déshumidification Un cinquième mode de déshumidification est représenté sur la figure 10. Ce cinquième mode de déshumidification diffère du premier mode de déshumidification par le fait que le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15 n'est plus dirigé vers le troisième évaporateur 10 mais uniquement vers le premier évaporateur externe 8 et vers le deuxième évaporateur interne 9. Selon ce cinquième mode de déshumidification, on réalise après condensation du fluide réfrigérant une évaporation avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur FE au sein du premier évaporateur 8 suivi d'une évaporation 30 interne au sein du deuxième évaporateur 9. -29- Ainsi en face avant, le fluide réfrigérant absorbe des calories du flux d'air extérieur FE avant de les céder au fluide caloporteur dans le condenseur à eau 15. Le fluide caloporteur réchauffé cède également de la chaleur au flux d'air à destination de l'habitacle traversant le radiateur de chauffage 31.

Ainsi selon ce cinquième mode de déshumidification, le fluide réfrigérant peut circuler de la bouteille de stockage 16 vers le deuxième point de raccordement 21 du circuit de fluide réfrigérant 3 en aval du condenseur à eau 15 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Par exemple, la vanne de commande 12 en amont du troisième évaporateur 10 10 est pilotée ne position OFF de sorte que le fluide réfrigérant arrivé au deuxième point de raccordement 21, n'est pas dirigé vers le troisième évaporateur 10 mais vers le troisième point de raccordement 23 et la vanne de commande 26. La vanne de commande 25 en amont de l'échangeur de sous-refroidissement 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant peut être pilotée en position OFF.

15 Dans cet exemple, la vanne de commande 26 est pilotée en position d'autorisation de circulation du fluide réfrigérant vers le premier évaporateur 8 et le deuxième évaporateur 9. À cet effet, la première voie 26a, la deuxième voie 26b et la troisième voie 26c de la vanne trois-voies 26 sont ouvertes, de sorte que le fluide réfrigérant peut être 20 dirigé vers le premier évaporateur 8 en subissant une détente en amont et en parallèle vers le deuxième évaporateur 9 en subissant une détente en amont. Lors du passage du fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 8, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air extérieur FE traversant le premier évaporateur 8. Le premier évaporateur 8 permet ainsi de récupérer de l'énergie 25 du flux d'air extérieur FE. Au sein du deuxième évaporateur 9 dit interne, le fluide réfrigérant s'évapore en absorbant la chaleur du flux d'air à destination de l'habitacle qui le traverse. Ceci permet de récupérer une énergie suffisante aussi bien de l'extérieur qu'à l'intérieur de l'installation, qui est additionnée à l'énergie du compresseur 7 pour 30 réchauffer le fluide caloporteur au niveau du condenseur à eau 15 et améliorer l'énergie -30- apportée au niveau du radiateur de chauffage 31. Le fluide réfrigérant en sortie du premier évaporateur 8 ainsi que le fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 9 peut être canalisé au premier point de raccordement 20 et retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle 5 réfrigérant. Le premier clapet anti-retour 28a peut empêcher que le fluide réfrigérant arrivant au niveau du premier point de raccordement 20 entre les deux évaporateurs 8, 9 ne retourne dans le premier évaporateur 8 en face avant au lieu de circuler vers le compresseur 7.

10 En ce qui concerne le fluide caloporteur, ce dernier peut circuler de façon similaire aux modes de pompe à chaleur et de déshumidification précédemment décrits. Ce mode de pilotage du système de conditionnement d'air 1 est intéressant pour 15 déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle par passage au sein de l'évaporateur interne 9 avant d'être chauffé dans le radiateur de chauffage 31, par exemple à une température extérieure de l'ordre de 5°C. On comprend donc qu'un tel système de conditionnement 1 comprenant un 20 évaporateur additionnel 10 au niveau des extracteurs d'air vers l'extérieur du véhicule permet de récupérer de l'énergie de l'air chaud provenant de l'habitacle, lorsque ce dernier est déjà chaud, ce qui permet de consommer moins qu'un pilotage en pompe à chaleur classique, en tirant bénéfice des avantages d'un recyclage du flux d'air sans risque d'embuage du pare-brise lié à la recirculation du flux d'air de l'habitacle.

25 En outre, une double détente en amont et en aval de cet évaporateur 10 au niveau des extracteurs d'air permet de le maintenir à une température supérieure ou égale à une température seuil, par exemple de l'ordre de 3°C, pour éviter le givrage de l'évaporateur 10. Enfin, toujours dans une problématique de givrage, cet agencement d'un 30 évaporateur supplémentaire 10 au niveau des extracteurs d'air pour récupérer de -31- l'énergie de l'habitacle s'applique bien à une architecture indirecte avantageuse notamment pour permettre le dégivrage de l'évaporateur en face avant 8 grâce à l'agencement du radiateur haute température 36 en amont de l'évaporateur en face avant selon le sens d'écoulement du flux d'air extérieur FE.5

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 (8) agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur (FE), un deuxième échangeur thermique (9) 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 conjointement avec le circuit de fluide caloporteur (5), un condenseur à eau (15) 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 évaporateur (10) relié à la sortie du condenseur à eau (15) et agencé au niveau d'un extracteur d'air dudit véhicule apte à évacuer un flux d'air provenant de l'habitacle vers l'extérieur dudit véhicule, et - au moins un organe de détente (11) agencé en amont de l'évaporateur (10) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.
2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant (3) comprend un premier organe de détente (11) et un deuxième organe de détente (11') respectivement agencés en amont et en aval de l'évaporateur (10) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.
3. 3. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant une vanne de commande (12) agencée en amont de l'évaporateur (10) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant sur une conduite de circulation entre l'évaporateur (10) et le condenseur à eau (15).-33-
4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant (3) comprend un compresseur (7) et dans lequel la sortie de l'évaporateur (10) est reliée à l'entrée du compresseur (7).
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier échangeur thermique (8) du circuit de fluide réfrigérant (3) est un évaporateur.
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième échangeur thermique (9) du circuit de fluide réfrigérant (3) est un évaporateur.
7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième échangeur thermique (9) du circuit de fluide réfrigérant (3) est agencé pour une circulation du fluide réfrigérant sensiblement parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique (8) du circuit de fluide réfrigérant (3).
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (5) comprend un échangeur thermique (31) pour chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle agencé en aval du deuxième échangeur thermique (9) du circuit de fluide réfrigérant (3) 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.
9. 9. Système selon la revendication 8, dans lequel l'échangeur thermique (31) pour chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle est agencé en aval du condenseur à eau (15) selon le sens de circulation du fluide caloporteur.
10. 10. 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.