FR3013266A1 - 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 avec un flux d'air extérieur (FE), - un deuxième échangeur thermique (11) 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 troisième échangeur thermique (13) et un organe de détente (14) agencé en amont du troisième échangeur thermique (13) et relié à la sortie du condenseur à eau (15). Le troisième échangeur thermique (13) est configuré pour travailler en échangeur de sous-refroidissement ou en évaporateur. 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 est couramment équipé d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour modifier l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air conditionné à l'intérieur de l'habitacle. 10 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 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 15 destination de l'habitacle. Il s'agit donc d'une architecture réversible. Selon une solution connue, le système de conditionnement comprend une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. De façon traditionnelle, la boucle de climatisation ou circuit de fluide réfrigérant comprend un compresseur pour comprimer le fluide réfrigérant, un premier échangeur 20 thermique agencé en face avant tel qu'un évaporateur externe, un deuxième échangeur thermique agencé pour conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle tel qu'un évaporateur interne. Le compresseur est apte à porter le fluide réfrigérant à une haute pression. Le premier échangeur thermique permet un transfert thermique entre le fluide 25 réfrigérant et l'air ambiant, tel qu'un flux d'air extérieur au véhicule. Le deuxième échangeur thermique permet un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air destiné à être délivré à l'intérieur de l'habitacle qui traverse le deuxième échangeur thermique. 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 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 lequel le fluide réfrigérant cède de la chaleur au fluide caloporteur. Dans ce cas le flux d'air à 10 destination de l'habitacle est réchauffé par le fluide caloporteur circulant dans le circuit secondaire. On parle dans ce cas de système indirect. Classiquement, lorsque le système est piloté en mode de climatisation, le fluide réfrigérant condensé s'évapore ensuite dans l'évaporateur interne en absorbant les calories du flux d'air à destination de l'habitacle. 15 Afin d'améliorer les performances en mode de climatisation on peut prévoir un sous-refroidissement du fluide réfrigérant condensé avant son passage dans l'évaporateur interne. Pour cela, le système de conditionnement d'air peut comporter un échangeur de sous-refroidissement agencé en face avant du véhicule pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur. Un tel échangeur de sous- 20 refroidissement est aussi appelé condenseur extérieur. Toutefois, avec une telle architecture, lorsque le système de conditionnement d'air est piloté en un mode de pompe à chaleur, le fluide réfrigérant condensé est d'abord sous-refroidi et donc évacue des calories vers l'extérieur avant de traverser l'évaporateur externe dans lequel il absorbe de nouveau les calories du flux d'air 25 extérieur. Le fluide réfrigérant retourne ensuite dans le condenseur ou échangeur thermique bi-fluide dans lequel le fluide réfrigérant cède les calories récupérées de l'extérieur au fluide caloporteur. Lors du sous-refroidissement, le fluide réfrigérant cède donc des calories au flux d'air extérieur au sein de l'échangeur de sous-refroidissement, ce qui dégrade les 30 performances du système de conditionnement d'air en mode de pompe à chaleur. -3- Un but de la présente invention est de proposer un système de conditionnement permettant un apport d'énergie suffisant en mode pompe à chaleur et des performances améliorées bénéficiant d'un sous-refroidissement du fluide réfrigérant condensé en mode de climatisation. 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, 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 troisième échangeur thermique agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur et - un organe de détente agencé en amont du troisième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant et relié à la sortie du condenseur à eau, et en ce que le troisième échangeur thermique est configuré pour travailler en échangeur de sous-refroidissement ou en évaporateur.

Avec cette architecture, le système de conditionnement d'air bénéficie du sous-refroidissement du fluide réfrigérant notamment lorsqu'il est piloté en mode de climatisation ou de déshumidification ne nécessitant pas un chauffage important de l'habitacle, permettant d'évacuer des calories vers l'extérieur, sans dégrader les performances lorsque le système de conditionnement d'air doit être piloté en mode de -4- pompe à chaleur ou de déshumidification répondant à un fort besoin de chauffage. En effet, lorsque le système de conditionnement d'air est piloté dans un mode de pompe à chaleur ou de déshumidification répondant à un fort besoin de chauffage, l'échangeur thermique initialement prévu pour le sous-refroidissement est alors utilisé en évaporateur et absorbe des calories de l'extérieur. Ainsi, dans un mode de pilotage répondant à un besoin de chauffage de l'habitacle, il n'y a plus de pertes d'énergie avec l'air extérieur au sein du troisième échangeur thermique. Toute l'énergie du fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau peut être 10 restituée notamment au niveau du premier et/ou du deuxième échangeur(s) thermique(s) travaillant en évaporateur(s). Selon un aspect de l'invention, l'organe de détente en amont du troisième échangeur thermique peut être configuré pour une détente du fluide réfrigérant avant 15 évaporation du fluide réfrigérant par échange thermique avec le flux d'air extérieur au sein du troisième échangeur thermique, lorsque le troisième échangeur thermique travaille en évaporateur. L'organe de détente en amont du troisième échangeur thermique peut être configuré pour une détente du fluide réfrigérant avant sous-refroidissement du fluide 20 réfrigérant par échange thermique avec le flux d'air extérieur au sein du troisième échangeur thermique, lorsque le troisième échangeur thermique travaille en échangeur de sous-refroidissement. Notamment, cela permet une détente ou non du fluide réfrigérant avant son passage dans le troisième échangeur thermique lorsqu'il est piloté en échangeur de sous- 25 refroidissement de façon à varier la pression du troisième échangeur de sous-refroidissement et ainsi varier l'échange thermique avec le flux d'air extérieur de façon à plus ou moins réduire le chauffage. Ledit système de conditionnement d'air peut en outre comporter une ou 30 plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : -5- le premier échangeur thermique est agencé en aval du troisième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur thermique peut donc être dirigé vers le premier échangeur thermique notamment pour une évaporation de façon à absorber des calories du flux d'air extérieur, le deuxième échangeur thermique est agencé en aval du troisième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, le fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur thermique peut donc être dirigé vers le deuxième échangeur thermique notamment pour une évaporation de façon à refroidir le flux d'air à destination de l'habitacle, le deuxième échangeur thermique est agencé pour une circulation du fluide réfrigérant parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique. Le fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur thermique peut donc être dirigé vers le premier échangeur thermique et en parallèle vers le deuxième échangeur thermique, notamment pour deux évaporations de façon à absorber des calories aussi bien en face avant du véhicule, qu'à l'intérieur de l'installation, le premier échangeur thermique est un premier évaporateur et dans lequel un organe de détente est agencé en amont du premier échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, le deuxième échangeur thermique est un deuxième évaporateur et un organe de détente est agencé en amont du deuxième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, le circuit de fluide caloporteur comprend un échangeur thermique pour réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle agencé en aval du deuxième échangeur thermique selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle. L'invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comportant un système de conditionnement thermique d'un flux d'air tel 30 que défini précédemment. -6- 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 1 représente un système de conditionnement d'air selon l'invention, la figure 2a représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un mode de climatisation, la figure 2b est un diagramme de Mollier représentant le cycle réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air est piloté dans le mode de climatisation illustré sur la figure 2a, la figure 3a représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un premier mode de pompe à chaleur, la figure 3b est un diagramme de Mollier représentant le cycle réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air est piloté dans le premier mode de pompe à chaleur illustré sur la figure 3a, la figure 4a représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un deuxième mode de pompe à chaleur, la figure 4b est un diagramme de Mollier représentant le cycle réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air est piloté dans le deuxième mode de pompe à chaleur illustré sur la figure 4a, la figure 5 représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un premier mode de déshumidification, la figure 6a représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un deuxième mode de déshumidification, la figure 6b est un diagramme de Mollier représentant un premier exemple de cycle réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air est piloté dans le deuxième mode de déshumidification illustré sur la figure 6a, la figure 6c est un diagramme de Mollier représentant un deuxième exemple de cycle réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air est piloté dans le deuxième mode de déshumidification illustré sur la figure 6a, -7- la figure 7a représente le système de la figure 1 fonctionnant dans un troisième mode de déshumidification, la figure 7b est un diagramme de Mollier représentant un premier exemple de cycle réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air est piloté dans le troisième mode de déshumidification illustré sur la figure 7a, la figure 7c est un diagramme de Mollier représentant un deuxième exemple de cycle réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air est piloté dans le troisième mode de déshumidification illustré sur la figure 7a, et la figure 8 représente un quatrième mode de déshumidification pour un système de conditionnement d'air d'un véhicule comprenant un moteur thermique. Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références. La figure 1 représente de façon schématique et simplifiée un système de 15 conditionnement d'air 1 d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile. Un tel système de conditionnement d'air 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. 20 À cet effet, le système de conditionnement d'air 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. 11 peut notamment comprendre une bouche de dégivrage/désembuage destinée à délivrer le flux d'air vers le pare-brise et/ou les vitres 25 avant du véhicule. Un tel système de conditionnement d'air 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 destination de l'habitacle du véhicule pour le rafraîchir, ou encore au moins un mode de 30 déshumidification pour obtenir un flux d'air sec avant de le distribuer dans l'habitacle -8- tels que décrits par la suite. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le système de conditionnement d'air 1 comporte un circuit de fluide réfrigérant 3, et un circuit de 5 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 10 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, 15 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 3 comprend : un compresseur 7, 20 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 11, agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule, ici un deuxième évaporateur 11, un troisième échangeur thermique 13 apte à travailler en échangeur de sous- 25 refroidissement ou sous-refroidisseur ou « subcooler » en anglais, pour sous refroidir le fluide réfrigérant, et également apte à travailler en évaporateur et au moins un organe de détente 14 agencé en amont du troisième échangeur thermique 13 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte en outre un condenseur 15. Selon le 30 mode de réalisation illustré, le circuit de fluide réfrigérant 3 comporte conjointement -9- 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 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. En fonctionnement, le compresseur 7 reçoit en entrée le fluide réfrigérant à l'état 10 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 comprend donc un orifice d'entrée par lequel le fluide réfrigérant rentre et un orifice de sortie par lequel le fluide réfrigérant comprimé sort. 15 La compression permet d'élever la pression et la température du fluide réfrigérant, tel qu'illustré schématiquement par le sigle « HP » au-dessus des canalisations sur les figures. Le premier échangeur thermique 9, ici un premier évaporateur 9, est par exemple 20 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 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 25 premier évaporateur 9. Un organe de détente 17 est par exemple agencé en série avec le premier évaporateur 9. Plus précisément, le premier organe de détente 17 est agencé en amont du premier évaporateur 9 dans le sens de circulation du fluide réfrigérant notamment dans au moins un mode pompe à chaleur tel que décrit par la suite. 30 En effet, dans au moins un mode de pompe à chaleur décrit par la suite, le fluide -10- réfrigérant circule en série dans le premier organe de détente 17 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 11, 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 11 est selon le mode de réalisation décrit un deuxième évaporateur.

En fonctionnement, le fluide réfrigérant entrant dans le deuxième échangeur thermique 11 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 11 peut être agencé de façon à permettre une circulation du fluide réfrigérant en son sein sensiblement parallèle à la circulation du 15 fluide réfrigérant dans le premier évaporateur 9, en termes de circulation de fluide. De plus, un deuxième organe de détente 19 peut être agencé en série avec le deuxième échangeur thermique 11. Plus précisément, le deuxième organe de détente 19 est agencé en amont du deuxième échangeur thermique 11 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. 20 Par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend en outre un premier point de raccordement 21 agencé à la sortie du premier évaporateur 9 et à la sortie du deuxième évaporateur 11, pour canaliser le fluide réfrigérant vers le compresseur 7. 25 En ce qui concerne le troisième échangeur thermique 13, il agencé à l'avant du véhicule pour être traversé par le flux d'air extérieur FE et est agencé en série avec le condenseur à eau 15. Comme dit précédemment il est apte à travailler en tant qu'échangeur de sous-refroidissement 13. Il s'agit dans ce cas d'un échangeur de sous-refroidissement 30 externe. Le sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau 15, -11- est réalisé par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE. Le troisième échangeur thermique est également apte à travailler en évaporateur. En fonctionnement, le fluide réfrigérant s'évapore dans le troisième évaporateur 13, et en s'évaporant le fluide réfrigérant absorbe la chaleur du flux d'air FE traversant 5 le troisième évaporateur 13. De plus, l'organe de détente 14 agencé en série avec le troisième évaporateur 13, plus précisément, en amont du troisième évaporateur 13 dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, est apte à détendre le fluide réfrigérant pour abaisser sa pression et sa température avant évaporation notamment dans au moins un mode pompe à chaleur ou 10 au moins un mode de déshumidification tels que décrits par la suite, mais également avant un sous-refroidissement du fluide réfrigérant au sein du troisième échangeur thermique par exemple dans au moins un mode de déshumidification. Le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend encore dans cet exemple un point de 15 raccordement 23 raccordé à la sortie du troisième échangeur thermique 13 et à l'entrée du deuxième évaporateur 11. 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 20 reçoit le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud qui cède de la chaleur au fluide caloporteur. Circuit de fluide caloporteur En ce qui concerne le circuit de fluide caloporteur 5, ce dernier comporte un 25 échangeur thermique 25 agencé de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle. Plus précisément, l'échangeur thermique 25 du circuit de fluide caloporteur 5 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 30 core » en anglais. -12- Selon le mode de réalisation illustré, le radiateur de chauffage 25 est agencé en aval du deuxième échangeur thermique 11 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 5 destination de l'habitacle par exemple en le refroidissant par passage dans le deuxième évaporateur 11 avant de chauffer ce flux d'air par passage dans le radiateur de chauffage 25 du circuit de fluide caloporteur 5. Le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter un échangeur thermique additionnel électrique optionnel (non représenté), par exemple par chauffage par 10 résistance électrique, agencé en série avec le condenseur à eau 15. L'échangeur thermique additionnel électrique (non représenté) peut être agencé en série entre le condenseur à eau 15 et le radiateur de chauffage 25. En particulier, l'échangeur thermique additionnel électrique (non représenté) peut être agencé en aval du condenseur à eau 15 et en amont du radiateur de chauffage 25, dans le sens de 15 circulation du fluide caloporteur. Le circuit de fluide caloporteur 5 peut aussi comporter un radiateur 27, tel qu'un radiateur de refroidissement 27, agencé en face avant du véhicule. En outre, le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter une pompe 29 pour la circulation du fluide caloporteur. 20 Le circuit de fluide caloporteur 5 peut aussi comporter une ou plusieurs vannes de commande, par exemple une première vanne de commande 31 et une deuxième vanne de commande 33, permettant de diriger le fluide caloporteur selon le mode de fonctionnement du système de conditionnement d'air 1. Le circuit de fluide caloporteur 5 comprend également un premier point de 25 raccordement 35 auquel est raccordé la sortie du condenseur à eau 15 ou d'un échangeur thermique additionnel (non représenté) en sortie du condenseur à eau 15. Le point de raccordement 35 du circuit de fluide caloporteur 5 est également connecté d'une part à la première vanne de commande 31 en amont du radiateur basse-température 27 selon le sens de circulation du fluide caloporteur par exemple dans un 30 mode de climatisation ou de déshumidification et d'autre part à la deuxième vanne de -13- commande 33 en amont du radiateur de chauffage 25 selon le sens de circulation du fluide caloporteur. La première vanne de commande 31 du circuit de fluide caloporteur 5 est par exemple une vanne deux voies.

La deuxième vanne de commande 33 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 35, le fluide caloporteur peut circuler par la suite vers le radiateur de refroidissement 27, par exemple en mode de climatisation et/ou vers le radiateur de chauffage 25 par exemple en mode pompe à chaleur, 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 27 ou le radiateur de chauffage 25 est ainsi placée sous la dépendance de la première vanne de commande 31 et de la deuxième vanne de commande 33 du circuit de fluide caloporteur 15 5. Le circuit de fluide caloporteur 5 comprend en outre dans cet exemple un deuxième point de raccordement 36 agencé à la sortie du radiateur de refroidissement 27 et à la sortie du radiateur de chauffage 25, pour canaliser le fluide réfrigérant vers la pompe 29. 20 Enfin, le système de conditionnement d'air 1 peut aussi comprendre un échangeur thermique additionnel 37, 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 25 ou « heater core » 25 en anglais. Il s'agit donc d'un chauffage dit sur l'air. L'échangeur thermique additionnel 37 dit sur l'air peut dans ce cas être agencé en aval du radiateur de chauffage 25 selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle. 30 On décrit maintenant plus en détail le pilotage du système de conditionnement -14- d'air 1 selon divers modes de fonctionnement, tels qu'un mode de climatisation, des modes de pompe à chaleur, ou de déshumidification. Mode de climatisation La figure 2a 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 de l'habitacle du véhicule. Selon le 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 11. Le flux d'air à destination de l'habitacle traversant le deuxième évaporateur 11 est alors refroidi. On a représenté de façon schématique sur la figure 2b un diagramme de Mollier d'un cycle du fluide réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air 1 est piloté 15 selon ce mode de climatisation, avec en abscisse l'enthalpie H en kJ/kg et en ordonnée la pression P en Bars. Sur ce diagramme de Mollier, de façon schématique en termes de thermodynamique : le point 1A/c correspond à la sortie du deuxième évaporateur 11 et à l'entrée du 20 compresseur 7, le point 2A/c correspond à la sortie du compresseur 7 et à l'entrée du condenseur à eau 15, le point 3A/c correspond à la sortie du condenseur à eau 15 et à l'entrée du troisième échangeur thermique 13 en mode sous-refroidisseur, 25 le point 4./c correspond à la sortie du troisième échangeur thermique 13 et à l'entrée de l'organe de détente 19, le point 5A/c correspond à la sortie de l'organe de détente 19 et à l'entrée du deuxième évaporateur 11. Selon ce mode de climatisation, de 1A/c à 2A/c, le fluide réfrigérant est aspiré par 30 le compresseur 7 et est compressé d'une basse pression BP à une haute pression HP. -15- Puis, 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. De 2A/c à 3A,c sur le diagramme de Mollier, en passant dans le condenseur à eau 15, le fluide réfrigérant à l'état gazeux comprimé à haute pression HP, haute 5 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 10 condenseur à eau 15 quitte le condenseur à eau 15 et circule ensuite de la bouteille de stockage 16 vers le troisième échangeur thermique 13 agissant en échangeur de sous-refroidissement externe 13. De 3A/c à 4A/c sur le diagramme de Mollier, le fluide réfrigérant condensé passe par le troisième échangeur thermique 13 travaillant en échangeur de sous 15 refroidissement externe 13 pour un sous-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 sous-refroidi après condensation est ensuite dirigé par exemple vers le point de raccordement 23 relié à la sortie du troisième échangeur 20 thermique et à l'entrée du premier et du deuxième échangeurs thermiques 9, 11. Le fluide réfrigérant est alors dirigé vers le deuxième organe de détente 19 et subit une détente isenthalpique. Ceci correspond aux points 4A/c à 5A/c sur le diagramme de Mollier. Le fluide réfrigérant circule ensuite de 5A/c à 1A/c dans le deuxième évaporateur 25 11. La détente permet d'abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant. Lors du passage dans le deuxième évaporateur 11, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air traversant le deuxième évaporateur 11 à destination de l'habitacle. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième évaporateur 11 est de la sorte refroidi. 30 En atteignant l'habitacle du véhicule, par exemple sous l'action d'un pulseur -16- (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 11 et retourne dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant, en passant par exemple par le 5 point de raccordement 21 du circuit de fluide réfrigérant 3. Entre le deuxième organe de détente 19 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 10 mouvement par la pompe 29. 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 27, où il cède des calories au flux d'air extérieur FE. Il s'agit selon le mode de réalisation décrit 15 d'un radiateur de refroidissement dit « basse température ». Pour cela, arrivant au point de raccordement 35 du circuit de fluide caloporteur 5, le fluide caloporteur est dirigé vers le radiateur de refroidissement 27 par pilotage de la première vanne de commande 31. En mode de climatisation, le radiateur de refroidissement 27 permet de refroidir 20 le fluide caloporteur provenant du condenseur à eau 15 par échange de chaleur avec le flux d'air extérieur FE. Le radiateur de refroidissement 27 présente en outre une sortie par laquelle le fluide caloporteur refroidi quitte le radiateur de refroidissement 27 pour être dirigé de nouveau vers le condenseur à eau 15, éventuellement en étant mis en circulation par la 25 pompe 29. En refroidissant le fluide caloporteur, le radiateur de refroidissement 27 permet ainsi de refroidir le condenseur à eau 15. Premier mode de pompe à chaleur 30 On décrit en référence aux figures 3a et 3b, un premier mode de pompe à -17- chaleur, correspondant à un besoin de chauffage de l'habitacle du véhicule. Selon ce premier mode de pompe à chaleur, on réalise après condensation une première évaporation du fluide réfrigérant avec un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur FE au sein du troisième échangeur thermique 13 suivi d'une deuxième évaporation également en face avant au sein du premier évaporateur 9. 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 ensuite de la chaleur au flux d'air à 10 destination de l'habitacle traversant le radiateur de chauffage 25. On a représenté de façon schématique sur la figure 3b un diagramme de Mollier d'un cycle du fluide réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air 1 est piloté selon ce premier mode de pompe à chaleur, avec en abscisse l'enthalpie H en kJ/kg et en ordonnée la pression P en Bars. 15 Sur ce diagramme de Mollier, de façon schématique et en termes de thermodynamique : le point lp correspond à la sortie du premier évaporateur 9 et à l'entrée du compresseur 7, le point 2p correspond à la sortie du compresseur 7 et à l'entrée du condenseur à eau 20 15, le point 3p correspond à la sortie du condenseur à eau 15 et à l'entrée de l'organe de détente 14 associé au troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur, le point 4p correspond à la sortie de l'organe de détente 14 et à l'entrée du troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur, 25 le point 5p correspond à la sortie du troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur et à l'entrée du deuxième évaporateur 11. Selon ce mode de climatisation, de lp à 2p, le fluide réfrigérant est aspiré par le compresseur 7 et est compressé d'une basse pression BP à une haute pression HP. Ainsi, selon ce mode de pompe à chaleur, le système de conditionnement d'air 1 30 est piloté de sorte que le fluide réfrigérant circule du compresseur 7 vers le condenseur à -18- eau 15. De 2p à 3p sur le diagramme de Mollier, 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. 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 circule ensuite de la bouteille de stockage 16 vers l'organe de détente 14 en amont du troisième échangeur thermique 13 et subit une détente isenthalpique, de 3p à 4p sur le diagramme de Mollier. De 4p à 5p, le fluide réfrigérant passe à travers le troisième échangeur thermique 13 travaillant en évaporateur. En s'évaporant, le fluide réfrigérant absorbe la chaleur du flux d'air extérieur FE traversant le troisième échangeur thermique 13. Le troisième échangeur thermique 13 travaillant en évaporateur permet ainsi de récupérer de l'énergie du flux d'air extérieur FE. Le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau n'est donc pas contraint de subir un sous-refroidissement dans ce troisième échangeur thermique 13 ; un sous-refroidissement qui dégraderait les performances de pompe à chaleur. Le fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur thermique 13 circule ensuite vers le point de raccordement 23 pour être dirigé vers le premier évaporateur 9. De 5p à lp, le fluide réfrigérant subit une deuxième évaporation au niveau du premier évaporateur 9.

Ceci permet de récupérer une énergie suffisante 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 25 pour chauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. Le fluide réfrigérant quitte ensuite le premier évaporateur 9 et retourne dans le 30 compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. -19- En ce qui concerne le fluide caloporteur, ce dernier est par exemple mis en mouvement par la pompe 29 et 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 chauffage 25, 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 peut en outre passer à travers un échangeur thermique additionnel de chauffage sur l'air 37 agencé en aval du radiateur de chauffage 25 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 25 pour être dirigé de nouveau vers le condenseur à eau 15, éventuellement en étant mis en circulation par la pompe 29. 20 Deuxième mode de pompe à chaleur On décrit en référence aux figures 4a et 4b, un deuxième mode de pompe à chaleur. Ce deuxième mode de pompe à chaleur diffère du premier mode de pompe à chaleur décrit en référence aux figures 3a et 3b, par le fait que le fluide réfrigérant après 25 une détente et une première évaporation au sein du troisième échangeur thermique 13, subit une nouvelle détente en passant dans l'organe de détente 17 en amont du premier évaporateur 9 avant d'être de nouveau évaporé au sein du premier évaporateur 9. On a représenté de façon schématique sur la figure 4b un diagramme de Mollier d'un cycle du fluide réfrigérant lorsque le système de conditionnement d'air 1 est piloté 30 selon ce deuxième mode de pompe à chaleur, avec en abscisse l'enthalpie H en kJ/kg et -20- en ordonnée la pression P en Bars. La différence avec le diagramme de Mollier représenté en figure 3b, est que de 4p à 5p' le fluide réfrigérant passe par le troisième échangeur thermique 13 utilisé comme un évaporateur et étant à une première pression Pl. À la sortie du troisième échangeur thermique 13, le fluide subit une détente isenthalpique en passant dans l'organe de détente 17 en amont du premier évaporateur 9. De 5p' à lp, le fluide réfrigérant passe par le premier évaporateur 9 et subit une évaporation. Le fluide réfrigérant est à une deuxième pression P2 inférieure à la première Pl. Le fluide réfrigérant arrive ensuite au compresseur 7.

Le fait d'avoir deux pressions Pl, P2 est utile par exemple à faible température extérieure. En effet, lorsque la température extérieure descend en dessous d'une température seuil, par exemple de l'ordre de 2°C, il y a un risque de givrage au niveau de l'évaporateur 9 de la face avant. Afin d'éviter que du givre se dépose sur le troisième échangeur thermique 13, on asservit l'organe de détente 17 en amont du premier évaporateur 9 de sorte que la température du troisième échangeur thermique 13 ne soit pas inférieure à la température de rosée. Le circuit du fluide caloporteur reste inchangé par rapport au premier mode de pompe à chaleur précédemment décrit.

Premier mode de déshumidification En référence à la figure 5, on décrit maintenant le pilotage du système de conditionnement d'air 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 flux d'air ne traverse le radiateur de chauffage 25 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 -21- caloporteur. Le fluide caloporteur réchauffé retourne dans le radiateur de chauffage 25. Au préalable, le fluide caloporteur peut circuler dans un échangeur thermique additionnel électrique (non illustré) par exemple en amont du radiateur de chauffage 25. Le fluide réfrigérant quant à lui après condensation dans le condenseur à eau 15 5 est dirigé vers le troisième échangeur thermique 13 agissant en évaporateur en subissant en amont une détente à travers l'organe de détente 14. En s'évaporant, le fluide réfrigérant absorbe la chaleur du flux d'air extérieur FE traversant le troisième échangeur thermique 13. Le troisième échangeur thermique 13 travaillant en évaporateur permet ainsi de récupérer de l'énergie du flux d'air extérieur 10 FE. Le fluide réfrigérant en sortie du condenseur à eau n'est donc pas contraint de subir un sous-refroidissement dans ce troisième échangeur thermique 13. Le fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur thermique 13 circule ensuite vers le point de raccordement 23 pour être dirigé à la fois vers le premier évaporateur 9, dans lequel, le fluide réfrigérant en s'évaporant récupère encore de 15 l'énergie du flux d'air extérieur FE traversant le premier évaporateur 9, et vers le deuxième évaporateur 11, dans lequel le fluide réfrigérant en s'évaporant récupère de l'énergie du flux d'air à destination de l'habitacle. Ceci permet de récupérer de l'énergie aussi bien en face avant au sein du troisième échangeur thermique 13 et du premier évaporateur 9 qu'à l'intérieur de 20 l'installation de climatisation et de chauffage au sein du deuxième évaporateur 11. De plus, le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième évaporateur 11 est refroidi et donc déshumidifié avant de passer à travers le radiateur de chauffage 25, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le flux d'air à destination de l'habitacle peut éventuellement passer à travers 25 l'échangeur thermique additionnel de chauffage sur l'air 37 en aval du radiateur de chauffage 25 selon le sens 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 11 se rejoignent au point de raccordement 21 du circuit de fluide réfrigérant 3 en amont du compresseur 7 pour ensuite retourner dans le 30 compresseur 7 et recommencer un cycle réfrigérant. -22- Ce premier mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour une température extérieure froide, par exemple de l'ordre de 5°C, requérant un besoin de chauffage élevé avec un faible besoin de déshumidification. En effet, l'énergie emmagasinée au niveau des trois évaporateurs 9, 11, et 13 5 additionnée à celle du compresseur 7 permet de chauffer suffisamment le fluide caloporteur au niveau du condenseur à eau 15 et cette énergie est injectée dans le radiateur de chauffage 25 via le fluide caloporteur chauffé. Le premier mode de déshumidification tel que décrit ci-dessus est avantageusement mis en oeuvre dans un mode électrique du véhicule. 10 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 6a. Ce deuxième mode de déshumidification diffère du premier mode de 15 déshumidification en ce que le fluide réfrigérant, après avoir circulé dans le troisième échangeur thermique 13 travaillant en évaporateur n'est dirigé que vers le deuxième évaporateur 11 et non plus également vers le premier évaporateur 9 en face avant. Le fluide réfrigérant peut ensuite retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. 20 Le circuit du fluide caloporteur 5 est similaire au premier mode de déshumidification. On a représenté de façon schématique sur la figure 6b un diagramme de Mollier d'un premier exemple de cycle du fluide réfrigérant 1D2, 2D2, 3D2, 4D2, 5D2, lorsque le 25 système de conditionnement d'air 1 est piloté selon ce deuxième mode de déshumidification, avec en abscisse l'enthalpie H en kJ/kg et en ordonnée la pression P en Bars. Sur ce premier diagramme de Mollier représenté à la figure 6b, de façon schématique et en termes de thermodynamique : 30 - le point 1D2 correspond à la sortie du deuxième évaporateur 11 et à l'entrée du -23- compresseur 7, le point 2D2 correspond à la sortie du compresseur 7 et à l'entrée du condenseur à eau 15, le point 3D2 correspond à la sortie du condenseur à eau 15 et à l'entrée de l'organe de détente 14 associé au troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur, le point 4D2 correspond à la sortie de l'organe de détente 14 et à l'entrée du troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur, le point 5D2 correspond à la sortie du troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur et à l'entrée du deuxième évaporateur 11.

Dans ce premier exemple, le fluide réfrigérant ne subit pas de nouvelle détente avant de circuler dans le deuxième évaporateur 11. Pour ce faire, l'organe de détente 19, peut être complètement ouvert de sorte que le fluide réfrigérant le traversant ne subit pas de détente. Le cycle du fluide réfrigérant est le suivant : de 1D2 à 2D2: le fluide réfrigérant est aspiré par le compresseur 7. Le fluide réfrigérant est compressé d'une basse pression BP à une haute pression HP, de 2D2 à 3D2 : le fluide réfrigérant passe par le condenseur à eau 15 et subit une condensation jusqu'à la saturation, de 3D2 à 4D2 : le fluide réfrigérant passe par l'organe de détente 14 et subit une détente isenthalpique, de 4D2 à Si2 : le fluide réfrigérant passe par le troisième échangeur thermique 13 utilisé comme un évaporateur, de 5D2 à 1D2: le fluide réfrigérant passe par le deuxième évaporateur 11 sans subir de détente au préalable et subit une évaporation.

On a représenté de façon schématique sur la figure 6c un diagramme de Mollier d'un deuxième exemple de cycle du fluide réfrigérant 1D2, 2D2, 3D2, 4'D2, S'D2, 6'D2, lorsque le système de conditionnement d'air 1 est piloté selon ce deuxième mode de déshumidification, avec en abscisse l'enthalpie H en kJ/kg et en ordonnée la pression P en Bars. -24- Ce deuxième exemple diffère du premier exemple de la figure 6b, par le fait que le fluide réfrigérant après détente et évaporation au sein du troisième échangeur thermique 13 subit une nouvelle détente qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième évaporateur 11.

Sur ce deuxième diagramme de Mollier illustré sur la figure 6c, de façon schématique et en termes de thermodynamique : le point 1D2 correspond à la sortie du deuxième évaporateur 11 et à l'entrée du compresseur 7, le point 2D2 correspond à la sortie du compresseur 7 et à l'entrée du condenseur à eau 15, le point 3D2 correspond à la sortie du condenseur à eau 15 et à l'entrée de l'organe de détente 14 associé au troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur, le point 4'D2 correspond à la sortie de l'organe de détente 14 et à l'entrée du troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur, le point 5'D2 correspond à la sortie du troisième échangeur thermique 13 en mode évaporateur et à l'entrée de l'organe de détente 19 en amont du deuxième évaporateur 11, et le point 6'D2 correspond à la sortie de l'organe de détente 19 et à l'entrée du deuxième évaporateur 11.

Le cycle du fluide réfrigérant est le suivant : de 1D2 à 2D2 : le fluide réfrigérant est aspiré par le compresseur 7. Le fluide réfrigérant est compressé d'une basse pression BP à une haute pression HP, de 2D2 à 3D2 : le fluide réfrigérant passe par le condenseur à eau 15 et subit une condensation jusqu'à la saturation, de 3D2 à 4'D2: le fluide réfrigérant passe par l'organe de détente 14 et subit une détente isenthalpique, de 4'D2 à 5'D2 : le fluide réfrigérant passe par le troisième échangeur thermique 13 utilisé comme un évaporateur. Le troisième échangeur thermique 13 est à une première pression P1', de 5'D2 à 6'D2: à la sortie du troisième échangeur thermique 13, le fluide réfrigérant -25- subit une nouvelle détente isenthalpique en passant dans l'organe de détente 19 en amont du deuxième évaporateur 11, qui abaisse la pression du fluide réfrigérant à une deuxième pression P2' inférieure à la première pression P1', et de 6'D2 à 1D2, le fluide réfrigérant passe par le deuxième évaporateur et subit une nouvelle évaporation. Le fluide réfrigérant arrive ensuite au compresseur 7. Pour ce deuxième mode de déshumidification, le troisième échangeur thermique 13 est utilisé en tant qu'évaporateur. La pression du troisième échangeur thermique est plus ou moins élevée afin qu'il échange plus ou moins avec l'extérieur. Ainsi, pour récupérer plus ou moins d'énergie de l'extérieur, on joue sur la détente en amont du deuxième évaporateur 11 afin de faire varier la pression du troisième échangeur thermique 13. Plus la pression du troisième échangeur thermique 13 est élevée et moins on récupère d'énergie de l'extérieur, et inversement moins la pression du troisième échangeur thermique 13 est élevée et plus on récupère d'énergie de l'extérieur.

Ce deuxième mode de déshumidification est utilisé par exemple pour des températures d'air extérieur avoisinant 10°C. De façon similaire au premier mode de déshumidification, le deuxième mode de déshumidification décrit ci-dessus est avantageusement mis en oeuvre dans un mode électrique du véhicule.

Troisième mode de déshumidification En référence aux figures 7a, 7b, 7c on décrit un troisième mode de déshumidification. Selon ce troisième mode de déshumidification, le fluide réfrigérant après avoir 25 circulé dans le condenseur à eau 15 est dirigé vers le troisième échangeur thermique travaillant cette fois en échangeur de sous-refroidissement externe 13 et non plus en évaporateur. 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 30 avant d'être dirigé vers le deuxième évaporateur 11. L'énergie est donc évacuée vers -26- l' extérieur. On peut prévoir ou non une détente en amont du troisième échangeur thermique 13 à travers l'organe de détente 14. Le fluide réfrigérant sous-refroidi se dirigeant vers le deuxième échangeur 5 évaporateur 11 subit en amont une détente à travers l'organe de détente 19 qui abaisse sa pression et sa température avant de passer dans le deuxième évaporateur 11. 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 11 est de la sorte refroidi et donc déshumidifié avant de 10 déboucher dans l'habitacle. Le fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 11 peut ensuite retourner dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant. Ainsi, selon le premier exemple de la figure 7b sans détente avant le sous- 15 refroidissement du fluide réfrigérant, le cycle du fluide réfrigérant est le suivant : de 1D3 à 2D3 : le fluide réfrigérant est aspiré par le compresseur 7 et compressé d'une basse pression BP à une haute pression HP, de 2D3 à 3D3: le fluide réfrigérant passe par le condenseur à eau et subit une condensation jusqu'à la saturation, 20 de 3D3 à 4D3: le fluide réfrigérant passe par le troisième échangeur thermique travaillant en échangeur de sous-refroidissement. Le fluide réfrigérant subit un sous-refroidissement forcé ou « subcooling » en anglais, de 4D3 à 5D3 : le fluide réfrigérant passe par l'organe de détente 19 en amont du deuxième évaporateur 11 et subit une détente isenthalpique, 25 de 5D3 à 1D3: le fluide réfrigérant passe par l'évaporateur interne 11, à savoir le deuxième évaporateur 11, et subit une évaporation. Le fluide réfrigérant retourne ensuite au compresseur 7. Selon le deuxième exemple de la figure 7c avec une détente le sous-30 refroidissement du fluide réfrigérant, le cycle du fluide réfrigérant est le suivant : -27- de 1D3 à 2D3 : le fluide réfrigérant est aspiré par le compresseur 7 et compressé d'une basse pression BP à une haute pression HP, de 2D3 à 3D3: le fluide réfrigérant passe par le condenseur à eau 15 et subit une condensation jusqu'à la saturation à une première pression Pa, de 3D3 à 4'D3: le fluide réfrigérant passe par l'organe de détente 14 en amont du troisième échangeur thermique 13 et subit une détente isenthalpique, de 4'D3 à 5'D3 : le fluide réfrigérant passe par le troisième échangeur thermique 13 travaillant en échangeur de sous-refroidissement ou « subcooler ». Le troisième échangeur thermique 13 est à une deuxième pression Pb inférieure à la première pression Pa, de 5'D3 à 6'D3 : à la sortie du troisième échangeur thermique 13 en mode échangeur de sous-refroidissement, le fluide réfrigérant subit une détente isenthalpique en passant à travers l'organe de détente 19 en amont du deuxième évaporateur 11, de 6'D3 à 1D3 : le fluide réfrigérant passe par l'évaporateur interne 11 aussi appelé deuxième évaporateur 11 et subit une évaporation. Le fluide réfrigérant arrive ensuite au compresseur 7. Pour ce troisième mode de déshumidification, le troisième échangeur thermique est utilisé comme échangeur de sous-refroidissement.

Une légère détente peut être ajoutée avant le troisième échangeur thermique 13 travaillant en échangeur de sous-refroidissement afin de faire varier la pression de ce dernier. La variation de la pression de cet échangeur de sous-refroidissement 13 permet de plus ou moins échanger d'énergie avec l'extérieur afin de réduire plus ou moins le chauffage de l'habitacle.

Ce troisième mode de déshumidification peut être intéressant notamment pour répondre à un fort besoin de déshumidification et un faible besoin de chauffage, par exemple pour une température extérieure de l'ordre de 15°C. Le troisième mode de déshumidification décrit ci-dessus est également mis en 30 oeuvre dans un mode électrique du véhicule. -28- Quatrième mode de déshumidification pour un véhicule comprenant un moteur thermique La figure 8 représente un autre mode de déshumidification adapté pour un 5 système de conditionnement d'air 1' d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un véhicule automobile comprenant un moteur thermique 40. Le système de conditionnement d'air 1' est similaire au système de conditionnement d'air 1 décrit précédemment. Selon cette variante, le circuit de fluide caloporteur 5 du système de conditionnement d'air 1' comprend en outre une boucle 6 10 de circulation du fluide caloporteur entre le radiateur de chauffage 25 et le moteur thermique 40. Le fluide caloporteur est éventuellement mis en circulation dans la boucle 6 par une pompe 41. Le quatrième mode de déshumidification permet de déshumidifier le flux d'air à destination de l'habitacle en le refroidissant avant de le chauffer au sein du radiateur de 15 chauffage 25 et en récupérant de la chaleur du moteur thermique 40 par circulation du fluide caloporteur 5. Ainsi, selon le quatrième mode de déshumidification, en ce qui concerne le fluide caloporteur, ce dernier est par exemple mis en mouvement par la pompe 29 et 20 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 27, 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 ». Pour cela, arrivant au point 25 de raccordement 35 du circuit de fluide caloporteur 5, le fluide caloporteur est dirigé vers le radiateur de refroidissement 27 par pilotage de la première vanne de commande 31. Le radiateur de refroidissement 27 permet de refroidir le fluide caloporteur provenant du condenseur à eau 15 par échange de chaleur avec le flux d'air extérieur 30 FE. -29- Le radiateur de refroidissement 27 présente en outre une sortie par laquelle le fluide caloporteur refroidi quitte le radiateur de refroidissement 27 pour être dirigé de nouveau vers le condenseur à eau 15, éventuellement en étant mis en circulation par la pompe 29.

En refroidissant le fluide caloporteur, le radiateur de refroidissement 27 permet ainsi de refroidir le condenseur à eau 15. En outre, le fluide caloporteur peut être mis en mouvement dans la boucle 6 par exemple par la pompe 41 et circuler entre le moteur thermique 40 et le radiateur de chauffage 25. Ainsi, le fluide caloporteur est chauffé grâce aux pertes thermiques du 10 moteur thermique 40. En ce qui concerne le fluide réfrigérant, celui-ci est aspiré par le compresseur 7 et est compressé d'une basse pression BP à une haute pression HP. Puis, 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 circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5. Le fluide caloporteur réchauffé retourne au radiateur de refroidissement 27 comme expliqué précédemment. Le fluide réfrigérant quant à lui quitte le condenseur à eau 15 et circule de la 20 bouteille de stockage 16 vers le troisième échangeur thermique 13 agissant en échangeur de sous-refroidissement externe 13, pour un sous-refroidissement du fluide réfrigérant par échange thermique avec le flux d'air extérieur FE. Ceci permet d'évacuer des calories vers l'extérieur. Dans ce cas, le fluide réfrigérant ne subit pas de détente au préalable en 25 traversant l'organe de détente 14. Le fluide réfrigérant sous-refroidi après condensation est ensuite dirigé par exemple vers le point de raccordement 23 relié à la sortie du troisième échangeur thermique et à l'entrée du premier et du deuxième échangeurs thermiques 9, 11. Le fluide réfrigérant est alors dirigé vers le deuxième organe de détente 19 et subit une 30 détente isenthalpique puis circule dans le deuxième évaporateur 11. -30- Lors du passage dans le deuxième évaporateur 11, le fluide réfrigérant en s'évaporant absorbe la chaleur du flux d'air traversant le deuxième évaporateur 11 à destination de l'habitacle. Le flux d'air à destination de l'habitacle passant dans le deuxième évaporateur 5 11 est de la sorte refroidi et donc déshumidifié avant de passer à travers le radiateur de chauffage 25 dans lequel circule le fluide caloporteur chauffé par le moteur thermique 40, pour être chauffé avant de déboucher dans l'habitacle. Le fluide réfrigérant quitte ensuite le deuxième évaporateur 11 et retourne dans le compresseur 7 pour recommencer un cycle réfrigérant, en passant par exemple par le 10 point de raccordement 21 du circuit de fluide réfrigérant 3. On comprend donc qu'un tel système de conditionnement d'air 1, 1' peut être piloté avec un sous-refroidissement du fluide réfrigérant par exemple en mode de climatisation ou certains modes de déshumidification de façon à bénéficier de 15 l'évacuation de calories vers l'extérieur ce qui améliore les performances, tout en pouvant être piloté, en particulier pour répondre à un besoin de chauffage, en utilisant cet échangeur non plus comme un échangeur de sous-refroidissement mais comme un évaporateur de façon à ne pas perdre de calories vers l'extérieur mais au contraire à absorber des calories de l'extérieur. 20

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 (11) 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 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 troisième échangeur thermique (13) agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur (FE) et - un organe de détente (14) agencé en amont du troisième échangeur thermique (13) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant et relié à la sortie du condenseur à eau (15), et en ce que le troisième échangeur thermique (13) est configuré pour travailler en échangeur de sous-refroidissement ou en évaporateur.
2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel l'organe de détente (14) en amont du troisième échangeur thermique (13) est configuré pour une détente du fluide réfrigérant avant évaporation du fluide réfrigérant par échange thermique avec le flux d'air extérieur (FE) au sein du troisième échangeur thermique (13), lorsque le troisième échangeur thermique (13) travaille en évaporateur.-32-
3. 3. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'organe de détente (14) en amont du troisième échangeur thermique (13) est configuré pour une détente du fluide réfrigérant avant sous-refroidissement du fluide réfrigérant par échange thermique avec le flux d'air extérieur (FE) au sein du troisième échangeur thermique (13), lorsque le troisième échangeur thermique (13) travaille en échangeur de sous-refroidissement.
4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier échangeur thermique (9) est agencé en aval du troisième échangeur thermique (13) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième échangeur thermique (11) est agencé en aval du troisième échangeur thermique (13) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.
6. 6. Système selon les revendications 4 et 5, dans lequel le deuxième échangeur thermique (11) est agencé pour une circulation du fluide réfrigérant parallèle à la circulation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur thermique (9).
7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier échangeur thermique (9) est un premier évaporateur et dans lequel un organe de détente (17) est agencé en amont du premier échangeur thermique (9) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième échangeur thermique (11) est un deuxième évaporateur et dans lequel un organe de détente (19) est agencé en amont du deuxième échangeur thermique (11) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.
9. 9. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (5) comprend un échangeur thermique (25) pour réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle agencé en aval du deuxième échangeur thermique (11) selon le sens d'écoulement du flux d'air à destination de l'habitacle.-33-
10. 10. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation caractérisée en ce qu'elle comporte un système de conditionnement thermique (1, 1') d'un flux d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes.