FR3014755A1 - Circuit de fluide frigorigene pour le conditionnement thermique d'un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un circuit de fluide frigorigène pour le conditionnement thermique d'un véhicule automobile, apte à assurer les fonctions de chauffage de l'habitacle d'un véhicule, de refroidissement de l'habitacle, cette fonction étant également appelée climatisation de l'habitacle, et de déshumidification de l'habitacle. Le circuit comporte par exemple notamment des échangeurs de chaleur (1, 2, 3), des compresseurs (Cp1, Cp2), des détendeurs (D1, D2), une bouteille (B), des clapets unidirectionnels (C1, C2) et des vannes d'arrêt (V1, V2, V3, V4).

Description

Circuit de fluide frigorigène pour le conditionnement thermique d'un véhicule automobile La présente invention concerne un circuit de fluide frigorigène pour le conditionnement thermique d'un véhicule automobile. Il est connu d'utiliser un ou plusieurs circuits de conditionnement thermique aptes à remplir les fonctions suivantes : chauffage de l'habitacle d'un véhicule, refroidissement de l'habitacle, cette fonction étant également appelée climatisation de l'habitacle, et déshumidification de l'habitacle, Le conditionnement thermique de l'habitacle (chauffage, climatisation, déshumidification) permet d'améliorer le confort pour le conducteur ou les passagers du véhicule.
II apparaît aujourd'hui nécessaire d'offrir un circuit de fluide frigorigène assurant l'ensemble des fonctions précitées, de manière simple, fiable, économique et peu encombrante. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème.
A cet effet, elle propose un circuit de fluide frigorigène pour le conditionnement thermique d'un véhicule automobile, comportant un premier échangeur de chaleur apte à former un condenseur et/ou un évaporateur, un deuxième échangeur de chaleur apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur apte à former un évaporateur, un premier compresseur, un second compresseur, des moyens de réduction du débit de fluide frigorigène passant dans le troisième échangeur de chaleur, des moyens de détente et des moyens aptes à faire circuler le fluide frigorigène selon l'un au moins des modes de fonctionnement suivants : un premier mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une première boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur, au moins une partie du fluide frigorigène traversant ensuite une première partie des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant après les moyens de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie des moyens de détente, le premier échangeur de chaleur formant un évaporateur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, - un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une deuxième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le premier échangeur de chaleur formant un condenseur, au moins une partie du fluide frigorigène traversant ensuite une première partie des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant après les moyens de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie des moyens de détente, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, - un troisième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une troisième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur, au moins une partie du fluide frigorigène traversant ensuite une première partie des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant après les moyens de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie des moyens de détente, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, un quatrième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une quatrième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier échangeur de chaleur formant un condenseur alors qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse le deuxième échangeur de chaleur, une partie au moins du fluide frigorigène traversant une première partie des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant les moyens de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie des moyens de détente, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, un cinquième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une cinquième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur, au moins une partie du fluide frigorigène traversant ensuite une première partie des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant après les moyens de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie des moyens de détente et étant dirigé, pour une première part, au travers du premier échangeur de chaleur formant un évaporateur puis du premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, et pour une seconde part, au travers du troisième échangeur de chaleur puis du premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur. Il est ainsi possible de placer le premier échangeur de chaleur en face avant d'un véhicule automobile, de façon à échanger de la chaleur entre l'air externe au véhicule et le fluide frigorigène. Les deuxième et troisième échangeurs de chaleur peuvent être intégrés à une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, également appelée H.V.A.C. (Heating, Ventilation and Air-Conditioning) comportant un canal de circulation d'un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule. Une telle installation comporte habituellement un volet d'obturation. En position ouverte du volet, l'air traverse successivement le troisième échangeur de chaleur puis le deuxième échangeur de chaleur. A l'inverse, en position fermée du volet, l'air traverse uniquement le troisième échangeur de chaleur et est détourné du deuxième échangeur de chaleur. Dans une telle configuration par exemple, le premier mode de fonctionnement permet de prélever des calories sur l'air externe au véhicule, à l'aide du premier échangeur de chaleur, puis de chauffer l'air débouchant dans l'habitacle, à l'aide du deuxième échangeur de chaleur. Le circuit fonctionne alors à la manière d'une pompe à chaleur. Le deuxième mode de fonctionnement permet de refroidir l'air destiné à l'habitacle, par l'intermédiaire du troisième échangeur de chaleur, les calories étant rejetées au niveau du premier échangeur de chaleur. Les troisième, quatrième et cinquième modes de fonctionnement permettent, lorsque le volet d'obturation est ouvert, de réduire le taux d'humidité de l'air entrant dans l'habitacle. Chaque mode peut par exemple être adapté à une gamme particulière de températures de l'air externe, comme cela est mieux décrit après. Selon une forme de réalisation de l'invention, les moyens de réduction de débit comportent une bouteille apte à séparer la phase liquide de la phase vapeur du fluide frigorigène.
On notera que l'utilisation d'une bouteille n'est pas compatible avec les fluides frigorigènes dits supercritiques, tels que le dioxyde de carbone. Cette utilisation est toutefois compatible avec l'utilisation de fluide frigorigène de type R-134a (1,1,1,2-tétrafluoroéthane) ou R-1234yf (2,3,3,3- tétrafluoropropène).
Dans le cas de la forme de réalisation précitée, les moyens de détente peuvent comporter un premier détendeur et un second détendeur, le fluide frigorigène étant apte à circuler : dans le premier mode de fonctionnement, selon la 5 première boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur, le premier détendeur, la bouteille, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur, le premier échangeur de 10 chaleur formant un évaporateur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, - dans le deuxième mode de fonctionnement, selon la deuxième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le premier échangeur de chaleur formant un condenseur, le 15 premier détendeur, la bouteille, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, 20 - dans le troisième mode de fonctionnement, selon la troisième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur, le premier détendeur, la bouteille, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide 25 frigorigène traverse ensuite le second détendeur, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, dans le quatrième mode de fonctionnement, selon la quatrième boucle traversant au moins successivement le second 30 compresseur, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier échangeur de chaleur formant un condenseur, alors qu'une ^ ^ seconde partie du fluide frigorigène traverse le deuxième échangeur de chaleur, le fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur, la bouteille, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, dans le cinquième mode de fonctionnement, selon la cinquième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur, le premier détendeur, la bouteille, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur et étant dirigé, pour une première partie, au travers du premier échangeur de chaleur formant un évaporateur puis du premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, et pour une seconde partie, au travers du troisième échangeur de chaleur puis du premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur. Dans ce cas, le circuit peut comporter : - une première portion reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur et une entrée du deuxième échangeur de chaleur, la première portion étant équipée d'une première vanne d'arrêt et d'une deuxième vanne d'arrêt, la première portion comportant en outre un premier embranchement situé entre le premier échangeur de chaleur et la deuxième vanne et un deuxième embranchement situé entre la deuxième vanne et la première vanne, - une deuxième portion reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur et une entrée de la bouteille, la deuxième portion étant équipée du premier détendeur et comportant un troisième embranchement situé entre le deuxième échangeur de chaleur et le premier détendeur, - une troisième portion reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur et le troisième embranchement, la troisième portion étant équipée d'un premier clapet unidirectionnel autorisant le passage de fluide frigorigène du premier échangeur de chaleur vers le troisième embranchement, la troisième portion comportant un quatrième embranchement situé entre le premier clapet et le premier échangeur de chaleur, - une quatrième portion reliant une seconde sortie de la bouteille et une entrée du troisième échangeur de chaleur, la quatrième portion étant équipée du deuxième détendeur et comportant un cinquième embranchement situé entre le second détendeur et le troisième échangeur de chaleur, - une cinquième portion reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur à une entrée du premier compresseur, la cinquième portion étant équipée d'une quatrième vanne d'arrêt et comportant un sixième embranchement situé entre la quatrième vanne et le premier compresseur, - une sixième portion reliant une sortie du premier compresseur et une entrée du second compresseur, la sixième portion 20 comportant un septième embranchement, - une septième portion reliant une sortie du second compresseur et le deuxième embranchement, - une huitième portion reliant le sixième embranchement et le premier embranchement, la huitième portion étant équipée d'une troisième 25 vanne d'arrêt, - une neuvième portion reliant une première sortie de la bouteille et le septième embranchement, - une dixième portion reliant le quatrième embranchement et le cinquième embranchement, la dixième portion étant équipée d'un second 30 clapet unidirectionnel autorisant le passage de fluide frigorigène du cinquième embranchement vers le quatrième embranchement.
Selon une variante, le circuit comporte en outre un quatrième échangeur de chaleur apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène issu de la bouteille, en amont du second détendeur, et le fluide frigorigène issu du premier échangeur de chaleur, en amont du premier compresseur. Avantageusement, le circuit peut comporter en outre un réchauffeur, un cinquième échangeur de chaleur formant un condenseur, la première part du fluide frigorigène issu des moyens de réduction du débit de fluide frigorigène traversant successivement le réchauffeur et le cinquième échangeur de chaleur avant de traverser à nouveau le second compresseur. Dans ce cas, le circuit peut comporter : - une première portion reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur et une entrée du deuxième échangeur de chaleur, la première portion étant équipée d'une première vanne d'arrêt et d'une deuxième vanne d'arrêt, la première portion comportant en outre un premier embranchement situé entre le premier échangeur de chaleur et la deuxième vanne et un deuxième embranchement situé entre la deuxième vanne et la première vanne, - une deuxième portion reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur et une entrée de la bouteille, la deuxième portion étant équipée du premier détendeur et comportant un troisième embranchement situé entre le deuxième échangeur de chaleur et le premier détendeur, - une troisième portion reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur et le troisième embranchement, la troisième portion étant équipée d'un premier clapet unidirectionnel autorisant le passage de fluide frigorigène du premier échangeur de chaleur vers le troisième embranchement, la troisième portion comportant un quatrième embranchement situé entre le premier clapet et le premier échangeur de chaleur, - une quatrième portion reliant une seconde sortie de la bouteille et une entrée du troisième échangeur de chaleur, la quatrième portion étant équipée du deuxième détendeur et comportant un cinquième embranchement situé entre le deuxième détendeur et le troisième échangeur de chaleur, - une cinquième portion reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur à une entrée du premier compresseur, la cinquième portion étant équipée d'une quatrième vanne d'arrêt et comportant un sixième embranchement situé entre la quatrième vanne et le premier compresseur, - une sixième portion reliant une sortie du premier compresseur et une entrée du second compresseur, la sixième portion comportant un septième embranchement, - une septième portion reliant une sortie du second 15 compresseur et le deuxième embranchement, - une huitième portion reliant le sixième embranchement et le premier embranchement, la huitième portion étant équipée d'une troisième vanne d'arrêt, - une neuvième portion reliant une première sortie de la 20 bouteille et une entrée du cinquième échangeur de chaleur, la neuvième portion étant équipée du réchauffeur, - une dixième portion reliant une sortie du cinquième échangeur de chaleur et le septième embranchement, - une onzième portion reliant le quatrième embranchement et 25 le cinquième embranchement, la onzième portion étant équipée d'un second clapet unidirectionnel autorisant le passage de fluide frigorigène du cinquième embranchement vers le quatrième embranchement. Selon une autre forme de réalisation, les moyens de détente peuvent comporter un premier détendeur, un deuxième détendeur et un 30 troisième détendeur, le fluide frigorigène étant apte à circuler : dans le premier mode de fonctionnement, selon la première boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur, le premier détendeur, la bouteille, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le troisième détendeur, le premier échangeur de chaleur formant un évaporateur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, - dans le deuxième mode de fonctionnement, selon la deuxième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le premier échangeur de chaleur formant un condenseur, le troisième détendeur, la bouteille, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le deuxième détendeur, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, - dans le troisième mode de fonctionnement, selon la troisième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur, le premier détendeur, la bouteille, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le deuxième détendeur, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, - dans le quatrième mode de fonctionnement, selon la quatrième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier échangeur de chaleur formant un condenseur puis le troisième détendeur avant d'entrer dans la bouteille, alors qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse le deuxième échangeur de chaleur puis le premier détendeur avant d'entrer dans la bouteille, une première part du ^ fluide frigorigène issu de la bouteille traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène issu de la bouteille traverse ensuite le deuxième détendeur, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, - dans le cinquième mode de fonctionnement, selon la cinquième boucle traversant au moins successivement le second compresseur, le deuxième échangeur de chaleur et le premier détendeur avant d'entrer dans la bouteille, une première part du fluide frigorigène issu de la bouteille traversant ensuite à nouveau le second compresseur, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène issu de la bouteille traverse ensuite le troisième détendeur, le premier échangeur de chaleur formant un évaporateur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur, et alors qu'une troisième part du fluide frigorigène issu de la bouteille traverse ensuite le deuxième détendeur, le troisième échangeur de chaleur puis le premier compresseur avant de traverser à nouveau le second compresseur. Dans ce cas, le circuit peut comporter : - une première portion reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur et une entrée du deuxième échangeur de chaleur, la première portion étant équipée d'une première vanne et d'une deuxième vanne, la première portion comportant un premier embranchement situé entre la première vanne et la deuxième vanne et un deuxième embranchement situé entre la deuxième vanne et le premier échangeur de chaleur, - une deuxième portion reliant le premier embranchement et une sortie du second compresseur, - une troisième portion reliant une sortie du premier compresseur et une entrée du second compresseur, la troisième portion 30 comportant un troisième embranchement, - une quatrième portion reliant le second embranchement et une entrée du premier compresseur, la quatrième portion étant équipée d'une troisième vanne et comportant un quatrième embranchement situé entre la troisième vanne et le premier compresseur, - une cinquième portion reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur et une première sortie ou entrée de la bouteille, la cinquième portion étant équipée du troisième détendeur, - une sixième portion reliant une deuxième sortie de la bouteille et une entrée du troisième échangeur de chaleur, la sixième portion étant équipée du deuxième détendeur, - une septième portion reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur et le quatrième embranchement, - une huitième portion reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur et une deuxième entrée de la bouteille, la huitième portion étant équipée du premier détendeur et d'un premier clapet unidirectionnel autorisant le passage de fluide frigorigène du deuxième échangeur de chaleur vers la bouteille, - une neuvième portion reliant une troisième sortie de la bouteille et le troisième embranchement.
Selon encore une autre forme de réalisation de l'invention, les moyens de réduction de débit peuvent comporter un sixième échangeur de chaleur, les moyens de détente comportant un premier détendeur et un second détendeur, le fluide frigorigène issu du premier échangeur de chaleur et/ou du deuxième échangeur de chaleur étant divisé en une première part traversant le premier détendeur puis le sixième échangeur de chaleur avant de traverser à nouveau le second compresseur, et en une seconde part traversant le sixième échangeur de chaleur puis le second détendeur avant d'être dirigé vers le premier échangeur de chaleur et/ou le troisième échangeur de chaleur, en fonction du mode de fonctionnement, le sixième échangeur de chaleur étant apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène de la première part et le fluide frigorigène de la seconde part. Cette forme de réalisation est compatible avec l'utilisation de fluides réfrigérants supercritiques, tels que le dioxyde de carbone.
Dans ce cas, le circuit peut comporter : - une première portion reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur et une entrée du deuxième échangeur de chaleur, la première portion étant équipée d'une première vanne d'arrêt et d'une deuxième vanne d'arrêt, la première portion comportant en outre un premier embranchement situé entre le premier échangeur de chaleur et la deuxième vanne et un deuxième embranchement situé entre la deuxième vanne et la première vanne, - une deuxième portion reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur et une seconde entrée du sixième échangeur de chaleur, la deuxième portion comportant un troisième embranchement et un quatrième embranchement situé entre le troisième embranchement et le sixième échangeur de chaleur, - une troisième portion reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur et le troisième embranchement, la troisième portion étant équipée d'un premier clapet unidirectionnel autorisant le passage de fluide frigorigène du premier échangeur de chaleur vers le troisième embranchement, la troisième portion comportant un cinquième embranchement situé entre le premier clapet et le premier échangeur de chaleur, - une quatrième portion reliant une seconde sortie du sixième échangeur de chaleur et une entrée du troisième échangeur de chaleur, la quatrième portion étant équipée du second détendeur et comportant un sixième embranchement situé entre le second détendeur et le troisième échangeur de chaleur, - une cinquième portion reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur et une entrée du premier compresseur, la cinquième portion étant équipée d'une quatrième vanne d'arrêt et optionnellement d'un accumulateur, la cinquième portion comportant un septième embranchement situé entre la quatrième vanne et le premier compresseur, optionnellement entre l'accumulateur et la quatrième vanne, - une sixième portion reliant une sortie du premier compresseur et une entrée du second compresseur, la sixième portion comportant un huitième embranchement, - une septième portion reliant une sortie du second compresseur et le deuxième embranchement, - une huitième portion reliant le septième embranchement et le premier embranchement, la huitième portion étant équipée d'une troisième vanne d'arrêt, - une neuvième portion reliant une première sortie du sixième échangeur de chaleur et le huitième embranchement, - une dixième portion reliant le cinquième embranchement et le sixième embranchement, la dixième portion étant équipée d'un second clapet unidirectionnel autorisant le passage de fluide frigorigène du sixième embranchement vers le cinquième embranchement, - une onzième portion reliant une première entrée du sixième 20 échangeur de chaleur et le quatrième embranchement, la onzième portion étant équipée du premier détendeur, le fluide frigorigène de la première part traversant le sixième échangeur de chaleur de la première entrée vers la première sortie du sixième échangeur de chaleur, le fluide frigorigène de la seconde part 25 traversant le sixième échangeur de chaleur de la seconde entrée vers la seconde sortie du sixième échangeur de chaleur. L'invention concerne également un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit du type précité, le deuxième échangeur de chaleur et le troisième échangeur de chaleur étant logés, au 30 moins en partie, dans un canal de circulation d'un flux d'air, destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule.
Un volet peut être monté dans le canal en amont du second échangeur de chaleur, dans le sens de circulation du flux d'air dans ledit canal, le volet étant mobile entre une position ouverte dans laquelle il force le passage de tout ou partie du flux d'air vers le second échangeur de chaleur, par exemple dans les premier, troisième, quatrième et cinquième modes de fonctionnement, et une position fermée dans laquelle il dérive tout ou partie dudit flux d'air hors du second échangeur de chaleur, par exemple dans le deuxième mode de fonctionnement. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 à 11 illustrent un circuit selon une première forme de réalisation de l'invention, en particulier la figure 1 illustre de façon schématique la structure du circuit, - la figure 2 illustre le fonctionnement du circuit selon un premier mode de fonctionnement, - la figure 3 est un diagramme de Mollier illustrant le 20 premier mode de fonctionnement, - la figure 4 illustre le fonctionnement du circuit selon un deuxième mode de fonctionnement, - la figure 5 est un diagramme de Mollier illustrant le deuxième mode de fonctionnement, 25 la figure 6 illustre le fonctionnement du circuit selon un troisième mode de fonctionnement, - la figure 7 est un diagramme de Mollier illustrant le troisième mode de fonctionnement, la figure 8 illustre le fonctionnement du circuit selon un 30 quatrième mode de fonctionnement, - la figure 9 est un diagramme de Mollier illustrant le quatrième mode de fonctionnement, - la figure 10 illustre le fonctionnement du circuit selon un cinquième mode de fonctionnement, - la figure 11 est un diagramme de Mollier illustrant le cinquième mode de fonctionnement, les figures 12 à 16 illustrent un circuit selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, en particulier, - la figure 12 illustre de façon schématique la structure du circuit, - la figure 13 illustre le fonctionnement du circuit selon un premier mode de fonctionnement, - la figure 14 est un diagramme de Mollier illustrant le premier mode de fonctionnement, - la figure 15 illustre le fonctionnement du circuit selon un deuxième mode de fonctionnement, - la figure 16 est un diagramme de Mollier illustrant le deuxième mode de fonctionnement, - les figures 17 à 19 illustrent un circuit selon une troisième forme de réalisation de l'invention, en particulier, - la figure 17 illustre de façon schématique la structure du circuit, - la figure 18 illustre le fonctionnement du circuit selon un mode de fonctionnement particulier, - la figure 19 est un diagramme de Mollier illustrant le mode de fonctionnement de la figure 18, - la figure 19a est une vue de détail d'une partie du diagramme de la figure 19, - les figures 20 à 30 illustrent un circuit selon une quatrième forme de réalisation de l'invention, en particulier, - la figure 20 illustre de façon schématique la structure du circuit, - la figure 21 illustre le fonctionnement du circuit selon un premier mode de fonctionnement, - la figure 22 est un diagramme de Mollier illustrant le premier mode de fonctionnement, - la figure 23 illustre le fonctionnement du circuit selon un deuxième mode de fonctionnement, - la figure 24 est un diagramme de Mollier illustrant le deuxième mode de fonctionnement, - la figure 25 illustre le fonctionnement du circuit selon un troisième mode de fonctionnement, - la figure 26 est un diagramme de Mollier illustrant le troisième mode de fonctionnement, - la figure 27 illustre le fonctionnement du circuit selon un quatrième mode de fonctionnement, - la figure 28 est un diagramme de Mollier illustrant le quatrième mode de fonctionnement, - la figure 29 illustre le fonctionnement du circuit 20 selon un cinquième mode de fonctionnement, - la figure 30 est un diagramme de Mollier illustrant le cinquième mode de fonctionnement, - les figures 31 à 41 illustrent un circuit selon une cinquième forme de réalisation de l'invention, en particulier, 25 - la figure 31 illustre de façon schématique la structure du circuit, - la figure 32 illustre le fonctionnement du circuit selon un premier mode de fonctionnement, la figure 33 est un diagramme de Mollier 30 illustrant le premier mode de fonctionnement, - la figure 34 illustre le fonctionnement du circuit selon un deuxième mode de fonctionnement, - la figure 35 est un diagramme de Mollier illustrant le deuxième mode de fonctionnement, - la figure 36 illustre le fonctionnement du circuit selon un troisième mode de fonctionnement, - la figure 37 est un diagramme de Mollier illustrant le troisième mode de fonctionnement, - la figure 38 illustre le fonctionnement du circuit 10 selon un quatrième mode de fonctionnement, - la figure 39 est un diagramme de Mollier illustrant le quatrième mode de fonctionnement, - la figure 40 illustre le fonctionnement du circuit selon un cinquième mode de fonctionnement, 15 - la figure 41 est un diagramme de Mollier illustrant le cinquième mode de fonctionnement. La figure 1 illustre de façon schématique la structure du circuit selon une première forme de réalisation de l'invention. Le circuit comporte un premier échangeur de chaleur 1 apte à 20 former un condenseur et/ou un évaporateur, un deuxième échangeur de chaleur 2 apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur 3 apte à former un évaporateur, un premier compresseur Cp1 , un second compresseur Cp2, des moyens de réduction du débit de fluide frigorigène passant dans le troisième échangeur de chaleur 3, lesdits moyens 25 comportant une bouteille B apte à séparer la phase liquide de la phase vapeur du fluide frigorigène, un premier détendeur D1, un second détendeur D2, un premier clapet unidirectionnel C1, un second clapet unidirectionnel C2, une première vanne d'arrêt V1, une deuxième vanne d'arrêt V2, une troisième vanne d'arrêt V3 et une quatrième vanne d'arrêt 30 V4. On supposera dans ce qui suit que les pertes de charge liées aux vannes d'arrêt V1 à V4 sont négligeables. Elles ne forment donc pas des détendeurs mais permettent uniquement d'autoriser ou non le passage de fluide frigorigène au travers de la portion concernée du circuit. Le premier échangeur de chaleur 1 est par exemple disposé en face avant d'un véhicule automobile, de façon à échanger de la chaleur entre l'air externe au véhicule et un fluide frigorigène circulant dans le circuit. Les deuxième et troisième échangeurs de chaleur 2, 3 peuvent être intégrés à une l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, également appelée H.V.A.C. (Heating, Ventilation and Air-Conditioning) comportant un canal 8 de circulation d'un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule et puisant de l'air à l'extérieur du véhicule. Une telle installation comporte un volet d'obturation mobile 9 monté dans le canal 8, en aval du troisième échangeur de chaleur 3 et en amont du deuxième échangeur de chaleur 2, dans le sens de circulation du flux d'air, c'est-à-dire de l'extérieur du véhicule vers l'habitacle. En position ouverte du volet 9 (en traits forts), l'air traverse successivement le troisième échangeur de chaleur 3 puis le deuxième échangeur de chaleur 2. A l'inverse, en position fermée du volet 9 (en traits pointillés), l'air traverse uniquement le troisième échangeur de chaleur 3 et est détourné du deuxième échangeur de chaleur 2. Le circuit comporte plus particulièrement : - une première portion P1 reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur 1 et une entrée du deuxième échangeur de chaleur 2, la première portion P1 étant équipée de la première vanne d'arrêt V1 et de la deuxième vanne d'arrêt V2, la première portion P1 comportant en outre un premier embranchement El situé entre le premier échangeur de chaleur 1 et la deuxième vanne V2 et un deuxième embranchement E2 situé entre la deuxième vanne V2 et la première vanne V1, - une deuxième portion P2 reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur 2 et une entrée de la bouteille B, la deuxième portion P2 étant équipée du premier détendeur D1 et comportant un troisième embranchement E3 situé entre le deuxième échangeur de chaleur 2 et le premier détendeur D1, - une troisième portion P3 reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur 1 et le troisième embranchement E3, la troisième portion P3 étant équipée du premier clapet unidirectionnel Cl autorisant le passage de fluide frigorigène du premier échangeur de chaleur 1 vers le troisième embranchement E3, la troisième portion P3 comportant un quatrième embranchement E4 situé entre le premier clapet Cl et le premier échangeur de chaleur 1, - une quatrième portion P4 reliant une seconde sortie de la bouteille B et une entrée du troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième portion P4 étant équipée du deuxième détendeur et comportant un cinquième embranchement E5 situé entre le second détendeur D2 et le troisième échangeur de chaleur 3, - une cinquième portion P5 reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur 3 à une entrée du premier compresseur Cp1 , la cinquième portion P5 étant équipée de la quatrième vanne d'arrêt V4 et comportant un sixième embranchement E6 situé entre la quatrième vanne V4 et le premier compresseur Cpt, - une sixième portion P6 reliant une sortie du premier compresseur Cp1 et une entrée du second compresseur Cp2, la sixième portion P6 comportant un septième embranchement E7, - une septième portion P7 reliant une sortie du second 25 compresseur Cp2 et le deuxième embranchement E2, - une huitième portion P8 reliant le sixième embranchement E6 et le premier embranchement E1, la huitième portion P8 étant équipée de la troisième vanne d'arrêt V3, - une neuvième portion P9 reliant une première sortie de la 30 bouteille B et le septième embranchement E7, - une dixième portion P10 reliant le quatrième embranchement E4 et le cinquième embranchement E5, la dixième portion P10 étant équipée du second clapet unidirectionnel C2 autorisant le passage de fluide frigorigène du cinquième embranchement E5 vers le quatrième embranchement E4. Les différents modes de fonctionnement d'un tel circuit vont maintenant être décrits plus en détail, en référence aux figures 2 à 11. Dans ces différents modes de fonctionnement, le fluide frigorigène peut être sous forme liquide, vapeur ou diphasique, en fonction de la zone ou de la portion considérée du circuit. La figure 2 illustre un premier mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1 et V3 sont ouvertes et dans lequel les vannes V2 et V4 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert.
Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une première boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, le premier détendeur D1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur D2, le second clapet C2, le premier échangeur de chaleur 1 formant un évaporateur, la troisième vanne V3, puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2.
Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 3. Sur ce diagramme, l'abscisse est formée par l'enthalpie h et l'ordonnée est formée par la pression p du fluide frigorigène. Des points référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 2 afin de faciliter la compréhension. Les phases du fluide frigorigène (liquide ; diphasique, c'est-à-dire liquide et vapeur ; vapeur) sont également indiquées sur le diagramme, ainsi que les différentes étapes du cycle (évaporation, condensation, compression, détente). Ce mode de fonctionnement permet de prélever des calories sur l'air externe au véhicule, à l'aide du premier échangeur de chaleur 1, puis de chauffer l'air débouchant dans l'habitacle, à l'aide du deuxième échangeur de chaleur 2. Le circuit fonctionne alors à la manière d'une pompe à chaleur. La figure 4 illustre un deuxième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V2 et V4 sont ouvertes et dans lequel les vannes V1 et V3 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est fermé. Le volet 9 fermé permet de réduire les pertes de charges dans le flux d'air en dérivant le deuxième échangeur 2. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une deuxième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la deuxième vanne V2, le premier échangeur de chaleur 1 formant un condenseur, le premier clapet C1, le premier détendeur D1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième vanne V4 puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 5. Comme précédemment, des points référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 4 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de refroidir l'air F destiné à l'habitacle, par l'intermédiaire du troisième échangeur de chaleur 3, les calories étant rejetées au niveau du premier échangeur de chaleur 1.
La figure 6 illustre un troisième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1 et V4 sont ouvertes et dans lequel les vannes V2 et V3 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert.
Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une troisième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, le premier détendeur D1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième vanne V4 puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 7. Comme précédemment, des points référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 6 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air F entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au véhicule comprises par exemple entre 10 et 15°C (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en fonction du taux d'humidité de l'air). En particulier, dans ce mode de fonctionnement, de l'air ayant un fort taux d'humidité (par exemple supérieur à 70%) est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau contenues dans l'air F. L'eau ainsi condensée est alors drainée, comme cela est bien connu en soi. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 20 et 25°C, avant de déboucher dans l'habitacle.
La figure 8 illustre un quatrième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1, V2 et V4 sont ouvertes et dans lequel la vanne V3 est fermée. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert.
Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une quatrième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite la deuxième vanne V2, le premier échangeur de chaleur 1 formant un condenseur et le premier clapet C1, alors qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse la première vanne V1, et le deuxième échangeur de chaleur 2, l'ensemble du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur D1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième vanne V4 puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 9. Comme précédemment, des points référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 8 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air F entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au véhicule comprises par exemple entre 12 et 20°C par exemple (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en fonction du taux d'humidité de l'air). Comme précédemment, dans ce mode de fonctionnement, de l'air F ayant un fort taux d'humidité (par exemple supérieur à 70%) est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau 3014 755 25 contenues dans l'air, l'eau ainsi condensée est alors drainée. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 20 et 25°C, avant de déboucher dans l'habitacle. Dans ce mode de fonctionnement également, une partie 5 des calories est évacuée par le premier échangeur de chaleur 1. La figure 10 illustre un cinquième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1, V3 et V4 sont ouvertes et dans lequel la vanne V2 est fermée. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert. 10 Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une cinquième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, le premier détendeur D1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le 15 second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur D2 et étant dirigé, pour une première partie, au travers du second clapet C2, du premier échangeur de chaleur 1 formant un évaporateur, de la troisième vanne V3 puis du premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur 20 Cp2, et pour une seconde partie, au travers du troisième échangeur de chaleur 3, de la quatrième vanne V4 puis du premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 11. Comme précédemment, des points 25 référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 10 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au 30 véhicule comprises par exemple entre 5 et 12°C (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en fonction du 3014 755 26 taux d'humidité de l'air). Comme précédemment, dans ce mode de fonctionnement, de l'air F est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau 5 contenues dans l'air, l'eau ainsi condensée est alors drainée. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 30 et 35°C, avant de déboucher dans l'habitacle. Dans ce mode de fonctionnement également, le premier échangeur de chaleur 1 et le troisième échangeur de chaleur 3 permettent 10 chacun de puiser des calories dans l'air externe afin de réchauffer l'air F à envoyer dans l'habitacle. On notera que le circuit selon la forme de réalisation des figures 1 à 11 peut être utilisé avec un fluide frigorigène de type R-134a (1,1,1,2- tétrafluoroéthane) ou R-1234yf (2,3,3,3-tétrafluoropropène) par exemple. 15 Cette forme de réalisation n'est cependant pas compatible avec un fluide frigorigène dit supercritique, tel que du dioxyde de carbone, du fait de l'utilisation d'une bouteille. En effet, le dioxyde de carbone a une pression critique de 73,8 bars et une température critique relativement basse de 31°C. Au dessus de ce point critique, le dioxyde de carbone est dit 20 supercritique. Ainsi, un mélange diphasique n'existe plus. Par conséquent, pour certaines conditions de fonctionnement qui correspondent à une pression intermédiaire supérieure à la pression critique, la bouteille de séparation ne peut plus être utilisée. La même remarque peut être formulée en ce qui concerne les autres formes de réalisation de l'invention 25 comportant une bouteille de séparation et présentées dans ce qui suit. La figure 12 illustre de façon schématique la structure du circuit selon une deuxième forme de réalisation de l'invention. Cette forme de réalisation diffère de celle exposée en référence aux figures 1 à 11 en ce que le circuit comporte en outre un quatrième échangeur de chaleur 4, 30 appelé également I.H.X. (pour Internai Heat eXchanger, en anglais), apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène issu de la bouteille B, en amont du second détendeur D2, et le fluide frigorigène issu du premier échangeur de chaleur 1, en amont du premier compresseur Cpt Le quatrième échangeur comporte ainsi une première partie 4a située au niveau de la quatrième portion P4, entre la bouteille B et le deuxième détendeur D2, et une seconde partie 4b située au niveau de la cinquième portion P5, entre le sixième embranchement E6 et le premier compresseur Cpt. La figure 13 illustre un premier mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1 et V3 sont ouvertes et dans lequel les vannes V2 et 10 V4 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une première boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur 15 de chaleur 2, le premier détendeur D1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite la première partie 4a du quatrième échangeur de chaleur 4, le second détendeur D2, le second clapet C2, le premier échangeur de chaleur 1 20 formant un évaporateur, la troisième vanne V3, la seconde partie 4b du quatrième échangeur de chaleur 4, puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 14. Des points référencés il à i11 ont été 25 reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 13 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de prélever des calories sur l'air externe au véhicule, à l'aide du premier échangeur de chaleur 1, puis de chauffer l'air débouchant dans l'habitacle, à l'aide du deuxième 30 échangeur de chaleur 2. Le circuit fonctionne alors à la manière d'une pompe à chaleur.
Par comparaison des diagrammes des figures 3 et 14, on remarque que le quatrième échangeur de chaleur 4 permet d'augmenter la différence d'enthalpie au niveau du premier échangeur de chaleur (i10 à i11), de rentrer dans l'échangeur 1 avec un titre de vapeur plus faible (ce qui améliore l'efficacité) et de réduire le débit de fluide frigorigène et donc la puissance des compresseurs Cp1 et Cp2. On augmente ainsi le rendement du circuit, par comparaison avec la forme de réalisation des figures 1 à 11. La figure 15 illustre un deuxième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V2 et V4 sont ouvertes et dans lequel les vannes V1 et 10 V3 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est fermé. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une deuxième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la deuxième vanne V2, le 15 premier échangeur de chaleur 1 formant un condenseur, le premier clapet C1, le premier détendeur D1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite la première partie 4a du quatrième échangeur de chaleur 4, le second détendeur D2, le 20 troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième vanne V4, la seconde partie 4b du quatrième échangeur de chaleur 4, puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le 25 diagramme de Mollier de la figure 16. Comme précédemment, des points référencés il à i11 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 15 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de refroidir l'air F destiné à 30 l'habitacle, par l'intermédiaire du troisième échangeur de chaleur 3, les calories étant rejetées au niveau du premier échangeur de chaleur 1.
Par comparaison des diagrammes des figures 5 et 16, on remarque que le quatrième échangeur de chaleur 4 permet d'augmenter la différence d'enthalpie au niveau de l'évaporateur (i10 à i11), de rentrer dans l'échangeur 1 avec un titre de vapeur plus faible (ce qui améliore l'efficacité) et de réduire le débit de fluide frigorigène et donc la puissance des compresseurs Cp1 et Cp2. On augmente ainsi le rendement du circuit, par comparaison avec la forme de réalisation des figures 1 à 11. La figure 17 illustre de façon schématique la structure du circuit selon une troisième forme de réalisation de l'invention. Cette forme de réalisation diffère de celle exposée en référence aux figures 1 à 11 en ce que la portion P9 relie la bouteille à une entrée d'un cinquième échangeur de chaleur 5 et est équipée d'un réchauffeur 7 apte à chauffer le fluide frigorigène le traversant, par exemple via une résistance électrique et/ou via un fluide intermédiaire. Une dixième portion P10 relie une sortie du cinquième échangeur de chaleur 5 au septième embranchement E7. Le cinquième échangeur de chaleur 5 est par exemple accolé au second échangeur de chaleur 2 et est situé en amont du volet 9. Les échangeurs 2 et 5 peuvent éventuellement être formés d'un seul et même ensemble structurel. Le second échangeur de chaleur 2 est par exemple situé en aval du cinquième échangeur de chaleur 5, par rapport au sens du flux d'air F. La figure 18 illustre un mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1 et V3 sont ouvertes et dans lequel les vannes V2 et V4 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est 25 ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, le premier détendeur D1, la bouteille B, une première part du 30 fluide frigorigène traversant ensuite le réchauffeur 7, le cinquième échangeur de chaleur 5 puis à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur D2, le second clapet C2, le premier échangeur de chaleur 1 formant un évaporateur, la troisième vanne V3 puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2.
Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier des figures 19 et 19a. Des points référencés il à i11 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 18 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de prélever des calories sur l'air externe au véhicule, à l'aide du premier échangeur de chaleur 1, puis de chauffer l'air débouchant dans l'habitacle, à l'aide du deuxième échangeur de chaleur 2 et du cinquième échangeur de chaleur. Le circuit fonctionne alors à la manière d'une pompe à chaleur. Par comparaison avec la forme de réalisation des figures 1 à 11, la forme de réalisation des figures 17 à 19 permet de répondre efficacement à des conditions de fonctionnement pour lesquelles la température de l'air extérieur au véhicule est très basse, par exemple de l'ordre de -18°C, en assurant un gain significatif en termes de rendement ou de coefficient de performance (COP).
En effet, les puissances thermiques cumulées des échangeurs 2 et 5 sont suffisantes pour assurer un chauffage de l'air destiné à l'habitacle, dans un tel cas de fonctionnement. La figure 20 illustre de façon schématique la structure du circuit selon une quatrième forme de réalisation de l'invention.
Ce circuit comporte un premier échangeur de chaleur 1 apte à former un condenseur et/ou un évaporateur, un deuxième échangeur de chaleur 2 apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur 3 apte à former un évaporateur, un premier compresseur Cp1 , un second compresseur Cp2, une bouteille B apte à séparer la phase liquide de la phase vapeur du fluide frigorigène, une première vanne de détente XV1, une seconde vanne de détente XV2, une troisième vanne de détente XV3, un clapet unidirectionnel C1, une première vanne d'arrêt V1, une deuxième vanne d'arrêt V2 et une troisième vanne d'arrêt V3. On supposera dans ce qui suit que les pertes de charge liées aux vannes d'arrêt V1 à V3 sont négligeables, à l'inverse des vannes de détente XV1, XV2 et XV3 qui sont appelées ci-après indifféremment vannes ou détendeurs. Les vannes V1 à V3 ne forment donc pas des détendeurs mais permettent uniquement d'autoriser ou non le passage de fluide frigorigène au travers de la portion concernée du circuit. Les XV1, XV2 ou XV3 peuvent être ouvertes ou fermées de manière respectivement à autoriser ou empêcher le passage de fluide frigorigène au travers de la portion correspondante du circuit. Comme précédemment, le premier échangeur de chaleur 1 est par exemple disposé en face avant d'un véhicule automobile, de façon à échanger de la chaleur entre l'air externe au véhicule et un fluide frigorigène circulant dans le circuit.
Les deuxième et troisième échangeurs de chaleur 2, 3 peuvent être intégrés à une l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, également appelée H.V.A.C. (Heating, Ventilation and Air-Conditioning) comportant un canal 8 de circulation d'un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule et puisant de l'air à l'extérieur du véhicule et un volet d'obturation mobile 9 monté dans le canal 8, en aval du troisième échangeur de chaleur 3 et en amont du deuxième échangeur de chaleur 2, dans le sens de circulation du flux d'air. Le circuit comporte plus particulièrement : - une première portion 131 reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur 1 et une entrée du deuxième échangeur de chaleur 2, la première portion 131 étant équipée de la première vanne V1 et de la deuxième vanne V2, la première portion 131 comportant un premier embranchement El situé entre la première vanne V1 et la deuxième vanne V2 et un deuxième embranchement E2 situé entre la deuxième vanne V2 et le premier échangeur de chaleur 1, - une deuxième portion P2 reliant le premier embranchement El et une sortie du second compresseur Cp2, - une troisième portion P3 reliant une sortie du premier compresseur Cp1 et une entrée du second compresseur Cp2, la troisième portion P3 comportant un troisième embranchement E3, - une quatrième portion P4 reliant le second embranchement et une entrée du premier compresseur Cp1 , la quatrième portion P4 étant équipée de la troisième vanne V3 et comportant un quatrième embranchement E4 situé entre la troisième vanne V3 et le premier compresseur Cpl, - une cinquième portion P5 reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur 1 et une première sortie ou entrée de la bouteille B, la cinquième portion P5 étant équipée du troisième détendeur XV3, - une sixième portion P6 reliant une deuxième sortie de la bouteille B et une entrée du troisième échangeur de chaleur 3, la sixième portion P6 étant équipée du deuxième détendeur XV2, - une septième portion P7 reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur 3 et le quatrième embranchement E4, - une huitième portion P8 reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur 2 et une deuxième entrée de la bouteille B, la huitième portion P8 étant équipée du premier détendeur XV1 et du clapet unidirectionnel Cl autorisant le passage de fluide frigorigène du deuxième échangeur de chaleur 2 vers la bouteille B, - une neuvième portion P9 reliant une troisième sortie de la bouteille B et le troisième embranchement E3. Les différents modes de fonctionnement d'un tel circuit vont maintenant être décrits plus en détail, en référence aux figures 21 à 30. La figure 21 illustre un premier mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1, V3, XV1 et XV3 sont ouvertes et dans lequel les vannes V2 et XV2 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une première boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le 5 second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, le clapet C1, le premier détendeur XV1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le troisième détendeur XV3, le premier échangeur de chaleur 1 10 formant un évaporateur, la troisième vanne V3, puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 22. Comme précédemment, des points 15 référencés il à i11 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 21 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de prélever des calories sur l'air externe au véhicule, à l'aide du premier échangeur de chaleur 1, puis 20 de chauffer l'air débouchant dans l'habitacle, à l'aide du deuxième échangeur de chaleur 2. Le circuit fonctionne alors à la manière d'une pompe à chaleur. La figure 23 illustre un deuxième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V2, XV2 et XV3 sont ouvertes et dans lequel les vannes 25 V1, V3 et XV1 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est fermé. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une deuxième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la deuxième vanne V2, le premier échangeur de 30 chaleur 1 formant un condenseur, le troisième détendeur XV3, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur XV2, le troisième échangeur de chaleur 3 puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2.
Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 24. Comme précédemment, des points référencés il à i11 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 23 afin de faciliter la compréhension.
Ce mode de fonctionnement permet de refroidir l'air F destiné à l'habitacle, par l'intermédiaire du troisième échangeur de chaleur 3, les calories étant rejetées au niveau du premier échangeur de chaleur 1. La figure 25 illustre un troisième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1, XV1 et XV2 sont ouvertes et dans lequel les vannes 15 V2, V3 et XV3 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une troisième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur 20 de chaleur 2, le clapet C1, le premier détendeur XV1, la bouteille B, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur XV2, le troisième échangeur de chaleur 3 puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second 25 compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 26. Comme précédemment, des points référencés il à i10 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 25 afin de faciliter la 30 compréhension.
Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air F entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au véhicule comprises par exemple entre 10 et 15°C (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en fonction du taux d'humidité de l'air). En particulier, dans ce mode de fonctionnement, de l'air ayant un fort taux d'humidité (par exemple supérieur à 70%) est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau contenues dans l'air F. L'eau ainsi condensée est alors drainée, comme cela est bien connu en soi. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 20 et 25°C, avant de déboucher dans l'habitacle. La figure 27 illustre un quatrième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1, V2, XV1 , XV2 et XV3 sont ouvertes et dans lequel la vanne V3 est fermée. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une quatrième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite la deuxième vanne V2, le premier échangeur de chaleur 1 formant un condenseur et le troisième détendeur XV3 avant d'entrer dans la bouteille B, alors qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, le clapet Cl et le premier détendeur XV1 avant d'entrer dans la bouteille B, une première part du fluide frigorigène issu de la bouteille B traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène issu de la bouteille traverse ensuite le second détendeur XV2, le troisième échangeur de chaleur 3, puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. 3014 755 36 Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 28. Comme précédemment, des points référencés il à i11 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 27 afin de faciliter la 5 compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air F entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au véhicule comprises par exemple entre 12 et 20°C par exemple (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en 10 fonction du taux d'humidité de l'air). Comme précédemment, dans ce mode de fonctionnement, de l'air F ayant un fort taux d'humidité (par exemple supérieur à 70%) est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau 15 contenues dans l'air, l'eau ainsi condensée est alors drainée. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 20 et 25°C, avant de déboucher dans l'habitacle. Dans ce mode de fonctionnement également, une partie des calories est évacuée par le premier échangeur de chaleur 1. 20 La figure 29 illustre un cinquième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1, V3, XV1 , XV2 et XV3 sont ouvertes et dans lequel la vanne V2 est fermée. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une cinquième 25 boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, le clapet Cl et le premier détendeur XV1 avant d'entrer dans la bouteille B, une première part du fluide frigorigène issu de la bouteille B traversant ensuite à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une 30 seconde part du fluide frigorigène issu de la bouteille B traverse ensuite le troisième détendeur XV3, le premier échangeur de chaleur 1 formant un évaporateur, la troisième vanne V3 puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2, et alors qu'une troisième part du fluide frigorigène issu de la bouteille B traverse ensuite le deuxième détendeur XV2, le troisième échangeur de chaleur 3 puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 30. Comme précédemment, des points référencés il à i11 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 29 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au véhicule comprises par exemple entre 5 et 12°C (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en fonction du taux d'humidité de l'air). Comme précédemment, dans ce mode de fonctionnement, de l'air F est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau contenues dans l'air, l'eau ainsi condensée est alors drainée. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 30 et 35°C, avant de déboucher dans l'habitacle. Dans ce mode de fonctionnement également, le premier échangeur de chaleur 1 et le troisième échangeur de chaleur 3 permettent chacun de puiser des calories dans l'air externe afin de réchauffer l'air F à envoyer dans l'habitacle. La figure 31 illustre de façon schématique la structure du circuit selon une cinquième forme de réalisation de l'invention. Le circuit comporte un premier échangeur de chaleur 1 apte à 30 former un condenseur et/ou un évaporateur, un deuxième échangeur de chaleur 2 apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur 3 apte à former un évaporateur, un sixième échangeur de chaleur 6 de type I.H.X. (Internai Heat eXchanger, en anglais) apte à échanger de la chaleur entre deux portions du circuit de fluide frigorigène, un premier compresseur Cpt, un second compresseur Cp2, un accumulateur A, un premier détendeur D1, un second détendeur D2, un premier clapet unidirectionnel C1, un second clapet unidirectionnel C2, une première vanne d'arrêt V1, une deuxième vanne d'arrêt V2, une troisième vanne d'arrêt V3 et une quatrième vanne d'arrêt V4. On supposera dans ce qui suit que les pertes de charge liées aux vannes d'arrêt V1 à V4 sont négligeables. Elles ne forment donc pas des détendeurs mais permettent uniquement d'autoriser ou non le passage de fluide frigorigène au travers de la portion concernée du circuit. Le premier échangeur de chaleur 1 est par exemple disposé en face avant d'un véhicule automobile, de façon à échanger de la chaleur entre l'air externe au véhicule et un fluide frigorigène circulant dans le circuit. Les deuxième et troisième échangeurs de chaleur 2, 3 peuvent être intégrés à une l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, également appelée H.V.A.C. (Heating, Ventilation and Air-Conditioning) comportant un canal 8 de circulation d'un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule et puisant de l'air à l'extérieur du véhicule, ledit canal 8 étant équipé d'un volet d'obturation mobile 9 monté en aval du troisième échangeur de chaleur 3 et en amont du deuxième échangeur de chaleur 2, dans le sens de circulation du flux d'air, c'est-à-dire de l'extérieur du véhicule vers l'habitacle. Le circuit comporte plus particulièrement : - une première portion P1 reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur 1 et une entrée du deuxième échangeur de chaleur 2, la première portion P1 étant équipée de la première vanne d'arrêt V1 et de la deuxième vanne d'arrêt V2, la première portion P1 comportant en outre un premier embranchement El situé entre le premier échangeur de chaleur 1 et la deuxième vanne V2 et un deuxième embranchement E2 situé entre la deuxième vanne V2 et la première vanne V1, - une deuxième portion P2 reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur 2 et une seconde entrée Eb du sixième échangeur de chaleur 6, la deuxième portion P2 comportant un troisième embranchement E3 et un quatrième embranchement E4 situé entre le troisième embranchement E3 et le sixième échangeur de chaleur 6, - une troisième portion P3 reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur 1 et le troisième embranchement E3, la troisième portion P3 étant équipée du premier clapet unidirectionnel Cl autorisant le passage de fluide frigorigène du premier échangeur de chaleur 1 vers le troisième embranchement E3, la troisième portion P3 comportant un cinquième embranchement E5 situé entre le premier clapet Cl et le premier échangeur de chaleur 1, - une quatrième portion P4 reliant une seconde sortie Sb du sixième échangeur de chaleur 6 et une entrée du troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième portion P4 étant équipée du second détendeur D2 et comportant un sixième embranchement E6 situé entre le second détendeur D2 et le troisième échangeur de chaleur 3, - une cinquième portion P5 reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur 3 et une entrée du premier compresseur Cpt, la cinquième portion P5 étant équipée de la quatrième vanne d'arrêt V4 et de l'accumulateur A, la cinquième portion P5 comportant un septième embranchement E7 situé entre l'accumulateur A et la quatrième vanne V4, - une sixième portion P6 reliant une sortie du premier compresseur Cp1 et une entrée du second compresseur Cp2, la sixième portion P6 comportant un huitième embranchement E8, - une septième portion P7 reliant une sortie du second compresseur Cp2 et le deuxième embranchement E2, - une huitième portion P8 reliant le septième embranchement E7 et le premier embranchement E1, la huitième portion P8 étant équipée de la troisième vanne d'arrêt V3, - une neuvième portion P9 reliant une première sortie Sa du sixième échangeur de chaleur 6 et le huitième embranchement E8, - une dixième portion P10 reliant le cinquième embranchement E5 et le sixième embranchement E6, la dixième portion P10 étant équipée du second clapet unidirectionnel C2 autorisant le passage de fluide frigorigène du sixième embranchement E6 vers le cinquième embranchement E5, - une onzième portion P11 reliant une première entrée du sixième échangeur de chaleur 6 et le quatrième embranchement E4, la onzième portion Pll étant équipée du premier détendeur Dl. La structure du sixième échangeur de chaleur 6 est conçue de manière à ce que la première entrée Ea soit reliée à la première sortie Sa et que la seconde entrée Eb soit reliée à la seconde sortie Eb. Ainsi, le fluide frigorigène traversant le sixième échangeur de chaleur 6 entre la première entrée Ea et la première sortie Sa échange de la chaleur avec le fluide frigorigène traversant le sixième échangeur de chaleur 6 entre la seconde entrée Eb et la seconde sortie Sb. Les différents modes de fonctionnement d'un tel circuit vont maintenant être décrits plus en détail, en référence aux figures 32 à 41. La figure 32 illustre un premier mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1 et V3 sont ouvertes et dans lequel les vannes V2 et 25 V4 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une première boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur 30 de chaleur 2, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur D1, le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la première entrée Ea et la première sortie Sa) avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la seconde entrée Eb et la seconde sortie Sb), le second détendeur D2, le second clapet C2, le premier échangeur de chaleur 1 formant un évaporateur, la troisième vanne V3, l'accumulateur A puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 33. Comme précédemment, des points référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 32 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de prélever des calories sur l'air externe au véhicule, à l'aide du premier échangeur de chaleur 1, puis de chauffer l'air débouchant dans l'habitacle, à l'aide du deuxième échangeur de chaleur 2. Le circuit fonctionne alors à la manière d'une pompe à chaleur. La figure 34 illustre un deuxième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V2 et V4 sont ouvertes et dans lequel les vannes V1 et V3 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est fermé. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une deuxième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la deuxième vanne V2, le premier échangeur de chaleur 1 formant un condenseur, le premier clapet C1, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur D1, le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la première entrée Ea et la première sortie Sa) avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la seconde entrée Eb et la seconde sortie Sb), le second détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième vanne V4, l'accumulateur A puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le 5 diagramme de Mollier de la figure 35. Comme précédemment, des points référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 34 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de refroidir l'air F destiné à 10 l'habitacle, par l'intermédiaire du troisième échangeur de chaleur 3, les calories étant rejetées au niveau du premier échangeur de chaleur 1. La figure 36 illustre un troisième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1 et V4 sont ouvertes et dans lequel les vannes V2 et V3 sont fermées. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 15 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une troisième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite le 20 premier détendeur D1, le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la première entrée Ea et la première sortie Sa) avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la seconde entrée Eb et la seconde sortie Sb), le second détendeur D2, le 25 troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième vanne V4, l'accumulateur A puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 37. Comme précédemment, des points 30 référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 36 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air F entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au véhicule comprises par exemple entre 10 et 15°C (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en fonction du taux d'humidité de l'air). En particulier, dans ce mode de fonctionnement, de l'air ayant un fort taux d'humidité (par exemple supérieur à 70%) est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau contenues dans l'air F. L'eau ainsi condensée est alors drainée, comme cela est bien connu en soi. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 20 et 25°C, avant de déboucher dans l'habitacle. La figure 38 illustre un quatrième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1, V2 et V4 sont ouvertes et dans lequel la vanne V3 est fermée. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert.
Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une quatrième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite la deuxième vanne V2, le premier échangeur de chaleur 1 formant un condenseur et le premier clapet C1, alors qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, l'ensemble du fluide frigorigène traversant ensuite le sixième échangeur de chaleur 6. Plus particulièrement, une première part du fluide frigorigène traverse ensuite le premier détendeur D1, le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la première entrée Ea et la première sortie Sa) avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la seconde entrée Eb et la seconde sortie Sb), le second détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3, la quatrième vanne V4, l'accumulateur puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2.
Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 39. Comme précédemment, des points référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 38 afin de faciliter la compréhension.
Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air F entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au véhicule comprises par exemple entre 12 et 20°C par exemple (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en fonction du taux d'humidité de l'air). Comme précédemment, dans ce mode de fonctionnement, de l'air F ayant un fort taux d'humidité (par exemple supérieur à 70%) est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau contenues dans l'air, l'eau ainsi condensée est alors drainée. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 20 et 25°C, avant de déboucher dans l'habitacle. Dans ce mode de fonctionnement également, une partie des calories est évacuée par le premier échangeur de chaleur 1. La figure 40 illustre un cinquième mode de fonctionnement dans lequel les vannes V1, V3 et V4 sont ouvertes et dans lequel la vanne V2 est fermée. Dans ce mode de fonctionnement également, le volet 9 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, le circuit forme une cinquième boucle dans laquelle le fluide frigorigène traverse successivement le second compresseur Cp2, la première vanne V1, le deuxième échangeur de chaleur 2, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur Dl, le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la première entrée Ea et la première sortie Sa) avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2, alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le sixième échangeur de chaleur 6 (entre la seconde entrée Eb et la seconde sortie Sb) et le second détendeur D2, cette seconde part étant dirigée, pour une première partie, au travers du second clapet C2, du premier échangeur de chaleur 1 formant un évaporateur et de la troisième vanne V3, et pour une seconde partie, au travers du troisième échangeur de chaleur 3 et de la quatrième vanne V4, l'ensemble du fluide frigorigène traversant ensuite l'accumulateur A puis le premier compresseur Cp1 avant de traverser à nouveau le second compresseur Cp2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 41. Comme précédemment, des points référencés il à i9 ont été reportés à la fois sur le diagramme de Mollier et sur le circuit de fluide frigorigène illustré à la figure 40 afin de faciliter la compréhension. Ce mode de fonctionnement permet de réduire le taux d'humidité de l'air entrant dans l'habitacle, pour des températures de l'air externe au véhicule comprises par exemple entre 5 et 12°C (les températures optimales de fonctionnement peuvent varier, notamment en fonction du taux d'humidité de l'air). Comme précédemment, dans ce mode de fonctionnement, de l'air F est prélevé et pénètre dans le canal 8. Cet air F est refroidi par le troisième échangeur de chaleur 3, par exemple à une température de 3°C, de manière à condenser les gouttelettes d'eau contenues dans l'air, l'eau ainsi condensée est alors drainée. L'air F est ensuite à nouveau chauffé par le deuxième échangeur de chaleur 2, par exemple à une température comprise entre 30 et 35°C, avant de déboucher dans l'habitacle. Dans ce mode de fonctionnement également, le premier échangeur de chaleur 1 et le troisième échangeur de chaleur 3 permettent chacun de puiser des calories dans l'air externe afin de réchauffer l'air F à envoyer dans l'habitacle. On notera que le circuit selon la forme de réalisation des figures 31 à 41 peut être utilisé avec un fluide frigorigène de type R-134a (1,1,1,2- tétrafluoroéthane) ou R-1234yf (2,3,3,3-tétrafluoropropène) par exemple, ou encore avec un fluide frigorigène de type supercritique, tel par exemple que du dioxyde de carbone.10

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Circuit de fluide frigorigène pour le conditionnement thermique d'un véhicule automobile, comportant un premier échangeur de chaleur (1) 5 apte à former un condenseur et/ou un évaporateur, un deuxième échangeur de chaleur (2) apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur (3) apte à former un évaporateur, un premier compresseur (Cp1), un second compresseur (Cp2), des moyens (B, 6) de réduction du débit de fluide frigorigène passant dans le troisième 10 échangeur de chaleur (3), des moyens de détente (D1, D2, XV1, XV2, XV3) et des moyens (V1, V2, V3, V4, C1, C2) aptes à faire circuler le fluide frigorigène selon l'un au moins des modes de fonctionnement suivants : un premier mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une première boucle traversant au moins 15 successivement le second compresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2), au moins une partie du fluide frigorigène traversant ensuite une première partie (D1, XV1) des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant après les moyens (B, 6) de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à 20 nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie (D2, XV3) des moyens de détente, le premier échangeur de chaleur (1) formant un évaporateur puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), 25 un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une deuxième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le premier échangeur de chaleur (1) formant un condenseur, au moins une partie du fluide frigorigène traversant ensuite une première partie (D1, XV3) des moyens 30 de détente, le fluide frigorigène traversant après les moyens (B, 6) de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide ^frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie (D2, XV2) des moyens de détente, le troisième échangeur (3) de chaleur puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), un troisième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une troisième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2), au moins une partie du fluide frigorigène traversant ensuite une première partie (D1, XV1) des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant après les moyens (B, 6) de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie (D2, XV2) des moyens de détente, le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), un quatrième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une quatrième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier échangeur de chaleur (1) formant un condenseur alors qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse le deuxième échangeur de chaleur (2), une partie au moins du fluide frigorigène traversant une première partie (D1, XV1, XV3) des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant les moyens (B, 6) de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie (D2, XV2) des moyens de détente, le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2),un cinquième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une cinquième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2), au moins une partie du fluide frigorigène traversant ensuite une première partie (D1, XV1) des moyens de détente, le fluide frigorigène traversant après les moyens (B, 6) de réduction du débit de fluide frigorigène, une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite une seconde partie (D2, XV2, XV3) des moyens de détente et étant dirigé, pour une première part, au travers du premier échangeur de chaleur (1) formant un évaporateur puis du premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), et pour une seconde part, au travers du troisième échangeur de chaleur (3) puis du premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2).
  2. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réduction de débit comportent une bouteille (B) apte à séparer la phase liquide de la phase vapeur du fluide frigorigène.
  3. 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que les 20 moyens de détente comportent un premier détendeur (D1) et un second détendeur (D2), le fluide frigorigène étant apte à circuler : dans le premier mode de fonctionnement, selon la première boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2), le premier 25 détendeur (D1), la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur (D2), le premier échangeur de chaleur (1) formant un évaporateur puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second 30 compresseur (Cp2),dans le deuxième mode de fonctionnement, selon la deuxième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le premier échangeur de chaleur (1) formant un condenseur, le premier détendeur (D1), la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur (D2), le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), dans le troisième mode de fonctionnement, selon la troisième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2), le premier détendeur (D1), la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur (D2), le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), dans le quatrième mode de fonctionnement, selon la quatrième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier échangeur de chaleur (1) formant un condenseur, alors qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse le deuxième échangeur de chaleur (2), le fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur (D1), la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur (D2), le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), dans le cinquième mode de fonctionnement, selon la 30 cinquième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2), le premier ^ ^ ^détendeur (D1), la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur (D2) et étant dirigé, pour une première partie, au travers du premier échangeur de chaleur (1) formant un évaporateur puis du premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), et pour une seconde partie, au travers du troisième échangeur de chaleur (3) puis du premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2).
  4. 4. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première portion (P1) reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur (1) et une entrée du deuxième échangeur de chaleur (2), la première portion (P1) étant équipée d'une première vanne d'arrêt (V1) et d'une deuxième vanne d'arrêt (V2), la première portion (P1) comportant en outre un premier embranchement (E1) situé entre le premier échangeur de chaleur (1) et la deuxième vanne (V2) et un deuxième embranchement (E2) situé entre la deuxième vanne (V2) et la première vanne (V1), - une deuxième portion (P2) reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur (2) et une entrée de la bouteille (B), la deuxième portion (P2) étant équipée du premier détendeur (D1) et comportant un troisième embranchement (E3) situé entre le deuxième échangeur de chaleur (2) et le premier détendeur (D1), - une troisième portion (P3) reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur (1) et le troisième embranchement (E3), la troisième portion (P3) étant équipée d'un premier clapet unidirectionnel (C1) autorisant le passage de fluide frigorigène du premier échangeur de chaleur (1) vers le troisième embranchement (E3), la troisième portion (P3) comportant un quatrième embranchement (E4) situé entre le premier clapet (C1) et le premier échangeur de chaleur (1),- une quatrième portion (P4) reliant une seconde sortie de la bouteille (B) et une entrée du troisième échangeur de chaleur (3), la quatrième portion (P4) étant équipée du deuxième détendeur et comportant un cinquième embranchement (E5) situé entre le second détendeur (D2) et le troisième échangeur de chaleur (3), - une cinquième portion (P5) reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur (3) à une entrée du premier compresseur (Cp1), la cinquième portion (P5) étant équipée d'une quatrième vanne d'arrêt (V4) et comportant un sixième embranchement (E6) situé entre la quatrième vanne (V4) et le premier compresseur (Cp1), - une sixième portion (P6) reliant une sortie du premier compresseur (Cp1) et une entrée du second compresseur (Cp2), la sixième portion (P6) comportant un septième embranchement (E7), - une septième portion (P7) reliant une sortie du second 15 compresseur (Cp2) et le deuxième embranchement (E2), - une huitième portion (P8) reliant le sixième embranchement (E6) et le premier embranchement (El ), la huitième portion (P8) étant équipée d'une troisième vanne d'arrêt (V3), - une neuvième portion (P9) reliant une première sortie de la 20 bouteille (B) et le septième embranchement (E7), - une dixième portion (P10) reliant le quatrième embranchement (E4) et le cinquième embranchement (E5), la dixième portion (P10) étant équipée d'un second clapet unidirectionnel (C2) autorisant le passage de fluide frigorigène du cinquième embranchement 25 (E5) vers le quatrième embranchement (E4).
  5. 5. Circuit selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un quatrième échangeur de chaleur (4) apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène issu de la bouteille (B), en amont du second détendeur (D2), et le fluide frigorigène issu du premier échangeur 30 de chaleur (1) et / ou du troisième échangeur de chaleur (3), en amont du premier compresseur (Cp1).
  6. 6. Circuit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un réchauffeur (7), un cinquième échangeur de chaleur (5) formant un condenseur, la première part du fluide frigorigène issu des moyens (B, 6) de réduction du débit de fluide frigorigène traversant successivement le réchauffeur (7) et le cinquième échangeur de chaleur (5) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2).
  7. 7. Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première portion (P1) reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur (1) et une entrée du deuxième échangeur de chaleur (2), la première portion (P1) étant équipée d'une première vanne d'arrêt (V1) et d'une deuxième vanne d'arrêt (V2), la première portion (P1) comportant en outre un premier embranchement (E1) situé entre le premier échangeur de chaleur (1) et la deuxième vanne (V2) et un deuxième embranchement (E2) situé entre la deuxième vanne (V2) et la première vanne (V1), - une deuxième portion (P2) reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur (2) et une entrée de la bouteille (B), la deuxième portion (P2) étant équipée du premier détendeur (D1) et comportant un troisième embranchement (E3) situé entre le deuxième échangeur de chaleur (2) et le premier détendeur (D1), - une troisième portion (P3) reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur (1) et le troisième embranchement (E3), la troisième portion (P3) étant équipée d'un premier clapet unidirectionnel (C1) autorisant le passage de fluide frigorigène du premier échangeur de chaleur (1) vers le troisième embranchement (E3), la troisième portion (P3) comportant un quatrième embranchement (E4) situé entre le premier clapet (C1) et le premier échangeur de chaleur (1), - une quatrième portion (P4) reliant une seconde sortie de la bouteille (B) et une entrée du troisième échangeur de chaleur (3), la quatrième portion (P4) étant équipée du deuxième détendeur et comportantun cinquième embranchement (E5) situé entre le deuxième détendeur et le troisième échangeur de chaleur (3), - une cinquième portion (P5) reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur (3) à une entrée du premier compresseur (Cp1), la cinquième portion (P5) étant équipée d'une quatrième vanne d'arrêt (V4) et comportant un sixième embranchement (E6) situé entre la quatrième vanne (V4) et le premier compresseur (Cp1), - une sixième portion (P6) reliant une sortie du premier compresseur (Cp1) et une entrée du second compresseur (Cp2), la sixième 10 portion (P6) comportant un septième embranchement (E7), - une septième portion (P7) reliant une sortie du second compresseur (Cp2) et le deuxième embranchement (E2), - une huitième portion (P8) reliant le sixième embranchement (E6) et le premier embranchement (El ), la huitième portion (P8) étant 15 équipée d'une troisième vanne d'arrêt (V3), - une neuvième portion (P9) reliant une première sortie de la bouteille (B) et une entrée du cinquième échangeur de chaleur (5), la neuvième portion (P9) étant équipée du réchauffeur (7), - une dixième portion (P10) reliant une sortie du cinquième 20 échangeur de chaleur (5) et le septième embranchement (E7), - une onzième portion (P11) reliant le quatrième embranchement (E4) et le cinquième embranchement (E5), la onzième portion (P11) étant équipée d'un second clapet unidirectionnel (C2) autorisant le passage de fluide frigorigène du cinquième embranchement 25 (E5) vers le quatrième embranchement (E4).
  8. 8. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de détente comportent un premier détendeur (XV1), un deuxième détendeur (XV2) et un troisième détendeur (XV3), le fluide frigorigène étant apte à circuler : 30 dans le premier mode de fonctionnement, selon la première boucle traversant au moins successivement le secondcompresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2), le premier détendeur (XV1), la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le troisième détendeur (XV3), le premier échangeur de chaleur (1) formant un évaporateur puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), - dans le deuxième mode de fonctionnement, selon la deuxième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le premier échangeur de chaleur (1) formant un condenseur, le troisième détendeur (XV3), la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le deuxième détendeur (XV2), le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), - dans le troisième mode de fonctionnement, selon la troisième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2), le premier détendeur (XV1), la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène traverse ensuite le deuxième détendeur (XV2), le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), - dans le quatrième mode de fonctionnement, selon la quatrième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier échangeur de chaleur (1) formant un condenseur puis le troisième détendeur (XV3) avant d'entrer dans la bouteille (B), alors qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse le deuxième échangeur de chaleur (2) puis le premier détendeur (XV1) avant d'entrer dans la bouteille(B), une première part du fluide frigorigène issu de la bouteille (B) traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène issu de la bouteille (B) traverse ensuite le deuxième détendeur (XV2), le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), dans le cinquième mode de fonctionnement, selon la cinquième boucle traversant au moins successivement le second compresseur (Cp2), le deuxième échangeur de chaleur (2) et le premier détendeur (XV1) avant d'entrer dans la bouteille (B), une première part du fluide frigorigène issu de la bouteille (B) traversant ensuite à nouveau le second compresseur (Cp2), alors qu'une seconde part du fluide frigorigène issu de la bouteille (B) traverse ensuite le troisième détendeur (XV3), le premier échangeur de chaleur (1) formant un évaporateur puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2), et alors qu'une troisième part du fluide frigorigène issu de la bouteille (B) traverse ensuite le deuxième détendeur (XV2), le troisième échangeur de chaleur (3) puis le premier compresseur (Cp1) avant de traverser à nouveau le second compresseur (Cp2).
  9. 9. Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première portion (P1) reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur (1) et une entrée du deuxième échangeur de chaleur (2), la première portion (P1) étant équipée d'une première vanne (V1) et d'une deuxième vanne (V2), la première portion (P1) comportant un premier embranchement (El ) situé entre la première vanne (V1) et la deuxième vanne (V2) et un deuxième embranchement (E2) situé entre la deuxième vanne (V2) et le premier échangeur de chaleur (1), - une deuxième portion (P2) reliant le premier embranchement (El) et une sortie du second compresseur (Cp2),- une troisième portion (P3) reliant une sortie du premier compresseur (Cp1) et une entrée du second compresseur (Cp2), la troisième portion (P3) comportant un troisième embranchement (E3), - une quatrième portion (P4) reliant le second embranchement et une entrée du premier compresseur (Cp1), la quatrième portion (P4) étant équipée d'une troisième vanne (V3) et comportant un quatrième embranchement (E4) situé entre la troisième vanne (V3) et le premier compresseur (Cp1), - une cinquième portion (P5) reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur (1) et une première sortie ou entrée de la bouteille (B), la cinquième portion (P5) étant équipée du troisième détendeur (XV3), - une sixième portion (P6) reliant une deuxième sortie de la bouteille (B) et une entrée du troisième échangeur de chaleur (3), la sixième portion (P6) étant équipée du deuxième détendeur (XV2), - une septième portion (P7) reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur (3) et le quatrième embranchement (E4), - une huitième portion (P8) reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur (2) et une deuxième entrée de la bouteille (B), la huitième portion (P8) étant équipée du premier détendeur (XV1) et d'un premier clapet unidirectionnel (C1) autorisant le passage de fluide frigorigène du deuxième échangeur de chaleur (2) vers la bouteille (B), - une neuvième portion (P9) reliant une troisième sortie de la bouteille (B) et le troisième embranchement (E3).
  10. 10. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réduction de débit comportent un sixième échangeur de chaleur (6), les moyens de détente comportant un premier détendeur (D1) et un second détendeur, le fluide frigorigène issu du premier échangeur de chaleur (1) et/ou du deuxième échangeur de chaleur (2) étant divisé en une première part traversant le premier détendeur (D1) puis le sixième échangeur de chaleur (6) avant de traverser à nouveau le secondcompresseur (Cp2), et en une seconde part traversant le sixième échangeur de chaleur (6) puis le second détendeur (D2) avant d'être dirigé vers le premier échangeur de chaleur (1) et/ou le troisième échangeur de chaleur (3), en fonction du mode de fonctionnement, le sixième échangeur de chaleur (6) étant apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène de la première part et le fluide frigorigène de la seconde part.
  11. 11. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première portion (P1) reliant une sortie ou entrée du premier échangeur de chaleur (1) et une entrée du deuxième échangeur de chaleur (2), la première portion (P1) étant équipée d'une première vanne d'arrêt (V1) et d'une deuxième vanne d'arrêt (V2), la première portion (P1) comportant en outre un premier embranchement (E1) situé entre le premier échangeur de chaleur (1) et la deuxième vanne (V2) et un deuxième embranchement (E2) situé entre la deuxième vanne (V2) et la première vanne (V1), - une deuxième portion (P2) reliant une sortie du deuxième échangeur de chaleur (2) et une seconde entrée (Eb) du sixième échangeur de chaleur (6), la deuxième portion (P2) comportant un troisième embranchement (E3) et un quatrième embranchement (E4) situé entre le troisième embranchement (E3) et le sixième échangeur de chaleur (6), - une troisième portion (P3) reliant une entrée ou sortie du premier échangeur de chaleur (1) et le troisième embranchement (E3), la troisième portion (P3) étant équipée d'un premier clapet unidirectionnel (C1) autorisant le passage de fluide frigorigène du premier échangeur de chaleur (1) vers le troisième embranchement (E3), la troisième portion (P3) comportant un cinquième embranchement (E5) situé entre le premier clapet (C1) et le premier échangeur de chaleur (1), - une quatrième portion (P4) reliant une seconde sortie (Sb) du sixième échangeur de chaleur (6) et une entrée du troisième échangeur dechaleur (3), la quatrième portion (P4) étant équipée du second détendeur (D2) et comportant un sixième embranchement (E6) situé entre le second détendeur (D2) et le troisième échangeur de chaleur (3), - une cinquième portion (P5) reliant une sortie du troisième échangeur de chaleur (3) et une entrée du premier compresseur (Cp1), la cinquième portion (P5) étant équipée d'une quatrième vanne d'arrêt (V4) et optionnellement d'un accumulateur (A), la cinquième portion (P5) comportant un septième embranchement (E7) situé entre la quatrième vanne (V4) et le premier compresseur (Cp1), optionnellement entre l'accumulateur (A) et la quatrième vanne (V4), - une sixième portion (P6) reliant une sortie du premier compresseur (Cp1) et une entrée du second compresseur (Cp2), la sixième portion (P6) comportant un huitième embranchement (E8), - une septième portion (P7) reliant une sortie du second 15 compresseur (Cp2) et le deuxième embranchement (E2), - une huitième portion (P8) reliant le septième embranchement (E7) et le premier embranchement (El ), la huitième portion (P8) étant équipée d'une troisième vanne d'arrêt (V3), - une neuvième portion (P9) reliant une première sortie (Sa) du 20 sixième échangeur de chaleur (6) et le huitième embranchement (E8), - une dixième portion (P10) reliant le cinquième embranchement (E5) et le sixième embranchement (E6), la dixième portion (P10) étant équipée d'un second clapet unidirectionnel (C2) autorisant le passage de fluide frigorigène du sixième embranchement (E6) vers le 25 cinquième embranchement (E5), - une onzième portion (P11) reliant une première entrée (Ea) du sixième échangeur de chaleur (6) et le quatrième embranchement (E4), la onzième portion (P11) étant équipée du premier détendeur (D1), le fluide frigorigène de la première part traversant le sixième 30 échangeur de chaleur (6) de la première entrée (Ea) vers la première sortie (Sa) du sixième échangeur de chaleur (6), le fluide frigorigène de laseconde part traversant le sixième échangeur de chaleur (6) de la seconde entrée (Eb) vers la seconde sortie (Sb) du sixième échangeur de chaleur (6).
  12. 12. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit selon l'une des revendications 1 à 11, le deuxième échangeur de chaleur (2) et le troisième échangeur de chaleur (3) étant logés, au moins en partie, dans un canal (8) de circulation d'un flux d'air (F), destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule.
  13. 13. Véhicule selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un volet (12) est monté dans le canal (8) en amont du second échangeur de chaleur (2), dans le sens de circulation du flux d'air (F) dans ledit canal (8), le volet (12) étant mobile entre une position ouverte dans laquelle il force le passage de tout ou partie du flux d'air (F) vers le second échangeur de chaleur (2), par exemple dans les premier, troisième, quatrième et cinquième modes de fonctionnement, et une position fermée dans laquelle il dérive tout ou partie dudit flux d'air (F) hors du second échangeur de chaleur (2), par exemple dans le deuxième mode de fonctionnement.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3039261B1 (fr) * 2015-07-24 2017-08-04 Valeo Systemes Thermiques Procede de determination du blocage d’une vanne dans un circuit de fluide frigorigene
FR3069049B1 (fr) * 2017-07-11 2020-02-07 Valeo Systemes Thermiques Systeme de conditionnement d'air pour vehicule automobile

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002005532A (ja) * 1999-10-20 2002-01-09 Denso Corp 冷凍サイクル装置
DE10313850A1 (de) * 2003-03-21 2004-10-07 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Kältemittelkreislauf mit zweistufiger Verdichtung für einen kombinierten Kälteanlagen- und Wärmepumpenbetrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge
WO2009082405A1 (fr) * 2007-12-26 2009-07-02 Carrier Corporation Système réfrigérant à refroidisseur intermédiaire et injection de liquide/vapeur
DE102011015151A1 (de) * 2010-03-29 2012-05-03 Denso Corporation Wärmepumpenkreislauf

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5191776A (en) 1991-11-04 1993-03-09 General Electric Company Household refrigerator with improved circuit
JP5533207B2 (ja) 2010-05-06 2014-06-25 株式会社日本自動車部品総合研究所 ヒートポンプサイクル

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002005532A (ja) * 1999-10-20 2002-01-09 Denso Corp 冷凍サイクル装置
DE10313850A1 (de) * 2003-03-21 2004-10-07 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Kältemittelkreislauf mit zweistufiger Verdichtung für einen kombinierten Kälteanlagen- und Wärmepumpenbetrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge
WO2009082405A1 (fr) * 2007-12-26 2009-07-02 Carrier Corporation Système réfrigérant à refroidisseur intermédiaire et injection de liquide/vapeur
DE102011015151A1 (de) * 2010-03-29 2012-05-03 Denso Corporation Wärmepumpenkreislauf

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