FR3017450A1 - REFRIGERANT FLUID CIRCUIT FOR THE THERMAL CONDITIONING OF A MOTOR VEHICLE - Google Patents

REFRIGERANT FLUID CIRCUIT FOR THE THERMAL CONDITIONING OF A MOTOR VEHICLE Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un circuit de fluide frigorigène pour le conditionnement thermique d'un véhicule automobile, comportant un premier échangeur de chaleur (1) apte à former un bouilleur, un deuxième échangeur de chaleur (2) apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur (3) apte à former un évaporateur, un quatrième échangeur de chaleur (4) apte à former un évaporateur, un compresseur (Cp), une pompe (P), un premier détendeur (D1), un second détendeur (D2), un éjecteur tritherme (E) comportant une entrée motrice (7), une entrée d'aspiration (8) et une sortie (9), et des moyens (V1, V2) aptes à faire circuler le fluide frigorigène selon plusieurs modes de fonctionnement différentsThe invention relates to a refrigerant circuit for the thermal conditioning of a motor vehicle, comprising a first heat exchanger (1) capable of forming a boiler, a second heat exchanger (2) capable of forming a condenser, a third heat exchanger (3) adapted to form an evaporator, a fourth heat exchanger (4) capable of forming an evaporator, a compressor (Cp), a pump (P), a first expander (D1), a second expander (D2 ), a trithermal ejector (E) having a driving input (7), a suction inlet (8) and an outlet (9), and means (V1, V2) able to circulate the refrigerant according to several modes of different operation

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 et/ou déshumidification) permet d'améliorer le confort pour le conducteur ou les passagers du véhicule.The present invention relates to a refrigerant circuit for the thermal conditioning of a motor vehicle. It is known to use one or more thermal conditioning circuits capable of fulfilling the following functions: heating of the passenger compartment of a vehicle, cooling of the passenger compartment, this function being also called air conditioning of the passenger compartment, and dehumidification of the cockpit. The thermal conditioning of the cabin (heating, air conditioning and / or dehumidification) improves the comfort for the driver or passengers of the vehicle.

II apparaît aujourd'hui nécessaire d'offrir un circuit de fluide frigorigène assurant en particulier la fonction de climatisation et présentant un rendement ou coefficient de performance élevé. On rappelle que le coefficient de performance est le rapport de la puissance frigorifique fournie sur le travail fourni.It now appears necessary to provide a refrigerant circuit ensuring in particular the air conditioning function and having a high performance or coefficient of performance. It is recalled that the coefficient of performance is the ratio of the cooling capacity supplied to the work supplied.

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 bouilleur, un deuxième échangeur de chaleur apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur apte à former un évaporateur, un quatrième échangeur de chaleur apte à former un évaporateur, un compresseur, une pompe, un premier détendeur, un second détendeur, un éjecteur tritherme comportant une entrée motrice, une entrée d'aspiration et une sortie, 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 deuxième échangeur de chaleur, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur puis le quatrième échangeur de chaleur, tandis qu'une deuxième partie du fluide frigorigène traverse ensuite le deuxième détendeur puis le troisième échangeur de chaleur, l'ensemble du fluide frigorigène traversant ensuite le compresseur avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur, - un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une deuxième boucle traversant au moins successivement le deuxième échangeur de chaleur, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite la pompe, le premier échangeur de chaleur, puis entre dans l'éjecteur au niveau de l'entrée motrice, tandis qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur puis le troisième échangeur de chaleur avant d'entrer dans l'éjecteur au niveau de l'entrée d'aspiration, l'ensemble du fluide frigorigène sortant de l'éjecteur par la sortie correspondante avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur, - un troisième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une troisième boucle traversant au moins successivement le deuxième échangeur de chaleur, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur, le quatrième échangeur de chaleur puis le compresseur avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur, une deuxième partie du fluide frigorigène traversant ensuite le deuxième détendeur puis le troisième échangeur de chaleur avant d'entrer dans l'éjecteur par l'entrée d'aspiration, une troisième partie du fluide frigorigène traversant ensuite la pompe puis le premier échangeur de chaleur avant d'entrer dans l'éjecteur par l'entrée motrice, lesdites deuxième et troisième parties du fluide sortant de l'éjecteur par la sortie correspondante avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur.The invention aims in particular to provide a simple, effective and economical solution to this problem. For this purpose, it proposes a refrigerant circuit for the thermal conditioning of a motor vehicle, comprising a first heat exchanger capable of forming a boiler, a second heat exchanger capable of forming a condenser, a third heat exchanger suitable forming an evaporator, a fourth heat exchanger capable of forming an evaporator, a compressor, a pump, a first expander, a second expander, a trithermal ejector having a drive input, a suction inlet and an outlet, and means capable of circulating the refrigerant according to at least one of the following operating modes: a first mode of operation in which the refrigerant circulates in a first loop at least successively passing through the second heat exchanger, a first part of the fluid refrigerant then passing through the first regulator and then the fourth heat exchanger, while second portion of the refrigerant then passes through the second expander and the third heat exchanger, the entire refrigerant then passing through the compressor before crossing again the second heat exchanger, - a second operating mode in which the refrigerant circulates in a second loop passing at least successively the second heat exchanger, a first portion of the refrigerant then passing through the pump, the first heat exchanger, then enters the ejector at the drive input, while a second part of the refrigerant then passes through the second expander and the third heat exchanger before entering the ejector at the suction inlet, the entire refrigerant leaving the ejector through the corresponding outlet before cross again the second heat exchanger, - a third mode of operation in the equel the refrigerant circulates in a third loop through at least the second heat exchanger successively, a first portion of the refrigerant then passing through the first expander, the fourth heat exchanger and the compressor before crossing again the second heat exchanger, a second portion of the refrigerant then passing through the second expander and the third heat exchanger before entering the ejector through the suction inlet, a third portion of the refrigerant then passing through the pump and the first heat exchanger before to enter the ejector by the drive input, said second and third parts of the fluid exiting the ejector by the corresponding outlet before crossing again the second heat exchanger.

Le premier échangeur de chaleur peut être apte à échanger de la chaleur avec un fluide caloporteur d'un circuit de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule et/ou avec des gaz d'échappement issu d'un tel moteur thermique, par exemple.The first heat exchanger may be able to exchange heat with a heat transfer fluid of a cooling circuit of a heat engine of a vehicle and / or with exhaust gases resulting from such a heat engine, for example. example.

Par ailleurs, le deuxième échangeur de chaleur peut être placé en face avant du véhicule, de manière à échanger de la chaleur avec l'air extérieur au véhicule. En outre, le troisième et le quatrième échangeurs de chaleur peuvent échanger de la chaleur avec de l'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule. Dans le premier mode de fonctionnement, les troisième et quatrième échangeurs de chaleur permettent de refroidir un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule, par exemple, les calories puisées sur ce flux d'air étant rejetées à l'extérieur par l'intermédiaire du deuxième échangeur de chaleur. Le fonctionnement du circuit est alors assuré par le compresseur. Ce premier mode de fonctionnement peut par exemple être utilisé lorsque le moteur est froid, et donc lorsque le fluide caloporteur du circuit de refroidissement est également froid, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas suffisamment de puissance thermique disponible au niveau du premier échangeur de chaleur. Dans le deuxième mode de fonctionnement, des calories sont prélevées à l'aide du premier échangeur de chaleur, sur le fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur ou sur les gaz d'échappement du moteur, par exemple. Comme précédemment, le deuxième échangeur de chaleur évacue de la chaleur à l'extérieur et le troisième échangeur de chaleur a pour fonction de refroidir l'air entrant dans l'habitacle, par exemple. Dans ce mode de fonctionnement également, le compresseur est éteint et la pompe est démarrée. On notera que la pompe nécessite une puissance bien plus faible que le compresseur pour assurer le fonctionnement du circuit.Furthermore, the second heat exchanger can be placed in front of the vehicle, so as to exchange heat with the air outside the vehicle. In addition, the third and fourth heat exchangers can exchange heat with air intended to open into the passenger compartment of the vehicle. In the first mode of operation, the third and fourth heat exchangers are used to cool a flow of air intended to open into the passenger compartment of the vehicle, for example, the calories drawn from this air flow being discharged to the outside. through the second heat exchanger. The operation of the circuit is then ensured by the compressor. This first mode of operation can for example be used when the engine is cold, and therefore when the heat transfer fluid of the cooling circuit is also cold, that is to say when there is not enough thermal power available. at the level of the first heat exchanger. In the second mode of operation, calories are taken using the first heat exchanger, on the heat transfer fluid of the engine cooling circuit or on the engine exhaust gas, for example. As before, the second heat exchanger discharges heat outside and the third heat exchanger has the function of cooling the air entering the cabin, for example. In this mode too, the compressor is switched off and the pump is started. Note that the pump requires a much lower power than the compressor to ensure the operation of the circuit.

Le second mode de fonctionnement peut être par exemple utilisé lorsque le fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur est chaud, c'est-à-dire lorsqu'il y a suffisamment de puissance thermique disponible au niveau du premier échangeur, et que les besoins en climatisation sont relativement faibles. Dans le troisième mode de fonctionnement, des calories sont prélevées à l'aide du premier échangeur de chaleur, sur le fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur ou sur les gaz d'échappement du moteur, par exemple. Comme précédemment, le deuxième échangeur de chaleur évacue de la chaleur à l'extérieur. Par ailleurs, le troisième échangeur de chaleur et le quatrième échangeur de chaleur ont tous les deux pour fonction de refroidir l'air entrant dans l'habitacle, par exemple. Dans ce mode de fonctionnement, le compresseur et la pompe sont démarrés.The second mode of operation can for example be used when the heat transfer fluid of the engine cooling circuit is hot, that is to say when there is sufficient thermal power available at the first exchanger, and that the needs in air conditioning are relatively low. In the third mode of operation, calories are taken using the first heat exchanger, on the heat transfer fluid of the engine cooling circuit or on the engine exhaust gas, for example. As before, the second heat exchanger discharges heat outside. In addition, the third heat exchanger and the fourth heat exchanger both have the function of cooling the air entering the passenger compartment, for example. In this operating mode, the compressor and the pump are started.

Le troisième mode de fonctionnement peut être par exemple utilisé lorsque le fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur est chaud, c'est-à-dire lorsqu'il y a suffisamment de puissance thermique disponible au niveau du premier échangeur, et que les besoins en climatisation sont relativement élevés.The third mode of operation can for example be used when the heat transfer fluid of the engine cooling circuit is hot, that is to say when there is sufficient thermal power available at the first exchanger, and that the needs in air conditioning are relatively high.

Un tel circuit permet d'assurer efficacement la fonction de climatisation, que le véhicule soit arrêté ou démarré, et a un coefficient de performance plus élevé que les circuits de l'art antérieur. Selon une caractéristique optionnelle, le circuit comporte une bouteille de stockage de fluide réfrigérant, située en aval du deuxième échangeur de chaleur. Cette bouteille peut être intégrée au deuxième échangeur de chaleur. En outre, le circuit peut comporter un cinquième échangeur de chaleur apte à échanger de la chaleur entre la partie du fluide frigorigène issu du deuxième échangeur de chaleur ou de la bouteille, d'une part, et la partie du fluide frigorigène destiné à traverser le compresseur.Such a circuit effectively ensures the air conditioning function, whether the vehicle is stopped or started, and has a higher coefficient of performance than the circuits of the prior art. According to an optional feature, the circuit comprises a refrigerant storage bottle located downstream of the second heat exchanger. This bottle can be integrated in the second heat exchanger. In addition, the circuit may comprise a fifth heat exchanger capable of exchanging heat between the part of the refrigerant from the second heat exchanger or the bottle, on the one hand, and the part of the refrigerant intended to pass through the compressor.

Un tel échangeur de chaleur est également appelé I.H.X, pour « Internai Heat eXchanger », en anglais. La présence du cinquième échangeur de chaleur permet encore d'améliorer le coefficient de performance du circuit.Such a heat exchanger is also called I.H.X, for "Internai Heat eXchanger", in English. The presence of the fifth heat exchanger further improves the performance coefficient of the circuit.

De plus, le circuit peut comporter un sixième échangeur de chaleur apte à échanger de la chaleur entre la partie du fluide frigorigène issu de la pompe et la partie du fluide frigorigène issu du compresseur. Le sixième échangeur de chaleur forme un récupérateur de type I.H.X. et permet également d'améliorer le coefficient de performance du circuit. De préférence, l'éjecteur comporte, de l'amont vers l'aval, une buse comprenant une zone convergence suivie d'une zone divergente, une chambre de mélange et un diffuseur agencés de manière à ce que le fluide frigorigène entrant par l'entrée motrice traverse la zone convergente puis la zone divergente de la buse, provoquant l'aspiration du fluide frigorigène au niveau de l'entrée d'aspiration, l'ensemble du fluide frigorigène traversant la chambre de mélange puis le diffuseur avant d'être éjecté par la sortie de l'éjecteur. Selon une forme de réalisation de l'invention, le circuit comporte : - une première portion reliant un premier embranchement à l'entrée motrice de l'éjecteur, ladite première portion comportant successivement, de l'amont vers l'aval dans le sens de circulation du fluide frigorigène, une première vanne d'arrêt , la pompe et le premier échangeur de chaleur, - une deuxième portion reliant un deuxième embranchement au premier embranchement, ladite deuxième portion comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le compresseur et le deuxième échangeur de chaleur, la deuxième portion comportant un troisième embranchement situé entre le compresseur et le deuxième échangeur de chaleur, - une troisième portion reliant le premier embranchement au deuxième embranchement, ladite troisième portion comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le premier détendeur et le quatrième échangeur de chaleur, - une quatrième portion reliant le premier embranchement à l'entrée d'aspiration de l'éjecteur, ladite quatrième portion comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le second détendeur, le troisième échangeur de chaleur et une seconde vanne comportant trois voies, une première voie de la seconde vanne étant reliée au troisième échangeur de chaleur, une deuxième voie de la seconde vanne étant reliée à l'entrée d'aspiration de l'éjecteur, - une cinquième portion reliant la sortie de l'éjecteur au troisième embranchement, - une sixième portion reliant une troisième voie de la seconde 15 vanne au deuxième embranchement. Dans ce cas, le cinquième échangeur de chaleur peut comporter une première partie équipant la troisième portion et située entre le premier embranchement et le premier détendeur, et une seconde partie équipant la deuxième portion et située entre le deuxième embranchement 20 et le compresseur, de façon à pouvoir échanger de la chaleur entre le fluide traversant la première partie et le fluide traversant la seconde partie du cinquième échangeur. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le circuit comporte : 25 une première portion reliant un premier embranchement à l'entrée motrice de l'éjecteur, ladite première portion comportant successivement, de l'amont vers l'aval dans le sens de circulation du fluide frigorigène, une première vanne d'arrêt, la pompe et le premier échangeur de chaleur, 30 - une deuxième portion reliant un deuxième embranchement au premier embranchement, ladite deuxième portion comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le compresseur et le deuxième échangeur de chaleur, la deuxième portion comportant un troisième embranchement situé entre le compresseur et le deuxième échangeur de chaleur, - une troisième portion reliant le premier embranchement au deuxième embranchement, ladite troisième portion comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le premier détendeur et le quatrième échangeur de chaleur, la troisième portion comportant en outre un quatrième embranchement situé entre le premier embranchement et le premier détendeur, - une quatrième portion reliant le quatrième embranchement à l'entrée d'aspiration de l'éjecteur, ladite quatrième portion comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le second détendeur, le troisième échangeur de chaleur et une seconde vanne comportant trois voies, une première voie de la seconde vanne étant reliée au troisième échangeur de chaleur, une deuxième voie de la seconde vanne étant reliée à l'entrée d'aspiration de l'éjecteur, - une cinquième portion reliant la sortie de l'éjecteur au troisième embranchement, - une sixième portion reliant une troisième voie de la seconde vanne au deuxième embranchement. Dans ce cas, le cinquième échangeur de chaleur peut comporter une première partie équipant la troisième portion et située entre le premier embranchement et le quatrième embranchement, et une seconde partie équipant la deuxième portion et située entre le deuxième embranchement et le compresseur, de façon à pouvoir échanger de la chaleur entre le fluide traversant la première partie et le fluide traversant la seconde partie du cinquième échangeur. De préférence, la bouteille équipe la seconde portion et est 30 située entre le premier embranchement et le deuxième échangeur de chaleur.In addition, the circuit may include a sixth heat exchanger capable of exchanging heat between the portion of the refrigerant from the pump and the portion of the refrigerant from the compressor. The sixth heat exchanger forms a I.H.X type recuperator. and also improves the performance coefficient of the circuit. Preferably, the ejector comprises, from upstream to downstream, a nozzle comprising a convergence zone followed by a diverging zone, a mixing chamber and a diffuser arranged in such a way that the refrigerant entering through the motor input passes through the convergent zone and then the divergent zone of the nozzle, causing the suction of the refrigerant at the suction inlet, all the refrigerant passing through the mixing chamber and the diffuser before being ejected by the exit of the ejector. According to one embodiment of the invention, the circuit comprises: a first portion connecting a first branch to the driving input of the ejector, said first portion comprising successively, from upstream to downstream in the direction of flow of the refrigerant, a first shutoff valve, the pump and the first heat exchanger, - a second portion connecting a second branch to the first branch, said second portion comprising successively, from upstream to downstream, the compressor and the second heat exchanger, the second portion having a third branch located between the compressor and the second heat exchanger, - a third portion connecting the first branch to the second branch, said third portion comprising successively, from upstream to the second downstream, the first expander and the fourth heat exchanger, - a fourth portion connecting the first branch to the the fourth portion comprises successively, from upstream to downstream, the second expander, the third heat exchanger and a second valve comprising three channels, a first channel of the second valve being connected at the third heat exchanger, a second channel of the second valve being connected to the suction inlet of the ejector, - a fifth portion connecting the outlet of the ejector to the third branch, - a sixth portion connecting a third track from the second valve to the second branch. In this case, the fifth heat exchanger may comprise a first portion equipping the third portion and located between the first branch and the first expander, and a second part equipping the second portion and located between the second branch 20 and the compressor, so that to be able to exchange heat between the fluid passing through the first part and the fluid passing through the second part of the fifth exchanger. According to another embodiment of the invention, the circuit comprises: a first portion connecting a first branch to the driving input of the ejector, said first portion comprising successively, from upstream to downstream in the direction a first shut-off valve, the pump and the first heat exchanger, a second portion connecting a second branch to the first branch, said second section comprising successively, from upstream to downstream, the compressor and the second heat exchanger, the second portion having a third branch located between the compressor and the second heat exchanger, - a third portion connecting the first branch to the second branch, said third portion comprising successively, from upstream to downstream, the first expander and the fourth heat exchanger, the third portion further comprising a fourth junction located between the first branch and the first expander, - a fourth portion connecting the fourth branch to the suction inlet of the ejector, said fourth portion comprising successively, from upstream to downstream, the second expander, the third heat exchanger and a second valve comprising three channels, a first channel of the second valve being connected to the third heat exchanger, a second channel of the second valve being connected to the suction inlet of the ejector, a fifth portion connecting the output of the ejector to the third branch, - a sixth portion connecting a third channel of the second valve to the second branch. In this case, the fifth heat exchanger may comprise a first portion equipping the third portion and located between the first branch and the fourth branch, and a second part equipping the second portion and located between the second branch and the compressor, so as to to be able to exchange heat between the fluid passing through the first part and the fluid passing through the second part of the fifth exchanger. Preferably, the bottle equips the second portion and is located between the first branch and the second heat exchanger.

En outre, le sixième échangeur de chaleur peut comporter une première partie équipant la première portion et situé entre la pompe et le premier échangeur de chaleur, et une seconde partie équipant la deuxième portion et située entre la compresseur et le troisième embranchement, de façon à pouvoir échanger de la chaleur entre le fluide traversant la première partie et le fluide traversant la seconde partie (6b) du sixième échangeur. L'invention concerne enfin un véhicule automobile comportant un circuit de refroidissement d'un moteur thermique, ledit circuit de refroidissement utilisant un fluide caloporteur, et une ligne d'échappement des gaz de combustion issus du moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit du type précité, le premier échangeur de chaleur étant apte à échanger de la chaleur avec le fluide caloporteur du circuit de refroidissement et/ou avec les gaz de combustion de la ligne d'échappement. 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 : - la figure 1 est une vue schématique d'une première forme de réalisation d'un circuit selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique, en coupe axiale, de l'éjecteur du circuit, - la figure 3 est une vue correspondant à la figure 1, illustrant un premier mode de fonctionnement du circuit, - la figure 4 est un diagramme de Mollier illustrant le premier mode de fonctionnement du circuit, - les figures 5 et 6 sont des vues correspondant respectivement aux figures 3 et 4, illustrant un deuxième mode de fonctionnement du circuit ; - les figures 7 et 8 sont des vues correspondant respectivement aux figures 3 et 4, illustrant un troisième mode de fonctionnement du circuit - la figure 9 est une vue correspondant à la figure 3, illustrant une deuxième forme de réalisation de l'invention, - la figure 10 est une vue correspondant à la figure 3, illustrant une troisième forme de réalisation de l'invention, - la figure 11 est une vue correspondant à la figure 3, illustrant une quatrième forme de réalisation de l'invention.In addition, the sixth heat exchanger may comprise a first portion equipping the first portion and located between the pump and the first heat exchanger, and a second portion equipping the second portion and located between the compressor and the third branch, so as to to be able to exchange heat between the fluid passing through the first part and the fluid passing through the second part (6b) of the sixth exchanger. Finally, the invention relates to a motor vehicle comprising a cooling circuit of a heat engine, said cooling circuit using a coolant, and an exhaust line of the combustion gases from the engine, characterized in that it comprises a circuit of the aforementioned type, the first heat exchanger being able to exchange heat with the heat transfer fluid of the cooling circuit and / or with the combustion gases of the exhaust line. The invention will be better understood and other details, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a view schematic of a first embodiment of a circuit according to the invention, - Figure 2 is a schematic view, in axial section, of the ejector of the circuit, - Figure 3 is a view corresponding to Figure 1, illustrating a first operating mode of the circuit, - Figure 4 is a Mollier diagram illustrating the first operating mode of the circuit, - Figures 5 and 6 are views respectively corresponding to Figures 3 and 4, illustrating a second mode of operation. of the circuit; FIGS. 7 and 8 are views respectively corresponding to FIGS. 3 and 4, illustrating a third mode of operation of the circuit; FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 3, illustrating a second embodiment of the invention; Fig. 10 is a view corresponding to Fig. 3, illustrating a third embodiment of the invention; Fig. 11 is a view corresponding to Fig. 3, illustrating a fourth embodiment of the invention.

Les figures 1 à 9 illustrent un circuit de fluide frigorigène pour le conditionnement thermique d'un véhicule automobile, selon une première forme de réalisation. Le circuit comporte un premier échangeur de chaleur 1 apte à former un bouilleur, un deuxième échangeur de chaleur 2 apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur 3 apte à former un évaporateur, un quatrième échangeur de chaleur 4 apte à former un évaporateur, un cinquième échangeur de chaleur comportant une première partie 5a ainsi qu'une seconde partie 5b, un compresseur Cp, une pompe P, un premier détendeur Dl, un second détendeur D2, un éjecteur tritherme E comportant une entrée motrice 7, une entrée d'aspiration 8 et une sortie 9, une bouteille B pour le stockage du fluide réfrigérant, cette bouteille pouvant être intégrée au deuxième échangeur de chaleur, une vanne d'arrêt V1 et une vanne V2 comportant trois voies. Le premier échangeur de chaleur 1 peut être apte à échanger de la chaleur avec un fluide caloporteur d'un circuit de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule et/ou avec des gaz d'échappement issu d'un tel moteur thermique, par exemple. Par ailleurs, le deuxième échangeur de chaleur 2 peut être placé en face avant du véhicule, de manière à échanger de la chaleur avec l'air extérieur au véhicule.Figures 1 to 9 illustrate a refrigerant circuit for the thermal conditioning of a motor vehicle, according to a first embodiment. The circuit comprises a first heat exchanger 1 capable of forming a boiler, a second heat exchanger 2 capable of forming a condenser, a third heat exchanger 3 capable of forming an evaporator, a fourth heat exchanger 4 capable of forming an evaporator a fifth heat exchanger having a first portion 5a and a second portion 5b, a compressor Cp, a pump P, a first expander D1, a second expander D2, a trithermal ejector E having a drive input 7, an input D suction 8 and an outlet 9, a bottle B for storing the refrigerant, this bottle can be integrated in the second heat exchanger, a shutoff valve V1 and a valve V2 having three channels. The first heat exchanger 1 may be able to exchange heat with a heat transfer fluid of a cooling circuit of a thermal engine of a vehicle and / or with exhaust gases from such a heat engine, for example. Furthermore, the second heat exchanger 2 can be placed on the front of the vehicle, so as to exchange heat with the air outside the vehicle.

En outre, le troisième et le quatrième échangeurs de chaleur 3, 4 peuvent échanger de la chaleur avec un flux d'air F destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule. De plus, le cinquième échangeur 5a, 5b forme un échangeur 5 de type I.H.X (pour Heat Internai eXchanger, en anglais) et est conçu pour échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène traversant la première partie 5a et le fluide frigorigène traversant la seconde partie 5b. Comme cela est mieux visible à la figure 2, l'éjecteur E comporte, de l'amont vers l'aval, une buse 10 comprenant une zone 10 convergente 11 suivie d'une zone divergente 12, une chambre de mélange 13 et un diffuseur 14. Comme cela est connu en soi, ces différents éléments sont agencés de manière à ce que le fluide frigorigène entrant par l'entrée motrice 7 traverse la zone convergente 11 puis la zone divergente 12 de la buse 10, provoquant l'aspiration du fluide frigorigène au niveau de 15 l'entrée d'aspiration 8, dans une zone entourant la buse 10, l'ensemble du fluide frigorigène traversant ensuite la chambre de mélange 13 puis le diffuseur 14 avant d'être éjecté par la sortie 9 de l'éjecteur E. Le circuit comporte en outre : - une première portion 131 reliant un premier embranchement 20 El à l'entrée motrice 7 de l'éjecteur E, ladite première portion P1 comportant successivement, de l'amont vers l'aval dans le sens de circulation du fluide frigorigène, la première vanne V1 d'arrêt , la pompe P et le premier échangeur de chaleur 1, - une deuxième portion P2 reliant un deuxième 25 embranchement E2 au premier embranchement E1, ladite deuxième portion P2 comportant successivement, de l'amont vers l'aval, la seconde partie 5b du cinquième échangeur de chaleur, le compresseur Cp, le deuxième échangeur de chaleur 2 et la bouteille B, la deuxième portion P2 comportant un troisième embranchement E3 situé entre le compresseur Cp 30 et le deuxième échangeur de chaleur 2, - une troisième portion P3 reliant le premier embranchement El au deuxième embranchement E2, ladite troisième portion P3 comportant successivement, de l'amont vers l'aval, la première partie 5a du cinquième échangeur de chaleur, le premier détendeur Dl et le quatrième échangeur de chaleur 4, - une quatrième portion P4 reliant le premier embranchement El à l'entrée d'aspiration 8 de l'éjecteur E, ladite quatrième portion P4 comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le second détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3 et la seconde vanne V2 comportant trois voies, une première voie de la seconde vanne V2 étant reliée au troisième échangeur de chaleur 3, une deuxième voie de la seconde vanne V2 étant reliée à l'entrée d'aspiration 8 de l'éjecteur E, - une cinquième portion P5 reliant la sortie 9 de l'éjecteur E au troisième embranchement E3, - une sixième portion P6 reliant une troisième voie de la seconde vanne V2 au deuxième embranchement E2. La figure 3 illustre un premier mode de fonctionnement de ce circuit. Dans ce mode de fonctionnement, le compresseur Cp est démarré, la pompe P est arrêtée, la vanne V1 est fermée, la deuxième voie de la seconde vanne V2 est fermée, et les premières et troisième voies de la seconde vanne V2 sont ouvertes. On notera que, sur les figures 3, 5 et 7, les organes qui ne sont pas traversés par le fluide frigorigène dans le mode de fonctionnement considéré ont été représentés en traits pointillés, les autres étant représentés en traits forts. Dans ce mode de fonctionnement, le fluide frigorigène circule selon une première boucle traversant successivement le deuxième échangeur de chaleur 2, la bouteille B, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite la première partie 5a du cinquième échangeur de chaleur, le premier détendeur D1 puis le quatrième échangeur de chaleur 4, tandis qu'une deuxième partie du fluide frigorigène traverse ensuite le deuxième détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3, puis la vanne V2, l'ensemble du fluide frigorigène traversant ensuite la seconde partie 5b du cinquième échangeur de chaleur puis le compresseur Cp avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur 2. Le cycle thermodynamique correspondant est illustré sur le diagramme de Mollier de la figure 4. Sur ce diagramme, l'abscisse est formée par l'enthalpie h et l'ordonnée est formée par la pression p du fluide frigorigène.In addition, the third and fourth heat exchangers 3, 4 can exchange heat with a flow of air F intended to open into the passenger compartment of the vehicle. In addition, the fifth heat exchanger 5a, 5b forms an exchanger 5 of type IHX (for Heat Internai eXchanger, in English) and is designed to exchange heat between the refrigerant flowing through the first part 5a and the refrigerant flowing through the second part 5b. As best seen in FIG. 2, the ejector E comprises, from upstream to downstream, a nozzle 10 comprising a convergent zone 11 followed by a diverging zone 12, a mixing chamber 13 and a diffuser 14. As is known per se, these various elements are arranged in such a way that the refrigerant entering through the drive inlet 7 passes through the convergent zone 11 and then the diverging zone 12 of the nozzle 10, causing the fluid to be drawn in. refrigerant at the suction inlet 8, in an area surrounding the nozzle 10, the entire refrigerant then passing through the mixing chamber 13 and the diffuser 14 before being ejected through the outlet 9 of the ejector E. The circuit further comprises: - a first portion 131 connecting a first branch 20 El to the driving input 7 of the ejector E, said first portion P1 comprising successively, from upstream to downstream in the direction refrigerant circulation, the refrigerant first stop valve V1, the pump P and the first heat exchanger 1; a second portion P2 connecting a second branch E2 to the first branch E1, said second portion P2 comprising successively, from upstream to downstream, the second part 5b of the fifth heat exchanger, the compressor Cp, the second heat exchanger 2 and the bottle B, the second portion P2 comprising a third branch E3 situated between the compressor Cp 30 and the second heat exchanger 2, third portion P3 connecting the first spur El to the second spur E2, said third portion P3 successively comprising, from upstream to downstream, the first portion 5a of the fifth heat exchanger, the first expander D1 and the fourth heat exchanger 4 a fourth portion P4 connecting the first branch El to the suction inlet 8 of the ejector E, said fourth portion P4 comprising, successively, upstream to the downstream, the second expander D2, the third heat exchanger 3 and the second valve V2 having three channels, a first channel of the second valve V2 being connected to the third heat exchanger 3, a second channel of the second valve V2 being connected to the suction inlet 8 of the ejector E, - a fifth portion P5 connecting the output 9 of the ejector E to the third branch E3, - a sixth portion P6 connecting a third channel of the second valve V2 at the second branch E2. Figure 3 illustrates a first mode of operation of this circuit. In this operating mode, the compressor Cp is started, the pump P is stopped, the valve V1 is closed, the second channel of the second valve V2 is closed, and the first and third channels of the second valve V2 are open. Note that in Figures 3, 5 and 7, the bodies that are not traversed by the refrigerant in the operating mode considered have been shown in dashed lines, the others being shown in bold lines. In this operating mode, the refrigerant circulates in a first loop successively passing through the second heat exchanger 2, the bottle B, a first portion of the refrigerant then passing through the first portion 5a of the fifth heat exchanger, the first expansion valve D1 and then the fourth heat exchanger 4, while a second portion of the refrigerant then passes through the second expander D2, the third heat exchanger 3, then the valve V2, the entire refrigerant then passing through the second part 5b of the fifth exchanger then the compressor Cp before crossing again the second heat exchanger 2. The corresponding thermodynamic cycle is illustrated in the Mollier diagram of Figure 4. In this diagram, the abscissa is formed by the enthalpy h and l ordinate is formed by the pressure p of the refrigerant.

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 3 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). Comme indiqué précédemment, dans le premier mode de fonctionnement, les troisième et quatrième échangeurs de chaleur 3, 4 permettent de refroidir le flux d'air F destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule, les calories puisées sur ce flux d'air F étant rejetées à l'extérieur par l'intermédiaire du deuxième échangeur de chaleur 2. Le fonctionnement du circuit est assuré par le compresseur Cp. Ce premier mode de fonctionnement peut par exemple être utilisé lorsque le moteur est froid, et donc lorsque le fluide caloporteur du circuit de refroidissement est également froid, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas suffisamment de puissance thermique disponible au niveau du premier échangeur de chaleur 1. Les figures 5 et 6 illustrent un deuxième mode de fonctionnement de ce circuit. Dans le deuxième mode de fonctionnement, le compresseur Cp est arrêté, la pompe P est démarrée, la vanne V1 est ouverte, la troisième voie de la seconde vanne V2 est fermée, et les premières et deuxième voies de la seconde vanne V2 sont ouvertes.Points referenced 11 to 19 have been reported both on the Mollier diagram and on the refrigerant circuit illustrated in Figure 3 to facilitate understanding. The phases of the refrigerant (liquid, diphasic, that is to say liquid and vapor, steam) are also indicated on the diagram, as well as the different stages of the cycle (evaporation, condensation, compression, expansion). As indicated above, in the first mode of operation, the third and fourth heat exchangers 3, 4 make it possible to cool the flow of air F intended to open into the passenger compartment of the vehicle, the calories drawn from this air flow F being discharged outside via the second heat exchanger 2. The operation of the circuit is provided by the compressor Cp. This first mode of operation can for example be used when the engine is cold, and therefore when the heat transfer fluid of the cooling circuit is also cold, that is to say when there is not enough thermal power available. at the level of the first heat exchanger 1. Figures 5 and 6 illustrate a second mode of operation of this circuit. In the second mode of operation, the compressor Cp is stopped, the pump P is started, the valve V1 is open, the third channel of the second valve V2 is closed, and the first and second channels of the second valve V2 are open.

Dans ce mode de fonctionnement, le fluide frigorigène circule selon une deuxième boucle traversant successivement le deuxième échangeur de chaleur 2 et la bouteille B, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite la première vanne V1, la pompe P, le premier échangeur de chaleur 1, puis entre dans l'éjecteur E au niveau de l'entrée motrice 7, tandis qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3, puis la deuxième vanne V2 avant d'entrer dans l'éjecteur E au niveau de l'entrée d'aspiration 8, l'ensemble du fluide frigorigène sortant de l'éjecteur E par la sortie correspondante 9 avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur 2. On notera que le point i5 sur le diagramme de Mollier de la figure 6 est le point représentant l'état du fluide frigorigène en sortie de la buse 10 et que le point i8 est le point représentant l'état du fluide frigorigène dans la chambre de mélange 13. On notera également que, dans le diffuseur, entre i8 et i1, la vitesse diminue à cause de l'augmentation de section et une partie de l'énergie cinétique cédée se transforme en pression. Comme indiqué précédemment, dans le deuxième mode de fonctionnement, des calories sont prélevées à l'aide du premier échangeur de chaleur 1, sur le fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur et/ou sur les gaz d'échappement du moteur. Le deuxième échangeur de chaleur 2 évacue de la chaleur à l'extérieur et le troisième échangeur de chaleur 3 a pour fonction de refroidir le flux d'air F destiné à entrer dans l'habitacle du véhicule.In this mode of operation, the refrigerant circulates in a second loop successively passing through the second heat exchanger 2 and the bottle B, a first portion of the refrigerant then passing through the first valve V1, the pump P, the first heat exchanger 1 , then enters the ejector E at the driving input 7, while a second portion of the refrigerant then passes through the second expander D2, the third heat exchanger 3, then the second valve V2 before entering the ejector E at the suction inlet 8, all the refrigerant leaving the ejector E by the corresponding outlet 9 before crossing again the second heat exchanger 2. Note that the point i5 on the Mollier diagram of FIG. 6 is the point representing the state of the refrigerant at the outlet of the nozzle 10 and that the point i8 is the point representing the state of the refrigerant in the heat sink. It will also be noted that in the diffuser between i8 and i1 the velocity decreases due to the increase in section and a portion of the transferred kinetic energy is converted into pressure. As indicated above, in the second mode of operation, calories are sampled using the first heat exchanger 1, on the heat transfer fluid of the engine cooling circuit and / or on the exhaust gas of the engine. The second heat exchanger 2 discharges heat outside and the third heat exchanger 3 has the function of cooling the air flow F intended to enter the passenger compartment of the vehicle.

Le second mode de fonctionnement peut être par exemple utilisé lorsque le fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur est chaud (ou que les gaz d'échappement sont suffisamment chauds), c'est-à-dire lorsqu'il y a suffisamment de puissance thermique disponible au niveau du premier échangeur de chaleur 1, et que les besoins en climatisation sont relativement faibles.The second mode of operation can for example be used when the heat transfer fluid of the engine cooling circuit is hot (or the exhaust gases are sufficiently hot), that is to say when there is sufficient power heat available at the first heat exchanger 1, and that the cooling needs are relatively low.

Les figures 7 et 8 illustrent un troisième mode de fonctionnement de ce circuit. Dans le troisième mode de fonctionnement, le compresseur Cp est démarré, la pompe P est démarrée, la vanne V1 est ouverte, la troisième voie de la seconde vanne V2 est fermée, et les premières et deuxième voies de la seconde vanne V2 sont ouvertes. Dans ce mode de fonctionnement, le fluide frigorigène circule selon une troisième boucle traversant au moins successivement le deuxième échangeur de chaleur 2, une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur D1, le quatrième échangeur de chaleur 4 puis le compresseur Cp avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur 2, une deuxième partie du fluide frigorigène traversant ensuite le deuxième détendeur D2 puis le troisième échangeur de chaleur 3 avant d'entrer dans l'éjecteur E par l'entrée d'aspiration 8, une troisième partie du fluide frigorigène traversant ensuite la pompe P puis le premier échangeur de chaleur 1 avant d'entrer dans l'éjecteur E par l'entrée motrice 7, lesdites deuxième et troisième parties du fluide sortant de l'éjecteur E par la sortie correspondante 9 avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur 2. On notera que le point i12 sur le diagramme de Mollier de la figure 8 est le point représentant l'état du fluide frigorigène en sortie de la buse 10 et que le point i13 est le point représentant l'état du fluide frigorigène dans la chambre de mélange 13. On notera également que, dans le diffuseur, entre i13 et i14, la vitesse diminue à cause de l'augmentation de section et une partie de l'énergie cinétique cédée se transforme en pression. Comme indiqué précédemment, dans le troisième mode de fonctionnement, des calories sont prélevées à l'aide du premier échangeur de chaleur 1, sur le fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur et/ou sur les gaz d'échappement du moteur. Le deuxième échangeur de chaleur 2 évacue de la chaleur à l'extérieur. Par ailleurs, le troisième échangeur de chaleur 3 et le quatrième échangeur de chaleur 4 ont tous les deux pour fonction de refroidir le flux d'air F destiné à entrer dans l'habitacle du véhicule. Le troisième mode de fonctionnement peut être par exemple utilisé lorsque le fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur est chaud (ou que les gaz d'échappement sont suffisamment chauds), c'est-à-dire lorsqu'il y a suffisamment de puissance thermique disponible au niveau du premier échangeur 1, et que les besoins en climatisation sont relativement élevés. Un tel circuit permet d'assurer efficacement la fonction de climatisation, que le véhicule soit arrêté ou démarré, et a un coefficient de performance plus élevé que les circuits utilisés dans l'art antérieur pour assurer la même fonction de climatisation. On notera que, dans le cas du second mode de fonctionnement, avec une température extérieure au véhicule de l'ordre de 25°C et une puissance thermique au niveau du premier échangeur de chaleur 1 de l'ordre de 5 kW, il est possible de produire 1 kW de puissance frigorifique. On notera également que le troisième mode de fonctionnement permet d'améliorer le coefficient de performance (C.O.P.) de 25% environ par rapport au premier mode de fonctionnement, pour une puissance 20 frigorifique totale de 2kW produite par les troisième et quatrième échangeurs de chaleur 3, 4. La figure 9 représente une deuxième forme de réalisation de l'invention, qui diffère de celle exposée précédemment en référence à la figure 1 notamment, en ce qu'elle est dépourvue de cinquième échangeur 25 de chaleur. En d'autres termes, les parties 5a et 5b ont été retirées du circuit. La figure 10 représente une troisième forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le circuit comporte : - une première portion P1 reliant un premier embranchement El 30 à l'entrée motrice 7 de l'éjecteur E, ladite première portion P1 comportant successivement, de l'amont vers l'aval dans le sens de circulation du fluide frigorigène, la première vanne V1 d'arrêt, la pompe P et le premier échangeur de chaleur 1, - une deuxième portion P2 reliant un deuxième embranchement E2 au premier embranchement E1, ladite deuxième portion E2 comportant successivement, de l'amont vers l'aval, la seconde partie 5b du cinquième échangeur de chaleur, le compresseur Cp, le deuxième échangeur de chaleur 2 et la bouteille B, la deuxième portion P2 comportant un troisième embranchement E3 situé entre le compresseur Cp et le deuxième échangeur de chaleur 2, - une troisième portion P3 reliant le premier embranchement El au deuxième embranchement E2, ladite troisième portion P3 comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le premier détendeur Dl et le quatrième échangeur de chaleur 4, la troisième portion P3 comportant en outre un quatrième embranchement E4 situé entre le premier embranchement El et le premier détendeur Dl, la première partie 5a du premier échangeur de chaleur étant située entre le premier embranchement El et le quatrième embranchement E4, - une quatrième portion P4 reliant le quatrième embranchement E4 à l'entrée d'aspiration 8 de l'éjecteur E, ladite quatrième portion P4 comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le second détendeur D2, le troisième échangeur de chaleur 3 et la seconde vanne V2 comportant trois voies, une première voie de la seconde vanne V2 étant reliée au troisième échangeur de chaleur 3, une deuxième voie de la seconde vanne V2 étant reliée à l'entrée d'aspiration 8 de l'éjecteur E, - une cinquième portion P5 reliant la sortie 9 de l'éjecteur E au troisième embranchement E3, - une sixième portion P6 reliant une troisième voie de la seconde vanne V2 au deuxième embranchement E2. Comme précédemment, le cinquième échangeur de chaleur est conçu de façon à pouvoir échanger de la chaleur entre le fluide traversant la première partie 5a et le fluide traversant la seconde partie 5b.Figures 7 and 8 illustrate a third mode of operation of this circuit. In the third mode of operation, the compressor Cp is started, the pump P is started, the valve V1 is open, the third channel of the second valve V2 is closed, and the first and second channels of the second valve V2 are open. In this operating mode, the refrigerant circulates in a third loop passing at least successively the second heat exchanger 2, a first portion of the refrigerant then passing through the first expander D1, the fourth heat exchanger 4 and the compressor Cp before cross again the second heat exchanger 2, a second portion of the refrigerant then passing through the second expander D2 and the third heat exchanger 3 before entering the ejector E by the suction inlet 8, a third part refrigerant then passing through the pump P and the first heat exchanger 1 before entering the ejector E by the drive input 7, said second and third parts of the fluid leaving the ejector E through the corresponding output 9 before to cross again the second heat exchanger 2. It will be noted that the point i12 on the Mollier diagram of FIG. t the point representing the state of the refrigerant at the outlet of the nozzle 10 and the point i13 is the point representing the state of the refrigerant in the mixing chamber 13. It will also be noted that in the diffuser, between i13 and i14, the velocity decreases because of the section increase and a part of the transferred kinetic energy is transformed into pressure. As indicated above, in the third mode of operation, calories are sampled using the first heat exchanger 1, on the heat transfer fluid of the engine cooling circuit and / or on the exhaust gas of the engine. The second heat exchanger 2 evacuates heat outside. Furthermore, the third heat exchanger 3 and the fourth heat exchanger 4 have the function of cooling the air flow F intended to enter the passenger compartment of the vehicle. The third mode of operation can for example be used when the heat transfer fluid of the engine cooling circuit is hot (or the exhaust gases are sufficiently hot), that is to say when there is sufficient power available at the first heat exchanger 1, and that the cooling requirements are relatively high. Such a circuit effectively ensures the air conditioning function, whether the vehicle is stopped or started, and has a higher coefficient of performance than the circuits used in the prior art to provide the same air conditioning function. Note that, in the case of the second mode of operation, with a temperature outside the vehicle of the order of 25 ° C and a thermal power at the first heat exchanger 1 of the order of 5 kW, it is possible to produce 1 kW of cooling capacity. It will also be noted that the third mode of operation makes it possible to improve the coefficient of performance (COP) by about 25% with respect to the first mode of operation, for a total cooling power of 2 kW produced by the third and fourth heat exchangers. 4. FIG. 9 shows a second embodiment of the invention, which differs from that previously described with reference to FIG. 1 in particular, in that it does not have a fifth heat exchanger. In other words, parts 5a and 5b have been removed from the circuit. FIG. 10 represents a third embodiment of the invention, in which the circuit comprises: a first portion P1 connecting a first branch E1 to the driving input 7 of the ejector E, said first portion P1 comprising successively, from upstream to downstream in the direction of circulation of the refrigerant, the first shutoff valve V1, the pump P and the first heat exchanger 1, - a second portion P2 connecting a second branch E2 to the first branch E1 said second portion E2 successively comprising, from upstream to downstream, the second portion 5b of the fifth heat exchanger, the compressor Cp, the second heat exchanger 2 and the bottle B, the second portion P2 comprising a third branch E3 located between the compressor Cp and the second heat exchanger 2, - a third portion P3 connecting the first branch El to the second branch E2, said third portion P3 comprising successively, from upstream to downstream, the first expander D1 and the fourth heat exchanger 4, the third portion P3 further comprising a fourth branch E4 located between the first branch El and the first expander D1, the first part 5a of the first heat exchanger being located between the first branch E1 and the fourth branch E4; a fourth portion P4 connecting the fourth branch E4 to the inlet inlet 8 of the ejector E, said fourth portion P4 comprising, successively, from upstream to downstream, the second expander D2, the third heat exchanger 3 and the second valve V2 having three channels, a first channel of the second valve V2 being connected to the third heat exchanger 3, a second channel of the second valve V2 being connected to the suction inlet 8 of the ejector E, a fifth portion P5 connecting the outlet 9 of the ejector E to the third branch E3, a sixth portion P6 connecting a third channel of the second valve V2 to the second branch E2. As before, the fifth heat exchanger is designed to be able to exchange heat between the fluid passing through the first portion 5a and the fluid passing through the second portion 5b.

La figure 11 représente une quatrième forme de réalisation de l'invention, qui diffère de celle exposée précédemment en référence notamment à la figure 1 en ce que le circuit comporte un sixième échangeur de chaleur. Celui-ci comporte en particulier une première partie 6a équipant la première portion P1 et situé entre la pompe P et le premier échangeur de chaleur 1, et une seconde partie 6b équipant la deuxième portion P2 et située entre la compresseur Cp et le troisième embranchement E3. Le sixième échangeur de chaleur est conçu de façon à pouvoir échanger de la chaleur entre le fluide traversant la première partie 6a et le fluide traversant la seconde partie 6b. Cet échangeur de chaleur forme un récupérateur de type I.H.X.FIG. 11 represents a fourth embodiment of the invention, which differs from that previously described with reference in particular to FIG. 1 in that the circuit comprises a sixth heat exchanger. This comprises in particular a first portion 6a equipping the first portion P1 and located between the pump P and the first heat exchanger 1, and a second portion 6b equipping the second portion P2 and located between the compressor Cp and the third branch E3 . The sixth heat exchanger is designed to be able to exchange heat between the fluid passing through the first portion 6a and the fluid passing through the second portion 6b. This heat exchanger forms a I.H.X type recuperator.

Claims (12)

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 bouilleur, un deuxième échangeur de chaleur (2) apte à former un condenseur, un troisième échangeur de chaleur (3) apte à former un évaporateur, un quatrième échangeur de chaleur (4) apte à former un évaporateur, un compresseur (Cp), une pompe (P), un premier détendeur (D1), un second détendeur (D2), un éjecteur tritherme (E) comportant une 10 entrée motrice (7), une entrée d'aspiration (8) et une sortie (9), et des moyens (V1, V2) 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 deuxième échangeur de chaleur (2), une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur (D1) puis le quatrième échangeur de chaleur (4), tandis qu'une deuxième partie du fluide frigorigène traverse ensuite le deuxième détendeur (D2) puis le troisième échangeur de chaleur (3), l'ensemble du fluide frigorigène 20 traversant ensuite le compresseur (Cp) avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur (2), - un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une deuxième boucle traversant au moins successivement le deuxième échangeur de chaleur (2), une première partie 25 du fluide frigorigène traversant ensuite la pompe (P), le premier échangeur de chaleur (1), puis entre dans l'éjecteur (E) au niveau de l'entrée motrice (7), tandis qu'une seconde partie du fluide frigorigène traverse ensuite le second détendeur (D2) puis le troisième échangeur de chaleur (3) avant d'entrer dans l'éjecteur (E) au niveau de l'entrée d'aspiration (8), l'ensemble 30 du fluide frigorigène sortant de l'éjecteur (E) par la sortie correspondante (9) avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur (2),- un troisième mode de fonctionnement dans lequel le fluide frigorigène circule selon une troisième boucle traversant au moins successivement le deuxième échangeur de chaleur (2), une première partie du fluide frigorigène traversant ensuite le premier détendeur (D1), le 5 quatrième échangeur de chaleur (4) puis le compresseur (Cp) avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur (2), une deuxième partie du fluide frigorigène traversant ensuite le deuxième détendeur (D2) puis le troisième échangeur de chaleur (3) avant d'entrer dans l'éjecteur (E) par l'entrée d'aspiration (8), une troisième partie du fluide frigorigène 10 traversant ensuite la pompe (P) puis le premier échangeur de chaleur (1) avant d'entrer dans l'éjecteur (E) par l'entrée motrice (7), lesdites deuxième et troisième parties du fluide sortant de l'éjecteur (E) par la sortie correspondante (9) avant de traverser à nouveau le deuxième échangeur de chaleur (2). 15REVENDICATIONS1. Refrigerant circuit for the thermal conditioning of a motor vehicle, comprising a first heat exchanger (1) 5 adapted to form a boiler, a second heat exchanger (2) capable of forming a condenser, a third heat exchanger ( 3) capable of forming an evaporator, a fourth heat exchanger (4) capable of forming an evaporator, a compressor (Cp), a pump (P), a first expander (D1), a second expander (D2), an ejector tritherme (E) comprising a drive input (7), a suction inlet (8) and an outlet (9), and means (V1, V2) adapted to circulate the refrigerant according to at least one of the following operating modes: a first mode of operation in which the refrigerant circulates in a first loop at least successively through the second heat exchanger (2), a first portion of the refrigerant then passing through the first expander (D1) then the fourth heat exchanger (4), while a second portion of the refrigerant then passes through the second expander (D2) and the third heat exchanger (3), the entire refrigerant 20 then passing through the compressor (Cp) before to cross again the second heat exchanger (2), - a second operating mode in which the refrigerant circulates in a second loop through at least successively the second heat exchanger (2), a first portion 25 of the refrigerant through then the pump (P), the first heat exchanger (1), then enters the ejector (E) at the drive inlet (7), while a second portion of the refrigerant then passes through the second expander (D2) then the third heat exchanger (3) before entering the ejector (E) at the suction inlet (8), the assembly 30 of the refrigerant coming out of the ejector (E ) by the exit corres (9) before crossing again the second heat exchanger (2), - a third mode of operation in which the refrigerant circulates in a third loop at least successively passing through the second heat exchanger (2), a first part refrigerant then passing through the first expander (D1), the fourth heat exchanger (4) and the compressor (Cp) before passing through the second heat exchanger (2) again, a second portion of the refrigerant then passing through the second expander (D2) and then the third heat exchanger (3) before entering the ejector (E) through the suction inlet (8), a third portion of the refrigerant 10 thereafter passing through the pump (P) then the first heat exchanger (1) before entering the ejector (E) through the drive input (7), said second and third parts of the fluid exiting the ejector (E) through the corresponding output (9). ) before t cross again the second heat exchanger (2). 15 2. Circuit de fluide frigorigène selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bouteille (B) de stockage de fluide réfrigérant située en aval du deuxième échangeur de chaleur (2).2. Refrigerant circuit according to claim 1, characterized in that it comprises a bottle (B) for refrigerant storage located downstream of the second heat exchanger (2). 3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un cinquième échangeur de chaleur (5a, 5b) apte à échanger de 20 la chaleur entre la partie du fluide frigorigène issu du deuxième échangeur de chaleur (2) ou de la bouteille (B), d'une part, et la partie du fluide frigorigène destiné à traverser le compresseur (Cp).3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a fifth heat exchanger (5a, 5b) adapted to exchange heat between the part of the refrigerant from the second heat exchanger (2) or of the bottle (B), on the one hand, and the part of the refrigerant intended to pass through the compressor (Cp). 4. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un sixième échangeur de chaleur (6a, 6b) apte à 25 échanger de la chaleur entre la partie du fluide frigorigène issu de la pompe (P) et la partie du fluide frigorigène issu du compresseur (Cp).4. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a sixth heat exchanger (6a, 6b) adapted to exchange heat between the portion of the refrigerant from the pump (P) and the portion of the refrigerant from the compressor (Cp). 5. Circuit selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'éjecteur (E) comporte, de l'amont vers l'aval, une buse (10) comprenant une zone convergente (11) suivie d'une zone divergente (12), 30 une chambre de mélange (13) et un diffuseur (14) agencés de manière à ce que le fluide frigorigène entrant par l'entrée motrice (7) traverse la zoneconvergente (11) puis la zone divergente (12) de la buse (10), provoquant l'aspiration du fluide frigorigène au niveau de l'entrée d'aspiration (8), l'ensemble du fluide frigorigène traversant la chambre de mélange (13) puis le diffuseur (14) avant d'être éjecté par la sortie (9) de l'éjecteur (E).5. Circuit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ejector (E) comprises, from upstream to downstream, a nozzle (10) comprising a convergent zone (11) followed by a diverging zone (12), a mixing chamber (13) and a diffuser (14) arranged in such a way that the refrigerant entering through the driving inlet (7) passes through the zoneconvergent (11) and then the diverging zone (12). ) of the nozzle (10), causing the suction of the refrigerant at the suction inlet (8), all the refrigerant passing through the mixing chamber (13) and the diffuser (14) before the to be ejected by the outlet (9) of the ejector (E). 6. Circuit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première portion (P1) reliant un premier embranchement (El) à l'entrée motrice (7) de l'éjecteur (E), ladite première portion (P1) comportant successivement, de l'amont vers l'aval dans le sens de circulation du fluide frigorigène, une première vanne (V1) d'arrêt , la pompe (P) et le premier échangeur de chaleur (1), - une deuxième portion (P2) reliant un deuxième embranchement (E2) au premier embranchement (El), ladite deuxième portion (P2) comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le compresseur (Cp) et le deuxième échangeur de chaleur (2), la deuxième portion (P2) comportant un troisième embranchement (E3) situé entre le compresseur (Cp) et le deuxième échangeur de chaleur (2), - une troisième portion (P3) reliant le premier embranchement (El) au deuxième embranchement (E2), ladite troisième portion (P3) 20 comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le premier détendeur (D1) et le quatrième échangeur de chaleur (4), - une quatrième portion (P4) reliant le premier embranchement (El) à l'entrée d'aspiration (8) de l'éjecteur (E), ladite quatrième portion (P4) comportant successivement, de l'amont vers l'aval, 25 le second détendeur (D2), le troisième échangeur de chaleur (3) et une seconde vanne (V2) comportant trois voies, une première voie de la seconde vanne (V2) étant reliée au troisième échangeur de chaleur (3), une deuxième voie de la seconde vanne (V2) étant reliée à l'entrée d'aspiration (8) de l'éjecteur (E), 30 - une cinquième portion (P5) reliant la sortie (9) de l'éjecteur (E) au troisième embranchement (E3),- une sixième portion (P6) reliant une troisième voie de la seconde vanne (V2) au deuxième embranchement (E2).6. Circuit according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises: - a first portion (P1) connecting a first branch (El) to the drive input (7) of the ejector (E) said first portion (P1) successively comprising, from upstream to downstream in the direction of circulation of the refrigerant, a first shut-off valve (V1), the pump (P) and the first heat exchanger (1). a second portion (P2) connecting a second branch (E2) to the first branch (El), said second portion (P2) comprising successively, from upstream to downstream, the compressor (Cp) and the second exchanger of heat (2), the second portion (P2) having a third branch (E3) located between the compressor (Cp) and the second heat exchanger (2), - a third portion (P3) connecting the first branch (El) at the second branch (E2), said third portion (P3) comprising successively, from upstream to downstream, the first expander (D1) and the fourth heat exchanger (4), - a fourth portion (P4) connecting the first branch (El) to the suction inlet (8) of the ejector (E), said fourth portion (P4) comprising successively, from upstream to downstream, the second expander (D2), the third heat exchanger (3) and a second valve (V2) comprising three channels, a first channel of the second valve ( V2) being connected to the third heat exchanger (3), a second channel of the second valve (V2) being connected to the suction inlet (8) of the ejector (E), - a fifth portion (P5 ) connecting the outlet (9) of the ejector (E) to the third branch (E3), - a sixth portion (P6) connecting a third channel of the second valve (V2) to the second branch (E2). 7. Circuit selon la revendication 3 et la revendication 6, caractérisé en ce que le cinquième échangeur de chaleur comporte une première partie (5a) équipant la troisième portion (P3) et située entre le premier embranchement (El) et le premier détendeur (D1), et une seconde partie (5b) équipant la deuxième portion (P2) et située entre le deuxième embranchement (E2) et le compresseur (Cp), de façon à pouvoir échanger de la chaleur entre le fluide traversant la première partie (5a) et le fluide traversant la seconde partie (5b) du cinquième échangeur.7. Circuit according to claim 3 and claim 6, characterized in that the fifth heat exchanger comprises a first portion (5a) equipping the third portion (P3) and located between the first branch (El) and the first expander (D1). ), and a second portion (5b) equipping the second portion (P2) and located between the second branch (E2) and the compressor (Cp), so as to be able to exchange heat between the fluid passing through the first portion (5a) and the fluid passing through the second portion (5b) of the fifth exchanger. 8. Circuit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première portion (P1) reliant un premier embranchement (El) à l'entrée motrice (7) de l'éjecteur (E), ladite première portion (P1) comportant successivement, de l'amont vers l'aval dans le sens de circulation du fluide frigorigène, une première vanne (V1) d'arrêt, la pompe (P) et le premier échangeur de chaleur (1), - une deuxième portion (P2) reliant un deuxième embranchement (E2) au premier embranchement (El), ladite deuxième portion (E2) comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le compresseur (Cp) et le deuxième échangeur de chaleur (2), la deuxième portion (P2) comportant un troisième embranchement (E3) situé entre le compresseur (Cp) et le deuxième échangeur de chaleur (2), - une troisième portion (P3) reliant le premier embranchement (El) au deuxième embranchement (E2), ladite troisième portion (P3) comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le premier détendeur (D1) et le quatrième échangeur de chaleur (4), la troisième portion (P3) comportant en outre un quatrième embranchement (E4) situé entre le premier embranchement (El) et le premier détendeur (D1), - une quatrième portion (P4) reliant le quatrième embranchement (E4) à l'entrée d'aspiration (8) de l'éjecteur (E), laditequatrième portion (P4) comportant successivement, de l'amont vers l'aval, le second détendeur (D2), le troisième échangeur de chaleur (3) et une seconde vanne (V2) comportant trois voies, une première voie de la seconde vanne (V2) étant reliée au troisième échangeur de chaleur (3), une deuxième voie de la seconde vanne (V2) étant reliée à l'entrée d'aspiration (8) de l'éjecteur (E), - une cinquième portion (P5) reliant la sortie (9) de l'éjecteur (E) au troisième embranchement (E3), - une sixième portion (P6) reliant une troisième voie de la 10 seconde vanne (V2) au deuxième embranchement (E2).8. Circuit according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises: - a first portion (P1) connecting a first branch (El) to the drive input (7) of the ejector (E) said first portion (P1) successively comprising, from upstream to downstream in the direction of circulation of the refrigerant, a first shut-off valve (V1), the pump (P) and the first heat exchanger (1). ), a second portion (P2) connecting a second branch (E2) to the first branch (El), said second portion (E2) successively comprising, from upstream to downstream, the compressor (Cp) and the second exchanger of heat (2), the second portion (P2) having a third branch (E3) located between the compressor (Cp) and the second heat exchanger (2), - a third portion (P3) connecting the first branch (El) at the second branch (E2), said third portion (P3) comprising successively, from upstream to downstream, the first ε regulator (D1) and the fourth heat exchanger (4), the third portion (P3) further comprising a fourth branch (E4) located between the first branch (El) and the first expander (D1), - a fourth portion (P4) connecting the fourth branch (E4) to the suction inlet (8) of the ejector (E), said fourth portion (P4) comprising successively, from upstream to downstream, the second expander (D2) ), the third heat exchanger (3) and a second valve (V2) having three channels, a first channel of the second valve (V2) being connected to the third heat exchanger (3), a second channel of the second valve ( V2) being connected to the suction inlet (8) of the ejector (E), - a fifth portion (P5) connecting the outlet (9) of the ejector (E) to the third branch (E3), - a sixth portion (P6) connecting a third channel of the second valve (V2) to the second branch (E2). 9. Circuit selon la revendication 3 et la revendication 8, caractérisé en ce que le cinquième échangeur de chaleur comporte une première partie (5a) équipant la troisième portion (P3) et située entre le premier embranchement (E1) et le quatrième embranchement (E4), et une 15 seconde partie (5b) équipant la deuxième portion (P2) et située entre le deuxième embranchement (E2) et le compresseur (Cp), de façon à pouvoir échanger de la chaleur entre le fluide traversant la première partie (5a) et le fluide traversant la seconde partie (5b) du cinquième échangeur.9. Circuit according to claim 3 and claim 8, characterized in that the fifth heat exchanger comprises a first portion (5a) equipping the third portion (P3) and located between the first branch (E1) and the fourth branch (E4). ), and a second portion (5b) equipping the second portion (P2) and located between the second branch (E2) and the compressor (Cp), so as to be able to exchange heat between the fluid passing through the first part (5a). ) and the fluid passing through the second portion (5b) of the fifth exchanger. 10. Circuit selon la revendication 2 et selon l'une des 20 revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la bouteille (B) équipe la seconde portion (P2) et est située entre le premier embranchement (El) et le deuxième échangeur de chaleur (2).10. Circuit according to claim 2 and according to one of claims 6 to 9, characterized in that the bottle (B) equips the second portion (P2) and is located between the first branch (El) and the second exchanger heat (2). 11. Circuit selon la revendication 4 et selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le sixième échangeur de 25 chaleur comporte une première partie (6a) équipant la première portion (P1) et situé entre la pompe (P) et le premier échangeur de chaleur (1), et une seconde partie (6b) équipant la deuxième portion (P2) et située entre la compresseur (Cp) et le troisième embranchement (E3), de façon à pouvoir échanger de la chaleur entre le fluide traversant la première partie (6a) et le 30 fluide traversant la seconde partie (6b) du sixième échangeur.11. Circuit according to claim 4 and according to one of claims 6 to 10, characterized in that the sixth heat exchanger comprises a first portion (6a) equipping the first portion (P1) and located between the pump (P). and the first heat exchanger (1), and a second portion (6b) equipping the second portion (P2) and located between the compressor (Cp) and the third branch (E3), so as to be able to exchange heat between the fluid passing through the first portion (6a) and the fluid flowing through the second portion (6b) of the sixth exchanger. 12. Véhicule automobile comportant un circuit de refroidissement d'un moteur thermique, ledit circuit de refroidissement utilisant un fluide caloporteur, et une ligne d'échappement des gaz de combustion issus du moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit selon l'une des revendications 1 à 11, le premier échangeur de chaleur (1) étant apte à échanger de la chaleur avec le fluide caloporteur du circuit de refroidissement et/ou avec les gaz de combustion de la ligne d'échappement.1012. Motor vehicle comprising a cooling circuit of a heat engine, said cooling circuit using a coolant, and an exhaust line of the combustion gases from the engine, characterized in that it comprises a circuit according to the invention. one of claims 1 to 11, the first heat exchanger (1) being able to exchange heat with the heat transfer fluid of the cooling circuit and / or with the combustion gases of the exhaust line.
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