FR3043759A1

FR3043759A1 - Circuit de conditionnement thermique et procede d'utilisation d'un tel circuit de conditionnement thermique

Info

Publication number: FR3043759A1
Application number: FR1560880A
Authority: FR
Inventors: Bernard Aoun; Laetitia Clemaron; Mohamed Yahia
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2017-05-19
Anticipated expiration: 2035-11-13
Also published as: WO2017081424A1; FR3043759B1

Abstract

Circuit (1) de conditionnement thermique comprenant un condenseur (4), un compresseur (2), un échangeur de chaleur interne (6), un évaporateur (10), détendeur (8) agencé en amont de l'évaporateur (10). Selon l'invention l'échangeur de chaleur interne (6) est surdimensionné de manière à que le fluide réfrigérant (FR) soit en surchauffe en sortie de l'échangeur de chaleur interne (6), et non en sortie de l'évaporateur (10).

Description

Domaine Technique de l’invention

La présente invention concerne les circuits de conditionnement thermique en particulier ceux mis en oeuvre dans les véhicules automobiles ainsi que le procédé d’utilisation d’un tel circuit.

Etat de la technique antérieur

Un véhicule automobile est couramment équipé d’un circuit de conditionnement thermique pour réguler les paramètres aérothermiques d’un flux d’air distribué à l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Pour cela, le circuit comprend un fluide réfrigérant circulant dans au moins un échangeur de chaleur ainsi que les composants nécessaires pour mettre ce fluide en circulation. Il y a ainsi, des échanges thermiques entre le fluide réfrigérant et le flux d’air, destiné à être distribué l’intérieur de l’habitacle du véhicule, lors du passage du fluide réfrigérant à travers ledit au moins un échangeur de chaleur.

Par exemple, l’évaporateur est un échangeur de chaleur couramment utilisé dans les circuits de conditionnement thermique. Il peut comprendre des plaques ou des tubes dans lesquels circule le fluide réfrigérant, destiné à refroidir et déshumidifier le flux d’air passant à l’extérieur des plaques/tubes. Le fluide réfrigérant circulant à l’intérieur de cet échangeur, quant à lui, se réchauffe permettant ainsi un échange thermique entre les deux fluides.

Il est important de maîtriser ces échanges thermiques et de s’assurer ainsi que le flux d’air ne soit pas trop, ou pas assez, refroidi de la même manière que le fluide réfrigérant ne soit pas trop, ou pas assez réchauffé. Ceci permet d’améliorer l’efficacité énergétique et le rendement thermique du circuit de conditionnement thermique. De plus, si le fluide réfrigérant atteint des températures trop élevées, ce peut endommager d’autres composants sensibles du circuit situé en aval de l’évaporateur, comme par exemple le compresseur.

Plusieurs solutions sont connues pour obtenir un meilleur contrôle sur les échanges thermiques au sein de l’évaporateur. On connaît notamment l’intégration d’un échangeur de chaleur interne en entrée et en sortie de l’évaporateur. Un échangeur de chaleur interne peut être défini comme un échangeur thermique ayant une première et seconde branche, une branche étant définie comme un ensemble de canaux dans lequel se propage le fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant n’ayant pas encore traversé, ou circulant en amont de, l’évaporateur circule dans la première branche tandis que le fluide réfrigérant ayant déjà traversé, ou circulant en aval de, l’évaporateur circule dans la seconde branche. Il y a donc un échange thermique entre le fluide réfrigérant circulant dans les deux branches. En d’autres termes, le fluide réfrigérant n’ayant pas encore traversé l’évaporateur échange thermiquement avec le fluide réfrigérant ayant déjà traversé l’évaporateur.

Toutefois, il s’avère que les solutions connues à ce jour ne permettent pas d’avoir un contrôle sur les échanges thermiques au sein de l’évaporateur satisfaisant.

Exposé de l’invention

La présente invention vise à optimiser le contrôle des échanges thermiques au sein de l’évaporateur et d’améliorer ainsi l’efficacité énergétique et le rendement thermique du circuit de conditionnement thermique ainsi que la pérennité des autres composants du circuit de conditionnement thermique.

Pour cela, l’invention propose un circuit de conditionnement thermique comprenant un condenseur, un compresseur, un échangeur de chaleur interne, un évaporateur, détendeur agencé en amont de l’évaporateur. Selon l’invention, l’échangeur de chaleur interne est surdimensionné de manière à que le fluide réfrigérant soit en surchauffe en sortie de l’échangeur de chaleur interne, et non en sortie de l’évaporateur. L’action du détendeur couplé à l’utilisation d’un échangeur de chaleur interne surdimensionné de manière à ce que le fluide réfrigérant soir en surchauffe en sortie, garantit un meilleur contrôle du débit, ainsi que de la pression et de la température, du fluide réfrigérant circulant au sein de l’évaporateur. Cela permet notamment de maintenir la proportion massique de vapeur saturée en fluide réfrigérant contenue dans le mélange liquide-vapeur, aussi connu sous le nom de titre, du fluide réfrigérant dans un écart compris entre 0,1 et 0,85. C’est la synergie des trois éléments à savoir, l’évaporateur, l’échangeur de chaleur interne surdimensionné et le détendeur, qui assure un bon contrôle des échanges thermiques et évite la dégradation de ces derniers.

Des modes de réalisations particuliers selon l’invention proposent que : - le détendeur est agencé en aval de la sortie dudit échangeur de chaleur interne et en amont de l’entrée de l’évaporateur ; - l’évaporateur est configuré de manière à ce que le fluide réfrigérant et un flux d’air circulent au moins partiellement en co-courant au sein de l’évaporateur ; - l’évaporateur est configuré de manière à ce que le fluide réfrigérant et le flux d’air circulent au moins partiellement en contre-courant au sein de l’évaporateur ; - l’évaporateur comprend au moins deux nappes, une nappe étant une série de canaux agencés dans un même plan ; - chaque nappe comprend au moins trois passe, une passe étant un ensemble de canaux définis dans une même nappe, avec le fluide réfrigérant circulant successivement dans un premier sens à l’intérieur d’un premier ensemble de canaux, puis dans un sens inverse au premier sens à l’intérieur d’un deuxième ensemble de canaux ; - le détendeur comprend un moyen de commande apte à réguler le débit de fluide réfrigérant de manière à avoir un titre en fluide réfrigérant compris entre 0,1 et 0,85 au sein de l’évaporateur, de préférence entre 0,1 et 0,75 ; - l’échangeur de chaleur interne est un échangeur de chaleur à plaque où circule le fluide réfrigérant, qui comporte un boîtier a l'intérieur duquel est disposée une pluralité de modules comprenant respectivement une plaque supérieure et une plaque inférieure assemblées en définissant entre lesdites plaques une cavité intérieure formant un premier canal de circulation pour le fluide réfrigérant en amont de, ou n’ayant pas encore traversé, l’évaporateur, et en ce que au moins un second canal de circulation pour le fluide réfrigérant en aval de, ou ayant traversé, l’évaporateur est délimité par le boîtier et un espace entre lesdits modules ; - le détendeur comprend un moyen de commande apte à réguler le débit de fluide réfrigérant de manière à avoir un titre en fluide réfrigérant inférieur ou égal à 0,15 en entrée de l’évaporateur ; - le détendeur comprend un moyen de commande apte à réguler le débit de fluide réfrigérant de manière à avoir un titre en fluide réfrigérant compris entre 0,75 et 0,85 en sortie de l’évaporateur. L’invention concerne également un procédé d’utilisation d’un circuit de conditionnement thermique tel que défini précédemment.

Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - La figure 1 illustre une vue schématique du circuit de conditionnement thermique selon l’invention ; - La figure 2 illustre un diagramme de Mollier pour un circuit de conditionnement thermique selon l’art antérieur ; - La figure 3 illustre un diagramme de Mollier pour un circuit de conditionnement thermique selon l’invention ; - La figure 4 illustre un diagramme avec le coefficient de transfert thermique en fonction du titre pour un fluide réfrigérant dans un circuit de conditionnement thermique selon l’invention ; - La figure 5 illustre une vue schématique du circuit de conditionnement thermique selon une autre variante de l’invention; - La figure 6 illustre une vue schématique du circuit de conditionnement thermique selon une autre variante de l’invention.

Description détaillée des modes de réalisation

Pour obtenir un circuit de conditionnement thermique permettant un meilleur contrôle des échanges thermiques, l’invention telle qu’illustrée à la figure 1, propose un circuit 1 de conditionnement thermique dans lequel un fluide réfrigérant FR circule selon le sens de la flèche représentée sur la figure 1. Le fluide réfrigérant FR peut être un fluide sous critique du type R134a, R1234yf ou, un fluide transcritique tel que le dioxyde de carbone (ou R744).

Le circuit 1 comprend un compresseur 2 servant à augmenter la pression du fluide réfrigérant FR tout en le mettant en circulation. Le fluide circule du compresseur 2 vers un premier échangeur de chaleur 4, plus particulièrement un condenseur 4. Le condenseur 4 est un échangeur de chaleur où le fluide réfrigérant FR échange thermiquement avec un premier flux d’air FA destiné à être délivré à l’intérieur du compartiment moteur.

Le fluide réfrigérant FR est ensuite acheminé vers un échangeur de chaleur interne 6 où il circule dans une première branche 22, ou un premier ensemble de canaux, de l’échangeur de chaleur interne 6, une branche étant un ensemble de canaux dans lequel circule le fluide réfrigérant FR.

Le fluide réfrigérant FR est ensuite détendu par un détendeur 8, par exemple électronique, de manière à réduire la pression du fluide. Le fluide réfrigérant FR traverse alors un évaporateur 10 correspondant aussi à un échangeur de chaleur à plaques ou à tubes. Le fluide réfrigérant FR échange alors avec un second flux d’air FB destiné à être refroidi avant d’être délivré à l’intérieur de l’habitacle. Le fluide réfrigérant FR circule ensuite dans une seconde branche 24, ou second ensemble de canaux, de l’échangeur de chaleur interne 6 de manière à ce qu’il y ait un échange thermique entre le fluide réfrigérant FR circulant dans la première branche 22 et le fluide réfrigérant FR circulant dans la seconde branche 24. Le fluide réfrigérant FR est alors acheminé vers le compresseur 2 pour subir un nouveau cycle.

Afin d’avoir un bon contrôle sur les échanges thermiques et notamment pour maintenir la proportion massique de vapeur saturée en fluide réfrigérant FR contenue dans le mélange liquide-vapeur du fluide réfrigérant FR au sein de l’évaporateur 10 dans un écart compris entre 0,1 et 0,85, il convient d’employer trois éléments en combinaison, à savoir l’échangeur de chaleur interne 6, le détendeur 8 ainsi que l’évaporateur 10. L’échangeur de chaleur interne 6 correspond à un échangeur de chaleur surdimensionné de manière à avoir une bonne distribution du fluide frigorifique favorisant ainsi la surchauffe en sortie du fluide réfrigérant FR. En d’autres termes l’échangeur de chaleur interne 6 est surdimensionné de manière à ce que le fluide réfrigérant FR soit en surchauffe en sortie de l’échangeur de chaleur interne 6, et non plus en sortie de l’évaporateur 10, on parle aussi de noyage de l’évaporateur 10 avec un titre en sortie inférieur à 0,85, permettant ainsi d’avoir une haute efficacité. Le surdimensionnement de l’échangeur de chaleur interne 6 est réalisé de manière à avoir un bon compromis entre une grande surface d'échange et de faibles sections de passage des fluides en jouant entre eux sur différents paramètres tels le diamètre hydraulique, la longueur de l’échangeur, etc. de manière à avoir une efficacité thermodynamique supérieure à 60%, et plus particulièrement compris entre 60% et 80%.) Il existe donc une myriade de possibilités pour surdimensionner l’échangeur de chaleur interne 6, à titre d’exemple nous pouvons évoquer la possibilité de jouer sur la surface d’échange en utilisant un échangeur de chaleur interne 6 présentant une longueur de travail, ou longueur utile, comprise entre 120 et 200 (mm), et plus particulièrement comprise entre 150 mm et 200 mm, la longueur de travail correspondant à la partie de l’échangeur où les deux fluides échangent thermiquement, autrement dit, la partie située entre les deux chambres de collecte. Un échangeur de chaleur interne selon l'art antérieur présente généralement une longueur d'échange de 60 mm, soit 120 mm de longueur totale, permettant ainsi d’obtenir une efficacité thermodynamique de 30%. Ici, la demanderesse propose d’incorporer au sein du circuit, un échangeur de chaleur interne 6 surdimensionné ayant une longueur utile supérieure à 120 mm, soit longueur totale supérieure à 200 mm, de manière à obtenir une efficacité thermodynamique supérieure à 60%, L’échangeur de chaleur interne 6 surdimensionné est, par exemple un échangeur de chaleur à plaques, où circule un fluide réfrigérant FR, qui comporte un boîtier à l'intérieur duquel est disposé une pluralité de paires de plaques comprenant respectivement une plaque supérieure et une plaque inférieure assemblées en définissant entre lesdites plaques une cavité intérieure formant un premier canal de circulation pour le fluide réfrigérant FR circulant en amont de, ou n’ayant pas encore traversé, l’évaporateur 10. L’échangeur de chaleur interne 6 comporte en outre au moins un second canal de circulation pour le fluide réfrigérant FR circulant en aval de, ou ayant traversé, l’évaporateur 10 qui est délimité par exemple par le boîtier et un espace entre lesdites paires de plaques.

Le détendeur 8 correspond à un organe permettant de réguler le débit et la pression du fluide réfrigérant FR de manière fiable et précise, ledit détendeur pouvant être à impulsion ou pas-à-pas. Ce détendeur comprend en outre un corps de vannes, un actionneur (électrovanne ou moteur pas-à-pas), un ensemble de sondes ainsi qu’un régulateur qui interprète les données des sondes via un programme et agit sur l’actionneur du détendeur en commandant l’ouverture ou fermeture du corps de vannes. Le détendeur 8 comprend un moyen de commande apte à réguler le débit de fluide réfrigérant FR de manière à avoir un titre en fluide réfrigérant FR compris entre 0,1 et 0,85 au sein de l’évaporateur 10, de préférence entre 0,1 et 0,75, ledit moyen de commande correspondant à l’ensemble des sondes, programme, régulateur et actionneur. L’évaporateur 10 est un échangeur de chaleur dans lequel le fluide réfrigérant FR échange thermiquement avec un second flux d’air FB destiné à être délivré à l’intérieur de l’habitacle avec notamment le second flux d’air FB étant refroidi et déshumidifié tandis que le fluide réfrigérant FR est réchauffé.

La présente invention permet d’obtenir un meilleur contrôle sur les échanges thermiques au sein de l’évaporateur 10 grâce à l’utilisation combinée des trois éléments susmentionnés. Afin de comprendre l’effet bénéfique de cette synergie, résultant en une stratégie de contrôle améliorant l’efficacité du circuit de conditionnement thermique, il faut comparer les figures 2 et 3 qui illustrent des diagrammes de Mollier ou diagramme d’enthalpie, représentant l’état physique (liquide (L) et/ou gazeux (G)) d’un fluide réfrigérant, en fonction de sa pression (ordonnée) et de son enthalpie (abscisse), pour des fluides réfrigérants circulant respectivement dans un circuit selon l’art antérieur et selon l’invention.

La figure 2 illustre un diagramme de Mollier d’un fluide réfrigérant circulant dans un circuit de conditionnement thermique selon l’art antérieur. L’état du fluide réfrigérant en entrée d’un compresseur (ou en sortie d’échangeur de chaleur interne) est illustré par le point A. Le fluide est compressé de manière à accroître sa pression et son enthalpie jusqu’à un état physique représenté par le point B, correspondant à la sortie du compresseur ou l’entrée d’un condenseur. Le fluide traverse le condenseur avec une enthalpie du fluide diminuant, en raison des échanges thermiques avec le flux d’air, jusqu’à un point C, correspondant à la sortie du condenseur ou l’entrée d’un échangeur de chaleur interne. Le fluide réfrigérant en entrée du condenseur est sous forme gazeuse avec une pression et température élevées et les échanges thermiques entre le fluide réfrigérant et le flux d’air frais, provoque la baisse de température du fluide réfrigérant à pression isobare de sorte que le fluide réfrigérant passe sous forme liquide. L’enthalpie du fluide décroît alors à nouveau lors de sa circulation à travers la première branche de l’échangeur de chaleur interne jusqu’à un état physique D qui correspond à la sortie de l’échangeur de chaleur interne ou à l’entrée d’un détendeur. Le fluide traverse alors le détendeur qui réduit la pression et la température du fluide jusqu’à un point E correspondant à la sortie du détendeur ou l’entrée d’un l’évaporateur. Le fluide réfrigérant est introduit dans l’évaporateur sous la forme d’un mélange diphasique liquide-gaz à basse pression et à faible température. Lors du passage à travers l’évaporateur, l’enthalpie du fluide réfrigérant accroît de nouveau pour atteindre le point F correspondant à la sortie de l’évaporateur ou entrée de la seconde branche de l’échangeur de chaleur interne avec le fluide réfrigérant étant dans un état quasi-gazeux. Le fluide en traversant la seconde branche de l’échangeur de chaleur interne accroît de nouveau son enthalpie jusqu’à atteindre à nouveau le point A et subir un nouveau cycle.

La figure 3 illustre un diagramme de Mollier similaire, montrant l’état du fluide réfrigérant FR circulant dans un circuit de conditionnement thermique selon la présente invention. Les références A’ à E’ renvoient aux mêmes points du circuit de conditionnement que dans le paragraphe précédent, à savoir le point A’ correspond à l’état du fluide réfrigérant FR en entrée du compresseur 2, le point B’ à l’état du fluide réfrigérant en sortie du compresseur 2 (ou entrée de condenseur 4), etc., avec l’état du fluide réfrigérant selon l’art antérieur ayant été représenté en pointillé. L’utilisation de l’échangeur de chaleur interne 6 surdimensionné, en combinaison avec le détendeur 8 et l’évaporateur 10, permet de réduire encore plus l’enthalpie du fluide réfrigérant FR entre les points C’ et D’, si bien que suite à son passage à travers le détendeur 8, le fluide réfrigérant FR se situe dans un état physique au point E’ et non E. Suite à son passage dans l’évaporateur 10, le fluide réfrigérant FR se situe dans un état illustré par le point F’ à savoir dans un état diphasique avec un mélange liquide-vapeur, tandis qu’au point F le fluide réfrigérant FR est dans un état quasi-gazeux. Le passage à travers la seconde branche 24 de l’échangeur de chaleur interne 6 permet au fluide de retourner à un état gazeux situé au point A’ d’enthalpie sensiblement égale au point A et subir un nouveau cycle. Le passage du point F’ à A’ montre que le fluide réfrigérant FR ressort de l’échangeur de chaleur interne 6 dans un état présentant peu de risque pour une compression assurant ainsi la pérennité du compresseur 2, tout en garantissant de meilleurs échanges thermiques. En effet, de par le surdimensionnement de l’échangeur de chaleur interne 6, en combinaison avec l’évaporateur 10 et le détendeur 8, le fluide réfrigérant FR en sortie de l’échangeur de chaleur interne 6 est en surchauffe ce qui favorise la bonne distribution du fluide frigorifique réduisant ainsi les pertes de charges du fluide de manière à avoir une efficacité supérieure à 60%.

Comme vu précédemment, hormis l’aspect sécurité, le fait d’utiliser l’échangeur de chaleur interne 6 surdimensionné, le détendeur 8 et l’évaporateur 10 en combinaison permet d’améliorer les échanges thermiques au sein de l’évaporateur 10. En effet, la figure 4 illustre le coefficient de transfert thermique (ordonnée) pour un fluide réfrigérant FR en fonction du titre (abscisse) pour un débit et une température de fluide réfrigérant FR donnés. Nous pouvons voir que les échanges thermiques sont meilleurs pour un fluide réfrigérant FR lorsque le titre est situé dans un écart de valeur compris entre 0,1 et 0,85 et plus particulièrement entre 0,1 et 0,85 pour le R134a et entre 0,1 et 0,75 pour le R1234yf.

Le circuit 1 de conditionnement selon la présente invention comprend un échangeur de chaleur interne 6 et un détendeur 8 qui fonctionnent en combinaison de manière à ce qu’en sortie d’évaporateur 10 le titre du fluide réfrigérant FR est inférieur à 0,85 et de ce fait, assure également l’optimisation du contrôle des échanges thermiques au sein de l’évaporateur 10 et l’amélioration du rendement thermique du circuit de conditionnement thermique. Plus précisément, le contrôle est réalisé par le détendeur 8 et notamment le moyen de commande, par exemple le régulateur qui, en interprétant les données des différentes sondes, agit sur l’actionneur du détendeur 8 via un programme informatique de manière à réguler le débit ainsi que les pression et température du fluide réfrigérant FR en sortie de manière à ce que le fluide soit dans un état diphasique E’, résultant ainsi que le fluide réfrigérant FR ressorte de l’évaporateur 10 avec un titre inférieur ou égal à 0,85.

Un moyen complémentaire pour favoriser les échanges thermiques au sein de l’évaporateur 10 est d’inverser la direction du second flux d’air FB traversant l’évaporateur 10 par rapport au mode de réalisation précédent, comme illustré sur la figure 5. L’évaporateur 10 fonctionne mieux selon une configuration avec deux nappes. Une nappe est ici définie comme une série de tubes agencés dans un même plan caractérisé par la hauteur et la longueur données de l’évaporateur 10. L’évaporateur 10 comprend par exemple deux nappes dans lequel sont inscrits une ou plusieurs passes. Comme illustré à la figure 5, le fluide réfrigérant FR circule dans deux nappes, ou plans, distinctes à savoir la premier nappe comprenant ici par trois passes X1, X2 et X3 et la seconde nappe comprenant également trois passes X4, X5 et X6. Les passes Xi correspondent à des ensembles de tubes définis dans un même plan, ou dans une même nappe, avec le fluide réfrigérant FR circulant successivement dans un premier sens à l’intérieur d’un premier ensemble de tubes, puis dans un sens inverse au premier sens à l’intérieur d’un deuxième ensemble de tubes généralement avec une chambre de collecte, ou boîte à fluide, reliant les deux ensembles de tubes. Chaque ensemble de tubes, ou passes, est représenté sur la figure 5 par la référence Xi (i étant compris entre 1 et 6). Autrement dit, dans ce mode de réalisation, la direction du second flux d’air FB est inversée de manière à ce que le second flux d’air FB entrant traverse en premier l’extérieur des tubes/plaques constituant la première nappe, directement reliée à la sortie du détendeur 8, puis la deuxième nappe, directement reliée à l’entrée de la seconde branche 24 de l’échangeur de chaleur interne 6.

Si on ne tient pas compte de l’influence du flux d’air FB, le fluide réfrigérant FR lors de son trajet au sein de l’évaporateur 10, traverse des éléments de sections différentes notamment la section des tubes et celle des chambres de collecte. Cela implique des variations de débits qui entraînent des pertes de charges sur le fluide FR si bien que la pression dynamique, ainsi que la température, du fluide réfrigérant FR diminue à chaque nappe et passe Xi. Le fluide réfrigérant FR, en entrée de l’évaporateur 10, est donc à une température supérieure qu’en sortie. Ceci s’avère d’autant plus grâce à la combinaison avec l’échangeur de chaleur interne 6 surdimensionné et le détendeur 8.

De manière connue, en tenant compte maintenant de l’influence du second flux d’air FB, les échanges thermiques entre deux fluides circulant dans un échangeur sont meilleurs lorsque ces deux fluides s’écoulent à contre-courant, comme illustré sur la figure 1, ceci s’expliquant notamment par le fait que le fluide réfrigérant FR est en surchauffe en sortie d’évaporateur 10. Toutefois, en raison de la combinaison de l’échangeur de chaleur interne 6 surdimensionné et du détendeur 8, il peut s’avérer avantageux d’utiliser l’évaporateur 10 selon un écoulement à co-courant puisque le fluide réfrigérant FR est en surchauffe en sortie de l’échangeur de chaleur interne 6 et non de l’évaporateur 10. Ainsi, le fluide réfrigérant FR et le second flux d’air FB circulent au moins partiellement selon une même direction au sein de l’évaporateur 10, notamment lors du passage du fluide réfrigérant FR de la première nappe vers la deuxième nappe. En d’autres termes, le second flux d’air FB traverse l’évaporateur 10 en passant d’abord au travers de la première nappe, directement reliée à la sortie du détendeur 8, puis au travers le deuxième nappe, directement reliée à la sortie de la seconde branche 24 de l’échangeur de chaleur interne 6, de manière à ce que les échanges thermiques entre le second flux d’air FB et le fluide réfrigérant FR soit meilleurs. Autrement dit, le second flux d’air FB, à sa température la plus élevée, traverse en premier la première nappe, directement reliée à la sortie du détendeur 8, où la température du fluide réfrigérant FR est la plus élevée. Le second flux d’air FB, une fois refroidit par la première nappe, traverse alors la seconde nappe où, de par les pertes de charge, la température du fluide réfrigérant FR est la plus basse.

Une alternative est de conserver la direction du second flux d’air FB telle qu’illustrée à la figure 6 tout en inversant les tubulures d’entrée 12 et de sortie 18 de l’évaporateur 10 de manière à ce que le second flux d’air FB passe d’abord par la première nappe pour obtenir un écoulement à co-courant. Ainsi le fluide réfrigérant FR et le second flux d’air FB circulent au moins partiellement selon une même direction, notamment lors du passage du fluide réfrigérant FR de la première nappe à la deuxième nappe, et les échanges thermiques sont meilleurs.

Il doit être bien entendu toutefois que ces exemples de réalisation sont donnés à titre d’illustration de l’objet de l’invention. L’invention n’est pas limitée à ces modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d’exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l’homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toute combinaison des différents modes de réalisation décrits précédemment.

Claims

Revendications

1. Circuit (1) de conditionnement thermique comprenant un condenseur (4), un compresseur (2), un échangeur de chaleur interne (6), un évaporateur (10), détendeur (8) agencé en amont de l’évaporateur (10), caractérisé en ce que l’échangeur de chaleur interne (6) est surdimensionné de manière à que le fluide réfrigérant (FR) soit en surchauffe en sortie de l’échangeur de chaleur interne (6), et non en sortie de l’évaporateur (10).
2. Circuit (1) de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détendeur (8) est agencé en aval de la sortie dudit échangeur de chaleur interne (6) et en amont de l’entrée de l’évaporateur (10).
3. Circuit (1) de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’évaporateur (10) est configuré de manière à ce que le fluide réfrigérant (FR) et un flux d’air (FB) circulent au moins partiellement en co-courant au sein de l’évaporateur (10).
4. Circuit (1) de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l’évaporateur (10) est configuré de manière à ce que le fluide réfrigérant (FR) et le flux d’air (FB) circulent au moins partiellement en contre-courant au sein de l’évaporateur (10).
5. Circuit (1) de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’évaporateur (10) comprend au moins deux nappes, une nappe étant une série de canaux agencés dans un même plan.
6. Circuit (1) de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détendeur (8) comprend un moyen de commande apte à réguler le débit de fluide réfrigérant (FR) de manière à avoir un titre en fluide réfrigérant (FR) compris entre 0,1 et 0,85 au sein de l’évaporateur (10), de préférence entre 0,1 et 0,75.
7. Circuit (1) de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détendeur (8) comprend un moyen de commande apte à réguler le débit de fluide réfrigérant (FR) de manière à avoir un titre en fluide réfrigérant (FR) inférieur ou égal à 0,15 en entrée de l’évaporateur (10).
8. Circuit (1) de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détendeur (8) comprend un moyen de commande apte à réguler le débit de fluide réfrigérant (FR) de manière à avoir un titre en fluide réfrigérant (FR) compris entre 0,75 et 0,85 en sortie de l’évaporateur (10).