FR3058783A1 - INDIRECT INDIRECT AIR CONDITIONING CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE AND METHOD OF OPERATING THE SAME - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un circuit de climatisation indirect (1) pour véhicule automobile comportant : • une première boucle de fluide réfrigérant (A) dans laquelle circule un fluide réfrigérant, ladite première boucle de fluide réfrigérant (A) comportant : ○ un compresseur (3), ○ un premier dispositif de détente (7), ○ un premier échangeur de chaleur (9), ○ un deuxième dispositif de détente (11), ○ un deuxième échangeur de chaleur (13), ○ une première branche de contournement (30), • une deuxième boucle de fluide caloporteur (B) dans laquelle circule un fluide caloporteur, • un échangeur de chaleur bifluide (5), et • un premier échangeur de chaleur interne (19), la première boucle de fluide réfrigérant (A) comporte également : ○ un deuxième échangeur de chaleur interne (19'), ○ un troisième dispositif de détente (12) disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur interne (19'), et ○ une deuxième branche de contournement (40).The present invention relates to an indirect air conditioning circuit (1) for a motor vehicle comprising: a first refrigerant fluid loop (A) in which a refrigerant circulates, said first refrigerant fluid loop (A) comprising: a compressor (3) ), ○ a first expansion device (7), ○ a first heat exchanger (9), ○ a second expansion device (11), ○ a second heat exchanger (13), ○ a first bypass branch (30), ), • a second heat transfer fluid loop (B) in which a heat transfer fluid circulates, • a two-fluid heat exchanger (5), and • a first internal heat exchanger (19), the first refrigerant loop (A) also includes: ○ a second internal heat exchanger (19 '), ○ a third expansion device (12) disposed downstream of the second internal heat exchanger (19'), and ○ a second bypass branch t (40).
Description
© N° de publication : 3 058 783 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)© Publication no .: 3,058,783 (to be used only for reproduction orders)
©) N° d’enregistrement national : 16 61165 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE©) National registration number: 16 61165 ® FRENCH REPUBLIC
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLENATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY
COURBEVOIECOURBEVOIE
©) Int Cl8 : F25 B 5/02 (2017.01), F 25 B 49/02, B 60 H 1/22©) Int Cl 8 : F25 B 5/02 (2017.01), F 25 B 49/02, B 60 H 1/22
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
CIRCUIT DE CLIMATISATION INVERSIBLE INDIRECT DE VEHICULE AUTOMOBILE ET PROCEDE DE FONCTIONNEMENT CORRESPONDANT.INDIRECT INVERSIBLE AIR CONDITIONING CIRCUIT OF MOTOR VEHICLE AND CORRESPONDING OPERATING METHOD.
FR 3 058 783 - A1FR 3 058 783 - A1
La présente invention concerne un circuit de climatisation indirect (1) pour véhicule automobile comportant:The present invention relates to an indirect air conditioning circuit (1) for a motor vehicle comprising:
une première boucle de fluide réfrigérant (A) dans laquelle circule un fluide réfrigérant, ladite première boucle de fluide réfrigérant (A) comportant:a first refrigerant loop (A) in which a refrigerant circulates, said first refrigerant loop (A) comprising:
O un compresseur (3),O a compressor (3),
O un premier dispositif de détente (7),O a first expansion device (7),
O un premier échangeur de chaleur (9),O a first heat exchanger (9),
O un deuxième dispositif de détente (11 ),O a second expansion device (11),
O un deuxième échangeur de chaleur (13),O a second heat exchanger (13),
O une première branche de contournement (30), une deuxième boucle de fluide caloporteur (B) dans laquelle circule un fluide caloporteur, un échangeur de chaleur bifluide (5), et un premier échangeur de chaleur interne (19), la première boucle de fluide réfrigérant (A) comporte également:O a first bypass branch (30), a second heat transfer fluid loop (B) in which a heat transfer fluid circulates, a two-fluid heat exchanger (5), and a first internal heat exchanger (19), the first heat loop refrigerant (A) also includes:
O un deuxième échangeur de chaleur interne (19 j,O a second internal heat exchanger (19 d,
O un troisième dispositif de détente (12) disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur interne (19'), et O une deuxième branche de contournement (40).O a third expansion device (12) disposed downstream of the second internal heat exchanger (19 '), and O a second bypass branch (40).
Circuit de climatisation inversible indirect de véhicule automobile et procédé de fonctionnement correspondantIndirect reversible air conditioning circuit of a motor vehicle and corresponding operating method
L’invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement à un circuit de climatisation de véhicule automobile et son procédé de fonctionnement.The invention relates to the field of motor vehicles and more particularly to a motor vehicle air conditioning circuit and its operating method.
Les véhicules automobiles actuels comportent de plus en plus souvent un circuit de climatisation. Généralement, dans un circuit de climatisation « classique », un fluide réfrigérant passe successivement dans un compresseur, un premier échangeur de chaleur, appelé condenseur, placé en contact avec un flux d’air extérieur au véhicule automobile pour libérer de la chaleur, un dispositif de détente et un deuxième échangeur de chaleur, appelé évaporateur, placé en contact avec un flux d’air intérieur du véhicule automobile pour refroidir le flux d’air.Today's motor vehicles increasingly include an air conditioning circuit. Generally, in a “conventional” air conditioning circuit, a refrigerant passes successively through a compressor, a first heat exchanger, called a condenser, placed in contact with an air flow outside the motor vehicle to release heat, a device expansion valve and a second heat exchanger, called an evaporator, placed in contact with an air flow inside the motor vehicle to cool the air flow.
Il existe également des architectures de circuit de climatisation plus complexes qui permettent d’obtenir un circuit de climatisation réversible ou plutôt inversible, c’està-dire qu’il peut absorber de l’énergie calorifique dans l’air extérieur au niveau du premier échangeur de chaleur, appelé alors évapo-condenseur, et la restituer dans l’habitacle notamment au moyen d’un troisième échangeur de chaleur dédié.There are also more complex air conditioning circuit architectures which make it possible to obtain a reversible or rather reversible air conditioning circuit, that is to say that it can absorb heat energy in the outside air at the level of the first exchanger. heat, then called evapo-condenser, and restore it in the passenger compartment in particular by means of a third dedicated heat exchanger.
Cela est possible notamment en utilisant un circuit de climatisation indirect. On entend par indirect ici que le circuit de climatisation comporte deux boucles de circulation de deux fluides distincts (par exemple un fluide réfrigérant et de l’eau glycolée) afin d’effectuer les différents échanges de chaleur.This is possible in particular by using an indirect air conditioning circuit. Indirect here means that the air conditioning circuit has two circulation loops of two separate fluids (for example a refrigerant and glycol water) in order to carry out the various heat exchanges.
Le circuit de climatisation comprend ainsi une première boucle de fluide réfrigérant dans laquelle circule un fluide réfrigérant, une deuxième boucle de fluide caloporteur dans laquelle circule un fluide caloporteur, et un échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur la première boucle de fluide réfrigérant et sur la deuxième boucle de fluide caloporteur, de façon à permettre les échanges de chaleur entre lesdites boucles.The air conditioning circuit thus comprises a first coolant loop in which a coolant circulates, a second coolant loop in which a coolant circulates, and a two-fluid heat exchanger arranged jointly on the first coolant loop and on the second loop of heat transfer fluid, so as to allow heat exchanges between said loops.
Un tel circuit de climatisation permet une utilisation selon différents modes de fonctionnement mais peine à fournir un mode de fonctionnement dont les performances sont satisfaisantes dans tous les modes de fonctionnement, aussi bien dans un mode de fonctionnement de refroidissement du flux d’air intérieur du véhicule que dans un mode pompe à chaleur afin de réchauffer ledit flux d’air intérieur du véhicule.Such an air conditioning circuit allows use in different operating modes but struggles to provide an operating mode whose performance is satisfactory in all operating modes, as well in an operating mode of cooling the air flow inside the vehicle. than in a heat pump mode in order to heat said air flow inside the vehicle.
Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur et de proposer un circuit de climatisation amélioré.One of the aims of the present invention is therefore to at least partially remedy the drawbacks of the prior art and to propose an improved air conditioning circuit.
La présente invention concerne donc un circuit de climatisation inversible indirect pour véhicule automobile comportant :The present invention therefore relates to an indirect reversible air conditioning circuit for a motor vehicle comprising:
• une première boucle de fluide réfrigérant dans laquelle circule un fluide réfrigérant, ladite première boucle de fluide réfrigérant comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :A first coolant loop in which a coolant circulates, said first coolant loop comprising in the direction of circulation of the coolant:
° un compresseur, ° un premier dispositif de détente, ° un premier échangeur de chaleur, ° un deuxième dispositif de détente, ° un deuxième échangeur de chaleur, ° une première branche de contournement du deuxième échangeur de chaleur, • une deuxième boucle de fluide caloporteur dans laquelle circule un fluide caloporteur, • un échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur la première boucle de fluide réfrigérant en aval du compresseur, entre ledit compresseur et le premier dispositif de détente, et sur la deuxième boucle de fluide caloporteur, de façon à permettre les échanges de chaleur entre la première boucle de fluide réfrigérant et la deuxième boucle de fluide caloporteur, et • un premier échangeur de chaleur interne, permettant un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant à haute pression en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide et le fluide réfrigérant à basse pression traversant la première branche de contournement, la première boucle de fluide réfrigérant comportant également :° a compressor, ° a first expansion device, ° a first heat exchanger, ° a second expansion device, ° a second heat exchanger, ° a first bypass branch of the second heat exchanger, • a second fluid loop coolant in which a coolant circulates, • a two-fluid heat exchanger arranged jointly on the first coolant loop downstream of the compressor, between said compressor and the first expansion device, and on the second coolant loop, so as to allow heat exchange between the first coolant loop and the second heat transfer fluid loop, and • a first internal heat exchanger, allowing heat exchange between the high pressure refrigerant at the outlet of the dual fluid heat exchanger and the low pressure refrigerant passing through the first bypass branch, the first refrigerant loop co also important:
° un deuxième échangeur de chaleur interne permettant un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du deuxième dispositif de détente et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur, ° un troisième dispositif de détente disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur interne entre ledit deuxième échangeur de chaleur interne et le deuxième échangeur de chaleur, et ° une deuxième branche de contournement du deuxième deuxième dispositif de détente, du deuxième échangeur de chaleur interne et du troisième dispositif de détente.° a second internal heat exchanger allowing a heat exchange between the refrigerant leaving the second expansion device and the refrigerant leaving the second heat exchanger, ° a third expansion device arranged downstream of the second internal heat exchanger between said second internal heat exchanger and the second heat exchanger, and ° a second bypass branch of the second second expansion device, the second internal heat exchanger and the third expansion device.
Selon un aspect de l’invention, le circuit de climatisation inversible indirect comporte un premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du premier échangeur de chaleur vers le deuxième échangeur de chaleur ou vers la première branche de contournement.According to one aspect of the invention, the indirect reversible air conditioning circuit comprises a first device for redirecting the coolant coming from the first heat exchanger to the second heat exchanger or to the first bypass branch.
Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de climatisation inversible indirect comporte un deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du premier échangeur de chaleur vers le deuxième dispositif de détente ou vers la deuxième branche de contournement.According to another aspect of the invention, the indirect reversible air conditioning circuit comprises a second device for redirecting the coolant coming from the first heat exchanger to the second expansion device or to the second bypass branch.
Selon un autre aspect de l’invention, le premier dispositif de détente est un détendeur électronique pilotable par une unité de contrôle intégrée au véhicule et que le deuxième dispositif de détente est un détendeur thermostatique.According to another aspect of the invention, the first expansion device is an electronic expansion valve controllable by a control unit integrated into the vehicle and that the second expansion device is a thermostatic expansion valve.
Selon un autre aspect de l’invention, le deuxième dispositif de détente est un détendeur thermostatique intégrant une fonction d’arrêt.According to another aspect of the invention, the second expansion device is a thermostatic expansion valve incorporating a stop function.
Selon un autre aspect de l’invention, la deuxième boucle de fluide caloporteur comporte :According to another aspect of the invention, the second heat transfer fluid loop comprises:
° l’échangeur de chaleur bifluide, ° une première conduite de circulation de fluide caloporteur comportant un troisième échangeur de chaleur destiné à être traversé par un flux d’air intérieur au véhicule automobile, et reliant un premier point de jonction disposé en aval de l’échangeur de chaleur bifluide et un deuxième point de jonction disposé en amont dudit échangeur de chaleur bifluide, ° une deuxième conduite de circulation de fluide caloporteur comportant un quatrième échangeur de chaleur destiné à être traversé par un flux d’air extérieur au véhicule automobile, et reliant le premier point de jonction disposé en aval de l’échangeur de chaleur bifluide et le deuxième point de jonction disposé en amont dudit échangeur de chaleur bifluide, et ° une pompe disposée en aval ou en amont de l’échangeur de chaleur bifluide, entre le premier point de jonction et le deuxième point de jonction.° the two-fluid heat exchanger, ° a first heat transfer fluid circulation pipe comprising a third heat exchanger intended to be traversed by a flow of air inside the motor vehicle, and connecting a first junction point arranged downstream of the 'two-fluid heat exchanger and a second junction point arranged upstream of said two-fluid heat exchanger, ° a second coolant circulation pipe comprising a fourth heat exchanger intended to be traversed by a flow of air outside the motor vehicle, and connecting the first junction point arranged downstream of the two-fluid heat exchanger and the second junction point arranged upstream of said two-fluid heat exchanger, and ° a pump arranged downstream or upstream of the two-fluid heat exchanger, between the first junction point and the second junction point.
Selon un autre aspect de l’invention, la deuxième boucle de fluide caloporteur comporte un élément électrique chauffant du fluide caloporteur disposé, dans le sens de circulation du fluide caloporteur, en aval de l’échangeur de chaleur bifluide, entre ledit échangeur de chaleur bifluide et le premier point de jonction.According to another aspect of the invention, the second heat transfer fluid loop comprises an electrical element heating the heat transfer fluid disposed, in the direction of circulation of the heat transfer fluid, downstream of the two-fluid heat exchanger, between said two-fluid heat exchanger and the first junction point.
Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de climatisation inversible indirect comporte un dispositif de redirection du fluide caloporteur en provenance de l’échangeur de chaleur bifluide vers la première conduite de circulation et/ou vers la deuxième conduite de circulation.According to another aspect of the invention, the indirect reversible air conditioning circuit comprises a device for redirection of the heat transfer fluid coming from the two-fluid heat exchanger towards the first circulation line and / or towards the second circulation line.
Selon un autre aspect de l’invention, deuxième échangeur de chaleur interne est dimensionné pour permettre une surchauffe inférieure ou égale à 5°C du fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur.According to another aspect of the invention, the second internal heat exchanger is dimensioned to allow overheating of less than or equal to 5 ° C of the refrigerant at the outlet of the second heat exchanger.
La présente invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un circuit de climatisation inversible indirect selon un mode de refroidissement dans lequel :The present invention also relates to a method of operating an indirect reversible air conditioning circuit according to a cooling mode in which:
° le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur, l’échangeur de chaleur bifluide, le premier échangeur de chaleur interne et le premier dispositif de détente où ledit fluide réfrigérant subit une perte de pression, ledit fluide réfrigérant circule ensuite successivement dans le premier échangeur de chaleur, la première branche de contournement où il passe dans le premier échangeur de chaleur interne avant de retourner au compresseur, ° le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide circule dans le quatrième échangeur de chaleur de la deuxième conduite de circulation.° the refrigerant circulates successively in the compressor, the two-fluid heat exchanger, the first internal heat exchanger and the first expansion device where said refrigerant undergoes a pressure loss, said refrigerant then circulates successively in the first heat exchanger heat, the first bypass branch where it passes through the first internal heat exchanger before returning to the compressor, ° the heat transfer fluid leaving the dual-fluid heat exchanger circulates in the fourth heat exchanger of the second circulation line.
La présente invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un circuit de climatisation inversible indirect selon un premier mode de déshumidification dans lequel :The present invention also relates to a method of operating an indirect reversible air conditioning circuit according to a first dehumidification mode in which:
° le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur, l’échangeur de chaleur bifluide, le premier échangeur de chaleur interne, le premier dispositif de détente où ledit fluide réfrigérant subit une perte de pression, le premier échangeur de chaleur, la deuxième branche de contournement, le deuxième échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur interne avant de retourner au compresseur, ° une portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide circule dans le troisième échangeur de chaleur de la première conduite de circulation et une autre portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide circule dans le quatrième échangeur de chaleur de la deuxième conduite de circulation.° the refrigerant circulates successively in the compressor, the two-fluid heat exchanger, the first internal heat exchanger, the first expansion device where said refrigerant undergoes a pressure loss, the first heat exchanger, the second bypass branch , the second heat exchanger and the second internal heat exchanger before returning to the compressor, ° a portion of the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger circulates in the third heat exchanger of the first circulation line and another portion of the heat transfer fluid leaving the dual-fluid heat exchanger circulates in the fourth heat exchanger of the second circulation pipe.
La présente invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un circuit de climatisation inversible indirect selon un deuxième mode de déshumidification dans lequel :The present invention also relates to a method of operating an indirect reversible air conditioning circuit according to a second dehumidification mode in which:
° le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur, l’échangeur de chaleur bifluide, le premier échangeur de chaleur interne, le premier dispositif de détente où ledit fluide réfrigérant subit une première perte de pression, le premier échangeur de chaleur, le deuxième dispositif de détente où ledit fluide réfrigérant subit une deuxième perte de pression, le deuxième échangeur de chaleur interne, le troisième dispositif de détente où ledit fluide réfrigérant subit une troisième perte de pression, le deuxième échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur interne avant de retourner au compresseur, ° une portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide circule dans le troisième échangeur de chaleur de la première conduite de circulation et une autre portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide circule dans le quatrième échangeur de chaleur de la deuxième conduite de circulation.° the refrigerant circulates successively in the compressor, the two-fluid heat exchanger, the first internal heat exchanger, the first expansion device where said refrigerant undergoes a first pressure loss, the first heat exchanger, the second expansion where said refrigerant undergoes a second pressure loss, the second internal heat exchanger, the third expansion device where said refrigerant undergoes a third pressure loss, the second heat exchanger and the second internal heat exchanger before returning to the compressor, ° a portion of the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger circulates in the third heat exchanger of the first circulation pipe and another portion of the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger circulates in the fourth heat exchanger of the second pipe traffic.
La présente invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un circuit de climatisation inversible indirect selon un mode pompe à chaleur dans lequel :The present invention also relates to a method of operating an indirect reversible air conditioning circuit according to a heat pump mode in which:
° le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur, l’échangeur de chaleur bifluide, le premier échangeur de chaleur interne, le premier dispositif de détente que le fluide réfrigérant traverse ou contourné sans perte de pression, ledit fluide réfrigérant circule ensuite successivement dans le premier échangeur de chaleur, le deuxième dispositif de détente où ledit fluide réfrigérant subit une première perte de pression, le deuxième échangeur de chaleur interne, le troisième dispositif de détente où ledit fluide réfrigérant subit une deuxième perte de pression, le deuxième échangeur de chaleur et ensuite dans le deuxième échangeur de chaleur interne avant de retourner au compresseur, ° le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide circule uniquement dans le troisième échangeur de chaleur de la première conduite de circulation.° the refrigerant circulates successively in the compressor, the two-fluid heat exchanger, the first internal heat exchanger, the first expansion device that the refrigerant crosses or bypassed without loss of pressure, said refrigerant then circulates successively in the first heat exchanger, the second expansion device where said refrigerant undergoes a first pressure loss, the second internal heat exchanger, the third expansion device where said refrigerant experiences a second pressure loss, the second heat exchanger and then in the second internal heat exchanger before returning to the compressor, ° the heat transfer fluid leaving the dual-fluid heat exchanger circulates only in the third heat exchanger of the first circulation pipe.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and nonlimiting example, and of the appended drawings among which:
la figure 1 montre une représentation schématique d’un circuit de climatisation inversible indirect, la figure 2 montre une représentation schématique d’un dispositif de détente selon un mode de réalisation alternatif, la figure 3 montre une représentation schématique de la deuxième boucle de fluide caloporteur du circuit de climatisation inversible indirect de la figure 1, selon un mode de réalisation alternatif, la figure 4a montre le circuit de climatisation inversible indirect de la figure 1 selon un mode de refroidissement, la figure 4b montre un diagramme pression / enthalpie du mode de refroidissement illustré à la figure 4a, la figure 5a montre le circuit de climatisation inversible indirect de la figure 1 selon un premier mode de déshumidification, la figure 5b montre un diagramme pression / enthalpie du premier mode de déshumidification illustré à la figure 5a, la figure 6a montre le circuit de climatisation inversible indirect de la figure 1 selon un deuxième mode de déshumidification, la figure 6b montre un diagramme pression / enthalpie du deuxième mode de déshumidification illustré à la figure 6a, la figure 7a montre le circuit de climatisation inversible indirect de la figure 1 selon un mode pompe à chaleur, la figure 7b montre un diagramme pression / enthalpie du mode pompe à chaleur illustré à la figure 7a, la figure 8 montre la première boucle de fluide réfrigérant de la figure 1 selon un premier mode de dégivrage, les figures 9 et 10 montrent les deuxièmes boucles de fluide caloporteur respectivement des figures 1 et 3 selon un deuxième mode de dégivrage, la figure 11 montre une représentation schématique de la deuxième boucle de fluide caloporteur du circuit de climatisation inversible indirect de la figure 1, selon un mode de chauffage électrique.Figure 1 shows a schematic representation of an indirect reversible air conditioning circuit, Figure 2 shows a schematic representation of an expansion device according to an alternative embodiment, Figure 3 shows a schematic representation of the second heat transfer fluid loop of the indirect reversible air conditioning circuit of FIG. 1, according to an alternative embodiment, FIG. 4a shows the indirect reversible air conditioning circuit of FIG. 1 according to a cooling mode, FIG. 4b shows a pressure / enthalpy diagram of the mode of cooling illustrated in FIG. 4a, FIG. 5a shows the indirect reversible air conditioning circuit of FIG. 1 according to a first dehumidification mode, FIG. 5b shows a pressure / enthalpy diagram of the first dehumidification mode illustrated in FIG. 5a, FIG. 6a shows the indirect reversible air conditioning circuit of FIG. 1 according to a second dehumidification mode dification, figure 6b shows a pressure / enthalpy diagram of the second dehumidification mode illustrated in figure 6a, figure 7a shows the indirect reversible air conditioning circuit of figure 1 according to a heat pump mode, figure 7b shows a pressure diagram / enthalpy of the heat pump mode illustrated in FIG. 7a, FIG. 8 shows the first loop of refrigerant in FIG. 1 according to a first defrosting mode, FIGS. 9 and 10 show the second loops of heat transfer fluid in FIGS. 1 respectively and 3 according to a second defrosting mode, FIG. 11 shows a schematic representation of the second heat transfer fluid loop of the indirect reversible air conditioning circuit of FIG. 1, according to an electric heating mode.
Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.In the various figures, identical elements have the same reference numbers.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.The following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, or that the characteristics apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined and / or interchanged to provide other embodiments.
Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.In the present description, it is possible to index certain elements or parameters, for example first element or second element as well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion etc. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are similar but not identical. This indexing does not imply a priority of an element, parameter or criterion over another and one can easily interchange such names without departing from the scope of this description. This indexing does not imply an order in time for example to assess this or that criterion.
Dans la présente description, on entend par « placé en amont » qu’un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d’un fluide. A contrario, on entend par « placé en aval » qu’un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide.In the present description, the term "placed upstream" means that one element is placed before another with respect to the direction of circulation of a fluid. Conversely, by "placed downstream" is meant that one element is placed after another with respect to the direction of circulation of the fluid.
La figure 1 montre un circuit de climatisation indirect 1 inversible pour véhicule automobile. On utilise ici le terme « inversible » plutôt que le terme « réversible » couramment utilisé, car dans le cas du circuit de climatisation indirect 1 selon l’invention, le cycle thermodynamique n’est pas réversible mais le système permet néanmoins de produire de la chaleur ou du froid selon les besoins.Figure 1 shows an indirect air conditioning circuit 1 reversible for a motor vehicle. The term "reversible" is used here rather than the term "reversible" commonly used, because in the case of the indirect air conditioning circuit 1 according to the invention, the thermodynamic cycle is not reversible but the system nevertheless makes it possible to produce heat or cold as needed.
Ce circuit de climatisation indirect 1 comporte notamment :This indirect air conditioning circuit 1 includes in particular:
• une première boucle de fluide réfrigérant A (en trait plein) dans laquelle circule un fluide réfrigérant, • une deuxième boucle de fluide caloporteur B (en trait pointillé) dans laquelle circule un fluide caloporteur, et • un échangeur de chaleur bifluide 5 agencé conjointement sur la première boucle de fluide réfrigérant A et sur la deuxième boucle de fluide caloporteur B, de façon à permettre les échanges de chaleur entre ladite première boucle de fluide réfrigérant A et ladite deuxième boucle de fluide caloporteur B.• a first coolant loop A (in solid line) in which a coolant circulates, • a second coolant loop B (in dotted line) in which a coolant circulates, and • a two-fluid heat exchanger 5 arranged jointly on the first coolant loop A and on the second coolant loop B, so as to allow heat exchange between said first coolant loop A and said second coolant loop B.
La première boucle de fluide réfrigérant A comporte plus particulièrement dans le sens de circulation du fluide réfrigérant :The first refrigerant loop A comprises more particularly in the direction of circulation of the refrigerant:
° un compresseur 3, ° l’échangeur de chaleur bifluide 5, disposé en aval dudit compresseur 3, ° un premier dispositif de détente 7, ° un premier échangeur de chaleur 9, ledit premier échangeur de chaleur 9 pouvant notamment être destiné à être traversé par un flux d’air intérieur 100 au véhicule automobile, ° un deuxième dispositif de détente 11, ° un deuxième échangeur de chaleur 13, ledit deuxième échangeur de chaleur 13 pouvant notamment être destiné à être traversé par un flux d’air 200 pouvant être interne ou externe au véhicule automobile, le deuxième échangeur de chaleur 13 peut également être un refroidisseur relié à une autre boucle de gestion thermique, et ° une première branche de contournement 30 du deuxième échangeur de chaleur 13.° a compressor 3, ° the two-fluid heat exchanger 5, arranged downstream of said compressor 3, ° a first expansion device 7, ° a first heat exchanger 9, said first heat exchanger 9 being able in particular to be intended to be passed through by an internal air flow 100 to the motor vehicle, ° a second expansion device 11, ° a second heat exchanger 13, said second heat exchanger 13 which can in particular be intended to be crossed by an air flow 200 which can be internal or external to the motor vehicle, the second heat exchanger 13 can also be a cooler connected to another thermal management loop, and ° a first bypass branch 30 of the second heat exchanger 13.
La première branche de contournement 30 peut relier plus spécifiquement un premier point de raccordement 31 et un deuxième point de raccordement 32.The first bypass branch 30 can more specifically connect a first connection point 31 and a second connection point 32.
Le premier point de raccordement 31 est disposé, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, en aval du premier échangeur de chaleur 9, entre ledit premier échangeur de chaleur 9 et le deuxième dispositif de détente 11.The first connection point 31 is disposed, in the direction of circulation of the refrigerant, downstream of the first heat exchanger 9, between said first heat exchanger 9 and the second expansion device 11.
Le deuxième point de raccordement 32 est quant à lui disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur 13, entre ledit échangeur de chaleur 13 et le compresseur 3.The second connection point 32 is itself located downstream of the second heat exchanger 13, between said heat exchanger 13 and the compressor 3.
La première boucle de fluide réfrigérant A, comporte également un premier échangeur de chaleur interne 19 (dit IHX en anglais pour « internai heat exchanger ») permettant un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant à haute pression en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 et le fluide réfrigérant à basse pression passant dans la première branche de contournement 30. Ce premier échangeur de chaleur interne 19 comporte notamment une entrée et une sortie de fluide réfrigérant à basse pression en provenance du premier point de raccordement 31, ainsi qu’une entrée et une sortie de fluide réfrigérant à haute pression en provenance de l’échangeur de chaleur bifluide 5.The first refrigerant loop A, also includes a first internal heat exchanger 19 (known as IHX in English for "internai heat exchanger") allowing heat exchange between the high pressure refrigerant at the outlet of the dual fluid heat exchanger 5 and the low pressure refrigerant passing through the first bypass branch 30. This first internal heat exchanger 19 in particular comprises an inlet and an outlet for low pressure refrigerant coming from the first connection point 31, as well as a high pressure refrigerant inlet and outlet from the dual fluid heat exchanger 5.
Par fluide réfrigérant à haute pression, on entend par là un fluide réfrigérant ayant subi une augmentation de pression au niveau du compresseur 3 et qui n’a pas encore subi de perte de pression au niveau d’un dispositif de détente. Par fluide réfrigérant à basse pression, on entend par là un fluide réfrigérant ayant subi une perte de pression au niveau d’un dispositif de détente.By high pressure refrigerant is meant a refrigerant having undergone an increase in pressure at the compressor 3 and which has not yet suffered a pressure loss at the level of an expansion device. By low-pressure refrigerant is meant a refrigerant having undergone a pressure loss at an expansion device.
La première boucle de fluide réfrigérant A comporte également :The first refrigerant loop A also includes:
° un deuxième échangeur de chaleur interne 19' permettant un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en sortie du deuxième dispositif de détente 11 et le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur 13. Ce deuxième échangeur de chaleur interne 19' comporte notamment une entrée et une sortie de fluide réfrigérant en provenance du deuxième dispositif de détente 11, ainsi qu’une entrée et une sortie de fluide réfrigérant en provenance du deuxième échangeur de chaleur 13 ;° a second internal heat exchanger 19 'allowing a heat exchange between the refrigerant leaving the second expansion device 11 and the refrigerant leaving the second heat exchanger 13. This second internal heat exchanger 19' includes in particular a coolant inlet and outlet from the second expansion device 11, as well as a coolant inlet and outlet from the second heat exchanger 13;
° un troisième dispositif de détente 12 disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur interne 19' entre ledit deuxième échangeur de chaleur interne 19' et le deuxième échangeur de chaleur 13 ;° a third expansion device 12 disposed downstream of the second internal heat exchanger 19 'between said second internal heat exchanger 19' and the second heat exchanger 13;
° une deuxième branche de contournement 40 du deuxième dispositif de détente 11, du deuxième échangeur de chaleur interne 19' et du troisième dispositif de détente 12.° a second bypass branch 40 of the second expansion device 11, of the second internal heat exchanger 19 'and of the third expansion device 12.
De préférence, le deuxième échangeur de chaleur interne 19' est dimensionné pour permettre une surchauffe inférieure ou égale à 5°C du fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur 13. Ce dimensionnement du deuxième échangeur de chaleur interne 19' permet de préserver le compresseur 3 en ne faisant pas circuler en son sein un fluide réfrigérant trop chaud qui pourrait le détériorer en mode pompe à chaleur.Preferably, the second internal heat exchanger 19 ′ is dimensioned to allow overheating of less than or equal to 5 ° C. of the refrigerant fluid at the outlet of the second heat exchanger 13. This dimensioning of the second internal heat exchanger 19 ′ allows the compressor 3 by not circulating within it a too hot refrigerant which could deteriorate it in heat pump mode.
La deuxième branche de contournement 40 peut relier plus spécifiquement un troisième point de raccordement 41 et un quatrième point de raccordement 42.The second bypass branch 40 can more specifically connect a third connection point 41 and a fourth connection point 42.
Le troisième point de raccordement 41 est de préférence disposé, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, en aval du premier point de raccordement 31, entre ledit premier point de raccordement 31 et le deuxième dispositif de détente 11.The third connection point 41 is preferably arranged, in the direction of circulation of the coolant, downstream of the first connection point 31, between said first connection point 31 and the second expansion device 11.
Le quatrième point de raccordement 42 est quant à lui disposé en aval du troisième dispositif de détente 12, entre ledit troisième dispositif de détente 12 et le deuxième échangeur de chaleur 13.The fourth connection point 42 is itself located downstream of the third expansion device 12, between said third expansion device 12 and the second heat exchanger 13.
Afin de limiter la place prise au sein du véhicule automobile, et réduire les coûts de production, il est possible d’imaginer un dispositif échangeur de chaleur particulier regroupant dans un même élément le deuxième dispositif de détente 11, le deuxième échangeur de chaleur interne 19', le troisième dispositif de détente 12 et le deuxième échangeur de chaleur 13.In order to limit the space taken up within the motor vehicle, and to reduce production costs, it is possible to imagine a particular heat exchanger device grouping together in a single element the second expansion device 11, the second internal heat exchanger 19 ', the third expansion device 12 and the second heat exchanger 13.
La première boucle de fluide réfrigérant A peut également comporter une bouteille déshydratante 15 disposée en aval de l’échangeur de chaleur bifluide 5, plus précisément entre ledit échangeur de chaleur bifluide 5 et le premier échangeur de chaleur interne 19. Une telle bouteille déshydratante 15 disposée sur le côté haute pression du circuit de climatisation, c’est-à-dire en aval du compresseur 3 et en amont d’un dispositif de détente, a un encombrement moindre ainsi qu’un coût réduit par rapport à d’autres solutions de séparation de phase comme un accumulateur qui serait disposé du côté basse pression du circuit de climatisation, c’est-à-dire en amont du compresseur 3, notamment en amont du premier échangeur de chaleur interne 19.The first cooling fluid loop A may also include a desiccant bottle 15 disposed downstream of the dual fluid heat exchanger 5, more precisely between said dual fluid heat exchanger 5 and the first internal heat exchanger 19. Such a desiccant bottle 15 disposed on the high pressure side of the air conditioning circuit, that is to say downstream of the compressor 3 and upstream of an expansion device, has a smaller footprint as well as a reduced cost compared to other solutions phase separation as an accumulator which would be arranged on the low pressure side of the air conditioning circuit, that is to say upstream of the compressor 3, in particular upstream of the first internal heat exchanger 19.
Le circuit de climatisation inversible indirecte 1 comporte également un premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du premier échangeur de chaleur 9 vers le deuxième échangeur de chaleur 13 ou vers la première branche de contournement 30.The indirect reversible air conditioning circuit 1 also includes a first device for redirecting the refrigerant coming from the first heat exchanger 9 to the second heat exchanger 13 or to the first bypass branch 30.
Ce premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du premier échangeur de chaleur 9 peut notamment comporter :This first device for redirecting the refrigerant coming from the first heat exchanger 9 may in particular comprise:
• une première vanne d’arrêt 22 disposée en aval du premier point de raccordement 31, entre ledit premier point de raccordement 31 et le deuxième dispositif de détente 11. Une alternative à cette première vanne d’arrêt 22 peut être que le deuxième dispositif de détente 11 comporte une fonction d’arrêt de sorte à pouvoir bloquer le fluide réfrigérant et l’empêcher de circuler, • une deuxième vanne d’arrêt 33 disposée sur la première branche de contournement 30.• a first stop valve 22 disposed downstream of the first connection point 31, between said first connection point 31 and the second expansion device 11. An alternative to this first stop valve 22 may be that the second expansion valve 11 includes a stop function so as to be able to block the coolant and prevent it from circulating, • a second stop valve 33 disposed on the first bypass branch 30.
Une autre alternative (non représentée) peut également être de disposer une vanne trois-voies au niveau du premier point de raccordement 31.Another alternative (not shown) can also be to have a three-way valve at the first connection point 31.
Le circuit de climatisation inversible indirecte 1 comporte également un deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du premier échangeur de chaleur 9 vers le deuxième dispositif de détente 11 ou vers la deuxième branche de contournement 40.The indirect reversible air conditioning circuit 1 also includes a second device for redirecting the refrigerant coming from the first heat exchanger 9 to the second expansion device 11 or to the second bypass branch 40.
Ce deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du premier échangeur de chaleur 9 peut notamment comporter :This second device for redirection of the coolant coming from the first heat exchanger 9 can in particular comprise:
• la première vanne d’arrêt 22 disposée en aval du premier point de raccordement• the first stop valve 22 disposed downstream of the first connection point
31, entre le troisième point de raccordement 41 et le deuxième dispositif de détente 11. Une alternative à cette première vanne d’arrêt 22 peut être que le deuxième dispositif de détente 11 comporte une fonction d’arrêt de sorte à pouvoir bloquer le fluide réfrigérant et l’empêcher de circuler, • une troisième vanne d’arrêt 43 disposée sur la deuxième branche de contournement 40.31, between the third connection point 41 and the second expansion device 11. An alternative to this first stop valve 22 may be that the second expansion device 11 has a stop function so as to be able to block the coolant and prevent it from circulating, • a third stop valve 43 disposed on the second bypass branch 40.
Une autre alternative (non représentée) peut également être de disposer une vanne trois-voies au niveau du troisième point de raccordement 41.Another alternative (not shown) may also be to have a three-way valve at the third connection point 41.
Par vanne d’arrêt, vanne trois-voies ou dispositif de détente avec fonction d’arrêt, on entend ici des éléments mécaniques ou électromécaniques pouvant être pilotés par une unité de commande électronique embarquée dans le véhicule automobile.By stop valve, three-way valve or expansion device with stop function, we mean here mechanical or electromechanical elements which can be controlled by an electronic control unit on board the motor vehicle.
Les premier 7 et deuxième 11 dispositifs de détente peuvent être des détendeurs électroniques, c’est à dire dont la pression du fluide réfrigérant en sortie est contrôlée par une électro-vanne dont la position d’ouverture détermine la pression du fluide en sortie. Un tel détendeur électronique est notamment apte à laisser passer le fluide réfrigérant sans perte de pression lorsque ladite électro-vanne est ouverte complètement.The first 7 and second 11 expansion devices can be electronic expansion valves, that is to say the pressure of the refrigerant fluid at the outlet is controlled by a solenoid valve whose open position determines the pressure of the fluid at the outlet. Such an electronic expansion valve is in particular capable of allowing the coolant to pass without loss of pressure when said solenoid valve is fully open.
Les premier 7 et deuxième 11 dispositifs de détente peuvent également être des détendeurs thermostatiques parallèles (c’est à dire comportant dans leur bulbe thermostatique le même fluide que dans le circuit de climatisation) ou croisés (c’est à dire comportant dans leur bulbe thermostatique un fluide différent de celui du circuit de climatisation).The first 7 and second 11 expansion devices can also be parallel thermostatic expansion valves (that is to say comprising in their thermostatic bulb the same fluid as in the air conditioning circuit) or crossed (that is to say comprising in their thermostatic bulb a fluid different from that of the air conditioning circuit).
Selon un mode de réalisation préféré, le premier dispositif de détente 7 est un détendeur électronique pilotable par une unité de contrôle intégrée au véhicule et le deuxième dispositif de détente 11 est un détendeur thermo statique.According to a preferred embodiment, the first expansion device 7 is an electronic expansion valve controllable by a control unit integrated into the vehicle and the second expansion device 11 is a thermostatic expansion valve.
Le premier dispositif de détente 7 est contrôlé par la mesure de la température du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 via par exemple un bulbe thermostatique où un capteur de température.The first expansion device 7 is controlled by measuring the temperature of the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 via, for example, a thermostatic bulb or a temperature sensor.
Le deuxième dispositif de détente 11 est contrôlé par la mesure de la température du fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur 13, plus précisément en aval du deuxième échangeur de chaleur interne 19', via par exemple un bulbe thermostatique où un capteur de température.The second expansion device 11 is controlled by measuring the temperature of the refrigerant leaving the second heat exchanger 13, more precisely downstream of the second internal heat exchanger 19 ′, for example via a thermostatic bulb or a temperature sensor. .
Lesdits premier 7 et deuxième 11 dispositifs de détente peuvent chacun être contournés par une conduite de dérivation A' propre, comportant notamment une vanne d’arrêt 25, comme illustré sur la figure 2. Cette conduite de dérivation A' permet au fluide réfrigérant de contourner respectivement le premier 7 et/ou deuxième 11 dispositifs de détente sans qu’il subisse une perte de pression. De préférence, au moins le deuxième dispositif de détente 11 est un détendeur thermostatique comportant une conduite de dérivation A'.Said first 7 and second 11 expansion devices can each be bypassed by a clean bypass line A ', comprising in particular a stop valve 25, as illustrated in FIG. 2. This bypass line A' allows the refrigerant to bypass respectively the first 7 and / or second 11 expansion devices without undergoing a pressure loss. Preferably, at least the second expansion device 11 is a thermostatic expansion valve comprising a bypass line A '.
Le troisième dispositif de détente 12 peut être quant à lui un orifice calibré, fixe ou variable. Le troisième dispositif de détente 12 peut également être un clapet antiretour dont les pertes de charge sont suffisantes pour permettre une perte pression du fluide réfrigérant.The third expansion device 12 can be a calibrated, fixed or variable orifice. The third expansion device 12 can also be a non-return valve whose pressure drops are sufficient to allow a pressure loss of the refrigerant fluid.
La deuxième boucle de fluide caloporteur B peut comporter quant à elle :The second heat transfer fluid loop B can include:
° l’échangeur de chaleur bifluide 5, ° une première conduite de circulation 50 de fluide caloporteur comportant un troisième échangeur de chaleur 54 destiné à être traversé par un flux d’air intérieur 100 au véhicule automobile, et reliant un premier point de jonction 61 disposé en aval de l’échangeur de chaleur bifluide 5 et un deuxième point de jonction 62 disposé en amont dudit échangeur de chaleur bifluide 5, ° une deuxième conduite de circulation 60 de fluide caloporteur comportant un quatrième échangeur de chaleur 64 destiné à être traversé par un flux d’air extérieur 200 au véhicule automobile, et reliant le premier point de jonction 61 disposé en aval de l’échangeur de chaleur bifluide 5 et le deuxième point de jonction 62 disposé en amont dudit échangeur de chaleur bifluide 5, et ° une pompe 17 disposée en aval ou en amont de l’échangeur de chaleur bifluide 5, entre le premier point de jonction 61 et le deuxième point de jonction 62.° the two-fluid heat exchanger 5, ° a first circulation pipe 50 of heat transfer fluid comprising a third heat exchanger 54 intended to be traversed by an interior air flow 100 to the motor vehicle, and connecting a first junction point 61 disposed downstream of the dual-fluid heat exchanger 5 and a second junction point 62 disposed upstream of said dual-fluid heat exchanger 5, ° a second circulation pipe 60 of coolant comprising a fourth heat exchanger 64 intended to be traversed by an outside air flow 200 to the motor vehicle, and connecting the first junction point 61 disposed downstream of the dual-fluid heat exchanger 5 and the second junction point 62 disposed upstream of said dual-fluid heat exchanger 5, and ° a pump 17 disposed downstream or upstream of the two-fluid heat exchanger 5, between the first junction point 61 and the second junction point 62.
Le circuit de climatisation inversible indirecte 1 comporte au sein de la deuxième boucle de fluide caloporteur B un dispositif de redirection du fluide caloporteur en provenance de l’échangeur de chaleur bifluide 5 vers la première conduite de circulation 50 et/ou vers la deuxième conduite de circulation 60.The indirect reversible air conditioning circuit 1 includes, within the second heat transfer fluid loop B, a device for redirection of the heat transfer fluid coming from the two-fluid heat exchanger 5 to the first circulation line 50 and / or to the second heat line traffic 60.
Comme illustré sur les figures 1 et 3, ledit dispositif de redirection du fluide caloporteur en provenance de l’échangeur de chaleur bifluide 5 peut notamment comporter une troisième vanne d’arrêt 63 disposée sur la deuxième conduite de circulation 60 afin de bloquer ou non le fluide caloporteur et de l’empêcher de circuler dans ladite deuxième conduite de circulation 60.As illustrated in FIGS. 1 and 3, said device for redirection of the heat-transfer fluid coming from the dual-fluid heat exchanger 5 can in particular comprise a third stop valve 63 disposed on the second circulation pipe 60 in order to block or not block the heat transfer fluid and prevent it from circulating in said second circulation line 60.
Le circuit de climatisation inversible indirect 1 peut également comporter un volet d’obstruction 310 du flux d’air intérieur 100 traversant le troisième échangeur de chaleur 54, comme illustré sur la figure 1.The indirect reversible air conditioning circuit 1 can also include a shutter 310 for blocking the internal air flow 100 passing through the third heat exchanger 54, as illustrated in FIG. 1.
Ce mode de réalisation permet notamment de limiter le nombre de vannes sur la deuxième boucle de fluide caloporteur B et permet ainsi de limiter les coûts de production.This embodiment makes it possible in particular to limit the number of valves on the second loop of heat transfer fluid B and thus makes it possible to limit the production costs.
Selon un mode de réalisation alternatif illustré à la figure 3, le dispositif de redirection du fluide caloporteur en provenance de l’échangeur de chaleur bifluide 5 peut notamment comporter • une troisième vanne d’arrêt 63 disposée sur la deuxième conduite de circulation afin de bloquer ou non le fluide caloporteur et de l’empêcher de circuler dans ladite deuxième conduite de circulation 60, et • une quatrième vanne d’arrêt 53 disposée sur la première conduite de circulation afin de bloquer ou non le fluide caloporteur et de l’empêcher de circuler dans ladite première conduite de circulation 50.According to an alternative embodiment illustrated in FIG. 3, the device for redirection of the heat-transfer fluid coming from the dual-fluid heat exchanger 5 may in particular comprise • a third stop valve 63 disposed on the second circulation pipe in order to block or not the heat transfer fluid and prevent it from flowing in said second circulation pipe 60, and • a fourth stop valve 53 disposed on the first circulation pipe in order to block or not the heat transfer fluid and prevent it from circulate in said first circulation pipe 50.
La deuxième boucle de fluide caloporteur B peut également comporter un élément électrique chauffant 55 du fluide caloporteur. Ledit élément électrique chauffant 55 est notamment disposé, dans le sens de circulation du fluide caloporteur, en aval de l’échangeur de chaleur bifluide 5, entre ledit échangeur de chaleur bifluide 5 et le premier point de jonction 61.The second heat transfer fluid loop B can also include an electric heating element 55 of the heat transfer fluid. Said electric heating element 55 is in particular arranged, in the direction of circulation of the heat-transfer fluid, downstream of the two-fluid heat exchanger 5, between said two-fluid heat exchanger 5 and the first junction point 61.
La présente invention concerne également un procédé de fonctionnement du circuit de climatisation inversible indirect 1 selon différents modes de fonctionnement illustrés aux figures 4a à 11. Sur les figures 4a, 5a, 6a, 7a, 8, 9 et 10 seuls les éléments dans lesquels le fluide réfrigérant et/ou le fluide caloporteur circulent sont représentés. Le sens de circulation du fluide réfrigérant et/ou du fluide caloporteur est représenté par des flèches.The present invention also relates to a method of operating the indirect reversible air conditioning circuit 1 according to different operating modes illustrated in FIGS. 4a to 11. In FIGS. 4a, 5a, 6a, 7a, 8, 9 and 10 only the elements in which the refrigerant and / or circulating coolant are shown. The direction of circulation of the coolant and / or the coolant is represented by arrows.
La figure 4a montre un mode de refroidissement dans lequel :FIG. 4a shows a cooling mode in which:
• le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 3, l’échangeur de chaleur bifluide 5, le premier échangeur de chaleur interne 19 et le premier dispositif de détente 7 où ledit fluide réfrigérant subit une perte de pression, ledit fluide réfrigérant circule ensuite successivement dans le premier échangeur de chaleur 9, la première branche de contournement 30 où il passe dans le premier échangeur de chaleur interne 19 avant de retourner au compresseur 3, • le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 circule dans le quatrième échangeur de chaleur 64 de la deuxième conduite de circulation 60.• the refrigerant circulates successively in the compressor 3, the two-fluid heat exchanger 5, the first internal heat exchanger 19 and the first expansion device 7 where said refrigerant undergoes a pressure loss, said refrigerant then circulates successively in the first heat exchanger 9, the first bypass branch 30 where it passes through the first internal heat exchanger 19 before returning to the compressor 3, • the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger 5 circulates in the fourth exchanger heat 64 of the second circulation line 60.
Comme illustré par la figure 4a, une portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 circule dans le troisième échangeur de chaleur 54 de la première conduite de circulation 50 et une autre portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 circule dans le quatrième échangeur de chaleur 64 de la deuxième conduite de circulation 50. Le volet d’obstruction 310 est fermé de sorte à empêcher le flux d’air intérieur fOO de circuler dans le troisième échangeur de chaleur 54.As illustrated by FIG. 4a, a portion of the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger 5 circulates in the third heat exchanger 54 of the first circulation pipe 50 and another portion of the heat transfer fluid at the outlet of the exchanger of two-fluid heat 5 circulates in the fourth heat exchanger 64 of the second circulation line 50. The obstruction flap 310 is closed so as to prevent the internal air flow fOO from circulating in the third heat exchanger 54.
Les variations de pression et d’enthalpie que subit le fluide réfrigérant lors de ce mode de refroidissement, sont illustrées sur le diagramme pression / enthalpie de la figure 4b dans lequel la pression est indiquée en pascal Pa et l’enthalpie en joule J. La courbe X représente la courbe de saturation du fluide réfrigérant.The pressure and enthalpy variations undergone by the refrigerant during this cooling mode are illustrated on the pressure / enthalpy diagram in FIG. 4b in which the pressure is indicated in pascal Pa and the enthalpy in joule J. La curve X represents the saturation curve of the refrigerant.
Le fluide réfrigérant à l’entrée du compresseur 3 est en phase gazeuse et à basse pression. Le fluide réfrigérant subit une compression, illustrée par la flèche 300, en passant dans le compresseur 3. Ledit fluide réfrigérant est alors dit à haute pression.The refrigerant at the inlet of compressor 3 is in the gas phase and at low pressure. The refrigerant undergoes compression, illustrated by arrow 300, passing through the compressor 3. Said refrigerant is then said to be at high pressure.
Le fluide réfrigérant à haute pression traverse l’échangeur de chaleur bifluide 5 et subit une perte d’enthalpie, illustrée par la flèche 500, du fait du passage en phase liquide du fluide réfrigérant et du transfert d’enthalpie vers le fluide caloporteur de la deuxième boucle de fluide caloporteur B. Le fluide réfrigérant à haute pression perd alors de l’enthalpie tout en restant à une pression constante.The high-pressure refrigerant passes through the two-fluid heat exchanger 5 and undergoes a loss of enthalpy, illustrated by arrow 500, due to the passage in the liquid phase of the refrigerant and the transfer of enthalpy to the heat transfer fluid of the second heat transfer fluid loop B. The high pressure refrigerant then loses enthalpy while remaining at a constant pressure.
Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le premier échangeur de chaleur interne 19 où il perd de l’enthalpie, comme illustré par la flèche 190a. Cette enthalpie est transférée au fluide réfrigérant à basse pression comme illustré par la flèche 190b.The high pressure refrigerant then passes through the first internal heat exchanger 19 where it loses enthalpy, as illustrated by arrow 190a. This enthalpy is transferred to the refrigerant at low pressure as illustrated by the arrow 190b.
Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le premier dispositif de détente 7. Le fluide réfrigérant à haute pression subit une perte de pression isenthalpique, illustrée par la flèche 700 et croise la courbe de saturation X, ce qui le fait passer dans un état de mélange liquide plus gaz. Le fluide réfrigérant est maintenant dit à basse pression.The high pressure refrigerant then passes through the first expansion device 7. The high pressure refrigerant undergoes an isenthalpic pressure loss, illustrated by arrow 700 and crosses the saturation curve X, which makes it pass into a state of liquid mixture plus gas. The refrigerant is now said to be at low pressure.
Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans le premier échangeur de chaleur 9 où il gagne de l’enthalpie comme illustré par la flèche 900 en refroidissant le flux d’air intérieur 100. Le fluide réfrigérant à basse pression rejoint ainsi la courbe de saturation X et repasse à l’état gazeux. A la sortie du premier échangeur de chaleur 9, le fluide réfrigérant est redirigé vers la première branche de contournement 30.The low pressure refrigerant then passes into the first heat exchanger 9 where it gains enthalpy as illustrated by the arrow 900 by cooling the interior air flow 100. The low pressure refrigerant thus joins the saturation curve X and returns to the gaseous state. At the outlet of the first heat exchanger 9, the refrigerant is redirected to the first bypass branch 30.
Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans le premier échangeur de chaleur interne 19 où il gagne de nouveau de l’enthalpie issue du fluide réfrigérant à haute pression traversant le premier échangeur de chaleur interne 19, comme illustré par la flèche 190b. Le fluide réfrigérant à basse pression retourne ensuite vers le compresseur 3.The low pressure refrigerant then passes through the first internal heat exchanger 19 where it again gains enthalpy from the high pressure refrigerant passing through the first internal heat exchanger 19, as illustrated by arrow 190b. The low pressure refrigerant then returns to compressor 3.
Ce mode de refroidissement est utile pour refroidir le flux d’air intérieur 100.This cooling mode is useful for cooling the indoor air flow 100.
Dans ce mode de refroidissement, le premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant est configuré de sorte que le fluide réfrigérant ne circule pas dans le deuxième échangeur de chaleur 13.In this cooling mode, the first coolant redirection device is configured so that the coolant does not circulate in the second heat exchanger 13.
Cela est notamment possible en fermant la première vanne d’arrêt 22 et en ouvrant la deuxième vanne d’arrêt 33 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 ne circule pas dans le deuxième échangeur de chaleur 13 et passe dans la première branche de contournement 30.This is in particular possible by closing the first stop valve 22 and by opening the second stop valve 33 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 does not circulate in the second heat exchanger 13 and passes into the first bypass branch 30.
Le deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant est quant à lui configuré de sorte que le fluide réfrigérant ne circule pas dans la deuxième branche de contournement 40.The second coolant redirection device is configured so that the coolant does not circulate in the second bypass branch 40.
Cela est notamment possible en fermant la troisième vanne d’arrêt 43.This is in particular possible by closing the third stop valve 43.
L’utilisation du premier échangeur de chaleur interne 19 permet de diminuer l’enthalpie du fluide réfrigérant à haute pression en entrée du premier dispositif de détente 7. Le fluide réfrigérant à l’état liquide en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 est refroidi par le fluide réfrigérant à l’état gazeux et à basse pression sortant du premier échangeur de chaleur 9. La différence d’enthalpie aux bornes du premier échangeur de chaleur 9 augmente sensiblement ce qui permet à la fois, une augmentation de la puissance frigorifique disponible au niveau dudit premier échangeur de chaleur 9 qui refroidit le flux d’air 100 et cela entraîne donc une amélioration du coefficient de performance (ou COP pour « coefficient of performance »).The use of the first internal heat exchanger 19 makes it possible to reduce the enthalpy of the high-pressure refrigerant fluid at the inlet of the first expansion device 7. The refrigerant fluid in the liquid state at the outlet of the dual-fluid heat exchanger 5 is cooled by the refrigerant in the gaseous state and at low pressure leaving the first heat exchanger 9. The difference in enthalpy at the terminals of the first heat exchanger 9 increases appreciably, which simultaneously allows an increase in the cooling capacity available at said first heat exchanger 9 which cools the air flow 100 and this therefore leads to an improvement in the coefficient of performance (or COP for “coefficient of performance”).
De plus, l’ajout d’enthalpie au fluide réfrigérant à basse pression au niveau du premier échangeur de chaleur interne 19 permet de limiter la proportion de fluide réfrigérant en phase liquide avant sont entrée dans le compresseur 3, notamment lorsque le circuit de climatisation 1 comporte une bouteille déshydratante 15 disposée en aval de l’échangeur de chaleur bifluide 5.In addition, the addition of enthalpy to the low pressure refrigerant at the first internal heat exchanger 19 makes it possible to limit the proportion of refrigerant in the liquid phase before entering the compressor 3, in particular when the air conditioning circuit 1 comprises a desiccant bottle 15 disposed downstream of the two-fluid heat exchanger 5.
Au niveau de la deuxième boucle de fluide caloporteur B, le fluide caloporteur gagne de l’enthalpie issue du fluide réfrigérant au niveau de l’échangeur de chaleur bifluide 5.At the second heat transfer fluid loop B, the heat transfer fluid gains enthalpy from the coolant at the two-fluid heat exchanger 5.
Comme illustré sur la figure 4a, une portion du fluide caloporteur circule dans la première conduite de circulation 50 et traverse le troisième échangeur de chaleur 54. Le fluide caloporteur ne perd cependant pas d’enthalpie car le volet d’obstruction 310 est refermé et bloque le flux d’air intérieur 100 de sorte qu’il ne traverse pas le troisième échangeur de chaleur 54.As illustrated in FIG. 4a, a portion of the heat transfer fluid circulates in the first circulation pipe 50 and passes through the third heat exchanger 54. The heat transfer fluid does not, however, lose any enthalpy because the obstruction flap 310 is closed and blocked the interior air flow 100 so that it does not pass through the third heat exchanger 54.
Une autre portion du fluide caloporteur circule dans la deuxième conduite de circulation 60 et traverse le quatrième échangeur de chaleur 64. Le fluide caloporteur perd de l’enthalpie au niveau dudit échangeur de chaleur 64 en la relâchant dans le flux d’air extérieur 200. La troisième vanne d’arrêt 63 est ouverte pour permettre le passage du fluide caloporteur.Another portion of the heat transfer fluid circulates in the second circulation line 60 and passes through the fourth heat exchanger 64. The heat transfer fluid loses enthalpy at said heat exchanger 64 by releasing it into the external air flow 200. The third stop valve 63 is open to allow the passage of the heat transfer fluid.
Une solution alternative (non représentée) pour que le fluide caloporteur n’échange pas avec le flux d’air intérieur 100 au niveau du troisième échangeur de chaleur 54, est de munir, comme sur la figure 3, la première conduite de circulation 50 de la quatrième vanne d’arrêt 53 et de la fermer de sorte à empêcher le fluide caloporteur de circuler dans ladite première conduite de circulation 50.An alternative solution (not shown) so that the heat transfer fluid does not exchange with the interior air flow 100 at the third heat exchanger 54, is to provide, as in FIG. 3, the first circulation pipe 50 with the fourth stop valve 53 and to close it so as to prevent the coolant from flowing in said first circulation pipe 50.
La figure 5a montre un premier mode de déshumidification dans lequel :FIG. 5a shows a first mode of dehumidification in which:
• le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 3, l’échangeur de chaleur bifluide 5, le premier échangeur de chaleur interne 19, le premier dispositif de détente 7 où ledit fluide réfrigérant subit une perte de pression, le premier échangeur de chaleur 9, la deuxième branche de contournement 40, le deuxième échangeur de chaleur 13 et le deuxième échangeur de chaleur interneThe refrigerant circulates successively in the compressor 3, the two-fluid heat exchanger 5, the first internal heat exchanger 19, the first expansion device 7 where said refrigerant undergoes a pressure loss, the first heat exchanger 9, the second bypass branch 40, the second heat exchanger 13 and the second internal heat exchanger
19' avant de retourner au compresseur 3, • une portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 circule dans le troisième échangeur de chaleur 54 de la première conduite de circulation 50 et une autre portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 circule dans le quatrième échangeur de chaleur 64 de la deuxième conduite de circulation 50, • le volet d’obstruction 310 est ouvert de sorte à permettre au flux d’air intérieur 100 de circuler dans le troisième échangeur de chaleur 54.19 'before returning to the compressor 3, • a portion of the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger 5 circulates in the third heat exchanger 54 of the first circulation pipe 50 and another portion of the heat transfer fluid at the outlet of the two-fluid heat exchanger 5 circulates in the fourth heat exchanger 64 of the second circulation pipe 50, the obstruction flap 310 is opened so as to allow the internal air flow 100 to circulate in the third heat exchanger heat 54.
Les variations de pression et d’enthalpie que subit le fluide réfrigérant lors de ce premier mode de déshumidification, sont illustrées sur le diagramme pression / enthalpie de la figure 5b dans lequel la pression est indiquée en pascal Pa et l’enthalpie en joule J. La courbe X représente la courbe de saturation du fluide réfrigérant.The pressure and enthalpy variations undergone by the refrigerant during this first dehumidification mode are illustrated on the pressure / enthalpy diagram in FIG. 5b in which the pressure is indicated in pascal Pa and the enthalpy in joule J. Curve X represents the saturation curve of the refrigerant.
Le fluide réfrigérant à l’entrée du compresseur 3 est en phase gazeuse. Le fluide réfrigérant subit une compression, illustrée par la flèche 300, en passant dans le compresseur 3. Ledit fluide réfrigérant est alors dit à haute pression.The refrigerant at the inlet of compressor 3 is in the gas phase. The refrigerant undergoes compression, illustrated by arrow 300, passing through the compressor 3. Said refrigerant is then said to be at high pressure.
Le fluide réfrigérant à haute pression traverse l’échangeur de chaleur bifluide 5 et subit une perte d’enthalpie, illustrée par la flèche 500, du fait du passage en phase liquide du fluide réfrigérant et du transfert d’enthalpie vers le fluide caloporteur de la deuxième boucle de fluide caloporteur B. Le fluide réfrigérant à haute pression perd alors de l’enthalpie tout en restant à une pression constante.The high-pressure refrigerant passes through the two-fluid heat exchanger 5 and undergoes a loss of enthalpy, illustrated by arrow 500, due to the passage in the liquid phase of the refrigerant and the transfer of enthalpy to the heat transfer fluid of the second heat transfer fluid loop B. The high pressure refrigerant then loses enthalpy while remaining at a constant pressure.
Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le premier échangeur de chaleur interne 19 où il ne perd pas d’enthalpie car il n’y a pas de circulation de fluide réfrigérant à basse pression dans la première branche de contournement 30 et dans ledit premier échangeur de chaleur interne 19.The high pressure refrigerant then passes into the first internal heat exchanger 19 where it does not lose enthalpy because there is no circulation of low pressure refrigerant in the first bypass branch 30 and in said first internal heat exchanger 19.
Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le premier dispositif de détente 7. Le fluide réfrigérant subit une perte de pression isenthalpique, illustrée par la flèche 700 et croise la courbe de saturation X, ce qui le fait passer dans un état de mélange liquide plus gaz. Le fluide réfrigérant est maintenant dit à basse pression.The high pressure refrigerant then passes through the first expansion device 7. The refrigerant undergoes an isenthalpic pressure loss, illustrated by arrow 700 and crosses the saturation curve X, which makes it pass into a liquid mixture state more gas. The refrigerant is now said to be at low pressure.
Le fluide réfrigérant à basse pression traverse ensuite le premier échangeur de chaleur 9 où il gagne de l’enthalpie comme illustré par la flèche 900 en refroidissant le flux d’air intérieur 100.The low pressure refrigerant then passes through the first heat exchanger 9 where it gains enthalpy as illustrated by arrow 900 by cooling the interior air flow 100.
A la sortie du premier échangeur de chaleur 9, le fluide réfrigérant à basse pression est redirigé vers la deuxième branche de contournement 40 et vers le deuxième échangeur de chaleur 13.At the outlet of the first heat exchanger 9, the low-pressure refrigerant is redirected to the second bypass branch 40 and to the second heat exchanger 13.
Le fluide réfrigérant à basse pression traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 13 où il continue de gagner de l’enthalpie, comme illustré par la flèche 130, en absorbant de l’enthalpie du flux d’air extérieur 200. Le fluide réfrigérant rejoint ainsi la courbe de saturation X et repasse à l’état gazeux.The low-pressure refrigerant then passes through the second heat exchanger 13 where it continues to gain enthalpy, as illustrated by arrow 130, by absorbing enthalpy from the flow of outside air 200. The refrigerant thus joins the saturation curve X and returns to the gaseous state.
Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans le deuxième échangeur de chaleur interne 19' où il ne perd pas d’enthalpie car il n’y a pas de circulation de fluide réfrigérant dans ledit deuxième échangeur de chaleur interne 19' en amont du deuxième échangeur de chaleur 13. Le fluide réfrigérant à basse pression retourne ensuite vers le compresseur 3.The low-pressure refrigerant then passes into the second internal heat exchanger 19 'where it does not lose enthalpy because there is no circulation of refrigerant in said second internal heat exchanger 19' upstream of the second heat exchanger 13. The low pressure refrigerant then returns to the compressor 3.
Dans ce premier mode de déshumidification, le premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant est configuré de sorte que le fluide réfrigérant ne circule pas dans la première branche de contournement 30.In this first dehumidification mode, the first coolant redirection device is configured so that the coolant does not circulate in the first bypass branch 30.
Cela est notamment possible en fermant la deuxième vanne d’arrêt 33 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 ne circule pas dans la première branche de contournement 30 et passe dans le deuxième échangeur de chaleur 13.This is in particular possible by closing the second stop valve 33 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 does not circulate in the first bypass branch 30 and passes into the second heat exchanger 13.
Le deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant est quant à lui configuré de sorte que le fluide réfrigérant circule dans la deuxième branche de contournement 40.The second coolant redirection device is configured so that the coolant circulates in the second bypass branch 40.
Cela est notamment possible en ouvrant la troisième vanne d’arrêt 43 et en fermant la première vanne d’arrêt 22 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 circule dans la deuxième branche de contournement 40 et contourne le deuxième dispositif de détente 11, le deuxième échangeur de chaleur interne 19' et le troisième dispositif de détente 12 avant de passer dans le deuxième échangeur de chaleur 13.This is in particular possible by opening the third stop valve 43 and by closing the first stop valve 22 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 circulates in the second bypass branch 40 and bypasses the second expansion valve 11, the second internal heat exchanger 19 ′ and the third expansion device 12 before passing into the second heat exchanger 13.
Dans ce premier mode de déshumidification, aucun des premier 19 ou deuxième 19' échangeur de chaleur interne n’est actif.In this first dehumidification mode, none of the first 19 or second 19 'internal heat exchanger is active.
Au niveau de la deuxième boucle de fluide caloporteur B, le fluide caloporteur gagne de l’enthalpie issue du fluide réfrigérant au niveau de l’échangeur de chaleur bifluide 5.At the level of the second heat transfer fluid loop B, the heat transfer fluid gains enthalpy from the coolant at the level of the two-fluid heat exchanger 5.
Comme illustré sur la figure 5a, une portion du fluide caloporteur circule dans la première conduite de circulation 50 et traverse le troisième échangeur de chaleur 54. Le fluide caloporteur perd de l’enthalpie en réchauffant le flux d’air intérieur 100. Pour cela, le volet d’obstruction 310 est ouvert ou la quatrième vanne d’arrêt 53 est ouverte.As illustrated in FIG. 5a, a portion of the heat transfer fluid circulates in the first circulation line 50 and passes through the third heat exchanger 54. The heat transfer fluid loses enthalpy by heating the internal air flow 100. For this, the obstruction flap 310 is open or the fourth stop valve 53 is open.
Une autre portion du fluide caloporteur circule dans la deuxième conduite de circulation 60 et traverse le quatrième échangeur de chaleur 64. Le fluide caloporteur perd de l’enthalpie au niveau dudit échangeur de chaleur 64 en la relâchant dans le flux d’air extérieur 200. La troisième vanne d’arrêt 63 est ouverte pour permettre le passage du fluide caloporteur.Another portion of the heat transfer fluid circulates in the second circulation line 60 and passes through the fourth heat exchanger 64. The heat transfer fluid loses enthalpy at said heat exchanger 64 by releasing it into the external air flow 200. The third stop valve 63 is open to allow the passage of the heat transfer fluid.
Ce premier mode de déshumidification est utile pour, lorsque la température extérieure est supérieure à zéro, déshumidifier le flux d’air intérieur 100 en lui faisant subir un refroidissement au niveau du premier échangeur de chaleur 9 et en le réchauffant au niveau du troisième échangeur de chaleur 54.This first dehumidification mode is useful for, when the outside temperature is above zero, dehumidify the interior air flow 100 by cooling it at the first heat exchanger 9 and by heating it at the third heat exchanger. heat 54.
La figure 6a montre un deuxième mode de déshumidification dans lequel :FIG. 6a shows a second mode of dehumidification in which:
• le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 3, l’échangeur de chaleur bifluide 5, le premier échangeur de chaleur interne 19, le premier dispositif de détente 7 où ledit fluide réfrigérant subit une première perte de pression, le premier échangeur de chaleur 9, le deuxième dispositif de détente 11 où ledit fluide réfrigérant subit une deuxième perte de pression, le deuxième échangeur de chaleur interne 19', le troisième dispositif de détente 12 où ledit fluide réfrigérant subit une troisième perte de pression, le deuxième échangeur de chaleur 13 et le deuxième échangeur de chaleur interne 19' avant de retourner au compresseur 3, • une portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 circule dans le troisième échangeur de chaleur 54 de la première conduite de circulation 50 et une autre portion du fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 circule dans le quatrième échangeur de chaleur 64 de la deuxième conduite de circulation 50, • le volet d’obstruction 310 est ouvert de sorte à permettre au flux d’air intérieur 100 de circuler dans le troisième échangeur de chaleur 54.• the refrigerant circulates successively in the compressor 3, the two-fluid heat exchanger 5, the first internal heat exchanger 19, the first expansion device 7 where said refrigerant undergoes a first pressure loss, the first heat exchanger 9 , the second expansion device 11 where said refrigerant undergoes a second pressure loss, the second internal heat exchanger 19 ', the third expansion device 12 where said refrigerant undergoes a third pressure loss, the second heat exchanger 13 and the second internal heat exchanger 19 ′ before returning to the compressor 3, • a portion of the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger 5 circulates in the third heat exchanger 54 of the first circulation line 50 and another portion of the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger 5 circulates in the fourth tank heat sink 64 of the second circulation line 50, • the obstruction flap 310 is open so as to allow the interior air flow 100 to circulate in the third heat exchanger 54.
Les variations de pression et d’enthalpie que subit le fluide réfrigérant lors de ce deuxième mode de déshumidification, sont illustrées sur le diagramme pression / enthalpie de la figure 6b dans lequel la pression est indiquée en pascal Pa et l’enthalpie en joule J. La courbe X représente la courbe de saturation du fluide réfrigérant.The pressure and enthalpy variations undergone by the refrigerant during this second dehumidification mode are illustrated on the pressure / enthalpy diagram in FIG. 6b in which the pressure is indicated in pascal Pa and the enthalpy in joule J. Curve X represents the saturation curve of the refrigerant.
Le fluide réfrigérant à l’entrée du compresseur 3 est en phase gazeuse. Le fluide réfrigérant subit une compression, illustrée par la flèche 300, en passant dans le compresseur 3. Ledit fluide réfrigérant est alors dit à haute pression.The refrigerant at the inlet of compressor 3 is in the gas phase. The refrigerant undergoes compression, illustrated by arrow 300, passing through the compressor 3. Said refrigerant is then said to be at high pressure.
Le fluide réfrigérant à haute pression traverse l’échangeur de chaleur bifluide 5 et subit une perte d’enthalpie, illustrée par la flèche 500, du fait du passage en phase liquide du fluide réfrigérant et du transfert d’enthalpie vers le fluide caloporteur de la deuxième boucle de fluide caloporteur B. Le fluide réfrigérant à haute pression perd alors de l’enthalpie tout en restant à une pression constante.The high-pressure refrigerant passes through the two-fluid heat exchanger 5 and undergoes a loss of enthalpy, illustrated by arrow 500, due to the passage in the liquid phase of the refrigerant and the transfer of enthalpy to the heat transfer fluid of the second heat transfer fluid loop B. The high pressure refrigerant then loses enthalpy while remaining at a constant pressure.
Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le premier échangeur de chaleur interne 19 où il ne perd pas d’enthalpie car il n’y a pas de circulation de fluide réfrigérant à basse pression dans la première branche de contournement 30 et dans ledit premier échangeur de chaleur interne 19.The high pressure refrigerant then passes into the first internal heat exchanger 19 where it does not lose enthalpy because there is no circulation of low pressure refrigerant in the first bypass branch 30 and in said first internal heat exchanger 19.
Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le premier dispositif de détente 7. Le fluide réfrigérant subit une première perte de pression isenthalpique, illustrée par la flèche 700 et traverse sa courbe de saturation X, ce qui le fait passer dans un état de mélange liquide plus gaz.The high-pressure refrigerant then passes through the first expansion device 7. The refrigerant undergoes a first isenthalpic pressure loss, illustrated by arrow 700 and crosses its saturation curve X, which puts it in a state of mixing liquid plus gas.
Le fluide réfrigérant traverse ensuite le premier échangeur de chaleur 9 où il gagne de l’enthalpie comme illustré par la flèche 900 en refroidissant le flux d’air intérieur 100.The refrigerant then passes through the first heat exchanger 9 where it gains enthalpy as illustrated by the arrow 900 by cooling the interior air flow 100.
A la sortie du premier échangeur de chaleur 9, le fluide réfrigérant est redirigé vers le deuxième dispositif de détente 11 où il subit une deuxième perte de pression isenthalpique, illustrée par la flèche 110.At the outlet of the first heat exchanger 9, the refrigerant is redirected to the second expansion device 11 where it undergoes a second isenthalpic pressure loss, illustrated by arrow 110.
Le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur interne 19' où il perd une faible quantité d’enthalpie comme le montre la flèche 190'a. Cette faible quantité d’enthalpie est récupérée par le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur 13 comme le montre la flèche 190'b.The refrigerant then passes through the second internal heat exchanger 19 'where it loses a small amount of enthalpy as shown in arrow 190'a. This small amount of enthalpy is recovered by the refrigerant leaving the second heat exchanger 13 as shown in arrow 190'b.
Le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième dispositif de détente 12 où il subit une troisième perte de pression isenthalpique comme le montre la flèche 120. Le fluide est maintenant dit à basse pression.The refrigerant then passes through the third expansion device 12 where it undergoes a third isenthalpic pressure loss as shown in arrow 120. The fluid is now said to be at low pressure.
Le fluide réfrigérant à basse pression traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 13 où il gagne de l’enthalpie, comme illustré par la flèche 130, en absorbant de l’enthalpie du flux d’air extérieur 200. Le fluide réfrigérant rejoint ainsi la courbe de saturation X et repasse à l’état gazeux.The low pressure refrigerant then passes through the second heat exchanger 13 where it gains enthalpy, as illustrated by arrow 130, by absorbing enthalpy from the outside air flow 200. The refrigerant thus joins the curve of saturation X and returns to the gaseous state.
Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans le deuxième échangeur de chaleur interne 19' où il gagne de nouveau de l’enthalpie, comme illustré par la flèche 190'b. Le fluide réfrigérant à basse pression retourne ensuite vers le compresseurThe low pressure refrigerant then passes into the second internal heat exchanger 19 'where it gains heat again, as illustrated by arrow 190'b. The low pressure refrigerant then returns to the compressor
3.3.
Dans ce deuxième mode de déshumidification, le premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant est configuré de sorte que le fluide réfrigérant ne circule pas dans la première branche de contournement 30.In this second dehumidification mode, the first coolant redirection device is configured so that the coolant does not circulate in the first bypass branch 30.
Cela est notamment possible en fermant la deuxième vanne d’arrêt 33 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 ne circule pas dans la première branche de contournement 30 et passe dans le deuxième échangeur de chaleur 13.This is in particular possible by closing the second stop valve 33 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 does not circulate in the first bypass branch 30 and passes into the second heat exchanger 13.
Le deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant est quant à lui configuré de sorte que le fluide réfrigérant ne circule pas dans la deuxième branche de contournement 40.The second coolant redirection device is configured so that the coolant does not circulate in the second bypass branch 40.
Cela est notamment possible en fermant la troisième vanne d’arrêt 43 et en ouvrant la première vanne d’arrêt 22 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 circule dans le deuxième dispositif de détente 11, le deuxième échangeur de chaleur interne 19' et le troisième dispositif de détente 12 avant de passer dans le deuxième échangeur de chaleur 13.This is in particular possible by closing the third stop valve 43 and by opening the first stop valve 22 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 circulates in the second expansion device 11, the second heat exchanger internal 19 ′ and the third expansion device 12 before passing into the second heat exchanger 13.
Dans ce deuxième mode de déshumidification, seul le deuxième échangeur de chaleur interne 19' est actif. Cependant sont action est limitée et peu d’enthalpie est échangée à son niveau.In this second dehumidification mode, only the second internal heat exchanger 19 ′ is active. However, its action is limited and little enthalpy is exchanged at its level.
Au niveau de la deuxième boucle de fluide caloporteur B, le fluide caloporteur gagne de l’enthalpie issue du fluide réfrigérant au niveau de l’échangeur de chaleur bifluide 5.At the level of the second heat transfer fluid loop B, the heat transfer fluid gains enthalpy from the coolant at the level of the two-fluid heat exchanger 5.
Comme illustré sur la figure 6a, une portion du fluide caloporteur circule dans la première conduite de circulation 50 et traverse le troisième échangeur de chaleur 54. Le fluide caloporteur perd de l’enthalpie en réchauffant le flux d’air intérieur 100. Pour cela, le volet d’obstruction 310 est ouvert ou la quatrième vanne d’arrêt 53 est ouverte.As illustrated in FIG. 6a, a portion of the heat transfer fluid circulates in the first circulation pipe 50 and passes through the third heat exchanger 54. The heat transfer fluid loses enthalpy by heating the internal air flow 100. For this, the obstruction flap 310 is open or the fourth stop valve 53 is open.
Une autre portion du fluide caloporteur circule dans la deuxième conduite de circulation 60 et traverse le quatrième échangeur de chaleur 64. Le fluide caloporteur perd de l’enthalpie au niveau dudit échangeur de chaleur 64 en la relâchant dans le flux d’air extérieur 200. La troisième vanne d’arrêt 63 est ouverte pour permettre le passage du fluide caloporteur.Another portion of the heat transfer fluid circulates in the second circulation line 60 and passes through the fourth heat exchanger 64. The heat transfer fluid loses enthalpy at said heat exchanger 64 by releasing it into the external air flow 200. The third stop valve 63 is open to allow the passage of the heat transfer fluid.
Ce deuxième mode de déshumidification est utile pour, lorsque la température extérieure est inférieure à zéro, déshumidifier le flux d’air intérieur 100 en lui faisant subir un refroidissement au niveau du premier échangeur de chaleur 9 et en le réchauffant au niveau du troisième échangeur de chaleur 54, et ce tout en évitant la formation de givre au niveau du deuxième échangeur de chaleur 13 du fait que le fluide réfrigérant a été réchauffé dans le premier échangeur de chaleur 9 avant d’arriver dans le deuxième échangeur de chaleur 13. Pour que ce deuxième mode de déshumidification soit possible, il est nécessaire que le troisième dispositif de détente 12 soit variable, c’est-à-dire que la perte de pression dont il est capable puisse varier. En effet, dans ce deuxième mode de déshumidification, la perte de pression au niveau de ce troisième dispositif de détente 12 est plus importante, par exemple de l’ordre de 3 bars, que la perte de pression lors d’un fonctionnement en mode pompe à chaleur (décrit ci-dessous) où la perte de pression peut être que de l’ordre de 1 bar.This second dehumidification mode is useful for, when the outside temperature is below zero, dehumidify the interior air flow 100 by cooling it at the first heat exchanger 9 and by heating it at the third heat exchanger. heat 54, and this while avoiding the formation of frost at the second heat exchanger 13 because the refrigerant has been heated in the first heat exchanger 9 before arriving in the second heat exchanger 13. So that this second mode of dehumidification is possible, it is necessary that the third expansion device 12 be variable, that is to say that the pressure loss of which it is capable can vary. Indeed, in this second dehumidification mode, the pressure loss at this third expansion device 12 is greater, for example of the order of 3 bars, than the pressure loss during operation in pump mode heat (described below) where the pressure loss can be only of the order of 1 bar.
La figure 7a montre un mode pompe à chaleur dans lequel :Figure 7a shows a heat pump mode in which:
• le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 3, l’échangeur de chaleur bifluide 5, le premier échangeur de chaleur interne 19, le premier dispositif de détente 7 que le fluide réfrigérant traverse ou contourne sans perte de pression, ledit fluide réfrigérant circule ensuite successivement dans le premier échangeur de chaleur 9, le deuxième dispositif de détente 11 où ledit fluide réfrigérant subit une première perte de pression, le deuxième échangeur de chaleur interne 19', le troisième dispositif de détente 12 où ledit fluide réfrigérant subit une deuxième perte de pression, le deuxième échangeur de chaleur 13 et ensuite dans le deuxième échangeur de chaleur interne 19' avant de retourner au compresseur 3, • le fluide caloporteur en sortie de l’échangeur de chaleur bifluide 5 circule uniquement dans le troisième échangeur de chaleur 54 de la première conduite de circulation 50, • le volet d’obstmction 310 est ouvert de sorte à permettre au flux d’air intérieur 100 de circuler dans le troisième échangeur de chaleur 54.• the refrigerant circulates successively in the compressor 3, the two-fluid heat exchanger 5, the first internal heat exchanger 19, the first expansion device 7 that the refrigerant passes through or bypasses without loss of pressure, said refrigerant then circulates successively in the first heat exchanger 9, the second expansion device 11 where said refrigerant undergoes a first pressure loss, the second internal heat exchanger 19 ', the third expansion device 12 where said refrigerant experiences a second loss of pressure pressure, the second heat exchanger 13 and then in the second internal heat exchanger 19 'before returning to the compressor 3, • the heat transfer fluid at the outlet of the dual-fluid heat exchanger 5 circulates only in the third heat exchanger 54 of the first circulation pipe 50, • the shutter 310 is open from so as to allow the interior air flow 100 to circulate in the third heat exchanger 54.
Par pression intermédiaire, on entend ici une pression située entre la basse pression du fluide réfrigérant lorsqu’il entre dans le compresseur 3 et la haute pression du fluide réfrigérant en sortie dudit compresseur 3.By intermediate pressure here is meant a pressure situated between the low pressure of the refrigerant when it enters the compressor 3 and the high pressure of the refrigerant at the outlet of said compressor 3.
Les variations de pression et d’enthalpie que subit le fluide réfrigérant lors de ce mode pompe à chaleur, sont illustrées sur le diagramme pression / enthalpie de la figure 7b dans lequel la pression est indiquée en pascal Pa et l’enthalpie en joule J. La courbe X représente la courbe de saturation du fluide réfrigérant.The pressure and enthalpy variations undergone by the refrigerant during this heat pump mode are illustrated on the pressure / enthalpy diagram in FIG. 7b in which the pressure is indicated in pascal Pa and the enthalpy in joule J. Curve X represents the saturation curve of the refrigerant.
Le fluide réfrigérant à l’entrée du compresseur 3 est en phase gazeuse. Le fluide réfrigérant subit une compression, illustrée par la flèche 300, en passant dans le compresseur 3. Ledit fluide réfrigérant est alors dit à haute pression.The refrigerant at the inlet of compressor 3 is in the gas phase. The refrigerant undergoes compression, illustrated by arrow 300, passing through the compressor 3. Said refrigerant is then said to be at high pressure.
Le fluide réfrigérant à haute pression traverse l’échangeur de chaleur bifluide 5 et subit une perte d’enthalpie, illustrée par la flèche 500, du fait du passage en phase liquide du fluide réfrigérant et du transfert d’enthalpie vers le fluide caloporteur de la deuxième boucle de fluide caloporteur B. Le fluide réfrigérant à haute pression perd alors de l’enthalpie tout en restant à une pression constante.The high-pressure refrigerant passes through the two-fluid heat exchanger 5 and undergoes a loss of enthalpy, illustrated by arrow 500, due to the passage in the liquid phase of the refrigerant and the transfer of enthalpy to the heat transfer fluid of the second heat transfer fluid loop B. The high pressure refrigerant then loses enthalpy while remaining at a constant pressure.
Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le premier échangeur de chaleur interne 19 où il ne perd pas d’enthalpie car il n’y a pas de circulation de fluide réfrigérant à basse pression dans la première branche de contournement 30 et dans ledit premier échangeur de chaleur interne 19.The high pressure refrigerant then passes into the first internal heat exchanger 19 where it does not lose enthalpy because there is no circulation of low pressure refrigerant in the first bypass branch 30 and in said first internal heat exchanger 19.
Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le premier dispositif de détente 7. Le fluide réfrigérant traverse le premier dispositif de détente 7 sans subir de perte de pression ou le contourne.The high-pressure refrigerant then passes through the first expansion device 7. The refrigerant passes through the first expansion device 7 without undergoing pressure loss or bypasses it.
Le fluide réfrigérant traverse ensuite le premier échangeur de chaleur 9 où il perd de l’enthalpie comme illustré par la flèche 900 en réchauffant le flux d’air intérieur 100.The refrigerant then passes through the first heat exchanger 9 where it loses enthalpy as illustrated by the arrow 900 by heating the interior air flow 100.
A la sortie du premier échangeur de chaleur 9, le fluide réfrigérant est redirigé vers le deuxième échangeur de chaleur 13. Avant d’arriver au deuxième échangeur de chaleur 13, le fluide réfrigérant passe dans le deuxième dispositif de détente 11 où il subit une première perte de pression isenthalpique. Le fluide réfrigérant passe à une pression intermédiaire.At the outlet of the first heat exchanger 9, the refrigerant is redirected to the second heat exchanger 13. Before arriving at the second heat exchanger 13, the refrigerant passes into the second expansion device 11 where it undergoes a first isenthalpic pressure loss. The refrigerant changes to an intermediate pressure.
Le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur interne 19' où il perd de l’enthalpie comme le montre la flèche 190'a. Cette enthalpie est récupérée par le fluide réfrigérant en sortie du deuxième échangeur de chaleur 13 comme le montre la flèche 190'b.The refrigerant then passes through the second internal heat exchanger 19 'where it loses enthalpy as shown in arrow 190'a. This enthalpy is recovered by the refrigerant at the outlet of the second heat exchanger 13 as shown in arrow 190'b.
Le fluide réfrigérant traverse ensuite le troisième dispositif de détente 12 où il subit une deuxième perte de pression isenthalpique comme le montre la flèche 120. Le fluide est maintenant dit à basse pression.The refrigerant then passes through the third expansion device 12 where it undergoes a second isenthalpic pressure loss as shown in arrow 120. The fluid is now said to be at low pressure.
Le fluide réfrigérant à basse pression traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 13 où il gagne de l’enthalpie, comme illustré par la flèche 130, en absorbant de l’enthalpie du flux d’air extérieur 200. Le fluide réfrigérant rejoint ainsi la courbe de saturation X et repasse à l’état gazeux.The low pressure refrigerant then passes through the second heat exchanger 13 where it gains enthalpy, as illustrated by arrow 130, by absorbing enthalpy from the outside air flow 200. The refrigerant thus joins the curve of saturation X and returns to the gaseous state.
Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans le deuxième échangeur de chaleur interne 19' où il gagne de nouveau de l’enthalpie, comme illustré par la flèche 190'b. Le fluide réfrigérant à basse pression retourne ensuite vers le compresseurThe low pressure refrigerant then passes into the second internal heat exchanger 19 'where it gains heat again, as illustrated by arrow 190'b. The low pressure refrigerant then returns to the compressor
3.3.
Dans ce mode pompe à chaleur, le premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant est configuré de sorte que le fluide réfrigérant ne circule pas dans la première branche de contournement 30.In this heat pump mode, the first coolant redirection device is configured so that the coolant does not circulate in the first bypass branch 30.
Cela est notamment possible en fermant la deuxième vanne d’arrêt 33 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 ne circule pas dans la première branche de contournement 30 et passe dans le deuxième échangeur de chaleur 13.This is in particular possible by closing the second stop valve 33 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 does not circulate in the first bypass branch 30 and passes into the second heat exchanger 13.
Le deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant est quant à lui configuré de sorte que le fluide réfrigérant ne circule pas dans la deuxième branche de contournement 40.The second coolant redirection device is configured so that the coolant does not circulate in the second bypass branch 40.
Cela est notamment possible en fermant la troisième vanne d’arrêt 43 et en ouvrant la première vanne d’arrêt 22 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 circule dans le deuxième dispositif de détente 11, le deuxième échangeur de chaleur interne 19' et le troisième dispositif de détente 12 avant de passer dans le deuxième échangeur de chaleur 13.This is in particular possible by closing the third stop valve 43 and by opening the first stop valve 22 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 circulates in the second expansion device 11, the second heat exchanger internal 19 ′ and the third expansion device 12 before passing into the second heat exchanger 13.
Dans ce mode pompe à chaleur, seul le deuxième échangeur de chaleur interne 19' est actif. L’ajout d’enthalpie au fluide réfrigérant à basse pression au niveau du deuxième échangeur de chaleur interne 19' permet de limiter la proportion de fluide réfrigérant en phase liquide avant son entrée dans le compresseur 3, notamment lorsque le circuit de climatisation 1 comporte une bouteille déshydratante 15 disposée en aval de l’échangeur de chaleur bifluide 5. Ce deuxième échangeur de chaleur interne 19' et notamment le troisième dispositif de détente 12 permet que le fluide réfrigérant en sortie dudit deuxième échangeur de chaleur interne 19' soit surchauffé. Cette surchauffe est mesurée par le deuxième dispositif de détente 11 qui adapte sa perte de pression et permet que le fluide réfrigérant en entrée du deuxième dispositif de détente 13 soit dans un état de mélange liquide plus gaz. Cet état permet notamment un meilleur fonctionnement et une meilleure longévité au deuxième échangeur de chaleur 13.In this heat pump mode, only the second internal heat exchanger 19 'is active. The addition of enthalpy to the low pressure refrigerant at the second internal heat exchanger 19 ′ makes it possible to limit the proportion of refrigerant in the liquid phase before it enters the compressor 3, in particular when the air conditioning circuit 1 has a desiccant bottle 15 disposed downstream of the two-fluid heat exchanger 5. This second internal heat exchanger 19 ′ and in particular the third expansion device 12 allows the refrigerant fluid leaving said second internal heat exchanger 19 ′ to be overheated. This overheating is measured by the second expansion device 11 which adapts its pressure loss and allows the refrigerant entering the second expansion device 13 to be in a state of liquid mixture plus gas. This state notably allows better operation and better longevity at the second heat exchanger 13.
Au niveau de la deuxième boucle de fluide caloporteur B, le fluide caloporteur gagne de l’enthalpie issue du fluide réfrigérant au niveau de l’échangeur de chaleur bifluide 5.At the level of the second heat transfer fluid loop B, the heat transfer fluid gains enthalpy from the coolant at the level of the two-fluid heat exchanger 5.
Comme illustré sur la figure 7a, le fluide caloporteur circule dans la première conduite de circulation 50 et traverse le troisième échangeur de chaleur 54. Le fluide caloporteur perd de l’enthalpie en réchauffant le flux d’air intérieur 100. Pour cela, le volet d’obstruction 310 est ouvert et/ou la quatrième vanne d’arrêt 53 est ouverte. La troisième vanne d’arrêt 63 est quant à elle fermée pour empêcher le passage du fluide caloporteur dans la deuxième conduite de circulation 60.As illustrated in FIG. 7a, the heat transfer fluid circulates in the first circulation pipe 50 and passes through the third heat exchanger 54. The heat transfer fluid loses enthalpy by heating the internal air flow 100. For this, the shutter obstruction 310 is open and / or the fourth stop valve 53 is open. The third stop valve 63 is closed in order to prevent the passage of the heat transfer fluid in the second circulation pipe 60.
Ce mode pompe à chaleur est utile pour réchauffer le flux d’air intérieur 100 à la fois au niveau du premier échangeur de chaleur 9 et du troisième échangeur de chaleur en absorbant de l’enthalpie du flux d’air extérieur 200 au niveau du deuxième échangeur de chaleur 13.This heat pump mode is useful for heating the indoor air flow 100 both at the first heat exchanger 9 and the third heat exchanger by absorbing enthalpy from the outdoor air flow 200 at the second heat exchanger 13.
De plus, l’élément électrique chauffant 55 peut être en fonctionnement afin de fournir un apport supplémentaire d’énergie calorifique au fluide caloporteur pour réchauffer le flux d’air intérieur 100.In addition, the electric heating element 55 can be in operation in order to provide an additional supply of heat energy to the heat transfer fluid to heat the interior air flow 100.
La figure 8 montre un premier mode de dégivrage dans lequel seule la première boucle de fluide réfrigérant A est en fonctionnement.FIG. 8 shows a first defrosting mode in which only the first loop of refrigerant A is in operation.
Dans ce premier mode de dégivrage, le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 3, l’échangeur de chaleur bifluide 5, le premier échangeur de chaleur interne 19, le premier dispositif de détente 7 où ledit fluide réfrigérant subit une perte de pression, le premier échangeur de chaleur 9, la deuxième branche de contournement 40 et le deuxième échangeur de chaleur 13 et le deuxième échangeur de chaleur interne 19' avant de retourner au compresseur 3.In this first defrosting mode, the refrigerant circulates successively in the compressor 3, the two-fluid heat exchanger 5, the first internal heat exchanger 19, the first expansion device 7 where said refrigerant undergoes a pressure loss, the first heat exchanger 9, the second bypass branch 40 and the second heat exchanger 13 and the second internal heat exchanger 19 'before returning to the compressor 3.
Ce premier mode de dégivrage est utile pour apporter du fluide réfrigérant chaud au niveau du deuxième échangeur de chaleur 13 afin d’éviter la formation de givre à son niveau.This first defrosting mode is useful for supplying hot refrigerant to the second heat exchanger 13 in order to avoid the formation of frost at its level.
Dans ce premier mode de dégivrage, le premier dispositif de détente 7 laisse passer le fluide réfrigérant sans qu’il subisse une perte de pression ou est contourné. Le fluide réfrigérant traverse le premier échangeur de chaleur 9 en ne perdant pas ou peu d’enthalpie, par exemple du fait d’un arrêt du flux d’air intérieur 100.In this first defrosting mode, the first expansion device 7 allows the coolant to pass without it losing pressure or being bypassed. The refrigerant passes through the first heat exchanger 9 while losing little or no enthalpy, for example due to a stoppage of the internal air flow 100.
Le fluide réfrigérant passe ensuite dans la deuxième branche de contournement 40. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 13 où il libère son enthalpie afin d’éviter la formation de givre.The refrigerant then passes into the second bypass branch 40. The refrigerant then passes through the second heat exchanger 13 where it releases its enthalpy in order to avoid the formation of frost.
Les premier 19 et deuxième 19' échangeur de chaleur interne n’ont ici pas d’influence car le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur ne passe ni dans la première branche de contournement 30 et donc pas par le premier échangeur de chaleur interne 19, ni par le deuxième échangeur de chaleur interne 19'.The first 19 and second 19 ′ internal heat exchangers have no influence here since the refrigerant leaving the first heat exchanger does not pass through the first bypass branch 30 and therefore does not pass through the first internal heat exchanger 19, nor by the second internal heat exchanger 19 '.
Dans ce premier mode de dégivrage, le premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant est configuré de sorte que le fluide réfrigérant ne circule pas dans la première branche de contournement 30.In this first defrosting mode, the first coolant redirection device is configured so that the coolant does not circulate in the first bypass branch 30.
Cela est notamment possible en fermant la deuxième vanne d’arrêt 33 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 ne circule pas dans la première branche de contournement 30 et passe dans le deuxième échangeur de chaleur 13.This is in particular possible by closing the second stop valve 33 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 does not circulate in the first bypass branch 30 and passes into the second heat exchanger 13.
Le deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant est quant à lui configuré de sorte que le fluide réfrigérant circule dans la deuxième branche de contournement 40.The second coolant redirection device is configured so that the coolant circulates in the second bypass branch 40.
Cela est notamment possible en ouvrant la troisième vanne d’arrêt 43 et en fermant la première vanne d’arrêt 22 afin que le fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur 9 circule dans la deuxième branche de contournement 40 et contourne le deuxième dispositif de détente 11, le deuxième échangeur de chaleur interne 19' et le troisième dispositif de détente 12 avant de passer dans le deuxième échangeur de chaleur 13.This is in particular possible by opening the third stop valve 43 and by closing the first stop valve 22 so that the refrigerant leaving the first heat exchanger 9 circulates in the second bypass branch 40 and bypasses the second expansion valve 11, the second internal heat exchanger 19 ′ and the third expansion device 12 before passing into the second heat exchanger 13.
Les figures 9 et 10 montrent un deuxième et un troisième mode de dégivrage où seule la deuxième boucle de fluide caloporteur B est en fonctionnement.Figures 9 and 10 show a second and a third defrosting mode where only the second heat transfer fluid loop B is in operation.
Dans le deuxième mode de dégivrage, illustré à la figure 9, le fluide caloporteur propulsé par la pompe 17 passe par l’échangeur de chaleur 5 mais n’échange pas d’enthalpie avec le fluide réfrigérant de la première boucle de fluide réfrigérant A du fait que cette dernière ne fonctionne pas, par exemple par arrêt du compresseur 3.In the second defrosting mode, illustrated in FIG. 9, the heat-transfer fluid propelled by the pump 17 passes through the heat exchanger 5 but does not exchange enthalpy with the coolant of the first coolant loop A of the the latter does not work, for example by stopping compressor 3.
Le fluide caloporteur traverse ensuite l’élément électrique chauffant 55 qui est en fonctionnement et réchauffe ledit fluide caloporteur.The heat transfer fluid then passes through the electric heating element 55 which is in operation and heats said heat transfer fluid.
Une portion du fluide caloporteur circule dans la première conduite de circulation 50 et traverse le troisième échangeur de chaleur 54. Le fluide caloporteur ne perd cependant pas d’enthalpie car le volet d’obstruction 310 est refermé et bloque le flux d’air intérieur 100 de sorte qu’il ne traverse pas le troisième échangeur de chaleur 54.A portion of the heat transfer fluid circulates in the first circulation pipe 50 and passes through the third heat exchanger 54. The heat transfer fluid does not, however, lose any enthalpy because the obstruction flap 310 is closed and blocks the internal air flow 100 so that it does not pass through the third heat exchanger 54.
Une autre portion du fluide caloporteur circule dans la deuxième conduite de circulation 60 et traverse le quatrième échangeur de chaleur 64. Le fluide caloporteur perd de l’enthalpie au niveau dudit échangeur de chaleur 64 en la relâchant dans le flux d’air extérieur 200 et permet de réchauffer le deuxième échangeur de chaleur 13 afin d’éviter la formation de givre sur ce dernier. La troisième vanne d’arrêt 63 est ouverte pour permettre le passage du fluide caloporteur.Another portion of the heat transfer fluid circulates in the second circulation line 60 and passes through the fourth heat exchanger 64. The heat transfer fluid loses enthalpy at said heat exchanger 64 by releasing it into the external air flow 200 and allows to heat the second heat exchanger 13 in order to avoid the formation of frost on the latter. The third stop valve 63 is open to allow the passage of the heat transfer fluid.
Le troisième mode de dégivrage illustré à la figure 10 est similaire au deuxième mode de dégivrage de la figure 9, à la différence que le fluide caloporteur ne circule pas dans la première conduite de circulation 50 du fait de la présence et de la fermeture de la quatrième vanne d’arrêt 53. Tout le fluide réfrigérant passe donc dans la deuxième conduite de circulation 60 et traverse le quatrième échangeur de chaleur 64.The third defrosting mode illustrated in FIG. 10 is similar to the second defrosting mode in FIG. 9, with the difference that the heat transfer fluid does not circulate in the first circulation pipe 50 due to the presence and the closing of the fourth stop valve 53. All the refrigerant therefore passes through the second circulation pipe 60 and passes through the fourth heat exchanger 64.
La figure 11 montre un mode de chauffage électrique où seule la deuxième boucle de fluide caloporteur B est en fonctionnement.Figure 11 shows an electric heating mode where only the second heat transfer fluid loop B is in operation.
Dans ce deuxième mode de chauffage électrique, le fluide caloporteur propulsé par la pompe 17 passe par l’échangeur de chaleur 5 mais n’échange pas d’enthalpie avec le fluide réfrigérant de la première boucle de fluide réfrigérant A du fait que cette dernière ne fonctionne pas, par exemple par arrêt du compresseur 3.In this second mode of electric heating, the heat transfer fluid propelled by the pump 17 passes through the heat exchanger 5 but does not exchange enthalpy with the coolant of the first coolant loop A because the latter does not not working, for example by stopping compressor 3.
Le fluide caloporteur traverse ensuite l’élément électrique chauffant 55 qui est en fonctionnement et réchauffe ledit fluide caloporteur.The heat transfer fluid then passes through the electric heating element 55 which is in operation and heats said heat transfer fluid.
Le fluide caloporteur circule uniquement dans la première conduite de circulation 50 et traverse le troisième échangeur de chaleur 54. Le fluide caloporteur perd de la chaleur en la transmettant au flux d’air intérieur 100. Pour que le flux d’air intérieur 100 traverse le troisième échangeur de chaleur 54, le volet d’obstruction 310 est ouvert et/ou la quatrième vanne d’arrêt 53 est ouverte.The heat transfer fluid circulates only in the first circulation pipe 50 and passes through the third heat exchanger 54. The heat transfer fluid loses heat by transmitting it to the interior air flow 100. In order for the interior air flow 100 to pass through the third heat exchanger 54, the obstruction flap 310 is open and / or the fourth stop valve 53 is open.
Le fluide caloporteur ne circule pas dans la deuxième conduite de circulation 60 du fait que la troisième vanne d’arrêt 63 est fermée.The heat transfer fluid does not circulate in the second circulation line 60 because the third stop valve 63 is closed.
Ainsi, on voit bien que de part son architecture, le circuit de climatisation 1 permet un fonctionnement dans un mode de refroidissement ayant une performance frigorifique et un COP améliorés et dans un mode pompe à chaleur où son efficacité est peu réduite par l’effet d’un échangeur de chaleur interne et où le deuxième échangeur de chaleur est préservé car le fluide réfrigérant le traversant est toujours dans un état de mélange gaz plus liquide.Thus, it is clear that due to its architecture, the air conditioning circuit 1 allows operation in a cooling mode having improved refrigeration performance and COP and in a heat pump mode where its efficiency is little reduced by the effect of 'an internal heat exchanger and where the second heat exchanger is preserved because the refrigerant passing through it is always in a more liquid gas mixture state.
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