FR3061867A1 - Boucle de circulation d'un fluide refrigerant pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un vehicule - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une boucle (1) de circulation d'un fluide réfrigérant (7) pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un véhicule, ladite boucle étant apte à assurer au moins un des modes de fonctionnement de climatisation, de chauffage, de déshumidification et de récupération de chaleur, ladite boucle comprenant les éléments suivants : un compresseur (2), un échangeur thermique extérieur (3), deux échangeurs thermiques intérieurs (4, 5), dont un premier échangeur intérieur (4) qui est apte à échanger de la chaleur entre le fluide réfrigérant (7) et de l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou de l'air de l'habitacle recyclé, et des actionneurs qui sont aptes à contrôler le débit du fluide et/ou le sens de circulation du fluide (7). En mode de climatisation, le fluide (7) refoulé par le compresseur (2) est d'abord refroidi dans l'échangeur extérieur (3) puis, dans le deuxième échangeur intérieur (5) avec au moins une source froide.
Description
@ Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES Société par actions simplifiée.
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES.
® BOUCLE DE CIRCULATION D'UN FLUIDE REFRIGERANT POUR LE CONDITIONNEMENT D'AIR D'HABITACLE D'UN VEHICULE.
FR 3 061 867 - A1 (57) L'invention concerne une boucle (1 ) de circulation d'un fluide réfrigérant (7) pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un véhicule, ladite boucle étant apte à assurer au moins un des modes de fonctionnement de climatisation, de chauffage, de déshumidification et de récupération de chaleur, ladite boucle comprenant les éléments suivants: un compresseur (2), un échangeur thermique extérieur (3), deux échangeurs thermiques intérieurs (4, 5), dont un premier échangeur intérieur (4) qui est apte à échanger de la chaleur entre le fluide réfrigérant (7) et de l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou de l'air de l'habitacle recyclé, et des actionneurs qui sont aptes à contrôler le débit du fluide et/ ou le sens de circulation du fluide (7). En mode de climatisation, le fluide (7) refoulé par le compresseur (2) est d'abord refroidi dans l'échangeur extérieur (3) puis, dans le deuxième échangeur intérieur (5) avec au moins une source froide.
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Boucle de circulation d'un fluide réfrigérant pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un véhicule
Domaine technique
L'invention concerne une boucle de circulation d'un fluide réfrigérant pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un véhicule, notamment, d'un véhicule hybride ou électrique. La boucle selon l'invention est apte à assurer au moins un des fonctionnements de climatisation, de chauffage, de déshumidification et de récupération de chaleur.
Etat de la technique
Il existe sur le marché différents types de véhicule, comme des véhicules à moteur thermique qui sont classiques, des véhicules hybrides comportant à la fois un moteur thermique et un moteur électrique, et des véhicules électriques. La plupart des véhicules possèdent un système de conditionnement d'air pour la ventilation, la climatisation, le chauffage et la déshumidification de l'air d'habitacle. Le système de conditionnement d'air d'habitacle est un poste qui consomme une partie importante de l'énergie dans un véhicule et sa performance énergétique impacte directement la performance globale du véhicule, notamment, d'un véhicule électrique dont la capacité de stockage électrique de la batterie est souvent limitée.
La demande de brevet JP 2005098660 décrit un climatiseur de type pompe à chaleur ayant un échangeur thermique intérieur et un échangeur thermique extérieur pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un véhicule. Selon ce document, en mode de climatisation, le réfrigérant à la sortie du compresseur traverse d'abord l'échangeur thermique intérieur, puis l'échangeur thermique extérieur. Dans cette réalisation, l'échangeur thermique intérieur est utilisé pour pré-refroidir le réfrigérant, et la température du fluide à la sortie du compresseur peut atteindre de manière générale plus de 120°C et, plus précisément, 130 °C pour un fluide chimique du type R. 1234yf et 165°C pour un fluide naturel du type R.744 en mode de climatisation. Par conséquent, il existe un risque de dégradation des matériaux plastiques présents dans le véhicule à proximité de la boucle.
La demande de brevet WO16017939A1 décrit une boucle à pompe à chaleur pour automobile réalisant des fonctions de climatisation et de chauffage. Dans ce document, en mode de climatisation, le réfrigérant à la sortie du compresseur est pré-refroidi par un échangeur thermique à eau, puis dans l'échangeur thermique intérieur. Cette boucle permet d'améliorer la performance énergétique lors de la fonction de climatisation et de limiter la température du réfrigérant entrant dans l'échangeur thermique intérieur à une valeur raisonnable. Cependant, en mode de chauffage, l'échangeur thermique à eau ne permet pas de récupérer de la chaleur de l'air extérieur et de l'amener dans la boucle. En conséquence, la performance énergétique en mode de chauffage de la boucle n'est pas optimisée.
Afin de pallier au moins un des problèmes techniques susmentionnés, la présente invention vise une boucle de circulation d'un fluide réfrigérant qui est apte, d'une part, à assurer au moins un des fonctionnements de climatisation, de chauffage, de déshumidification et de récupération de chaleur, et d'autre part, à limiter la température du fluide réfrigérant à une valeur raisonnable pour réduire le risque de dégradation des matériaux plastiques.
Exposé de l'invention
Pour ce faire, l'invention a pour objet une boucle de circulation d'un fluide réfrigérant pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un véhicule. La boucle est apte à assurer au moins un des modes de fonctionnement de climatisation, de chauffage, de déshumidification et de récupération de chaleur, et comprend au moins les éléments suivants reliés entre eux par des conduites :
- un compresseur qui est apte à compresser et à refouler le fluide réfrigérant afin de le mettre en circulation dans la boucle ;
- un échangeur thermique extérieur qui est apte à échanger de la chaleur entre le fluide réfrigérant et l'air extérieur au véhicule ;
- au moins deux échangeurs thermiques intérieurs, dont un premier échangeur thermique intérieur qui est apte à échanger de la chaleur entre, d'une part, le fluide réfrigérant et, d'autre part, de l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou de l'air de l'habitacle recyclé ;
- des actionneurs qui sont aptes à contrôler le débit du fluide et/ou le sens de circulation du fluide dans la boucle ;
caractérisée en ce que ladite boucle est configurée pour fonctionner de telle manière que, en mode de climatisation, le fluide refoulé par le compresseur est d'abord refroidi dans l'échangeur thermique extérieur puis, dans au moins un deuxième échangeur thermique intérieur par échange thermique avec au moins une source froide.
Ainsi, la boucle selon l'invention offre une nouvelle architecture hydraulique qui permet, lors du fonctionnement en mode de climatisation, de refroidir le fluide en deux étapes : le fluide subit d'abord un premier refroidissement par l'intermédiaire de l'échangeur thermique extérieur afin d'éviter une température du fluide trop élevée dans ledit au moins un deuxième échangeur thermique intérieur ; le fluide subit ensuite un deuxième refroidissement par l'intermédiaire dudit au moins un deuxième échangeur thermique intérieur. Par conséquent, le risque de dégradation des matériaux plastiques présents dans le véhicule à proximité de la boucle est réduit, voire éliminé, et la performance énergétique de la boucle est améliorée en mode de climatisation.
Selon d'autres caractéristiques possibles prises isolément ou en combinaison l'une avec l'autre :
-ladite boucle comprend un échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant qui est apte à échanger de la chaleur avec le fluide circulant dans deux conduites avec respectivement deux enthalpies différentes.
-ladite boucle est configurée pour que, en mode de climatisation, ladite au moins une source froide est choisie parmi de l'air sortant de l'habitacle, de l'air de l'habitacle recyclé, un mélange d'air sortant de l'habitacle et d'air de l'habitacle recyclé, et une batterie. Ainsi, le fluide est refroidi davantage (refroidissement additionnel) par cette source froide. On notera que, de manière générale, la particularité de la source froide est d'être à une température plus faible que la température de l'air extérieur à la boucle, et notamment au véhicule qui intègre la boucle.
- ladite boucle est configurée pour que, en mode de climatisation, ladite au moins une source froide est un mélange d'air extérieur au véhicule et d'air sortant de l'habitacle. Lorsque le débit de l'air sortant de l'habitacle n'est pas suffisant pour refroidir le fluide via le deuxième échangeur thermique intérieur, il est nécessaire de mélanger l'air extérieur et l'air sortant de l'habitacle pour refroidir de manière satisfaisante le fluide dans le deuxième échangeur thermique intérieur.
- ladite boucle est configurée pour que, en mode de chauffage, l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé traverse successivement au moins, le premier échangeur thermique intérieur et le deuxième échangeur thermique intérieur. Ainsi, l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé est chauffé successivement par le premier échangeur thermique intérieur lorsqu'il n'y a pas besoin de le déshumidifier, puis par le deuxième échangeur thermique intérieur.
-ladite boucle est configurée pour que, en mode de déshumidification, lors du mode de climatisation ou du mode de chauffage, l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé à souffler dans l'habitacle du véhicule traverse successivement au moins, le premier échangeur thermique intérieur et le deuxième échangeur thermique intérieur. Dans ce mode de fonctionnement, le premier échangeur thermique intérieur sert à refroidir l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé en dessous de la température de rosée afin de déshumidifier l'air, et le deuxième échangeur thermique intérieur sert à réchauffer l'air déshumidifié.
- les actionneurs comprennent au moins certains des organes suivants : des vannes à deux voies, des vannes linéaires à deux voies, des organes de détente, des clapets anti-retour. Au moins certains des différents actionneurs susmentionnés permettent d'assurer les différents modes de fonctionnement de la boucle selon l'invention. D'autres organes que ceux susmentionnés, mais ayant des fonctions similaires peuvent alternativement être utilisés. Dans un mode de réalisation préférentiel, lesdits actionneurs dans la boucle comprennent trois vannes à deux voies, et une vanne linéaire à deux voies.
- ladite boucle comprend un accumulateur en amont du point d'aspiration du compresseur dans le sens de circulation du fluide. L'accumulateur sert, d'une part, de moyen de stockage du fluide, et d'autre part, de moyen de séparation d'un éventuel mélange du fluide réfrigérant en phase liquide et en phase gazeuse avant être aspiré dans le compresseur pour garder un meilleur fonctionnement du compresseur.
L'invention a également pour objet un véhicule électrique ou hybride, qui comprend ladite boucle de circulation d'un fluide réfrigérant pour le conditionnement d'air d'habitacle. De préférence, ladite boucle est appliquée dans un véhicule électrique ou hybride, dans lequel le moteur thermique n'existe pas ou a une puissance réduite.
Description détaillée
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'une architecture d'une boucle de circulation d'un fluide réfrigérant selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 illustre un mode de fonctionnement de climatisation de la boucle de la figure 1 ;
- la figure 3 illustre un mode de fonctionnement de chauffage ou un mode de fonctionnement de déshumidification lors du fonctionnement en mode de chauffage de la boucle de la figure 1 ;
la figure 4 illustre un mode de fonctionnement de déshumidification lors du fonctionnement en mode de climatisation de la boucle de la figure 1 ;
- la figure 5 illustre un mode de fonctionnement de récupération de chaleur de la boucle de la figure 1.
Dans la présente description, on comprend par clapet antiretour un dispositif installé sur une conduite et qui permet de contrôler le sens de circulation d'un fluide quelconque. Le fluide peut circuler dans un sens dans la conduite mais le flux du fluide est bloqué en sens inverse. Cependant, le fluide peut également être empêché de circuler dans le sens normal de circulation lorsque la pression en aval est supérieure à la pression en amont du clapet anti-retour. Ainsi, un clapet anti-retour peut être utilisé également pour arrêter ou modifier le débit du fluide. L'amont et l'aval sont compris comme étant deux positions relatives par rapport au sens normal de circulation du fluide dans le clapet antiretour.
Dans la présente description, on comprend par vanne un dispositif destiné à contrôler, arrêter ou modifier le débit d'un fluide en milieu fermé d'une boucle. Une vanne peut comprendre deux voies ou plus de deux voies. Une vanne à trois voies est assimilée au fonctionnement de deux vannes à deux voies. Dans l'invention, de préférence, une vanne désigne une vanne à deux voies, mais l'homme du métier peut aisément remplacer avec ses seules connaissances deux vannes à deux voies par une vanne à trois voies, ou l'inverse. Une vanne à deux voies a un fonctionnement de type ON/OFF (marche/ arrêt) qui correspond respectivement à une position ouverte et une position fermée. Un type particulier de vanne à deux voies est une vanne linéaire à deux voies dont l'ouverture est contrôlable de 0% à 100%. Les vannes utilisées dans l'invention sont par défaut des vannes électromécaniques qui sont contrôlables à distance.
Dans la présente description, on comprend par organe de détente un dispositif réducteur de pression dans un circuit de pompe à chaleur. Le fluide réfrigérant se vaporise partiellement dans l'organe de détente pour abaisser la pression et la température. L'organe de détente est choisi parmi des dispositifs suivants : un détendeur thermostatique ou électronique, un orifice ou un orifice fixe. Un organe de détente peut également être utilisé pour contrôler, arrêter ou modifier le débit d'un fluide, on dit alors qu'il est étanche. Un organe de détente peut avoir les trois modes de fonctionnement suivants : ouvert, fermé et contrôlé. Le mode « ouvert » permet de laisser passer le fluide sans aucun contrôle, avec le minimum de perte de charge, le mode « fermé » permet de bloquer complètement le passage du fluide et le mode « contrôlé » permet de contrôler le débit autorisé à traverser.
Comme représenté schématiquement à la figure 1, une boucle 1 de circulation d'un fluide réfrigérant 7 pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un véhicule comprend, selon une architecture de réalisation préférentielle, au moins un compresseur 2, un accumulateur 8 en amont du point d'aspiration du compresseur, un échangeur thermique extérieur 3, un premier échangeur thermique intérieur 4, un deuxième échangeur thermique intérieur 5, et par exemple un échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant 6. L'échangeur thermique 6 est un échangeur dans lequel circule uniquement le fluide réfrigérant. L'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant a un côté haute pression et un côté basse pression.
La boucle 1 est un circuit fermé à l'intérieur duquel circule un fluide réfrigérant 7. Le fluide réfrigérant 7 est par exemple un fluide naturel tel que du dioxyde de carbone référencé R.-744. En variante, le fluide réfrigérant 7 est par exemple encore un fluide chimique tel qu'un fluide réfrigérant fluoré référencé R-134a, ou non fluoré référencé R-1234yf.
La boucle comprend également des actionneurs de circulation pour gérer le fonctionnement de la boucle, tels que des clapets anti-retour, par exemple deux, CV1 et CV2 ; des vannes, par exemple quatre, préférentiellement trois vannes à deux voies et une vanne linéaire à deux voies, VI, V2, V3 et VL1 ; et des organes de détente, par exemple deux, Dl et D2.
Les composants susmentionnés sont reliés l'un à l'autre par des conduites 11, 12, 13...118. Une conduite est comprise comme l'ensemble des tuyauteries permettant d'établir une connexion hydraulique entre deux composants susmentionnés. Une conduite peut présenter des variations de diamètres des tuyauteries et comporter des coudes.
Comme représenté à la figure 1, le premier échangeur thermique intérieur 4 et le deuxième échangeur thermique intérieur 5 sont installés dans un couloir de passage d'air 9 délimité par une ou des parois 100 qui peuvent être courbées et/ou planes selon l'espace disponible réservé au système de conditionnement d'air. Le couloir de passage comprend au moins trois trappes 10, 11 et 12 à l'intérieur pour modifier le chemin de passage d'air selon les différents modes de fonctionnement de la boucle 1, et chaque trappe peut occuper au moins deux positions de placement qui sont respectivement 10' et 10, 11' et 11, 12' et 12. Le couloir de passage d'air 9 comprend également au moins quatre bouches d'air 101, 102, 103 et 104, par lesquelles l'air d'habitacle du véhicule dans lequel la boucle 1 est intégrée est renouvelé et/ou recyclé.
Le couloir de passage d'air 9 n'est pas décrit en détail dans la présente invention. Il est uniquement illustré de manière très schématique afin de faciliter la description de l'invention.
Concernant la connexion de la boucle 1, la sortie du compresseur 2 débouche sur deux branches, dont l'une est reliée, via la conduite 11, à la vanne linéaire à deux voies VL1, et l'autre est reliée, via la conduite 115, à la vanne à deux voies V3. La sortie de la vanne linéaire à deux voies VL1 débouche sur deux branches, dont l'une est reliée, via la conduite 12, à l'entrée du deuxième échangeur thermique intérieur 5, et l'autre est reliée, via la conduite 114 à l'aval du clapet antiretour CV2. La sortie du deuxième échangeur thermique intérieur 5 est reliée, via la conduite 13, au côté haute pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant qui est relié, via la conduite 14, à l'entrée de l'organe de détente Dl. La sortie de l'organe de détente Dl est reliée, via la conduite 15, à l'entrée du premier échangeur thermique intérieur 4. La sortie du premier échangeur thermique 4 débouche sur deux branches, dont l'une est reliée, via la conduite 16, à la vanne V2, et l'autre est reliée, via la conduite 17, à l'entrée de l'organe de détente D2. La vanne V2 est ensuite reliée, via la conduite 18, à l'accumulateur 8 qui est relié à son tour via la conduite 19, au côté basse pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérantô. L'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant 6 est relié à son tour, via la conduite 110, au point d'aspiration du compresseur 2. La sortie de l'organe de détente D2 est reliée, via la conduite 111, à l'amont du clapet antiretour CV1. L'aval du clapet antiretour CV1 débouche sur deux branches, dont l'une est reliée, via la conduite 112, à l'entrée de l'échangeur thermique extérieur 3, et l'autre est reliée via la conduite 113, à l'amont du clapet antiretour CV2. La sortie de l'échangeur thermique extérieur 3 débouche sur deux branches, dont l'une est reliée, via la conduite 116, à la vanne V3, et l'autre est reliée, via la conduite 117, à la vanne VI qui est à son tour reliée, via la conduite 118, à l'accumulateur 8.
La boucle 1 qui vient d'être décrite utilise des composants pour permettre de réaliser les différents modes de fonctionnement dans un premier mode de réalisation. D'autres composants peuvent être ajoutés et/ou modifiés dans la boucle 1, et ainsi constituent d'autres modes de réalisation.
Les différents modes de fonctionnement de l'invention seront mieux compris lors de la description des figures 2 à 5. La partie active du circuit de la boucle est représentée par des lignes continues avec des flèches indiquant le sens de circulation du fluide, et la partie inactive du circuit est représentée par des lignes discontinues.
La figure 2 illustre le mode de fonctionnement de climatisation de la boucle représentée à la figure 1.
Dans ce mode de fonctionnement, la vanne VI est fermée et les vannes V2 et V3 sont ouvertes ; la vanne linéaire VL1 est complètement fermée ; l'organe de détente DI est en mode « contrôlé » et l'organe de détente D2 est en mode « fermé ».
Ainsi, en mode de fonctionnement de climatisation, le fluide réfrigérant 7 sortant du compresseur 2 passe d'abord dans l'échangeur thermique extérieur 3 en traversant la vanne V3, puis dans le deuxième échangeur thermique intérieur 5 en traversant le clapet antiretour CV2. A la sortie du deuxième échangeur thermique intérieur 5, le fluide passe sur le côté haute pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant, puis dans le premier échangeur thermique intérieur 3 avec le contrôle de passage par l'organe de détente Dl. Le fluide sortant du premier échangeur thermique 4 passe par l'entrée de l'accumulateur 8 en traversant la vanne V2. Le fluide sortant de l'accumulateur 8 passe sur le côté basse pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant avant arriver au point d'aspiration du compresseur 2.
En mode de fonctionnement de climatisation, la boucle 1 est configurée pour fonctionner de telle manière que le fluide 7 refoulé par le compresseur 2 est d'abord refroidi dans l'échangeur thermique extérieur 3 par l'air extérieur (premier refroidissement) puis, dans au moins un deuxième échangeur thermique intérieur 5 par échange thermique avec au moins une source froide (deuxième refroidissement), qui est ici de l'air circulant dans le couloir 9. L'air neuf à souffler dans l'habitacle passe par la bouche 102 puis par le premier échangeur thermique intérieur 4 pour être refroidi avant d'entrer dans l'habitacle par la bouche 103.
Le fluide réfrigérant 7 traverse le deuxième échangeur thermique 5 pour être refroidi davantage par une source froide présente dans le couloir 9. Cette source froide peut être l'air sortant de l'habitacle, ou l'air extérieur au véhicule, ou un mélange des deux airs précédents. En mode de climatisation, l'air constituant la source froide entre par la bouche 101 et sort par la bouche 104.
Selon une variante non représentée, le deuxième échangeur thermique intérieur 5 qui assure un échange thermique avec une source froide comprend un échangeur réfrigérant/eau et un échangeur air/eau. Dans ce cas de boucle indirecte, la source froide est sur l'eau.
La figure 3 illustre un mode de fonctionnement de chauffage, ou un mode de déshumidification lors du fonctionnement en mode de chauffage de la boucle de la figure 1.
Dans ce mode de fonctionnement, la vanne VI est ouverte et les vannes V2 et V3 sont fermées ; la vanne linéaire VL1 est complètement ouverte ; les organes de détente DI et D2 sont tous les deux en mode « contrôlé ».
Ainsi, en mode de fonctionnement de chauffage, ou en mode de fonctionnement de déshumidification lors du chauffage, le fluide réfrigérant 7 sortant du compresseur 2 passe dans le deuxième échangeur thermique intérieur 5 en traversant la vanne linéaire VL1, puis passe sur le côté haute pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant avant d'arriver à l'entrée de l'organe de détente Dl. Sous le contrôle de l'organe de détente Dl, le fluide passe dans le premier échangeur thermique intérieur 4 avant d'arriver à l'organe de détente D2 qui contrôle le débit du fluide à passer dans l'échangeur thermique extérieur 3 en traversant le clapet antiretour CV1. Le fluide sortant de l'échangeur thermique extérieur 3 passe dans l'accumulateur en traversant la vanne VI, puis passe sur le côté basse pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant 6 avant arriver au point d'aspiration du compresseur 2.
De ce fait, en mode de fonctionnement de chauffage, ou en mode de déshumidification lors du fonctionnement en mode de chauffage, la boucle 1 est configurée pour que l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé traverse successivement au moins, le premier échangeur thermique intérieur 4 et le deuxième échangeur thermique intérieur 5.
La figure 4 illustre un mode de déshumidification lors du fonctionnement en mode de climatisation de la boucle de la figure 1.
Dans ce mode de fonctionnement, la vanne VI est fermée et les vannes V2 et V3 sont ouvertes ; l'organe de détente DI est en mode « contrôlé » et l'organe de détente D2 est en mode « fermé » ; la vanne linéaire VL1 est partiellement ouverte.
Ainsi, en mode de déshumidification lors du fonctionnement en mode de climatisation, une première partie du fluide réfrigérant 7 sortant du compresseur 2 passe dans l'échangeur thermique extérieur 3 en traversant la vanne V3, et une deuxième et dernière partie du fluide passe par la vanne linéaire VL1 qui est partiellement ouverte. La première partie du fluide sortant de l'échangeur thermique extérieur 3 passe par le clapet antiretour CV2 pour rejoindre la deuxième partie du fluide, puis l'ensemble des deux parties du fluide passe dans le deuxième échangeur thermique intérieur 5. Le fluide sortant du deuxième échangeur thermique intérieur 5 passe sur le côté haute pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant 6, l'organe de détente Dl, le premier échangeur thermique intérieur 4, puis la vanne à deux voies V2 avant d'arriver à l'accumulateur 8. Le fluide sortant de l'accumulateur 8 passe sur le côté basse pression de l'échangeur thermique réfrigérantréfrigérant 6 avant d'arriver au point d'aspiration du compresseur 2.
En mode de déshumidification lors du fonctionnement en mode de climatisation, la boucle 1 est configurée pour fonctionner de telle manière que le fluide 7 refoulé par le compresseur 2 est partiellement refroidi par l'échangeur thermique extérieur 3 en gardant une partie de la chaleur pour réchauffer l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé qui est refroidi par le premier échangeur thermique intérieur 4 afin de déshumidifier l'air. De ce fait, la boucle 1 est configurée pour fonctionner de telle manière que l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé traverse successivement au moins, le premier échangeur thermique intérieur 4 et le deuxième échangeur thermique intérieur 5.
La figure 5 illustre un mode de fonctionnement de récupération de chaleur de la boucle de la figure 1.
Dans ce mode de fonctionnement, les vannes VI et V3 sont fermées et la vanne V2 est ouverte ; l'organe de détente DI est en mode « contrôlé » et l'organe de détente D2 est en mode « fermé » ; et la vanne linéaire VL1 est complètement ouverte.
Ainsi, en mode de récupération de chaleur, le fluide réfrigérant 7 sortant du compresseur 2 passe dans le deuxième échangeur thermique intérieur 5 en traversant la vanne linéaire VL1. Le fluide sortant du deuxième échangeur thermique intérieur 5 passe sur le côté haute pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant 6, traverse l'organe de détente Dl, le premier échangeur thermique intérieur 4, puis la vanne à deux voies V2 avant d'arriver à l'accumulateur 8. Le fluide sortant de l'accumulateur 8 passe sur le côté basse pression de l'échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant 6 avant d'arriver au point d'aspiration du compresseur 2.
En mode de récupération de chaleur, la boucle 1 est configurée pour fonctionner de telle manière que l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé traverse successivement au moins, le premier échangeur thermique intérieur 4 et le deuxième échangeur thermique intérieur 5. Dans ce mode de fonctionnement, l'air de l'habitacle recyclé traverse le premier échangeur thermique intérieur 4 afin d'être déshumidifié, puis le deuxième échangeur thermique intérieur 5 pour être chauffé.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Boucle (1) de circulation d'un fluide réfrigérant (7) pour le conditionnement d'air d'habitacle d'un véhicule, ladite boucle étant apte à assurer au moins un des modes de fonctionnement de climatisation, de chauffage, de déshumidification et de récupération de chaleur, ladite boucle comprenant au moins les éléments suivants reliés entre eux par des conduites ( 11, 12, 13, ... , 118) :- un compresseur (2) qui est apte à compresser et à refouler le fluide réfrigérant (7) afin de le mettre en circulation dans la boucle (1) ;- un échangeur thermique extérieur (3) qui est apte à échanger de la chaleur entre le fluide réfrigérant (7) et l'air extérieur au véhicule ;- au moins deux échangeurs thermiques intérieurs, dont un premier échangeur thermique intérieur (4) qui est apte à échanger de la chaleur entre, d'une part, le fluide réfrigérant (7) et, d'autre part, de l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou de l'air de l'habitacle recyclé ;- des actionneurs (VI, V2, V3, VL1, CV1, CV2, Dl, D2) qui sont aptes à contrôler le débit du fluide et/ou le sens de circulation du fluide (7) dans la boucle (1) ;caractérisée en ce que ladite boucle (1) est configurée pour fonctionner de telle manière que, en mode de climatisation, le fluide refoulé par le compresseur (2) est d'abord refroidi dans l'échangeur thermique extérieur (3) puis, dans au moins un deuxième échangeur thermique intérieur (5) par échange thermique avec au moins une source froide.
- 2. Boucle (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite boucle (1) comprend un échangeur thermique réfrigérant-réfrigérant (6) qui est apte à échanger de la chaleur avec le fluide circulant dans deux conduites avec respectivement deux enthalpies différentes (H1,H2).
- 3. Boucle (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite boucle (1) est configurée pour que, en mode de climatisation, ladite au moins une source froide est choisie parmi de l'air sortant de l'habitacle, de l'air de l'habitacle recyclé, un mélange d'air sortant de l'habitacle et d'air de l'habitacle recyclé et une batterie.
- 4. Boucle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite boucle (1) est configurée pour que, en mode de climatisation, ladite au moins une source froide est un mélange d'air extérieur au véhicule et d'air sortant de l'habitacle.
- 5. Boucle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite boucle (1) est configurée pour que, en mode de chauffage, ou en mode de déshumidification lors du mode de climatisation, ou en mode de déshumidification lors du mode de chauffage, l'air neuf à souffler dans l'habitacle et/ou l'air de l'habitacle recyclé traverse successivement au moins, le premier échangeur thermique intérieur (4) et le deuxième échangeur thermique intérieur (5).
- 6. Boucle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les actionneurs comprennent au moins certains des organes suivants : des vannes à deux voies (VI, V2, V3), des vannes linéaires à deux voies (VL1), des organes de détente (Dl, D2), des clapets anti-retour (CV1, CV2).
- 7. Boucle (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits actionneurs dans la boucle comprennent trois vannes à deux voies (VI, V2, V3), et une vanne linéaire à deux voies (VL1).
- 8. Boucle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite boucle (1) comprend un accumulateur (8) en amont du point d'aspiration du compresseur (2) dans le sens de circulation du fluide (7).
- 9. Véhicule électrique ou hybride, caractérisé en ce qu'il comprend une boucle (1) de circulation d'un fluide réfrigérant (7) pour le conditionnement d'air d'habitacle selon l'une des revendications précédentes.1/3103
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