FR3074265A1 - Systeme de conditionnement d'air a moyens de modulation du debit d'alimentation d'un echangeur de chaleur - Google Patents

Systeme de conditionnement d'air a moyens de modulation du debit d'alimentation d'un echangeur de chaleur Download PDF

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Moussa Nacer-Bey
Roland Akiki
Regine Haller
Stefan Karl
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Abstract

La présente invention concerne un système de conditionnement d'air pour véhicule automobile, ledit système comprenant au moins un échangeur de chaleur (200, 17, 90) et un circuit (201) de circulation d'un fluide caloporteur comprenant une conduite d'alimentation (202, 135, 131) dudit échangeur de chaleur (200, 17, 90) en fluide et une conduite d'extraction (203, 134, 132) dudit fluide depuis ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90). Selon l'invention, un tel système comprend des moyens de modulation (205, 206, 80, 133, 210, 140) du débit de fluide circulant à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90), lesdits moyens de modulation pouvant prendre au moins : - un état d'ouverture dans lequel le fluide circulant dans ledit circuit (201) passe seulement à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90) ; - un état de fermeture dans lequel ledit fluide est amené à circuler depuis ladite conduite d'alimentation (202, 135, 131) vers ladite conduite d'extraction (203, 134, 132) sans passer à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90) ; - un état de mixage dans lequel une partie dudit fluide circulant dans ledit circuit passe à travers ledit échangeur de chaleur, l'autre partie étant amenée à circuler depuis ladite conduite d'alimentation (202, 135, 131) vers ladite conduite d'extraction (203, 134, 132) sans passer à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90).

Description

1. Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui des systèmes et procédés de conditionnement d'air pouvant notamment être mis en œuvre afin d'assurer le conditionnement de l'air à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile, par exemple la ventilation, le chauffage et/ou la climatisation de celui-ci.
2. Art antérieur
Des systèmes de ventilation, chauffage et/ou climatisation sont couramment mis en œuvre au sein de véhicules automobiles afin de conditionner l'air se trouvant dans leurs habitacles. De tels systèmes sont généralement dénommés systèmes HVAC.
Ainsi que cela est représenté à la figure 1, un tel système comprend classiquement un compartiment 10 présentant une entrée d'air 11 et une ou plusieurs sorties d'air 12, 13 vers l'habitacle munies de volets d'obturation 14.
Le compartiment 10 loge un évaporateur 15. Celui-ci est monté en série, le long d'un circuit de circulation 21 d'un réfrigérant, avec un compresseur 16, un échangeur de chaleur 17, une première vanne 18, un évapo-condenseur 19, une deuxième vanne 20. Le circuit de circulation 21 comprend une conduite d'alimentation 21i de l'évaporateur 15 en réfrigérant et une conduite d'extraction 212 du réfrigérant provenant de l'évaporateur 15.
Une conduite 22, portant une troisième vanne 23, relie les conduites d'alimentation 21} et d'extraction 212 en amont de l'évaporateur.
Le compartiment 10 loge encore un échangeur de chaleur 24 situé en aval de l'évaporateur 15, connecté à un circuit de circulation de fluide caloporteur 27 passant par l'échangeur de chaleur 17 à l'intérieur duquel le fluide caloporteur peut échanger des calories avec le réfrigérant.
Le compartiment 10 loge enfin un ventilateur 25 pour générer la circulation d'un flux d'air à l'intérieur de celui-ci, et un volet 26 permettant de shunter l'échangeur de chaleur 24.
Un tel système de conditionnement d'air peut fonctionner selon trois modes, à savoir :
un mode refroidissement dans lequel le réfrigérant est vaporisé à l'intérieur de l'évaporateur 15 pour refroidir l'air circulant dans le compartiment 10 avant d'être comprimé par le compresseur 16 puis refroidi par l'air ambiant à l'intérieur de l'évapo-condenseur 19 dans lequel il se condense avant d'être détendu par la vanne 20 puis réintroduit dans l'évaporateur 15 pour un nouveau cycle. Dans ce mode, la vanne 22 est fermée, la vanne 18 est ouverte, la vanne 20 est partiellement ouverte pour assurer la fonction d'un détendeur et l'échangeur de chaleur 17 est inexploité.
un mode chauffage dans lequel le réfrigérant est réchauffé par l'air ambiant à l'intérieur de l'évapo-condenseur 19 dans lequel il se vaporise avant d'être comprimé dans le compresseur 16 puis condensé dans l'échangeur de chaleur 17 en réchauffant le fluide caloporteur du circuit 27 avant d'être détendu par la vanne 18 puis de nouveau introduit dans l'évapo-condenseur 19 pour un nouveau cycle. Dans ce mode, la vanne 20 est fermée, la vanne 23 est ouverte, la vanne 18 est partiellement ouverte pour assurer la fonction d'un détendeur et le fluide caloporteur chaud circulant dans l'échangeur 24 permet de réchauffer l'air circulant dans le compartiment 10.
un mode déshumidification dans lequel la vanne 18, la vanne 20, la vitesse de rotation du compresseur 16 et le volet 26 sont régulés afin d'obtenir :
en premier lieu un refroidissement de l'air suffisant au niveau de l'évaporateur 15 pour condenser en partie l'eau qu'il contient pour la déshumidifier, et en second lieu une température désirée en sortie du compartiment 10 grâce notamment au fluide caloporteur chaud au niveau de l'échangeur 24.
Dans ce cas, une des vannes 18 ou 20 peut être ouverte tandis que l'autre est partiellement fermée. Alternativement, les vannes 18 et 20 sont toutes les deux partiellement fermées.
Un tel système permet d'assurer de manière assez efficace les fonctions de climatisation, chauffage et déshumidification de l'air d'un habitable de véhicule automobile.
Toutefois, au cours de périodes froides, lorsque la température ambiante devient par exemple inférieure à 5 à 7 °C, il existe un risque qu'en mode déshumidification, l'évaporateur 15 givre, ce qui n'est bien entendu pas souhaitable.
En outre, un tel système met en œuvre un nombre important de vannes ce qui en complexifie la structure et les moyens mis en œuvre pour assurer leur contrôle.
3. Objectifs de l'invention
L'invention a notamment pour objectif d'apporter une solution efficace à au moins certains de ces différents problèmes.
En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l'invention est de fournir une technique de conditionnement d'air qui permet d'assurer une déshumidification de l'air en périodes fraîches sans risque de givrage de l'évaporateur.
Notamment, l'invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui permet d'assurer un meilleur contrôle de la fonction chauffage en mode déshumidification.
Un autre objectif de l'invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui soit simple de conception et/ou économique tout en étant efficace et/ou fiable et/ou robuste.
4. Présentation de l'invention
Pour cela, l'invention concerne un système de conditionnement d'air pour véhicule automobile, ledit système comprenant au moins un échangeur de chaleur et un circuit de circulation d'un réfrigérant comprenant une conduite d'alimentation dudit échangeur de chaleur en réfrigérant et une conduite d'extraction dudit réfrigérant depuis ledit échangeur de chaleur.
Selon l'invention, ledit système comprend des moyens de modulation du débit de réfrigérant circulant à travers ledit échangeur de chaleur, lesdits moyens de modulation pouvant prendre au moins :
un état d'ouverture dans lequel le réfrigérant circulant dans ledit circuit passe seulement à travers ledit échangeur de chaleur ;
un état de fermeture dans lequel ledit réfrigérant est amené à circuler depuis ladite conduite d'alimentation vers ladite conduite d'extraction sans passer à travers ledit échangeur de chaleur ;
un état de mixage dans lequel une partie dudit réfrigérant circulant dans ledit circuit passe à travers ledit échangeur de chaleur, l'autre partie étant amenée à circuler depuis ladite conduite d'alimentation vers ladite conduite d'extraction sans passer à travers ledit échangeur de chaleur.
Ainsi, l'invention repose sur une approche originale selon laquelle il est possible de contrôler l'alimentation d'un échangeur en réfrigérant afin de l'alimentation totalement, partiellement ou aucunement en fonction des besoins.
Selon une caractéristique possible, lesdits moyens de modulation sont placés en amont ou en aval dudit échangeur de chaleur.
Selon une caractéristique possible, dans ledit état d'ouverture, le degré d'ouverture desdits moyens de modulation en direction ou en provenance dudit échangeur de chaleur est partiel ou total.
Selon une caractéristique possible, dans ledit état de fermeture, le degré d'ouverture desdits moyens de modulation depuis ladite conduite d'alimentation vers ladite conduite d'extraction est total.
Selon une caractéristique possible, dans ledit état de mixage :
le degré d'ouverture desdits moyens de modulation en direction ou en provenance dudit échangeur de chaleur est total ou partiel, et le degré d'ouverture desdits moyens de modulation depuis ladite conduite d'alimentation vers ladite conduite d'extraction est total ou partiel.
Selon une caractéristique possible, lesdits moyens de modulation sont configurés pour passer, lorsqu'ils se trouvent dans leur état de mixage, alternativement dudit état d'ouverture audit état de fermeture.
Selon une caractéristique possible, un système de conditionnement d'air selon l'invention comprend une boucle de refroidissement de l'air circulant à l'intérieur dudit compartiment, ladite boucle de refroidissement comprenant un évaporateur logé dans ledit compartiment monté en série le long dudit circuit de circulation de réfrigérant avec au moins un compresseur, un condenseur situé à l'extérieur dudit compartiment et un détendeur.
Selon une caractéristique possible, un système de conditionnement d'air selon l'invention comprend une boucle de réchauffage de l'air circulant à l'intérieur dudit compartiment, ladite boucle de réchauffage comprenant un échangeur de chaleur à transférer des calories à l'air circulant dans ledit compartiment, cet échangeur de chaleur étant monté en série le long dudit circuit de circulation de réfrigérant avec au moins un détendeur, un évaporateur situé à l'extérieur dudit compartiment et un compresseur.
Selon une caractéristique possible, lesdites boucles de refroidissement et de réchauffage partageant ledit compresseur et lesdits évaporateur et condenseur situés en dehors dudit compartiment qui constituent un unique échangeur de chaleur assurant tantôt la fonction d'évaporateur tantôt celle de condenseur.
Selon une caractéristique possible, lesdits moyens de modulation comprennent des moyens de modulation de débit, dits côté évaporateur, situés en aval dudit condenseur et en amont dudit évaporateur, et/ou des moyens de modulation de débit, dits côté échangeur, situés en aval dudit compresseur et en aval dudit échangeur de chaleur apte à transférer des calories à l'air circulant dans ledit compartiment, lesdits moyens de modulation de débit, dits côté évaporateur, se trouvant dans leur état d'ouverture à degré d'ouverture partiel en direction dudit évaporateur pour assurer la fonction d'un détendeur lorsque ledit système fonctionne dans un mode refroidissement pour refroidir l'air circulant dans ledit compartiment ;
lesdits moyens de modulation de débit dits côté évaporateur se trouvent dans leur état d'ouverture à degré d'ouverture partiel ou total, une vanne étant placée en amont dudit échangeur situé à l'extérieur dudit compartiment et se trouvant partiellement ouverte lorsque lesdits moyens de modulation se trouvent partiellement ou totalement ouverts, ou totalement ouverte lorsque lesdits moyens de modulation se trouvent partiellement ouverts, lorsque ledit système fonctionne dans un premier mode déshumidification pour refroidir au moyen de l'évaporateur et réchauffer au moyen de l'échangeur de chaleur apte à transférer des calories l'air circulant dans ledit compartiment ;
lesdits moyens de modulation de débit, dits côté évaporateur, se trouvent dans leur état de mixage, un détendeur étant placé en amont dudit échangeur situé à l'extérieur dudit compartiment, lorsque ledit système fonctionne dans un deuxième mode déshumidification pour refroidir au moyen de l'évaporateur et réchauffer au moyen de l'échangeur de chaleur apte à transférer des calories l'air circulant dans ledit compartiment ;
lesdits moyens de modulation de débit, dits côté évaporateur, se trouvent dans leur état de fermeture, un détendeur étant placé en amont dudit échangeur situé à l'extérieur dudit compartiment, lorsque ledit système fonctionne dans un mode chauffage pour réchauffer l'air circulant dans ledit compartiment. Selon une caractéristique possible :
lesdits moyens de modulation de débit, dits côté échangeur apte à transférer des calories l'air circulant dans ledit compartiment, se trouvent dans leur état d'ouverture à degré d'ouverture partiel en sortie dudit échangeur apte à transférer des calories à l'air circulant dans le compartiment pour assurer la fonction d'un détendeur lorsque ledit système fonctionne dans un mode réchauffage pour réchauffer l'air circulant dans ledit compartiment ;
lesdits moyens de modulation de débit, dits côté échangeur apte à transférer des calories l'air circulant dans ledit compartiment, se trouvent dans leur état de mixage lorsque ledit système fonctionne dans un mode déshumidification pour refroidir au moyen de l'échangeur situé dans le compartiment et réchauffer au moyen de l'échangeur de chaleur apte à transférer des calories l'air circulant dans ledit compartiment ;
lesdits moyens de modulation de débit, dits côté échangeur apte à transférer des calories l'air circulant dans ledit compartiment, se trouvent dans leur état de fermeture, un détendeur étant placé en amont dudit évaporateur situé dans le compartiment, lorsque ledit système fonctionne dans un mode refroidissement pour refroidir l'air circulant dans ledit compartiment.
Selon une caractéristique possible, lesdits moyens de modulation de débit comprennent au moins une vanne trois voies, ladite vanne étant configurée pour permettre une circulation de réfrigérant alternativement entre une première et une deuxième voies, entre une première et une troisième voie ou entre trois voies.
Selon une caractéristique possible, lesdits moyens de modulation comprennent une vanne quatre voies configurée pour permettre une circulation de réfrigérant alternativement entre une première et une quatrième voies et/ou une première et une deuxième voies d'une part et entre une troisième et une quatrième voies d'autre part.
Selon une caractéristique possible, un système de conditionnement d'air selon l'invention est destiné à conditionner l'air d'un habitacle de véhicule automobile, notamment particulier ou utilitaire (camion, tracteur agricole ou de semi-remorque...). Au sens de l'invention, un habitacle peut être l'habitacle d'un véhicule particulier ou la cabine d'un véhicule utilitaire.
L'invention concerne également un procédé de conditionnement d'air dans un véhicule automobile au moyen d'un système de conditionnement comprenant au moins un échangeur de chaleur et un circuit de circulation d'un fluide caloporteur comprenant une conduite d'alimentation dudit échangeur de chaleur en fluide et une conduite d'extraction dudit fluide depuis ledit échangeur de chaleur, ledit procédé comprenant une étape de mise en circulation dudit fluide dans ledit circuit.
Selon l'invention, un tel procédé comprend en outre une étape de modulation du débit de fluide circulant à travers ledit échangeur de chaleur, ladite étape de modulation permettant de passer d'un état à un autre parmi :
un état d'ouverture dans lequel le fluide circulant dans ledit circuit passe seulement à travers ledit échangeur de chaleur ;
un état de fermeture dans lequel ledit fluide est amené à circuler depuis ladite conduite d'alimentation vers ladite conduite d'extraction sans passer à travers ledit échangeur de chaleur ;
un état de mixage dans lequel une partie dudit fluide circulant dans ledit circuit passe à travers ledit échangeur de chaleur, l'autre partie étant amenée à circuler depuis ladite conduite d'alimentation vers ladite conduite d'extraction sans passer à travers ledit échangeur de chaleur.
5. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnée à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
la figure 1 illustre un système de conditionnement de l'air d'un compartiment selon l'art antérieur ;
les figures 2 à 5 illustrent le principe général de l'invention ;
la figure 6 illustre un premier mode de réalisation d'un système selon l'invention ; les figures 7 à 10a, 10b et 10c illustrent un deuxième mode de réalisation d'un système selon l'invention ;
la figure lia illustre un troisième mode de réalisation d'un système selon l'invention, la figure 11b illustre un exemple de vanne quatre voies telle que celle mise en œuvre dans le mode de réalisation de la figure lia, et les figures 11c, lld, lie et llf illustrent la vanne de la figure 11b dans différentes positions ;
la figure 12 illustre un quatrième mode de réalisation d'un système selon l'invention ;
les figures 13a, 13b et 14 illustrent un cinquième mode de réalisation d'un système selon l'invention ;
les figures 15a et 15b illustrent un sixième mode de réalisation d'un système selon l'invention ;
la figure 16 illustre un mode de réalisation d'un procédé selon l'invention.
6. Description de modes de réalisation particuliers
6.1. Principe général
On présente, en relation avec la figure 2, le principe général sur lequel repose l'invention.
La figure 2 illustre un système comprenant un échangeur de chaleur 200 et un circuit de circulation d'un réfrigérant 201, représenté seulement en partie. Ce circuit 201 comprend une conduite d'alimentation 202 de l'échangeur de chaleur 200 en réfrigérant et une conduite d'extraction 203 du réfrigérant sortant de l'échangeur de chaleur 200. Le circuit comprend également une conduite de contournement ou dérivation 204 mettant en communication fluidique les conduites 202, 203 en amont de l'échangeur 200. Le circuit comprend encore une conduite 208 reliée à l'entrée des conduites 204 et 202, et une conduite 209 reliée à la sortie des conduites 202 et 204.
La conduite 202 comporte une vanne deux voies 205 et la conduite 204 comporte une vanne deux voies 206.
Le système comprend des moyens de modulation du débit de réfrigérant circulant à travers l'échangeur de chaleur 200. Ces moyens de modulation comprennent ici les vannes 205, 206, la conduite de contournement 204 ainsi que des moyens de commande 207 permettant de piloter ouverture/fermeture des vannes. De tels moyens de pilotage sont connus en soi et ne sont pas décrits plus en détail ici.
Selon l'invention, les moyens de modulation peuvent prendre au moins :
un état d'ouverture dans lequel le réfrigérant circulant dans le circuit 201 passe seulement à travers l'échangeur de chaleur 200-: pour cela, la vanne 205 est ouverte et la vanne 206 est fermée ;
un état de fermeture dans lequel le réfrigérant est amené à circuler depuis la conduite d'alimentation 202 vers la conduite d'extraction 203 sans passer à travers l'échangeur de chaleur 200 : pour cela la vanne 205 est fermée et la vanne 206 est ouverte si bien que le réfrigérant n'alimente plus l'échangeur, mais le shunte en passant par la conduite de contournement 204 ;
un état de mixage dans lequel une partie du réfrigérant circulant dans le circuit passe à travers l'échangeur de chaleur 200, l'autre partie étant amenée à circuler depuis la conduite d'alimentation 202 vers la conduite d'extraction 203 sans passer à travers l'échangeur de chaleur 200 : pour cela, les vannes 205 et 206 sont ouvertes de sorte qu'une partie du réfrigérant passe par l'échangeur de chaleur 200 alors que l'autre partie du réfrigérant le shunte en passant par la conduite de contournement 204.
Les moyens de pilotage 207 sont programmés pour actionner les vannes dans ce but.
Le degré d'ouverture des vannes 205, 206 pourra, dans chacun des trois états, être ajusté en fonction des besoins.
La figure 3 illustre une variante selon laquelle la vanne 205 n'est plus placée sur la conduite d'alimentation 202 de l'échangeur 17, 90 mais est placée sur la conduite d'extraction 203.
Dans l'une ou l'autre de ces variantes, les vannes 205, 206 à deux voies pourront être remplacées par une unique vanne à trois voies 210 placée à l'interconnexion entre les conduites 202, 204 et la conduite 208 du circuit 201 débouchant dans celles-ci (cf. figure 4), ou placée à l'interconnexion entre les conduites 204, 203 et la conduite 209 du circuit 201 dans laquelle elles débouchent (cf. figure 5).
Les moyens de modulation pourront être configurés pour passer, lorsqu'ils se trouvent dans leur état de mixage, alternativement de l'état d'ouverture à l'état de fermeture. Par exemple, si dans des conditions données, X% du débit de réfrigérant doit shunter l'échangeur de chaleur, la ou les vannes pourront être pilotées de sorte que :
(100 - X)% du débit de réfrigérant passe par l'échangeur de chaleur et X% du débit de réfrigérant le shunte, ceci de manière permanente (mode de mixage permanent), ou alterner des phases où le shuntage de l'échangeur est nul une partie du temps puis où le shuntage de l'échangeur est de Y % le reste du temps, X% du débit de réfrigérant ne passant pas en moyenne sur la période de temps considérée par l'échangeur (mode de mixage discret).
Le principe général sur lequel repose l'invention étant posé, des exemples d'intégration de ce principe au sein de différents modes de réalisation de système de conditionnement d'air d'un compartiment vont à présent être décrits.
6.2. Premier mode de réalisation
Le principe selon l'invention peut par exemple être mis en œuvre au sein d'un système de conditionnement d'air d'un compartiment, classiquement dénommé système HVAC dans le milieu de l'automobile, tel que celui illustré à la figure 6. Cette application est un exemple, un système tel que décrit précédemment pouvant être mis en œuvre dans le cadre d'autres applications.
Ainsi que cela est représenté à la figure 6, un tel système comprend classiquement un compartiment 10 présentant une entrée d'air 11 et une ou plusieurs sorties d'air 12, 13 vers l'habitacle munies de volets d'obturation 14.
Le compartiment 10 loge un évaporateur 200. Celui-ci est monté en série, le long d'un circuit de circulation 201 d'un réfrigérant, avec un compresseur 16, un échangeur de chaleur 17, une première vanne 18, un évapo-condenseur 19, par exemple placé au niveau de la face avant d'un véhicule, une deuxième vanne 205. Le circuit de circulation 201 comprend une conduite d'alimentation 202 de l'évaporateur 200 en réfrigérant et une conduite d'extraction 203 du réfrigérant provenant de l'évaporateur 200.
Une conduite de dérivation 204, portant une troisième vanne 206, relie les conduites d'alimentation 202 et d'extraction 203 en amont de l'évaporateur 200.
Le circuit comprend encore une conduite 208 en provenance de l'évapocondenseur 19 et reliée à l'entrée des conduites 204 et 202. Il comprend une conduite
209 en direction du compresseur 16 et reliée à la sortie des conduites 203 et 204.
Un accumulateur 29, assurant la fonction d'un séparateur de phases liquide et gazeuse, peut optionnellement être placé en amont du compresseur 16.
Le compartiment 10 loge encore un échangeur de chaleur 24 situé en aval de l'évaporateur 200 suivant le sens de circulation de l'air dans le compartiment 10 (cf. flèche), connecté à un circuit de circulation de fluide caloporteur 27, comprenant une pompe 28, et passant par l'échangeur de chaleur 17 à l'intérieur duquel le fluide caloporteur peut échanger des calories avec le réfrigérant.
Le compartiment 10 loge enfin un ventilateur 25 pour générer la circulation d'un flux d'air à l'intérieur de celui-ci, et un volet 26 permettant de shunter l'échangeur de chaleur 24.
Un tel système comprend également des moyens de modulation tels que ceux décrits au paragraphe précédent, comprenant ici les vannes 205 et 206, la conduite 204 et les moyens de contrôle 207, qui peuvent le cas échéant également contrôler la vitesse du compresseur, le niveau d'ouverture des volets la vanne 18 et la pompe 28, plus généralement l'ensemble des composants nécessaire à la régulation des différents modes de fonctionnement.
Un tel système de conditionnement d'air peut fonctionner selon au moins quatre modes, à savoir :
un mode refroidissement dans lequel le réfrigérant circulant dans le circuit 201 est vaporisé à l'intérieur de l'évaporateur 200 pour refroidir l'air circulant dans le compartiment 10 avant d'être comprimé par le compresseur 16 puis refroidi par l'air ambiant à l'intérieur de l'évapo-condenseur 19 dans lequel il se condense avant d'être détendu par la vanne 205 puis réintroduit dans l'évaporateur 200 pour un nouveau cycle. Dans ce mode, la vanne 206 est fermée, la vanne 205 est partiellement ouverte pour assurer la fonction d'un détendeur, la vanne 18 est ouverte et l'échangeur de chaleur 17 est inexploité. Le circuit emprunté par le réfrigérant en mode air conditionné forme une boucle de refroidissement de l'air. Les moyens de modulation se trouvent dans leur état d'ouverture. En mode refroidissement, le refroidissement de l'air circulant dans le compartiment peut permettre d'en abaisser le degré d'humidité.
Un mode chauffage dans lequel le réfrigérant circulant dans le circuit 201 est réchauffé par l'air ambiant à l'intérieur de l'évapo-condenseur 19 dans lequel il se vaporise avant d'être comprimé dans le compresseur 16 puis condensé dans l'échangeur de chaleur 17 en réchauffant le fluide caloporteur du circuit Tl avant d'être détendu par la vanne 18 puis de nouveau introduit dans l'évapo-condenseur 19 pour un nouveau cycle. Dans ce mode, la vanne 205 est fermée, la vanne 206 est ouverte, la vanne 18 est partiellement ouverte pour assurer la fonction de détendeur, l'évaporateur 200 est inexploité et le fluide caloporteur chaud amené à circuler dans l'échangeur 24 par la mise en œuvre de la pompe 28 permet de réchauffer l'air circulant dans le compartiment 10. Le circuit emprunté par le réfrigérant en mode chauffage forme une boucle de réchauffage de l'air. Les moyens de modulation se trouvent dans leur état de fermeture.
Un mode déshumidification à température normale (température ambiante n'induisant pas de risque de givrage de l'évaporateur 200, par exemple supérieure à 5 à 7 °C) dans lequel la vanne 18, la vanne 205, la vitesse de rotation du compresseur 16 et le volet 26 sont régulés afin d'obtenir :
en premier lieu un refroidissement de l'air suffisant au niveau de l'évaporateur 200 pour condenser en partie l'eau qu'il contient pour la déshumidifier, et en second lieu une température désirée en sortie du compartiment 10 grâce notamment au fluide caloporteur chaud au niveau de l'échangeur 24.
Dans ce cas, une des vannes 18 ou 205 peut être ouverte tandis que l'autre est partiellement fermée. Alternativement, les vannes 18 et 20 sont toutes les deux partiellement fermées.
Un mode déshumidification à basse température (température ambiante induisant un risque de givrage de l'évaporateur 200, par exemple inférieure à 5 à 7 °C) dans lequel la vanne 18 assure la fonction d'un détendeur, l'évapo-condenseur 19 celle d'un évaporateur, et la vanne 205 est ouverte de sorte à permettre d'abaisser de manière importante la température de l'air circulant dans le compartiment 11 via l'évaporateur 200 afin de condenser en partie l'eau qu'elle contient pour la déshumidifier, l'échangeur 17 permettant de réchauffer le fluide caloporteur circulant dans l'échangeur 24 afin de réchauffer l'air circulant dans le compartiment 11. Le degré d'ouverture de la vanne 206 est régulé pour contrôler la quantité de réfrigérant circulant à travers l'évaporateur 200 ou bien shuntant celui-ci de sorte à réduire la capacité de refroidissement de l'évaporateur 200 pour éviter qu'il ne givre. Plus précisément, la vanne 206 permet :
d'augmenter le débit du réfrigérant en augmentant sa section globale de passage qui est égale à la somme des sections de passage des vannes 205 et 206 ;
d'ouvrir et fermer (ou réduire) le passage de réfrigérant dans l'évaporateur 200 de façon intermittente afin d'éviter le givrage de celui-ci, tout en augmentant en même temps le débit global de réfrigérant ce qui augmente la puissance de chauffage. Pour cela, des phases seront alternées au cours desquelles la vanne 206 sera fermée pendant un certain temps jusqu'à ce que la température du réfrigérant dans l'évaporateur devienne par exemple égale à -1°C (plus généralement approximativement la température de givrage), et la vanne 206 sera ouverte (les moyens de modulation se trouvent dans leur état de mixage) pendant un certain temps jusqu'à ce que la température du réfrigérant dans l'évaporateur 200 soit égale à 3°C (plus généralement température approximativement supérieure à la température de givrage). Ainsi la fonction de déshumidification est assurée à une température inférieure ou égale 3°C par exemple tout en augmentant la puissance de chauffage.
Le degré d'ouverture des vannes 18, 205, 206 pourra, dans chacun des états, être ajusté en fonction des besoins (refroidissement, chauffage, déshumidification sans givrage de l'évaporateur 200).
6.3. Deuxième mode de réalisation
On présente un référence à la figure 7 une variante du mode de réalisation précédent. Seules les principales différences entre ces deux modes de réalisation seront décrites ci-après.
Ainsi que cela est représenté sur la figure 7, le système selon cette variante ne comprend plus les vannes 205, 206 qui sont remplacées par une vanne trois voies 210.
Cette vanne trois voies 210 est placée à l'interconnexion entre les conduites 202, 204 et la conduite 208 du circuit 201 amenant le réfrigérant vers celles-ci.
Un exemple de vanne trois voies 210, représentée à la figure 8, comprend un tube cylindrique central 2091 dans lequel débouche deux tubes cylindriques latéraux 2092 et
2093 comprenant respectivement un passage B et C. Le tube central 2091 loge un tiroir
2094 qui y est monté mobile en rotation. Ce tiroir est traversé par un orifice central 2095 comprenant un passage A qui débouche d'un côté à l'extérieur du tube central 2091 et en périphérie dans deux canaux 2096, 2097 susceptibles de déboucher dans les tubes latéraux 2092, 2093 selon la position angulaire du tiroir dans le tube central. La section des canaux 2096, 2097 est variable et non constante.
Dans ce mode de réalisation, le tube 2093 constitue une sortie reliée à la conduite 204, le tube 2092 constitue une sortie reliée à la conduite 202 et l'orifice 2095 constitue une entrée reliée à la conduite 208. Le réfrigérant peut ainsi circuler dans la vanne depuis l'orifice 2095 vers le tube 2092 et/ou le tube 2093 via les canaux 2096, 2097.
La figure 9 illustre la variation de la section interne de passage Si entre les passages A et B et entre les passages A et C selon le degré ou angle de rotation Θ du tiroir 2094 dans le tube central 2091, ainsi que la position de celui-ci selon les différents modes de fonctionnement. La zone n°l correspond à un degré de rotation correspondant à une ouverture du passage entre A et B permettant d'assurer une fonction de détente, la zone n°2 est une zone de transition entre un degré de rotation correspondant à une ouverture partielle du passage entre A et B (fin de la zone n°l) et un degré de rotation correspondant à une ouverture totale du passage entre A et B, la zone n°3 correspond à un degré de rotation pour une ouverture totale du passage entre A et B.
Les figures 8, 10a, 10b et 10c illustrent les différents états de la vanne 210 et représentent les positions du tiroir 2094 dans le tube central 2091 selon les modes de fonctionnement.
En mode refroidissement (cf. AC figure 9 et figure 10a), le passage de A vers B est partiellement ouvert pour assurer la fonction de détendeur alors que le passage de A vers C est complètement fermé pour forcer le fluide à passer exclusivement à travers l'évaporateur 200. La vanne 18 est alors complètement ouverte. Les moyens de modulation se trouvent dans leur état d'ouverture.
En mode chauffage (cf. HP figure 9 et figure 8), le passage de A vers C est complètement ouvert alors que le passage de A vers B est complètement fermé. La vanne 18 est alors partiellement ouverte pour assurer la fonction d'un détendeur. Les moyens de modulation se trouvent dans leur état de fermeture.
En mode déshumidification à température normale, le passage de A vers C est complètement fermé (les moyens de modulation se trouvent dans leur état de fermeture) alors que le passage de A vers B est :
partiellement ouvert pour assurer la fonction d'un détenteur (cf. deshul figure 9 et figure 10a), la vanne 18 étant alors ouverte, ou ouvert (cf. deshu2 figure 9 et figure 10b), la vanne 18 étant partiellement fermée pour assurer la fonction d'un détendeur, ou partiellement ouvert (cf. deshul figure 9 et figure 10a), la vanne 18 étant également partiellement ouverte.
En mode déshumidification à température basse (cf. deshu3 figure 9 et figure 10c), le passage de A vers B est complètement ouvert alors que celui de A vers C varie entre complètement fermé et complètement ouvert (les moyens de modulation pouvant se trouver dans leur état de mixage).
6.4. Troisième mode de réalisation
La figure lia illustre une vue partielle d'une variante de l'un ou l'autre des premier et deuxième modes de réalisation dans laquelle les vannes 205, 206, la vanne trois voies 210 et la conduite de contournement 204 sont supprimées et remplacées par une vanne quatre voies 80.
Cette vanne 80 comprend une entrée 801 à laquelle est reliée la conduite 208 provenant de la sortie de l'évapo-condenseur 19, une sortie 802 débouchant dans la conduite 202 d'alimentation de l'évaporateur 200, une entrée 803 reliée à la conduite 203 d'extraction et une sortie 804 débouchant dans la conduite 209 acheminant le réfrigérant en direction du compresseur 16.
Cette vanne 80 est configurée pour permettre :
une mise en relation de l'entrée 801 avec la sortie 802 et de l'entrée 803 avec la sortie 804 ;
une mise en relation de l'entrée 801 avec la sortie 804 ;
une mise en relation de l'entrée 801 avec la sortie 802, de l'entrée 803 avec la sortie 804 et de l'entrée 801 avec la sortie 804.
Comme dans le cas de la vanne à trois voies, il est possible de faire varier les sections de passages des voies selon les modes en fonction des besoins.
La figure 11b illustre plus en détail la vanne quatre voies 80.
Celle-ci comprend une vanne trois voies, telles que celle décrite en relation avec la figure 8, logée dans un boîtier 800.
L'orifice central 2095 comprenant le passage A est relié à l'entrée 801 à laquelle est connectée la conduite 208.
Le tube 2092 comprenant le passage B est relié à la sortie 802 à laquelle est connectée la conduite 202.
Le tube 2093 comprenant le passage C débouche dans une conduite interne 805 qui est reliée à ses extrémités à l'entrée 803 et à la sortie 804 auxquelles sont respectivement connectées les conduites 203 et 209.
Les figures 11c, lld, lie et llf illustrent des exemples de positionnement du tube central 2091 à l'intérieur du tiroir 2094 selon les différents modes décrits précédemment en relation avec la figure 9.
6.5. Quatrième mode de réalisation
La figure 12 illustre une variante de l'un ou l'autre des trois modes de réalisation précédents selon laquelle l'échangeur de chaleur 17 situé à l'extérieur du compartiment 10 et l'échangeur de chaleur 24 situé à l'intérieur de celui-ci sont remplacés par un unique échangeur de chaleur 90 situé à l'intérieur du compartiment 10 en aval de l'évaporateur 200. L'échangeur de chaleur 90 est en relation directe avec le circuit de réfrigérant 201 via la conduite 135 provenant du compresseur 16 et la conduite 134 en direction de l'évapocondenseur 19 en sorte que le réfrigérant circule dans celui-ci pour réchauffer, de manière directe et non plus de manière indirecte via le circuit 27, l'air circulant dans le compartiment 10.
6.6. Cinquième mode de réalisation
La figure 13a illustre de manière partielle une variante de l'un ou l'autre des trois premiers modes de réalisation.
Selon cette variante, le circuit 201 de circulation de réfrigérant comprend en outre une conduite de contournement 130 qui relie la conduite d'alimentation 131 de l'échangeur 17 à la conduite d'extraction 132 de l'échangeur 17.
Une vanne trois voies 133, identique à la vanne trois voies 210 décrite en relation avec la figure 8, est interposée à la jonction entre la conduite de contournement 130, la conduite d'extraction 132 et la conduite 134 acheminant le réfrigérant vers l'évapocondenseur 19. La conduite 135 en provenance du compresseur 16 est reliée à l'entrée des conduites 130 et 131, et la conduite 134 en direction de l'évapo-condenseur 19 est reliée à la sortie des conduites 130 et 132.
Dans ce mode de réalisation, le tube 2093 constitue une entrée reliée à la conduite de contournement 130, le tube 2092 constitue une entrée reliée à la conduite 132 et l'orifice 2095 constitue une sortie reliée à la conduite 134 acheminant le réfrigérant vers l'évapo-condenseur 19. Celle-ci ne porte pas la vanne 18. Le réfrigérant peut ainsi circuler dans la vanne 133 depuis le tube 2092 et/ou depuis le tube 2093 vers l'orifice 2095 via les canaux 2096, 2097.
La figure 14 illustre la variation de la section interne de passage Si entre les passage A et B et entre les passage A et C selon le degré ou angle de rotation Θ du tiroir 2094 dans le tube central 2091, ainsi que la position de celui-ci selon les différents modes de fonctionnement. La zone n°l correspond à un degré de rotation correspondant à une ouverture du passage entre B et A permettant d'assurer une fonction de détente, la zone n°2 est une zone de transition entre un degré de rotation correspondant à une ouverture partielle du passage entre B et A (fin de la zone n°l) et un degré de rotation correspondant à une ouverture totale du passage entre B et A, la zone n°3 correspond à un degré de rotation pour une ouverture totale du passage entre A et B.
En mode refroidissement (cf. AC figure 14), le passage de C vers A est complètement ouvert alors que le passage de B vers A est fermé pour désactiver l'échangeur de chaleur 17. On évite ainsi les pertes de charge dans l'échangeur ou le bouillonnement du fluide caloporteur dans l'échangeur 17, ce qui concourt à améliorer les performances. Les moyens de modulation se trouvent dans leur état de fermeture.
En mode chauffage (cf. HP figure 14), le passage de B vers A est partiellement ouvert pour assurer la fonction de détendeur et le passage de C vers A est fermé. Les moyens de modulation se trouvent dans leur état d'ouverture.
Dans les modes déshumidification, le passage de C vers A est complètement ouvert alors que le passage de B vers A est fermé -les moyens de modulation se trouvent dans leur état de fermeture (cf. deshul figure 14) ou bien le passage de B vers A est complètement ouvert ou partiellement fermé alors que celui de C vers A varie entre fermé -les moyens de modulation se trouvent dans leur état d'ouverture- et complètement ouvert -les moyens de modulation se trouvent dans leur de mixage (cf. deshu 2 figure 14), le degré d'ouverture de ce passage étant choisi pour faire varier (augmenter ou diminuer) la puissance du chauffage de l'air, en particulier lorsque la déshumidification est mise en œuvre à haute température (température ambiante supérieure à 10°C par exemple) en augmentant ou en diminuant le débit de réfrigérant passant dans l'échangeur de chaleur 17.
La vanne trois voies 133 et la conduite de contournement 130 pourraient être remplacées par une vanne quatre voies 133' selon le principe de la figure 13b. Cette vanne quatre voies 140 est identique à la vanne quatre voies 80 mais est connectée différemment pour assurer les fonctions de la vanne trois voies 133.
6.7. Sixième mode de réalisation
La figure 15a illustre une vue partielle d'une variante du mode de réalisation de la figure 12 mettant en oeuvre une vanne quatre voies 140 permettant de modifier la puissance de chauffage de l'échangeur de chaleur 90.
Cette vanne 140 est identique à la vanne quatre voies 133' mais est connectée différemment.
En référence à la figure 15b, cette vanne 140 comprend une entrée 1401 à laquelle est reliée la conduite 135 provenant du compresseur 16, une sortie 1402 débouchant dans la conduite 202 d'alimentation de l'échangeur de chaleur 90, une entrée 1403 reliée à la conduite 203 d'extraction de l'échangeur de chaleur 90 et une sortie 1404 débouchant dans la conduite 134 acheminant le réfrigérant en direction de l'évapo-condenseur 19.
Cette vanne 140 est configurée pour permettre :
une mise en relation de l'entrée 1401 avec la sortie 1402 et de l'entrée 1403 avec la sortie 1404 ;
une mise en relation de l'entrée 1401 avec la sortie 1404 ;
une mise en relation de l'entrée 1401 avec la sortie 1402, de l'entrée 1403 avec la sortie 1404 et de l'entrée 1401 avec la sortie 1404.
Comme dans le cas de la vanne à trois voies, il est possible de faire varier les sections de passages des voies selon les modes en fonction des besoins.
La vanne 140 pourrait être remplacée par une vanne trois voies en mettant en outre en œuvre une conduite de contournement entre les conduites 202 et 203 selon le principe de la figure 13.
6.8. Autres variantes
Les moyens de modulation selon l'invention peuvent être mis en œuvre côté évaporateur 200 et/ou côté échangeurs de chaleurs 17, 90.
Les différents exemples de systèmes décrits précédemment peuvent être intégrés dans des systèmes plus complexes pouvant par exemple assurer une ou plusieurs des fonctions suivantes : régulation de la température moteur, régulation de la température batterie...
Les vannes trois ou quatre voies pourraient être du type bi-étage. Dans ce cas, elles comprennent deux tiroirs liés en rotation l'un à l'autre et montés mobiles en rotation à l'intérieur du tube cylindrique dans deux plans parallèles et distants, l'un des tiroirs permettant de moduler la circulation de fluide entre les passage A et B, l'autre tiroir permettant de moduler la circulation de fluide entre les passage A et C.
Une telle configuration peut permettre l'intégration d'une telle vanne lorsque l'espace disponible ne permet pas l'intégration d'une vanne mono étage avec un unique tiroir.
6.9. Procédé
En référence à la figure 16, l'invention concerne également un procédé de conditionnement d'air dans un compartiment 10 au moyen d'un système de conditionnement comprenant au moins un échangeur de chaleur 200, 17, 90 et un circuit 201 de circulation d'un réfrigérant comprenant une conduite d'alimentation de l'échangeur de chaleur 200, 17, 90 en réfrigérant et une conduite d'extraction de réfrigérant depuis l'échangeur de chaleur 200, 17, 90, ce procédé comprenant une étape 160 de mise en circulation du réfrigérant dans ledit circuit.
Ce procédé comprend en outre une étape 161 de modulation du débit de réfrigérant circulant à travers l'échangeur de chaleur, l'étape de modulation permettant de passer d'un état à un autre parmi :
un état d'ouverture (EO) dans lequel le réfrigérant circulant dans le circuit passe seulement à travers l'échangeur de chaleur ;
un état de fermeture (EF) dans lequel le réfrigérant est amené à circuler depuis la conduite d'alimentation vers la conduite d'extraction sans passer à travers l'échangeur de chaleur ;
un état de mixage (EM) dans lequel une partie du réfrigérant circulant dans l'circuit passe à travers l'échangeur de chaleur, l'autre partie étant amenée à circuler depuis la conduite d'alimentation vers la conduite d'extraction sans passer à travers l'échangeur de chaleur.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de conditionnement d'air pour véhicule automobile, ledit système comprenant au moins un échangeur de chaleur (200, 17, 90) et un circuit (201) de circulation d'un réfrigérant comprenant une conduite d'alimentation (202, 135, 131) dudit échangeur de chaleur (200, 17, 90) en réfrigérant et une conduite d'extraction (203, 134,132) dudit réfrigérant depuis ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90), caractérisé en ce que ledit système comprend des moyens de modulation (205, 206, 204, 80, 133, 210, 140) du débit de réfrigérant circulant à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90), lesdits moyens de modulation pouvant prendre au moins :
    un état d'ouverture dans lequel le réfrigérant circulant dans ledit circuit (201) passe seulement à travers ledit échangeur de chaleur (200,17, 90) ;
    un état de fermeture dans lequel ledit réfrigérant est amené à circuler depuis ladite conduite d'alimentation (202, 135, 131) vers ladite conduite d'extraction (203, 134, 132) sans passer à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90) ;
    un état de mixage dans lequel une partie dudit réfrigérant circulant dans ledit circuit passe à travers ledit échangeur de chaleur, l'autre partie étant amenée à circuler depuis ladite conduite d'alimentation (202, 135, 131) vers ladite conduite d'extraction (203, 134, 132) sans passer à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90).
  2. 2. Système de conditionnement d'air selon la revendication 1 dans lequel lesdits moyens de modulation sont placés en amont ou en aval dudit échangeur de chaleur (200, 17, 90).
  3. 3. Système selon la revendication 1 ou 2 dans lequel, dans ledit état d'ouverture, le degré d'ouverture desdits moyens de modulation en direction ou en provenance dudit échangeur de chaleur (200,17, 90) est partiel ou total.
  4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel, dans ledit état de fermeture, le degré d'ouverture desdits moyens de modulation depuis ladite conduite d'alimentation (202, 135, 131) vers ladite conduite d'extraction (203, 134, 132) est total.
  5. 5. Système de conditionnement d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, dans ledit état de mixage :
    le degré d'ouverture desdits moyens de modulation en direction ou en provenance dudit échangeur (200, 17, 90) de chaleur est total ou partiel, et le degré d'ouverture desdits moyens de modulation depuis ladite conduite d'alimentation (202, 135, 131) vers ladite conduite d'extraction (203, 134, 132) est total ou partiel.
  6. 6. Système de conditionnement d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel lesdits moyens de modulation (205, 206, 204, 80, 133, 210, 140) sont configurés pour passer, lorsqu'ils se trouvent dans leur état de mixage, alternativement dudit état d'ouverture audit état de fermeture.
  7. 7. Système de conditionnement d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel lesdits moyens de modulation de débit comprennent au moins une vanne (210, 133) trois voies (A, B, C), ladite vanne (210, 133) étant configurée pour permettre une circulation de réfrigérant alternativement entre une première (A) et une deuxième (B) voies, entre une première (A) et une troisième (C) voie ou entre trois voies (A, B, C).
  8. 8. Système de conditionnement d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel lesdits moyens de modulation comprennent une vanne quatre voies (80, 140) configurée pour permettre une circulation de réfrigérant alternativement entre une première et une quatrième voies et/ou une première et une deuxième voies d'une part et entre une troisième et une quatrième voies d'autre part.
  9. 9. Système de conditionnement d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 destiné à conditionner (10) l'air d'un habitacle de véhicule automobile.
  10. 10. Procédé de conditionnement d'air dans un véhicule automobile au moyen d'un système de conditionnement comprenant au moins un échangeur de chaleur (200, 17, 90) et un circuit (201) de circulation d'un fluide caloporteur comprenant une conduite d'alimentation (202, 135, 131) dudit échangeur de chaleur (200, 17, 90) en fluide et une conduite d'extraction (203, 134, 132) dudit fluide depuis ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90), ledit procédé comprenant une étape (160) de mise en circulation dudit fluide dans ledit circuit (210), caractérisé en ce que ledit procédé comprend en outre une étape (161) de modulation du débit de fluide circulant à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90), ladite étape de modulation (161) permettant de passer d'un état à un autre parmi :
    un état d'ouverture dans lequel le fluide circulant dans ledit circuit (201) passe seulement à travers ledit échangeur de chaleur (200,17, 90) ;
    un état de fermeture dans lequel ledit fluide est amené à circuler depuis ladite conduite d'alimentation (202, 135, 131) vers ladite conduite d'extraction (203, 134,132) sans passer à travers ledit échangeur de chaleur (200,17, 90) ;
    un état de mixage dans lequel une partie dudit fluide circulant dans ledit circuit passe à travers ledit échangeur de chaleur, l'autre partie étant amenée à circuler depuis ladite conduite d'alimentation (202, 135, 131) vers ladite conduite d'extraction (203, 134, 132) sans passer à travers ledit échangeur de chaleur (200, 17, 90).
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001315524A (ja) * 2000-03-02 2001-11-13 Denso Corp 車両用空調装置
US20020184908A1 (en) * 2001-06-09 2002-12-12 Behr Gmbh & Co. Vehicle cooling system for a temperature-raising device and method for the cooling of a temperature-raising device
EP1521684A1 (fr) * 2002-07-02 2005-04-13 Delphi Technologies Inc. Systeme de chauffage, de ventilation et de climatisation a isolation et purge d'evaporateur apres arret a l'aide d'une soupape en h
DE102004046459B3 (de) * 2004-09-24 2005-10-06 Audi Ag Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
US20130118200A1 (en) * 2010-03-24 2013-05-16 Bernard Aoun Heating, Ventilation and/or Air Conditioning Loop and Heating, Ventilation and/or Air Conditioning Equipment Including Such Heating, Ventilation and/or Air Conditioning Loop
CN104279800A (zh) * 2013-07-09 2015-01-14 比亚迪股份有限公司 电动汽车空调系统及电动汽车
CN105682955A (zh) * 2014-01-21 2016-06-15 翰昂系统株式会社 用于车辆的热泵系统
EP3135516A1 (fr) * 2014-04-25 2017-03-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Dispositif de conditionnement d'air pour véhicule

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001315524A (ja) * 2000-03-02 2001-11-13 Denso Corp 車両用空調装置
US20020184908A1 (en) * 2001-06-09 2002-12-12 Behr Gmbh & Co. Vehicle cooling system for a temperature-raising device and method for the cooling of a temperature-raising device
EP1521684A1 (fr) * 2002-07-02 2005-04-13 Delphi Technologies Inc. Systeme de chauffage, de ventilation et de climatisation a isolation et purge d'evaporateur apres arret a l'aide d'une soupape en h
DE102004046459B3 (de) * 2004-09-24 2005-10-06 Audi Ag Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
US20130118200A1 (en) * 2010-03-24 2013-05-16 Bernard Aoun Heating, Ventilation and/or Air Conditioning Loop and Heating, Ventilation and/or Air Conditioning Equipment Including Such Heating, Ventilation and/or Air Conditioning Loop
CN104279800A (zh) * 2013-07-09 2015-01-14 比亚迪股份有限公司 电动汽车空调系统及电动汽车
CN105682955A (zh) * 2014-01-21 2016-06-15 翰昂系统株式会社 用于车辆的热泵系统
EP3135516A1 (fr) * 2014-04-25 2017-03-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Dispositif de conditionnement d'air pour véhicule

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