WO2014118208A1 - Thermal conditioning device for motor vehicle and corresponding heating, ventilation and/or air-conditioning unit - Google Patents

Thermal conditioning device for motor vehicle and corresponding heating, ventilation and/or air-conditioning unit Download PDF

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WO2014118208A1 PCT/EP2014/051688 EP2014051688W WO2014118208A1 WO 2014118208 A1 WO2014118208 A1 WO 2014118208A1 EP 2014051688 W EP2014051688 W EP 2014051688W WO 2014118208 A1 WO2014118208 A1 WO 2014118208A1
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WO
WIPO (PCT)
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refrigerant
evaporator
air
heat exchanger
coolant
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/051688
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French (fr)
Inventor
Josselin GOUR
Bernard Aoun
Moussa Nacer-Bey
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
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    • B60H2001/3286—Constructional features
    • B60H2001/3288—Additional heat source

Definitions

  • Thermal conditioning device for a motor vehicle and corresponding heating, ventilation and / or air conditioning system
  • the invention is in the field of heating, ventilation and / or air conditioning of an electric or hybrid motor vehicle.
  • the subject of the invention is a thermal conditioning device cooperating with such an installation.
  • An electric or hybrid motor vehicle whose propulsion is provided at least partially by an electric motor, is commonly equipped with a ventilation, heating and / or air conditioning system to modify the air contained inside the vehicle. interior of the vehicle by delivering a flow of conditioned air inside the passenger compartment.
  • Such an installation generally comprises a conditioning device comprising an air conditioning loop inside which circulates a refrigerant fluid.
  • the air conditioning loop or refrigerant circuit comprises at least one compressor for compressing the refrigerant, a first heat exchanger suitable for working in a condenser, a second heat exchanger capable of working as an evaporator, and an arranged expansion device. upstream of the evaporator in the direction of circulation of the refrigerant.
  • the compressor is able to carry the refrigerant at a high pressure.
  • the evaporator is arranged on the front of the vehicle to allow a heat transfer between the refrigerant and the ambient air, such as a flow of air outside the vehicle.
  • the expansion member is provided to allow expansion of the refrigerant fluid before evaporation.
  • the condenser may be arranged to allow a heat exchange between the refrigerant and a flow of air to be delivered inside the passenger compartment which passes through the heat exchanger, thus a flow of air to the cockpit.
  • the so-called internal condenser allows to heat the flow of air to the passenger compartment.
  • the conditioning device is commonly called direct system.
  • Packaging devices including a circuit are also known secondary heat transfer fluid.
  • the air flow to the passenger compartment is heated by the heat transfer fluid flowing in the secondary circuit.
  • the conditioning device can be controlled in "heat pump” to meet a need for heating the cabin.
  • the evaporator can be covered with frost.
  • the evaporator placed on the front is at a lower temperature than that of the outside air in order to recover heat.
  • the outside temperature approaches or falls below the threshold temperature of solidification of water, 0 ° C
  • the temperature of the evaporator also falls below this threshold temperature of 0 ° C.
  • frost the water in the air that condenses on the evaporator turns into frost.
  • frost can obstruct the evaporator, which prevents the correct operation of the heat pump air conditioner.
  • An object of the present invention is to control the temperature of the evaporator so as to prevent frost formation.
  • Another object of the invention is to enable the defrosting function while continuing the use of the heat pump conditioning device.
  • the subject of the invention is a device for thermal conditioning of an air flow for a motor vehicle comprising a refrigerant circuit. comprising:
  • At least one second heat exchanger able to work as an evaporator and arranged for a heat exchange between the refrigerant and an outside air flow
  • the air flow conditioning device further comprises means for heating the refrigerant fluid arranged downstream of the expansion member and upstream or downstream of the second heat exchanger in the direction of circulation of the refrigerant fluid.
  • the air conditioning device comprising this means of heating the refrigerant fluid can operate in heat pump despite this phenomenon of icing.
  • the coolant heating means can be used in several ways that depend on the control strategy used in the control of the heat pump, especially as a complement to the evaporator to prevent or delay icing , or means for defrosting the evaporator while allowing maintenance of the operation of the heat pump.
  • the arrangement of the coolant heating means downstream of the expansion member and upstream or downstream of the evaporator makes it possible to influence the variation of enthalpy at the evaporator.
  • the means for heating the refrigerant fluid makes it possible to limit the power drawn on the evaporator for the heat exchange with the outside air flow.
  • This reduction in the power of the evaporator influences the appearance of frost and thus allows to limit or even prevent the appearance of frost on the evaporator.
  • the heating means when it is arranged upstream of the evaporator, it can be used in place of the evaporator for maintaining the heat pump cycle while providing sufficient energy to the evaporator to achieve the defrosting the evaporator.
  • the conditioning device may further comprise one or more of the following features, taken separately or in combination:
  • the means for heating the refrigerant fluid is arranged upstream of the second heat exchanger in the direction of circulation of the refrigerant fluid; the coolant heating means thus offers a possibility of defrosting the evaporator while continuing the operation of the heat pump air conditioning device by replacing the evaporator,
  • the means for heating the refrigerant fluid is an electric heater
  • the means for heating the refrigerant fluid comprises a resistor
  • the heating means is adapted to heat the coolant to a degree of superheat determined to defrost the second heat exchanger; the superheating of the refrigerant fluid makes it possible to bring enough energy to the evaporator to ensure that it defrosts,
  • the first heat exchanger is a condenser arranged so as to condition the flow of air to the passenger compartment of said vehicle
  • said device comprises a coolant circuit
  • the first heat exchanger is a condenser arranged jointly on the coolant circuit and the refrigerant circuit for a heat exchange between the coolant and the coolant
  • the heat transfer fluid circuit comprises a third heat exchanger arranged downstream of the condenser in the direction of circulation of the heat transfer fluid so as to condition the flow of air to the passenger compartment,
  • the third heat exchanger is a heating radiator.
  • the invention also relates to a heating, ventilation and / or air conditioning installation comprising a device for thermal conditioning of an air flow as defined above.
  • said installation may comprise at least one shutter arranged on the front of the vehicle capable of being controlled to allow or block the circulation of the outside air flow.
  • the control of the flap (s) on the front face makes it possible to prevent the circulation of the outside air flow that is not necessary in the defrosting configuration in which the heating means of the refrigerant replaces the evaporator in the heat pump cycle while allowing defrosting the evaporator by supply of energy by the refrigerant.
  • control of this (s) flap (s) can be adapted to allow the minimum circulation required to allow the cooling of an engine cooling radiator.
  • FIG. 1 schematically represents a packaging device for a motor vehicle according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic representation of the conditioning device according to a second embodiment
  • FIG. 3 diagrammatically represents a Mo Hier diagram of a refrigerant cycle of the conditioning device according to the invention, with the enthalpy on the abscissa and the pressure on the ordinate;
  • FIG. 4 schematically represents a Mollier diagram of the refrigerant cycle as a function of different powers of a means for heating the refrigerant fluid of the conditioning device
  • FIG. 5 schematically shows a Mollier diagram of the refrigerant cycle in defrost mode of the evaporator of the packaging device according to the invention.
  • Figure 1 shows schematically and simplified a first embodiment of a conditioning device 1 of a heating, ventilation and / or air conditioning system for a motor vehicle.
  • Such a conditioning device 1 makes it possible to modify the parameters of the air inside the cabin of the vehicle by delivering a flow of air inside the passenger compartment.
  • the conditioning device 1 may comprise a blower (not shown) for circulating the flow of air for example from an air inlet (not shown) to an air outlet (not shown). shown) in the cockpit. It may include a defrosting / defogging mouth intended to deliver the flow of air to the windshield and / or the front windows of the vehicle.
  • Such a conditioning device 1 can be provided that is capable of operating according to different modes, in particular in heat pump mode to meet a need for heating the passenger compartment, or an air-conditioning mode for conditioning the flow of air to the passenger. vehicle interior to cool, or dehumidification mode to obtain a flow of dry air before distributing it in the cockpit.
  • the conditioning device 1 comprises a refrigerant circuit 3, also called an air-conditioning loop 3.
  • the refrigerant circuit 3 comprises:
  • a first heat exchanger 7 such as a condenser, arranged so as to condition a flow of air to the passenger compartment of the vehicle
  • a second heat exchanger such as evaporator 9, for a heat exchange between the refrigerant and an outside air flow FE, and
  • the components of the refrigerant circuit 3 are connected to each other. other by pipes or pipes through which the refrigerant circulates.
  • the compressor 5 receives as input the refrigerant fluid in the gaseous state under low pressure and low temperature.
  • the compressor 5 thus comprises an inlet orifice through which the coolant enters and an outlet orifice through which the compressed refrigerant fluid exits. Compression can raise the pressure and temperature of the refrigerant.
  • the condenser 7 is arranged in series downstream of the compressor 5 in the direction of circulation of the refrigerant.
  • the condenser 7 is generally called internal condenser or “inner condenser” in English.
  • the condenser 7 is called “internal” because it is arranged to exchange calories with the air flow to be distributed inside the passenger compartment.
  • the condenser 7 receives the refrigerant at the outlet of the compressor 5 in the form of hot gas.
  • the hot gas gives heat to the flow of air to the passenger compartment passing through the condenser 7.
  • the evaporator 9 is for example arranged inside the vehicle at the front of the vehicle to be traversed by an air flow FE from the outside of the vehicle. We also speak of external evaporator.
  • the refrigerant evaporates in the evaporator 9, and by evaporating the refrigerant absorbs heat from the airflow FE passing through the evaporator 9.
  • one or the other of the heat exchangers 7, 9 is able to work in condenser mode or in evaporator mode according to the operating mode of the conditioning device 1.
  • An expansion member 11 is arranged upstream of the evaporator 9 in the direction of circulation of the refrigerant fluid.
  • the expansion member 11 makes it possible to lower the pressure and the temperature of the refrigerant at the outlet of the condenser 7 before evaporation.
  • the conditioning device 1 comprises a heating means 13 for the refrigerant fluid arranged upstream or downstream of the evaporator 9 in the direction of circulation of the refrigerant.
  • the heating means 13 may comprise a resistor.
  • the heating means 13 is arranged on the refrigerant circuit between the evaporator 9 and the expansion device 11.
  • the heating means 13 arranged downstream of the expansion member 11 receives the refrigerant fluid at low pressure.
  • the coolant is at a higher low pressure than in the solutions of the prior art without such a heating means 13.
  • the temperature difference between the evaporator 9 and the flow outdoor air FE decreases.
  • the heat exchange is therefore reduced at the level of the evaporator 9. In other words, the change in enthalpy is reduced at the level of the evaporator 9.
  • the power of the evaporator 9 is lower compared to the solutions of the prior art.
  • the heating means 13 makes it possible to control the power of the evaporator 9. This offers the possibility of limiting or preventing the icing of the evaporator 9 arranged on the front face.
  • this heating means 13 upstream of the evaporator 9 furthermore offers the possibility of de-icing it if this evaporator 9 is frosted as will be detailed hereinafter.
  • the conditioning device 101 comprises a refrigerant circuit 3 and a heat transfer fluid circuit 115 such as a mixture of water and glycol.
  • This second embodiment differs from the first embodiment in that the first heat exchanger 107 is a bi-fluid heat exchanger, such as a condenser, arranged jointly on the refrigerant circuit 3 and the coolant circuit 115.
  • the first heat exchanger 107 is a bi-fluid heat exchanger, such as a condenser, arranged jointly on the refrigerant circuit 3 and the coolant circuit 115.
  • the coolant circuit 115 further comprises a third heat exchanger thermal 117 arranged to condition the flow of air to the passenger compartment, such as a heating radiator 117.
  • the heat transfer fluid circuit 5 may comprise a pump 119 for the circulation of the coolant.
  • the components of the refrigerant circuit 3 are connected to each other by pipes or ducts through which the refrigerant circulates, and respectively the components of the heat transfer fluid circuit 115 are connected to each other by pipes or ducts through which the heat transfer fluid circulates.
  • the condenser 107 is arranged at the outlet of the compressor 5. In operation, the condenser 107 receives the coolant in the form of hot gas which gives heat to the heat transfer fluid. Since the coolant is, for example, glycol water, the condenser 107 is commonly called a water condenser.
  • the heating radiator 117 heats the flow of air to the passenger compartment via the heat transfer fluid heated at the outlet of the water condenser 107.
  • the heating means 13 of the refrigerant fluid is arranged on the refrigerant circuit 3, for example upstream of the evaporator 9 and downstream of the expansion device 11 in the direction of circulation of the refrigerant.
  • This heating means 13 comprises, for example, a resistor.
  • the control of the conditioning device 1, 101 according to the first or second embodiment of a heat pump is described in more detail.
  • the air conditioning device 1, 101 is controlled by heat pump, the refrigerant is sucked by the compressor 5 and is compressed from 1 'to 2' on the Mo Yesterday diagram.
  • the refrigerant fluid in the form of high pressure high temperature hot gas leaving the compressor 5 enters the condenser 7 according to the first embodiment of FIG. 1 or in the water condenser 107 of FIG.
  • the coolant transfers heat to the flow of air to the passenger compartment, 2 'to 3' on the Mollier diagram.
  • the flow of air to the passenger compartment is heated before entering the cockpit and restores energy to the cabin.
  • the enthalpy h of the refrigerant decreases.
  • the coolant is therefore cooled.
  • it is called a direct system because the heating of the flow of air to the passenger compartment is provided directly by the refrigerant, via the so-called internal condenser 7, without the need for a secondary circuit or a other coolant.
  • the refrigerant transfers calories to the coolant.
  • the heat transfer fluid circulates to the heating radiator 117 and allows to heat the air flow to the passenger compartment.
  • it is called indirect system because the heating of the air flow to the passenger compartment is performed via the heat transfer fluid flowing in the coolant circuit 5 and not directly by the refrigerant.
  • the refrigerant at the outlet of the condenser 7 or the water condenser 107 going towards the evaporator 9 undergoes a relaxation which lowers its pressure, 3 'to 4' on the Mollier diagram. More specifically, through the expansion member 11 the coolant undergoes isenthalpic expansion.
  • the refrigerant Before entering the evaporator 9, the refrigerant is heated by the heating means 13, 4 'to 5' on the Mollier diagram.
  • the heating means 13 comprises, for example, a resistor transmitting energy to the cooling fluid.
  • the enthalpy h of the refrigerant increases.
  • the refrigerant evaporates by absorbing the heat the outside airflow FE passing through it, from 5 'to Mo diagram Yesterday. Thus, calories are recovered at the level of the outside air flow FE. The enthalpy h of the refrigerant increases.
  • the variation of enthalpy at the level of the evaporator 9, that is to say between the points 5 'and ⁇ in the diagram of Mo Ye, is less than the variation of enthalpy at within the evaporator 9 in the absence of the heating means 13.
  • the heating means 13 is advantageously arranged downstream of the expansion member 11.
  • the heating means In the opposite case where the heating means would be arranged upstream of the expansion member 11, the efficiency of the resistance would be degraded. Indeed, with this assumption, the refrigerant fluid leaving the condenser having yielded energy to the passenger compartment subsequently circulates through the heating means before the refrigerant enters the expansion device 11 and then the Evaporator 9.
  • the heating means transmits energy to the refrigerant: the enthalpy of the coolant increases.
  • the temperature of the refrigerant is then of the order of 50 ° C to 70 ° C.
  • the heating means such as a resistor, operates less well at these temperatures: the temperature of the refrigerant fluid has an influence on the performance of a resistor, generally the warmer the fluid, the lower the efficiency of the resistance is .
  • the refrigerant fluid passes through the expansion member. After expansion of the refrigerant, the refrigerant enters the evaporator 9 and the enthalpy of the refrigerant at the evaporator 9 increases.
  • the refrigerant can then return to the compressor 5 to restart a refrigerant cycle.
  • the operation could therefore be analogous to the operation previously described when the heating means 13 is arranged downstream of the expansion member but with a lower efficiency and therefore has less interest.
  • the evaporator 9 needs to exchange less heat with the outside compared to a cycle of a conditioning device of the prior art not including heating means 13 upstream of the evaporator 9.
  • the low pressure of the refrigerant circulating in the evaporator 9 increases compared to the prior art solutions having no means for heating the refrigerant upstream of the evaporator.
  • the heat exchange is therefore reduced at the level of the evaporator 9.
  • less power is required at the evaporator 9 compared to the solutions of the art. prior to lack of heating means 13 of the refrigerant fluid upstream of the evaporator 9. It thus controls the appearance of frost on the evaporator 9.
  • the position of the point 5 'on the diagram of Mo Hier of Figure 3 depends on the power injected by the heating means 13 of the refrigerant.
  • the power to be exchanged at the evaporator 9 is changed.
  • the pressure of the evaporator 9 is thus modified.
  • the evaporator 9 being directly related to the pressure of the fluid, it is thus possible to control the temperature of the evaporator 9.
  • Figure 4 shows a Mollier diagram for different powers transmitted by the heating means 13 of the refrigerant. For example :
  • the second cycle defined by the points 1 "to 5" corresponds to a second power of the heating means 13 of the coolant greater than the first power
  • the third cycle defined by the points "to 5" corresponds to a third power of the heating means 13 of the refrigerant greater than the second power.
  • the temperature of the evaporator 9 can thus be controlled by the power of the heating means 13 of the refrigerant. Indeed, when the power of the heating means 13 of the refrigerant increases, the power of the evaporator 9 decreases.
  • the control strategy used for the heat pump several criteria, such as in particular the outside temperature, the journeys made by the vehicle, the battery life of the vehicle, can be taken into account to determine the power to be transmitted. at the level of the heating means 13.
  • the operating time can be infinite or correspond to the battery life of the vehicle.
  • a strategy may be to enslave the temperature of the evaporator 9 so that the evaporator 9 is frosted when the batteries of the car are discharged corresponding to the end of the operating time.
  • frost may appear on the evaporator 9 on the front face, in which case the heating means 13 of the refrigerant fluid may be used to defrost the evaporator 9.
  • the heating means 13 assumes the role of the evaporator 9 to supply heat to the refrigerant flowing towards the compressor 5 and then the condenser 7 or water condenser 107.
  • the diagram of Mo Hier shows a cycle of the refrigerant circulating in the conditioning device 1, 101 in a heat pump during a defrosting strategy of the evaporator 9.
  • the fluid is sucked by the compressor 5 and undergoes compression. From 20 to 30, the refrigerant passes through the condenser 7 or water condenser 107.
  • the coolant returns energy to the passenger compartment either directly as in the first embodiment, or by the heat transfer fluid which once heated in the water condenser in turn heats the flow of air to the passenger compartment in the heating radiator 117.
  • the enthalpy h of the coolant decreases.
  • the refrigerant passes through the expansion member 11 and undergoes isenthalpic expansion.
  • the refrigerant passes through the heating means 13 of the refrigerant which transmits energy to the cooling fluid.
  • the enthalpy h of the refrigerant increases.
  • the heating means 13 of the refrigerant fluid provides the heating function of the evaporator 9 during normal operation. Indeed, in this defrosting configuration the evaporator 9 does not transmit energy to the fluid.
  • the heating means 13 is able to heat the cooling fluid to a degree of overheating determined.
  • This degree of overheating can be determined by tests, estimating a defrosting time, and therefore the power to be supplied to the evaporator to defrost the evaporator 9 in this defrosting time, and thus the overheating to be imposed at the fluid level. refrigerant.
  • the energy that has been stored by the superheating is transmitted to the evaporator 9. It is therefore the refrigerant which transmits energy to the evaporator 9. It can thus defrost the evaporator 9.
  • the heating means 13 replaces the evaporator 9 in the heat pump cycle for defrosting the evaporator 9, the heating means 13 such that a resistor does not need to exchange with the outside air FE to heat the refrigerant.
  • the flaps can be alternately open and then closed, or partially open, to let enough outside air to cool the cooling radiator of the engine.
  • the use of the heating means 13 of the refrigerant to defrost the evaporator 9 can be done while maintaining the operation of the heat pump. There is no degradation of thermal comfort in the passenger compartment of the vehicle.
  • the heating means 13 of the refrigerant fluid upstream of the evaporator 9 makes it possible to slow or even prevent the formation of ice on the evaporator 9, and if frost appears on the evaporator 9, this heating means 13 can be controlled for provide a defrosting function of the evaporator 9 while continuing the control of the air conditioning device 1, 101 in heat pump.

Abstract

The invention relates to a device (1) for the thermal conditioning of a stream of air intended for the passenger compartment of a motor vehicle, said device comprising a refrigerant circuit (3) including: - a compressor (5), - a first heat exchanger able to operate as a condenser (7), - at least a second heat exchanger able to operate as an evaporator (9) and arranged to exchange heat between the refrigerant and an external air stream (FE), and - an expansion member (11) arranged upstream of the second heat exchanger (9) in the direction in which the refrigerant circulates. According to the invention, the device (1) for conditioning the stream of air further comprises a heating means (13) for heating the refrigerant, which means is arranged downstream of the expansion member (11) and upstream or downstream of the second heat exchanger (9) according to the direction in which the refrigerant circulates.

Description

Dispositif de conditionnement thermique pour véhicule automobile et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante  Thermal conditioning device for a motor vehicle and corresponding heating, ventilation and / or air conditioning system
L'invention est du domaine des installations de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation d'un véhicule automobile électrique ou hybride. L'invention a pour objet un dispositif de conditionnement thermique coopérant avec une telle installation. The invention is in the field of heating, ventilation and / or air conditioning of an electric or hybrid motor vehicle. The subject of the invention is a thermal conditioning device cooperating with such an installation.
Un véhicule automobile électrique ou hybride, dont la propulsion est assurée au moins partiellement par un moteur électrique, est couramment équipé d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour modifier l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air conditionné à l'intérieur de l'habitacle.  An electric or hybrid motor vehicle, whose propulsion is provided at least partially by an electric motor, is commonly equipped with a ventilation, heating and / or air conditioning system to modify the air contained inside the vehicle. interior of the vehicle by delivering a flow of conditioned air inside the passenger compartment.
Une telle installation comprend généralement un dispositif de conditionnement comprenant une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant.  Such an installation generally comprises a conditioning device comprising an air conditioning loop inside which circulates a refrigerant fluid.
De façon traditionnelle, la boucle de climatisation ou circuit de fluide réfrigérant comprend au moins un compresseur pour comprimer le fluide réfrigérant, un premier échangeur thermique apte à travailler en condenseur, un deuxième échangeur thermique apte à travailler en évaporateur, et un organe de détente agencé en amont de l'évaporateur dans le sens de circulation du fluide réfrigérant.  In the traditional way, the air conditioning loop or refrigerant circuit comprises at least one compressor for compressing the refrigerant, a first heat exchanger suitable for working in a condenser, a second heat exchanger capable of working as an evaporator, and an arranged expansion device. upstream of the evaporator in the direction of circulation of the refrigerant.
Le compresseur est apte à porter le fluide réfrigérant à une haute pression.  The compressor is able to carry the refrigerant at a high pressure.
Selon une configuration connue, l'évaporateur est agencé en face avant du véhicule pour permettre un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et l'air ambiant, tel qu'un flux d'air extérieur au véhicule. L'organe de détente est prévu pour permettre une détente du fluide réfrigérant avant une évaporation.  In a known configuration, the evaporator is arranged on the front of the vehicle to allow a heat transfer between the refrigerant and the ambient air, such as a flow of air outside the vehicle. The expansion member is provided to allow expansion of the refrigerant fluid before evaporation.
Le condenseur peut être agencé pour permettre un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air destiné à être délivré à l'intérieur de l'habitacle qui traverse l'échangeur thermique, donc un flux d'air à destination de l'habitacle. Ainsi, le condenseur dit interne, permet de réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. Dans ce cas le dispositif de conditionnement est couramment appelé système direct.  The condenser may be arranged to allow a heat exchange between the refrigerant and a flow of air to be delivered inside the passenger compartment which passes through the heat exchanger, thus a flow of air to the cockpit. Thus, the so-called internal condenser, allows to heat the flow of air to the passenger compartment. In this case the conditioning device is commonly called direct system.
On connaît aussi des dispositifs de conditionnement comprenant un circuit secondaire de fluide caloporteur. Dans ce cas le flux d'air à destination de l'habitacle est réchauffé par le fluide caloporteur circulant dans le circuit secondaire. On parle dans ce cas de système indirect. Packaging devices including a circuit are also known secondary heat transfer fluid. In this case the air flow to the passenger compartment is heated by the heat transfer fluid flowing in the secondary circuit. In this case we speak of an indirect system.
Le dispositif de conditionnement, selon un système dit direct ou indirect, peut être piloté en « pompe à chaleur » permettant de répondre à un besoin de chauffage de l'habitacle.  The conditioning device, according to a so-called direct or indirect system, can be controlled in "heat pump" to meet a need for heating the cabin.
Cependant, selon des conditions climatiques particulières l'évaporateur peut être recouvert de givre.  However, according to particular climatic conditions the evaporator can be covered with frost.
En effet, lors du fonctionnement en pompe à chaleur, l'évaporateur placé en face avant est à une température inférieure à celle de l'air extérieur afin de pouvoir récupérer de la chaleur. Lorsque la température extérieure approche ou descend en dessous de la température seuil de solidification de l'eau, 0°C, la température de l'évaporateur descend également en dessous de cette température seuil, de 0°C. De ce fait, l'eau contenue dans l'air qui se condense sur l'évaporateur se transforme en givre.  Indeed, during operation in heat pump, the evaporator placed on the front is at a lower temperature than that of the outside air in order to recover heat. When the outside temperature approaches or falls below the threshold temperature of solidification of water, 0 ° C, the temperature of the evaporator also falls below this threshold temperature of 0 ° C. As a result, the water in the air that condenses on the evaporator turns into frost.
Après un certain temps d'utilisation le givre peut obstruer l'évaporateur, ce qui empêche le fonctionnement correct du dispositif de conditionnement d'air en pompe à chaleur.  After a period of use frost can obstruct the evaporator, which prevents the correct operation of the heat pump air conditioner.
Il convient donc d'arrêter le dispositif de conditionnement d'air et de procéder à un dégivrage de l'évaporateur.  It is therefore necessary to stop the air conditioning device and to defrost the evaporator.
On connaît par exemple une solution de dégivrage de l'art antérieur selon laquelle le dispositif de conditionnement est piloté en mode climatisation et l'évaporateur travaille en condenseur. Pendant le dégivrage, l'habitacle ne peut plus être chauffé par l'utilisation du dispositif de conditionnement d'air en pompe à chaleur.  For example, there is known a de-icing solution of the prior art according to which the conditioning device is controlled in air-conditioning mode and the evaporator works in a condenser. During defrosting, the passenger compartment can no longer be heated by the use of the heat pump air conditioning system.
Un but de la présente invention est de contrôler la température de l'évaporateur de façon à éviter la formation de givre.  An object of the present invention is to control the temperature of the evaporator so as to prevent frost formation.
Un autre but de l'invention est de permettre la fonction de dégivrage tout en continuant l'utilisation du dispositif de conditionnement en pompe à chaleur.  Another object of the invention is to enable the defrosting function while continuing the use of the heat pump conditioning device.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de conditionnement thermique d'un flux d'air pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant comprenant : For this purpose, the subject of the invention is a device for thermal conditioning of an air flow for a motor vehicle comprising a refrigerant circuit. comprising:
- un compresseur,  - a compressor,
- un premier échangeur thermique apte à travailler en condenseur,  a first heat exchanger suitable for working in a condenser,
- au moins un deuxième échangeur thermique apte à travailler en évaporateur et agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur, et  at least one second heat exchanger able to work as an evaporator and arranged for a heat exchange between the refrigerant and an outside air flow, and
- un organe de détente agencé en amont du deuxième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant,  an expansion member arranged upstream of the second heat exchanger in the direction of circulation of the refrigerant fluid,
caractérisé en ce que le dispositif de conditionnement du flux d'air comporte en outre un moyen de chauffage du fluide réfrigérant agencé en aval de l'organe de détente et en amont ou en aval du deuxième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. characterized in that the air flow conditioning device further comprises means for heating the refrigerant fluid arranged downstream of the expansion member and upstream or downstream of the second heat exchanger in the direction of circulation of the refrigerant fluid. .
Le dispositif de conditionnement d'air comprenant ce moyen de chauffage du fluide réfrigérant peut fonctionner en pompe à chaleur malgré ce phénomène de givrage. En effet, le moyen de chauffage du fluide réfrigérant peut-être utilisé de plusieurs façons qui dépendent de la stratégie de régulation utilisée dans le contrôle de la pompe à chaleur, notamment comme complément de l'évaporateur afin d'éviter ou de retarder le givrage, ou moyen pour dégivrer l'évaporateur tout en permettant le maintien du fonctionnement de la pompe à chaleur. The air conditioning device comprising this means of heating the refrigerant fluid can operate in heat pump despite this phenomenon of icing. Indeed, the coolant heating means can be used in several ways that depend on the control strategy used in the control of the heat pump, especially as a complement to the evaporator to prevent or delay icing , or means for defrosting the evaporator while allowing maintenance of the operation of the heat pump.
L'agencement du moyen de chauffage du fluide réfrigérant en aval de l'organe de détente et en amont ou en aval de l'évaporateur permet d'influencer la variation d'enthalpie au niveau de l'évaporateur.  The arrangement of the coolant heating means downstream of the expansion member and upstream or downstream of the evaporator makes it possible to influence the variation of enthalpy at the evaporator.
Plus précisément, le moyen de chauffage du fluide réfrigérant permet de limiter la puissance tirée sur l'évaporateur pour l'échange thermique avec le flux d'air extérieur. Cette réduction de la puissance de l'évaporateur influe sur l'apparition de givre et permet donc de limiter voire d'empêcher l'apparition de givre sur l'évaporateur.  More precisely, the means for heating the refrigerant fluid makes it possible to limit the power drawn on the evaporator for the heat exchange with the outside air flow. This reduction in the power of the evaporator influences the appearance of frost and thus allows to limit or even prevent the appearance of frost on the evaporator.
En outre, lorsque le moyen de chauffage est agencé en amont de l'évaporateur, il peut être utilisé à la place de l'évaporateur pour le maintien du cycle pompe à chaleur tout en apportant suffisamment d'énergie à l'évaporateur pour réaliser le dégivrage de l'évaporateur. In addition, when the heating means is arranged upstream of the evaporator, it can be used in place of the evaporator for maintaining the heat pump cycle while providing sufficient energy to the evaporator to achieve the defrosting the evaporator.
Le dispositif de conditionnement peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : The conditioning device may further comprise one or more of the following features, taken separately or in combination:
- le moyen de chauffage du fluide réfrigérant est agencé en amont du deuxième échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant ; le moyen de chauffage du fluide réfrigérant offre ainsi une possibilité de dégivrage de l'évaporateur tout en continuant le fonctionnement du dispositif de conditionnement d'air en pompe à chaleur en remplaçant l'évaporateur, the means for heating the refrigerant fluid is arranged upstream of the second heat exchanger in the direction of circulation of the refrigerant fluid; the coolant heating means thus offers a possibility of defrosting the evaporator while continuing the operation of the heat pump air conditioning device by replacing the evaporator,
- le moyen de chauffage du fluide réfrigérant est un chauffage électrique, the means for heating the refrigerant fluid is an electric heater,
- le moyen de chauffage du fluide réfrigérant comprend une résistance,  the means for heating the refrigerant fluid comprises a resistor,
- le moyen de chauffage est apte à chauffer le fluide réfrigérant jusqu'à un degré de surchauffe déterminé de façon à dégivrer le deuxième échangeur thermique ; la surchauffe du fluide réfrigérant permet d'apporter suffisamment d'énergie à l'évaporateur pour assurer son dégivrage,  - The heating means is adapted to heat the coolant to a degree of superheat determined to defrost the second heat exchanger; the superheating of the refrigerant fluid makes it possible to bring enough energy to the evaporator to ensure that it defrosts,
- le premier échangeur thermique est un condenseur agencé de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule,  the first heat exchanger is a condenser arranged so as to condition the flow of air to the passenger compartment of said vehicle,
- ledit dispositif comporte un circuit de fluide caloporteur, et le premier échangeur thermique est un condenseur agencé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur et le circuit de fluide réfrigérant pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur,  said device comprises a coolant circuit, and the first heat exchanger is a condenser arranged jointly on the coolant circuit and the refrigerant circuit for a heat exchange between the coolant and the coolant,
- le circuit de fluide caloporteur comprend un troisième échangeur thermique agencé en aval du condenseur selon le sens de circulation du fluide caloporteur de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle,  the heat transfer fluid circuit comprises a third heat exchanger arranged downstream of the condenser in the direction of circulation of the heat transfer fluid so as to condition the flow of air to the passenger compartment,
- le troisième échangeur thermique est un radiateur de chauffage. the third heat exchanger is a heating radiator.
L'invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comportant un dispositif de conditionnement thermique d'un flux d'air tel que défini précédemment. The invention also relates to a heating, ventilation and / or air conditioning installation comprising a device for thermal conditioning of an air flow as defined above.
Selon un mode de réalisation, ladite installation peut comprendre au moins un volet agencé en face avant du véhicule apte à être piloté pour autoriser ou bloquer la circulation du flux d'air extérieur. According to one embodiment, said installation may comprise at least one shutter arranged on the front of the vehicle capable of being controlled to allow or block the circulation of the outside air flow.
Le pilotage du ou des volets en face avant permet d'empêcher la circulation du flux d'air extérieur non nécessaire dans la configuration de dégivrage dans laquelle le moyen de chauffage du fluide réfrigérant remplace l'évaporateur dans le cycle pompe à chaleur tout en permettant le dégivrage de l'évaporateur par apport d'énergie par le fluide réfrigérant.  The control of the flap (s) on the front face makes it possible to prevent the circulation of the outside air flow that is not necessary in the defrosting configuration in which the heating means of the refrigerant replaces the evaporator in the heat pump cycle while allowing defrosting the evaporator by supply of energy by the refrigerant.
De plus, le pilotage de ce(s) volet(s) peut être adapté pour permettre la circulation minimale requise pour permettre le refroidissement d'un radiateur de refroidissement du moteur.  In addition, the control of this (s) flap (s) can be adapted to allow the minimum circulation required to allow the cooling of an engine cooling radiator.
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 features and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings among which:
- la figure 1 représente de façon schématique un dispositif de conditionnement pour véhicule automobile selon un premier mode de réalisation, et FIG. 1 schematically represents a packaging device for a motor vehicle according to a first embodiment, and
- la figure 2 représente de façon schématique le dispositif de conditionnement selon un deuxième mode de réalisation,  FIG. 2 is a schematic representation of the conditioning device according to a second embodiment,
- la figure 3 représente de façon schématique un diagramme de Mo Hier d'un cycle du fluide réfrigérant du dispositif de conditionnement selon l'invention avec en abscisse l'enthalpie et en ordonnée la pression,  FIG. 3 diagrammatically represents a Mo Hier diagram of a refrigerant cycle of the conditioning device according to the invention, with the enthalpy on the abscissa and the pressure on the ordinate;
- la figure 4 représente de façon schématique un diagramme de Mollier du cycle du fluide réfrigérant en fonction de différentes puissances d'un moyen de chauffage du fluide réfrigérant du dispositif de conditionnement, et  FIG. 4 schematically represents a Mollier diagram of the refrigerant cycle as a function of different powers of a means for heating the refrigerant fluid of the conditioning device, and
- la figure 5 représente de façon schématique un diagramme de Mollier du cycle du fluide réfrigérant en mode dégivrage de l'évaporateur du dispositif de conditionnement selon l'invention. - Figure 5 schematically shows a Mollier diagram of the refrigerant cycle in defrost mode of the evaporator of the packaging device according to the invention.
Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références. La figure 1 représente de façon schématique et simplifiée un premier mode de réalisation d'un dispositif de conditionnement 1 d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile. In these figures, the substantially identical elements bear the same references. Figure 1 shows schematically and simplified a first embodiment of a conditioning device 1 of a heating, ventilation and / or air conditioning system for a motor vehicle.
Un tel dispositif de conditionnement 1 permet de modifier les paramètres de l'air à l'intérieur de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air à l'intérieur de l'habitacle.  Such a conditioning device 1 makes it possible to modify the parameters of the air inside the cabin of the vehicle by delivering a flow of air inside the passenger compartment.
À cet effet, le dispositif de conditionnement 1 peut comprendre un pulseur (non représenté) pour faire circuler le flux d'air par exemple depuis une bouche d'admission d'air (non représentée) vers une bouche de délivrance d'air (non représentée) dans l'habitacle. Il peut notamment comprendre une bouche de dégivrage/désembuage destinée à délivrer le flux d'air vers le pare-brise et/ou les vitres avant du véhicule.  For this purpose, the conditioning device 1 may comprise a blower (not shown) for circulating the flow of air for example from an air inlet (not shown) to an air outlet (not shown). shown) in the cockpit. It may include a defrosting / defogging mouth intended to deliver the flow of air to the windshield and / or the front windows of the vehicle.
On peut prévoir un tel dispositif de conditionnement 1 apte à fonctionner selon différents modes, notamment en mode pompe à chaleur pour répondre à un besoin de chauffage de l'habitacle, ou un mode climatisation permettant de conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule pour le rafraîchir, ou encore un mode déshumidifïcation pour obtenir un flux d'air sec avant de le distribuer dans l'habitacle.  Such a conditioning device 1 can be provided that is capable of operating according to different modes, in particular in heat pump mode to meet a need for heating the passenger compartment, or an air-conditioning mode for conditioning the flow of air to the passenger. vehicle interior to cool, or dehumidification mode to obtain a flow of dry air before distributing it in the cockpit.
Selon le premier mode de réalisation illustré sur la figure 1, le dispositif de conditionnement 1 comporte un circuit de fluide réfrigérant 3, aussi appelé boucle de climatisation 3. According to the first embodiment illustrated in FIG. 1, the conditioning device 1 comprises a refrigerant circuit 3, also called an air-conditioning loop 3.
Selon le premier mode de réalisation illustré, le circuit de fluide réfrigérant 3 comprend :  According to the first illustrated embodiment, the refrigerant circuit 3 comprises:
- un compresseur 5,  a compressor 5,
- un premier échangeur thermique 7, tel qu'un condenseur, agencé de manière à conditionner un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule  a first heat exchanger 7, such as a condenser, arranged so as to condition a flow of air to the passenger compartment of the vehicle
- un deuxième échangeur thermique, tel qu'évaporateur 9, pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur FE, et  a second heat exchanger, such as evaporator 9, for a heat exchange between the refrigerant and an outside air flow FE, and
- un organe de détente 11 agencé en amont de l'évaporateur 9 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.  an expansion member 11 arranged upstream of the evaporator 9 in the direction of circulation of the refrigerant fluid.
Les composants du circuit de fluide réfrigérant 3 sont raccordés les uns aux autres par des conduites ou canalisations à travers lesquelles le fluide réfrigérant circule. The components of the refrigerant circuit 3 are connected to each other. other by pipes or pipes through which the refrigerant circulates.
En fonctionnement, le compresseur 5 reçoit en entrée le fluide réfrigérant à l'état gazeux sous basse pression et basse température. Le compresseur 5 comprend donc un orifice d'entrée par lequel le fluide réfrigérant rentre et un orifice de sortie par lequel le fluide réfrigérant comprimé sort. La compression permet d'élever la pression et la température du fluide réfrigérant. In operation, the compressor 5 receives as input the refrigerant fluid in the gaseous state under low pressure and low temperature. The compressor 5 thus comprises an inlet orifice through which the coolant enters and an outlet orifice through which the compressed refrigerant fluid exits. Compression can raise the pressure and temperature of the refrigerant.
Le condenseur 7 est agencé en série en aval du compresseur 5 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Le condenseur 7 est généralement appelé condenseur interne ou « inner condenser » en anglais. Le condenseur 7 est qualifié d' « interne » du fait qu'il est agencé pour échanger des calories avec le flux d'air devant être distribué à l'intérieur de l'habitacle.  The condenser 7 is arranged in series downstream of the compressor 5 in the direction of circulation of the refrigerant. The condenser 7 is generally called internal condenser or "inner condenser" in English. The condenser 7 is called "internal" because it is arranged to exchange calories with the air flow to be distributed inside the passenger compartment.
En fonctionnement, le condenseur 7 reçoit le fluide réfrigérant en sortie du compresseur 5 sous forme de gaz chaud. Le gaz chaud cède de la chaleur au flux d'air à destination de l'habitacle traversant le condenseur 7.  In operation, the condenser 7 receives the refrigerant at the outlet of the compressor 5 in the form of hot gas. The hot gas gives heat to the flow of air to the passenger compartment passing through the condenser 7.
L'évaporateur 9 est par exemple agencé à l'intérieur du véhicule au niveau de la face avant du véhicule pour être traversé par un flux d'air FE en provenance de l'extérieur du véhicule. On parle également d' évaporateur externe.  The evaporator 9 is for example arranged inside the vehicle at the front of the vehicle to be traversed by an air flow FE from the outside of the vehicle. We also speak of external evaporator.
En fonctionnement, le fluide réfrigérant s'évapore dans l'évaporateur 9, et en s'évaporant le fluide réfrigérant absorbe la chaleur du flux d'air FE traversant l'évaporateur 9.  In operation, the refrigerant evaporates in the evaporator 9, and by evaporating the refrigerant absorbs heat from the airflow FE passing through the evaporator 9.
Bien sûr, on peut prévoir en variante que l'un ou l'autre des échangeurs thermique 7, 9 soit apte à travailler en mode condenseur ou en mode évaporateur selon le mode de fonctionnement du dispositif de conditionnement 1.  Of course, it can alternatively be provided that one or the other of the heat exchangers 7, 9 is able to work in condenser mode or in evaporator mode according to the operating mode of the conditioning device 1.
Un organe de détente 11 est agencé en amont de l'évaporateur 9 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. L'organe de détente 11 permet d'abaisser la pression et la température du fluide réfrigérant en sortie du condenseur 7 avant l'évaporation.  An expansion member 11 is arranged upstream of the evaporator 9 in the direction of circulation of the refrigerant fluid. The expansion member 11 makes it possible to lower the pressure and the temperature of the refrigerant at the outlet of the condenser 7 before evaporation.
En outre, le dispositif de conditionnement 1 comporte un moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant agencé en amont ou en aval de l'évaporateur 9 dans le sens de circulation du fluide réfrigérant. In addition, the conditioning device 1 comprises a heating means 13 for the refrigerant fluid arranged upstream or downstream of the evaporator 9 in the direction of circulation of the refrigerant.
Il s'agit par exemple d'un chauffage électrique. Le moyen de chauffage 13 peut comprendre une résistance.  This is for example an electric heater. The heating means 13 may comprise a resistor.
Selon le premier mode de réalisation illustré sur la figure 1, le moyen de chauffage 13 est agencé sur le circuit de fluide réfrigérant entre l'évaporateur 9 et l'organe de détente 11.  According to the first embodiment illustrated in FIG. 1, the heating means 13 is arranged on the refrigerant circuit between the evaporator 9 and the expansion device 11.
Le moyen de chauffage 13 agencé en aval de l'organe de détente 11 reçoit le fluide réfrigérant à basse pression.  The heating means 13 arranged downstream of the expansion member 11 receives the refrigerant fluid at low pressure.
Du fait du moyen de chauffage 13, le fluide réfrigérant se trouve à une basse pression plus élevée que dans les solutions de l'art antérieur dépourvues d'un tel moyen de chauffage 13. La différence de température entre l'évaporateur 9 et le flux d'air extérieur FE diminue. L'échange thermique est donc diminué au niveau de l'évaporateur 9. Autrement dit, la variation d'enthalpie est diminuée au niveau de l'évaporateur 9.  Due to the heating means 13, the coolant is at a higher low pressure than in the solutions of the prior art without such a heating means 13. The temperature difference between the evaporator 9 and the flow outdoor air FE decreases. The heat exchange is therefore reduced at the level of the evaporator 9. In other words, the change in enthalpy is reduced at the level of the evaporator 9.
Pour un débit du fluide réfrigérant donnée, la puissance de l'évaporateur 9 est donc inférieure par rapport aux solutions de l'art antérieure.  For a given refrigerant flow rate, the power of the evaporator 9 is lower compared to the solutions of the prior art.
Ainsi, le moyen de chauffage 13 permet de contrôler la puissance de l'évaporateur 9. Ceci offre la possibilité de limiter ou d'empêcher le givrage de l'évaporateur 9 agencé en face avant.  Thus, the heating means 13 makes it possible to control the power of the evaporator 9. This offers the possibility of limiting or preventing the icing of the evaporator 9 arranged on the front face.
Par ailleurs, l'agencement de ce moyen de chauffage 13 en amont de l'évaporateur 9 offre en outre la possibilité de le dégivrer si cet évaporateur 9 est givré comme cela sera détaillé par la suite.  Moreover, the arrangement of this heating means 13 upstream of the evaporator 9 furthermore offers the possibility of de-icing it if this evaporator 9 is frosted as will be detailed hereinafter.
Selon un deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 2, le dispositif de conditionnement 101 comporte un circuit de fluide réfrigérant 3, et un circuit de fluide caloporteur 115 tel qu'un mélange d'eau et de glycol. According to a second embodiment illustrated in FIG. 2, the conditioning device 101 comprises a refrigerant circuit 3 and a heat transfer fluid circuit 115 such as a mixture of water and glycol.
Ce deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que le premier échangeur thermique 107 est un échangeur thermique bi- fluide, tel qu'un condenseur, agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant 3 et le circuit de fluide caloporteur 115.  This second embodiment differs from the first embodiment in that the first heat exchanger 107 is a bi-fluid heat exchanger, such as a condenser, arranged jointly on the refrigerant circuit 3 and the coolant circuit 115.
Le circuit de fluide caloporteur 115 comporte en outre un troisième échangeur thermique 117 agencé de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle, tel qu'un radiateur de chauffage 117. The coolant circuit 115 further comprises a third heat exchanger thermal 117 arranged to condition the flow of air to the passenger compartment, such as a heating radiator 117.
En outre, le circuit de fluide caloporteur 5 peut comporter une pompe 119 pour la circulation du fluide caloporteur.  In addition, the heat transfer fluid circuit 5 may comprise a pump 119 for the circulation of the coolant.
Les composants du circuit de fluide réfrigérant 3 sont raccordés les uns aux autres par des conduites ou canalisations à travers lesquelles le fluide réfrigérant circule, et respectivement les composants du circuit de fluide caloporteur 115 sont raccordés les uns aux autres par des conduites ou canalisations à travers lesquelles le fluide caloporteur circule.  The components of the refrigerant circuit 3 are connected to each other by pipes or ducts through which the refrigerant circulates, and respectively the components of the heat transfer fluid circuit 115 are connected to each other by pipes or ducts through which the heat transfer fluid circulates.
Selon l'agencement représenté sur la figure 2, le condenseur 107 est agencé en sortie du compresseur 5. En fonctionnement, le condenseur 107 reçoit le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud qui cède de la chaleur au fluide caloporteur. Le fluide caloporteur étant par exemple de l'eau glycolée, le condenseur 107 est communément appelé condenseur à eau.  According to the arrangement shown in Figure 2, the condenser 107 is arranged at the outlet of the compressor 5. In operation, the condenser 107 receives the coolant in the form of hot gas which gives heat to the heat transfer fluid. Since the coolant is, for example, glycol water, the condenser 107 is commonly called a water condenser.
En fonctionnement, le radiateur de chauffage 117 réchauffe le flux d'air à destination de l'habitacle via le fluide caloporteur chauffé en sortie du condenseur à eau 107.  In operation, the heating radiator 117 heats the flow of air to the passenger compartment via the heat transfer fluid heated at the outlet of the water condenser 107.
De façon similaire au premier mode de réalisation, le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant est agencé sur le circuit de fluide réfrigérant 3, par exemple en amont de l'évaporateur 9 et en aval de l'organe de détente 11 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Ce moyen de chauffage 13 comprend par exemple une résistance.  Similarly to the first embodiment, the heating means 13 of the refrigerant fluid is arranged on the refrigerant circuit 3, for example upstream of the evaporator 9 and downstream of the expansion device 11 in the direction of circulation of the refrigerant. This heating means 13 comprises, for example, a resistor.
Bien entendu, on pourrait prévoir en variante un moyen de chauffage du fluide réfrigérant de façon indirecte, par exemple au moyen d'une résistance de chauffage du fluide caloporteur et d'un échangeur thermique bi-f uide entre le fluide caloporteur chauffé et le fluide réfrigérant pour chauffer le fluide réfrigérant via le fluide caloporteur.  Of course, one could alternatively provide a means for heating the refrigerant fluid indirectly, for example by means of a heat-exchange fluid heating resistor and a dual-fluid heat exchanger between the heat-transfer fluid and the fluid refrigerant for heating the refrigerant fluid via the coolant.
En référence aux figures 1 à 3, on décrit plus en détail le pilotage du dispositif de conditionnement 1, 101 selon le premier ou deuxième mode de réalisation en pompe à chaleur. Lorsque le dispositif de conditionnement d'air 1, 101 est piloté en pompe à chaleur, le fluide réfrigérant est aspiré par le compresseur 5 et subit une compression, de 1 ' à 2' sur le diagramme de Mo Hier. With reference to FIGS. 1 to 3, the control of the conditioning device 1, 101 according to the first or second embodiment of a heat pump is described in more detail. When the air conditioning device 1, 101 is controlled by heat pump, the refrigerant is sucked by the compressor 5 and is compressed from 1 'to 2' on the Mo Yesterday diagram.
Puis le fluide réfrigérant sous forme de gaz chaud haute pression haute température en sortie du compresseur 5 entre dans le condenseur 7 selon le premier mode de réalisation de la figure 1 ou dans le condenseur à eau 107 de la figure 2.  Then the refrigerant fluid in the form of high pressure high temperature hot gas leaving the compressor 5 enters the condenser 7 according to the first embodiment of FIG. 1 or in the water condenser 107 of FIG.
Dans le condenseur 7 selon le premier mode de réalisation, le fluide réfrigérant cède de la chaleur au flux d'air à destination de l'habitacle, de 2 'à 3' sur le diagramme de Mollier. Le flux d'air à destination de l'habitacle est chauffé avant de déboucher dans l'habitacle et restitue de l'énergie à l'habitacle. L'enthalpie h du fluide réfrigérant diminue. Le fluide réfrigérant est donc refroidi. Selon le premier mode de réalisation, on parle de système direct car le chauffage du flux d'air à destination de l'habitacle est assuré directement par le fluide réfrigérant, via le condenseur dit interne 7, sans nécessiter de circuit secondaire ou d'un autre fluide caloporteur.  In the condenser 7 according to the first embodiment, the coolant transfers heat to the flow of air to the passenger compartment, 2 'to 3' on the Mollier diagram. The flow of air to the passenger compartment is heated before entering the cockpit and restores energy to the cabin. The enthalpy h of the refrigerant decreases. The coolant is therefore cooled. According to the first embodiment, it is called a direct system because the heating of the flow of air to the passenger compartment is provided directly by the refrigerant, via the so-called internal condenser 7, without the need for a secondary circuit or a other coolant.
Selon le deuxième mode de réalisation, dans le condenseur à eau 107, le fluide réfrigérant cède des calories au fluide caloporteur. Le fluide caloporteur chauffé circule vers le radiateur de chauffage 117 et permet de réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. Comme précédemment l'enthalpie h du fluide réfrigérant diminue. Dans ce cas, on parle de système indirect car le chauffage du flux d'air à destination de l'habitacle est effectué via le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 5 et non directement par le fluide réfrigérant.  According to the second embodiment, in the water condenser 107, the refrigerant transfers calories to the coolant. The heat transfer fluid circulates to the heating radiator 117 and allows to heat the air flow to the passenger compartment. As previously enthalpy h refrigerant decreases. In this case, it is called indirect system because the heating of the air flow to the passenger compartment is performed via the heat transfer fluid flowing in the coolant circuit 5 and not directly by the refrigerant.
Ensuite, le fluide réfrigérant en sortie du condenseur 7 ou du condenseur à eau 107 se dirigeant vers l'évaporateur 9 subit une détente qui abaisse sa pression, de 3 ' à 4' sur le diagramme de Mollier. Plus précisément, à travers l'organe de détente 11 le fluide réfrigérant subit une détente isenthalpique.  Then, the refrigerant at the outlet of the condenser 7 or the water condenser 107 going towards the evaporator 9 undergoes a relaxation which lowers its pressure, 3 'to 4' on the Mollier diagram. More specifically, through the expansion member 11 the coolant undergoes isenthalpic expansion.
Avant de passer dans l'évaporateur 9, le fluide réfrigérant est chauffé par le moyen de chauffage 13, de 4' à 5 ' sur le diagramme de Mollier. Le moyen de chauffage 13 comprend par exemple une résistance transmettant de l'énergie au fluide réfrigérant. L'enthalpie h du fluide réfrigérant augmente.  Before entering the evaporator 9, the refrigerant is heated by the heating means 13, 4 'to 5' on the Mollier diagram. The heating means 13 comprises, for example, a resistor transmitting energy to the cooling fluid. The enthalpy h of the refrigerant increases.
Au sein de l'évaporateur 9, le fluide réfrigérant s'évapore en absorbant la chaleur du flux d'air extérieur FE qui le traverse, de 5' à sur le diagramme de Mo Hier. On récupère ainsi des calories au niveau du flux d'air extérieur FE. L'enthalpie h du fluide réfrigérant augmente. In the evaporator 9, the refrigerant evaporates by absorbing the heat the outside airflow FE passing through it, from 5 'to Mo diagram Yesterday. Thus, calories are recovered at the level of the outside air flow FE. The enthalpy h of the refrigerant increases.
En référence à la figure 3, la variation d'enthalpie au niveau de l'évaporateur 9, c'est-à-dire entre les points 5' et Γ sur le diagramme de Mo Hier, est inférieure à la variation d'enthalpie au sein de l'évaporateur 9 en l'absence du moyen de chauffage 13. Comme dit précédemment, cela implique une puissance moins importante au niveau de l'évaporateur 9 et donc permet de limiter voire d'empêcher l'apparition de givre sur l'évaporateur 9. Comme dit précédemment le moyen de chauffage 13 est avantageusement agencé en aval de l'organe de détente 11.  With reference to FIG. 3, the variation of enthalpy at the level of the evaporator 9, that is to say between the points 5 'and Γ in the diagram of Mo Ye, is less than the variation of enthalpy at within the evaporator 9 in the absence of the heating means 13. As said above, this implies a lower power at the evaporator 9 and therefore can limit or even prevent the appearance of frost on the Evaporator 9. As previously said the heating means 13 is advantageously arranged downstream of the expansion member 11.
Dans le cas contraire où le moyen de chauffage serait agencé en amont de l'organe de détente 11, le rendement de la résistance serait dégradé. En effet, avec cette hypothèse, le fluide réfrigérant en sortie du condenseur ayant cédé de l'énergie à l'habitacle circule par la suite à travers le moyen de chauffage avant l'entrée du fluide réfrigérant dans l'organe de détente 11 puis l'évaporateur 9. Le moyen de chauffage transmet de l'énergie au fluide réfrigérant : l'enthalpie du fluide réfrigérant augmente . La température du fluide réfrigérant est alors de l'ordre de 50°C à 70°C. Or, le moyen de chauffage telle qu'une résistance, fonctionne moins bien à ces températures : la température du fluide réfrigérant a une influence sur le rendement d'une résistance, généralement plus le fluide est chaud et plus le rendement de la résistance est faible.  In the opposite case where the heating means would be arranged upstream of the expansion member 11, the efficiency of the resistance would be degraded. Indeed, with this assumption, the refrigerant fluid leaving the condenser having yielded energy to the passenger compartment subsequently circulates through the heating means before the refrigerant enters the expansion device 11 and then the Evaporator 9. The heating means transmits energy to the refrigerant: the enthalpy of the coolant increases. The temperature of the refrigerant is then of the order of 50 ° C to 70 ° C. However, the heating means such as a resistor, operates less well at these temperatures: the temperature of the refrigerant fluid has an influence on the performance of a resistor, generally the warmer the fluid, the lower the efficiency of the resistance is .
Par la suite le fluide réfrigérant passe à travers l'organe de détente. Après détente du fluide réfrigérant, le fluide réfrigérant entre dans l'évaporateur 9 et l'enthalpie du fluide réfrigérant au niveau de l'évaporateur 9 augmente.  Subsequently, the refrigerant fluid passes through the expansion member. After expansion of the refrigerant, the refrigerant enters the evaporator 9 and the enthalpy of the refrigerant at the evaporator 9 increases.
Le fluide réfrigérant peut ensuite retourner dans le compresseur 5 pour recommencer un cycle réfrigérant.  The refrigerant can then return to the compressor 5 to restart a refrigerant cycle.
Le fonctionnement pourrait donc être analogue au fonctionnement précédemment décrit lorsque le moyen de chauffage 13 est agencé en aval de l'organe de détente mais avec un moins bon rendement et donc présente moins d'intérêt. Ainsi, avec un moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant agencé en aval de l'organe de détente 11 et en amont ou en aval de l'évaporateur 9, l'évaporateur 9 a besoin d'échanger moins de chaleur avec l'extérieur par rapport à un cycle d'un dispositif de conditionnement de l'art antérieur ne comprenant pas de moyen de chauffage 13 en amont de l'évaporateur 9. The operation could therefore be analogous to the operation previously described when the heating means 13 is arranged downstream of the expansion member but with a lower efficiency and therefore has less interest. Thus, with a heating means 13 of the refrigerant fluid arranged downstream of the expansion member 11 and upstream or downstream of the evaporator 9, the evaporator 9 needs to exchange less heat with the outside compared to a cycle of a conditioning device of the prior art not including heating means 13 upstream of the evaporator 9.
II en résulte que la basse pression du fluide réfrigérant circulant dans l'évaporateur 9 augmente par rapport aux solutions de l'art antérieur ne disposant pas de moyen de chauffage du fluide réfrigérant en amont de l'évaporateur. L'échange thermique est donc diminué au niveau de l'évaporateur 9. Ainsi, pour une même puissance de chauffage que dans l'art antérieur, on requiert moins de puissance au niveau de l'évaporateur 9 par rapport aux solutions de l'art antérieur dépourvues de moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant en amont de l'évaporateur 9. On contrôle ainsi l'apparition de givre sur l'évaporateur 9.  As a result, the low pressure of the refrigerant circulating in the evaporator 9 increases compared to the prior art solutions having no means for heating the refrigerant upstream of the evaporator. The heat exchange is therefore reduced at the level of the evaporator 9. Thus, for the same heating power as in the prior art, less power is required at the evaporator 9 compared to the solutions of the art. prior to lack of heating means 13 of the refrigerant fluid upstream of the evaporator 9. It thus controls the appearance of frost on the evaporator 9.
Ceci a pour avantage de pouvoir augmenter le temps de fonctionnement de la pompe à chaleur.  This has the advantage of being able to increase the operating time of the heat pump.
Par ailleurs, la position du point 5' sur le diagramme de Mo Hier de la figure 3 dépend de la puissance injectée par le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant. Furthermore, the position of the point 5 'on the diagram of Mo Hier of Figure 3 depends on the power injected by the heating means 13 of the refrigerant.
Plus la puissance apportée par le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant est importante et plus le point 5 ' se déplace vers la droite sur le diagramme de Mollier, donc vers une augmentation de l'enthalpie h du fluide réfrigérant. Ainsi, il est possible d'asservir la température de l'évaporateur 9.  The greater the power provided by the heating means 13 of the refrigerant fluid, the more the 5 'point moves to the right on the Mollier diagram, thus towards an increase in the enthalpy h of the refrigerant fluid. Thus, it is possible to control the temperature of the evaporator 9.
En effet, en modifiant la puissance apportée par le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant, on modifie la puissance qui doit être échangée au niveau de l'évaporateur 9. On modifie de ce fait la pression de l'évaporateur 9. La température de l'évaporateur 9 étant directement liée à la pression du fluide, on peut ainsi maîtriser la température de l'évaporateur 9.  Indeed, by modifying the power provided by the heating means 13 of the refrigerant fluid, the power to be exchanged at the evaporator 9 is changed. The pressure of the evaporator 9 is thus modified. the evaporator 9 being directly related to the pressure of the fluid, it is thus possible to control the temperature of the evaporator 9.
La figure 4 représente un diagramme de Mollier pour différentes puissances transmises par le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant. A titre d'exemple :  Figure 4 shows a Mollier diagram for different powers transmitted by the heating means 13 of the refrigerant. For exemple :
- le premier cycle défini par les points Γ à 5' correspond à une première puissance du moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant, - le deuxième cycle défini par les points 1" à 5" correspond à une deuxième puissance du moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant supérieure à la première puissance, et the first cycle defined by the points Γ to 5 'corresponds to a first power of the heating means 13 of the refrigerant, the second cycle defined by the points 1 "to 5" corresponds to a second power of the heating means 13 of the coolant greater than the first power, and
- le troisième cycle défini par les points Γ" à 5"' correspond à une troisième puissance du moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant supérieure à la deuxième puissance.  - The third cycle defined by the points "to 5" corresponds to a third power of the heating means 13 of the refrigerant greater than the second power.
Plus la puissance augmente, plus le point 5', 5", 5"' est décalé vers une augmentation de l'enthalpie, c'est-à-dire vers la droite sur le diagramme de Mollier de la figure 4.  As the power increases, the point 5 ', 5 ", 5"' is shifted toward an increase in enthalpy, that is, to the right on the Mollier diagram of FIG.
Ainsi, comme l'illustre la figure 4, quand on augmente la puissance du moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant, la variation d'enthalpie augmente au niveau du moyen de chauffage 13, de 4' à 5', respectivement de 4" à 5", respectivement de 4"' à 5"', tandis qu'elle diminue au niveau de l'évaporateur 9, de 5' à Γ, respectivement de 5" à 1", respectivement de 5"' à Γ".  Thus, as illustrated in FIG. 4, when the power of the heating medium 13 of the refrigerating fluid is increased, the enthalpy change increases at the level of the heating means 13, from 4 'to 5', respectively from 4 "to 5 ", respectively 4" 'to 5 "', while it decreases at the level of the evaporator 9, from 5 'to 5", respectively from 5 "to 1", respectively from 5 "' to" ".
La température de l'évaporateur 9 peut donc être asservie par la puissance du moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant. En effet, lorsque la puissance du moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant augmente, la puissance de l'évaporateur 9 diminue.  The temperature of the evaporator 9 can thus be controlled by the power of the heating means 13 of the refrigerant. Indeed, when the power of the heating means 13 of the refrigerant increases, the power of the evaporator 9 decreases.
En fonction de la stratégie de régulation utilisée pour la pompe à chaleur, plusieurs critères, tels que notamment la température extérieure, les trajets effectués par le véhicule, l'autonomie des batteries du véhicule, peuvent être pris en compte pour déterminer la puissance à transmettre au niveau du moyen de chauffage 13.  Depending on the control strategy used for the heat pump, several criteria, such as in particular the outside temperature, the journeys made by the vehicle, the battery life of the vehicle, can be taken into account to determine the power to be transmitted. at the level of the heating means 13.
A titre d'exemple non limitatif, on peut déterminer un temps de fonctionnement du dispositif de conditionnement d'air 1, 101 en pompe à chaleur et en déduire à quelle température doit être l'évaporateur 9 pour correspondre à ce temps de fonctionnement afin de définir la puissance au niveau de l'évaporateur et donc la puissance du moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant dépendant également de la puissance de chauffage souhaitée dans l'habitacle. Ceci peut être déterminé par essais.  By way of nonlimiting example, it is possible to determine an operating time of the air conditioning device 1, 101 in heat pump and to deduce at what temperature the evaporator 9 must be to correspond to this operating time in order to define the power at the evaporator and therefore the power of the heating means 13 of the coolant also depending on the desired heating power in the passenger compartment. This can be determined by testing.
Le temps de fonctionnement peut être infini ou correspondre à l'autonomie des batteries du véhicule.  The operating time can be infinite or correspond to the battery life of the vehicle.
Dans ce dernier cas, une stratégie peut être d'asservir la température de l'évaporateur 9 de telle sorte que l'évaporateur 9 soit givré au moment où les batteries de la voiture soient déchargées correspondant à la fin du temps de fonctionnement. In the latter case, a strategy may be to enslave the temperature of the evaporator 9 so that the evaporator 9 is frosted when the batteries of the car are discharged corresponding to the end of the operating time.
Par ailleurs, en cas de projections d'eau par exemple, du givre peut apparaître sur l'évaporateur 9 en face avant, dans ce cas le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant peut être utilisé pour dégivrer l'évaporateur 9. Moreover, in the event of water splashes for example, frost may appear on the evaporator 9 on the front face, in which case the heating means 13 of the refrigerant fluid may be used to defrost the evaporator 9.
En outre, pendant cette phase de dégivrage dans laquelle l'évaporateur 9 n'est pas utilisé, le moyen de chauffage 13 assure le rôle de l'évaporateur 9 de fournir de la chaleur au fluide réfrigérant se dirigeant vers le compresseur 5 puis le condenseur 7 ou condenseur à eau 107.  In addition, during this defrosting phase in which the evaporator 9 is not used, the heating means 13 assumes the role of the evaporator 9 to supply heat to the refrigerant flowing towards the compressor 5 and then the condenser 7 or water condenser 107.
En référence à la figure 5, le diagramme de Mo Hier présente un cycle du fluide réfrigérant circulant dans le dispositif de conditionnement 1, 101 en pompe à chaleur lors d'une stratégie de dégivrage de l'évaporateur 9.  With reference to FIG. 5, the diagram of Mo Hier shows a cycle of the refrigerant circulating in the conditioning device 1, 101 in a heat pump during a defrosting strategy of the evaporator 9.
De 10 à 20, le fluide est aspiré par le compresseur 5 et subit une compression. De 20 à 30, le fluide réfrigérant passe à travers le condenseur 7 ou condenseur à eau 107. Le fluide réfrigérant restitue de l'énergie à l'habitacle soit directement comme dans le premier mode de réalisation, soit par le fluide caloporteur qui une fois chauffé dans le condenseur à eau réchauffe à son tour le flux d'air à destination de l'habitacle dans le radiateur de chauffage 117. L'enthalpie h du fluide réfrigérant diminue.  From 10 to 20, the fluid is sucked by the compressor 5 and undergoes compression. From 20 to 30, the refrigerant passes through the condenser 7 or water condenser 107. The coolant returns energy to the passenger compartment either directly as in the first embodiment, or by the heat transfer fluid which once heated in the water condenser in turn heats the flow of air to the passenger compartment in the heating radiator 117. The enthalpy h of the coolant decreases.
De 30 à 40, le fluide réfrigérant passe à travers l'organe de détente 11 et subit une détente isenthalpique.  From 30 to 40, the refrigerant passes through the expansion member 11 and undergoes isenthalpic expansion.
De 40 à 50, le fluide réfrigérant passe par le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant qui transmet de l'énergie au fluide réfrigérant. L'enthalpie h du fluide réfrigérant augmente.  From 40 to 50, the refrigerant passes through the heating means 13 of the refrigerant which transmits energy to the cooling fluid. The enthalpy h of the refrigerant increases.
Plus précisément, de 40 à 10, le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant assure la fonction de chauffage de l'évaporateur 9 en fonctionnement normal. En effet, dans cette configuration de dégivrage l'évaporateur 9 ne transmet pas d'énergie au fluide.  More specifically, from 40 to 10, the heating means 13 of the refrigerant fluid provides the heating function of the evaporator 9 during normal operation. Indeed, in this defrosting configuration the evaporator 9 does not transmit energy to the fluid.
Et de 10 à 50, une surchauffe du fluide réfrigérant est effectuée. Pour ce faire, le moyen de chauffage 13 est apte à chauffer le fluide réfrigérant jusqu'à un degré de surchauffe déterminé. Ce degré de surchauffe peut être déterminé par des essais, en estimant un temps de dégivrage, et donc la puissance à apporter à l'évaporateur pour dégivrer l'évaporateur 9 dans ce temps de dégivrage, et ainsi la surchauffe à imposer au niveau du fluide réfrigérant. And from 10 to 50, an overheating of the coolant is performed. For this purpose, the heating means 13 is able to heat the cooling fluid to a degree of overheating determined. This degree of overheating can be determined by tests, estimating a defrosting time, and therefore the power to be supplied to the evaporator to defrost the evaporator 9 in this defrosting time, and thus the overheating to be imposed at the fluid level. refrigerant.
Puis de 50 à 10, l'énergie qui a été emmagasinée par la surchauffe est transmise à l'évaporateur 9. C'est donc le fluide réfrigérant qui transmet de l'énergie à l'évaporateur 9. On peut ainsi dégivrer l'évaporateur 9.  Then from 50 to 10, the energy that has been stored by the superheating is transmitted to the evaporator 9. It is therefore the refrigerant which transmits energy to the evaporator 9. It can thus defrost the evaporator 9.
Toute l'énergie de la ligne basse pression est apportée par le moyen de chauffage 13 dans ce cas.  All the energy of the low pressure line is provided by the heating means 13 in this case.
En outre, pour optimiser le dégivrage de l'évaporateur 9, on peut prévoir d'agencer des volets (non représentés) en face avant et de les fermer pour empêcher la circulation du flux d'air extérieur FE lorsque l'on veut utiliser le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant pour dégivrer l'évaporateur 9. In addition, to optimize the defrosting of the evaporator 9, provision can be made to arrange the flaps (not shown) on the front face and to close them to prevent the circulation of the outside air flow FE when one wants to use the means 13 for heating the coolant to defrost the evaporator 9.
En effet, dans le cas où le moyen de chauffage 13 remplace l'évaporateur 9 dans le cycle pompe à chaleur permettant le dégivrage de l'évaporateur 9, ce moyen de chauffage 13 telle qu'une résistance n'a pas besoin d'échanger avec l'air extérieur FE pour chauffer le fluide réfrigérant.  Indeed, in the case where the heating means 13 replaces the evaporator 9 in the heat pump cycle for defrosting the evaporator 9, the heating means 13 such that a resistor does not need to exchange with the outside air FE to heat the refrigerant.
Les volets peuvent être alternativement ouverts puis fermés, ou encore partiellement ouverts, afin de laisser passer suffisamment d'air extérieur pour que le radiateur de refroidissement du moteur soit refroidi.  The flaps can be alternately open and then closed, or partially open, to let enough outside air to cool the cooling radiator of the engine.
Ainsi, l'utilisation du moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant pour dégivrer l'évaporateur 9 peut se faire tout en maintenant le fonctionnement de la pompe à chaleur. Il n'y a pas de dégradation de confort thermique dans l'habitacle du véhicule. Thus, the use of the heating means 13 of the refrigerant to defrost the evaporator 9 can be done while maintaining the operation of the heat pump. There is no degradation of thermal comfort in the passenger compartment of the vehicle.
Ainsi, quel que soit le mode de réalisation du dispositif de conditionnement d'air 1, 101, le moyen de chauffage 13 du fluide réfrigérant en amont de l'évaporateur 9 permet de ralentir voire empêcher la formation de givre sur l'évaporateur 9, et en cas d'apparition de givre sur l'évaporateur 9, ce moyen de chauffage 13 peut être piloté pour assurer une fonction de dégivrage de l'évaporateur 9 tout en continuant le pilotage du dispositif de conditionnement d'air 1, 101 en pompe à chaleur. Thus, whatever the embodiment of the air conditioning device 1, 101, the heating means 13 of the refrigerant fluid upstream of the evaporator 9 makes it possible to slow or even prevent the formation of ice on the evaporator 9, and if frost appears on the evaporator 9, this heating means 13 can be controlled for provide a defrosting function of the evaporator 9 while continuing the control of the air conditioning device 1, 101 in heat pump.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de conditionnement thermique (1, 101) d'un flux d'air à destination d'un habitacle de véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant (3) comprenant : A device for thermal conditioning (1, 101) of a flow of air to a passenger compartment of a motor vehicle comprising a refrigerant circuit (3) comprising:
- un compresseur (5), a compressor (5),
- un premier échangeur thermique apte à travailler en condenseur (7, 107), a first heat exchanger able to work in a condenser (7, 107),
- au moins un deuxième échangeur thermique apte à travailler en évaporateur (9) et agencé pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur (FE), et at least one second heat exchanger capable of working in an evaporator (9) and arranged for a heat exchange between the refrigerant and an outside air flow (FE), and
- un organe de détente (11) agencé en amont du deuxième échangeur thermique (9) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant, caractérisé en ce que le dispositif de conditionnement (1, 101) du flux d'air comporte en outre un moyen de chauffage (13) du fluide réfrigérant agencé en aval de l'organe de détente (11) et en amont ou en aval du deuxième échangeur thermique (9) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. an expansion element (11) arranged upstream of the second heat exchanger (9) in the direction of circulation of the refrigerant fluid, characterized in that the air flow conditioning device (1, 101) further comprises a means heating (13) of the coolant arranged downstream of the expansion member (11) and upstream or downstream of the second heat exchanger (9) in the direction of circulation of the coolant.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le moyen de chauffage (13) du fluide réfrigérant est agencé en amont du deuxième échangeur thermique (9) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. 2. Device according to claim 1, wherein the heating means (13) of the coolant is arranged upstream of the second heat exchanger (9) in the direction of circulation of the refrigerant.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le moyen de chauffage (13) du fluide réfrigérant est un chauffage électrique. 3. Device according to one of claims 1 or 2, wherein the heating means (13) of the refrigerant is an electric heater.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen de chauffage (13) du fluide réfrigérant comprend une résistance. 4. Device according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating means (13) of the coolant comprises a resistor.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de chauffage (13) est apte à chauffer le fluide réfrigérant jusqu'à un degré de surchauffe déterminé de façon à dégivrer le deuxième échangeur thermique (9). 5. Device according to any one of the preceding claims, wherein the heating means (13) is adapted to heat the refrigerant to a degree of overheating determined so as to defrost the second heat exchanger (9).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier échangeur thermique est un condenseur (7) agencé de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule. 6. Device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first heat exchanger is a condenser (7) arranged to condition the flow of air to the passenger compartment of said vehicle.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un circuit de fluide caloporteur (5), et dans lequel le premier échangeur thermique est un condenseur (107) agencé conjointement sur le circuit de fluide caloporteur (5) et le circuit de fluide réfrigérant (3) pour un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur. 7. Device according to any one of claims 1 to 5, comprising a coolant circuit (5), and wherein the first heat exchanger is a condenser (107) arranged jointly on the coolant circuit (5) and the refrigerant circuit (3) for a heat exchange between the coolant and the coolant.
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le circuit de fluide caloporteur (5) comprend un troisième échangeur thermique (117) agencé en aval du condenseur8. Device according to claim 7, wherein the coolant circuit (5) comprises a third heat exchanger (117) arranged downstream of the condenser
(107) selon le sens de circulation du fluide caloporteur de manière à conditionner le flux d'air à destination de l'habitacle. (107) in the direction of circulation of the heat transfer fluid so as to condition the flow of air to the passenger compartment.
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le troisième échangeur thermique (117) est un radiateur de chauffage. 9. Device according to claim 8, wherein the third heat exchanger (117) is a heating radiator.
10. Installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de conditionnement thermique (1, 101) d'un flux d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Heating, ventilation and / or air conditioning system characterized in that it comprises a device for thermal conditioning (1, 101) of an air stream according to any one of the preceding claims.
11. Installation selon la revendication précédente, comprenant au moins un volet agencé en face avant du véhicule apte à être piloté pour autoriser ou bloquer la circulation du flux d'air extérieur (FE) 11. Installation according to the preceding claim, comprising at least one flap arranged on the front of the vehicle capable of being controlled to allow or block the circulation of the outside air flow (FE).
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