WO2019229317A1 - Circuit de fluide refrigerant pour vehicule automobiles - Google Patents

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WO2019229317A1
WO2019229317A1 PCT/FR2019/051105 FR2019051105W WO2019229317A1 WO 2019229317 A1 WO2019229317 A1 WO 2019229317A1 FR 2019051105 W FR2019051105 W FR 2019051105W WO 2019229317 A1 WO2019229317 A1 WO 2019229317A1
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refrigerant
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valve
circuit
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Mohamed Yahia
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Valeo Systemes Thermiques
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Definitions

  • the field of the present invention is that of refrigerant fluid circuits for a vehicle, especially for a motor vehicle.
  • Motor vehicles are commonly equipped with a refrigerant circuit used to heat treat different areas or different components of the vehicle. It is in particular known to use this refrigerant circuit to heat a cold point of the vehicle through a condenser and / or cool a hot spot through an evaporator. Many situations are suitable: avoid heating of the vehicle components, bring them to an optimal temperature of use according to the surrounding climatic conditions, to ensure the optimal comfort of the occupants of the vehicle by adapting on demand the temperature of the passenger compartment, or to ensure the visibility of the driver by demisting glass surfaces.
  • the refrigerant circuit comprises a condenser and / or an evaporator and is thus able to thermally treat a flow of air into the passenger compartment of the vehicle equipped with such a circuit.
  • the refrigerant circuit provides this function within a ventilation, heating, and / or air conditioning system of which the vehicle is equipped.
  • the airflow allows the cabin to be heated, dehumidified, or more locally to melt the frost on the glass surfaces.
  • the airflow also allows air conditioning the cabin for the comfort of its occupants, by cooling the air flow sent into the cabin of the vehicle.
  • the refrigerant circuit is thus potentially used in a plurality of situations associated with a plurality of modes of operation of the refrigerant circuit.
  • the implementation of one or the other of these modes of operation requires controlling the distribution of the refrigerant fluid in the refrigerant circuit via the control of switching means.
  • the number of these switching means is important and these are of complex design and are distributed at different points of the circuit which limit the possibilities of rationalizing the circuit.
  • a second disadvantage lies in the impossibility of fully exploiting the possibilities of the evaporator, especially in heat pump mode.
  • the present invention is in this context, and proposes an optimized refrigerant circuit in the control of the distribution of the refrigerant fluid circulating therein.
  • This optimization aims to rationalize the number of switching means present in this circuit while retaining the ability to implement the operating modes mentioned above.
  • the invention also makes it possible to use the evaporator to recover energy when the refrigerant circuit is used in heat pump mode.
  • the invention makes it possible to reduce the cost of manufacturing and operating such a circuit without impacting adaptability to the various modes of operation.
  • the object of the present invention is therefore to solve the disadvantages described above by designing a refrigerant circuit having a simplified design, thanks to its elements dedicated to the distribution of the refrigerant and the reduction of their number.
  • the subject of the invention is therefore a refrigerant circuit of a vehicle comprising at least one device for compressing the refrigerant fluid, a first heat exchanger arranged to be traversed by an air flow outside a passenger compartment of the vehicle, a second heat exchanger arranged to be traversed by an interior air flow sent into the passenger compartment of the vehicle, a heat exchanger thermally coupled to a heat transfer fluid loop, an expansion member disposed between the heat exchanger and the second heat exchanger characterized in that the refrigerant circuit comprises at least one refrigerant delivery device which comprises at least four orifices, a first orifice being connected to the compression device, a second orifice being directly connected to the first heat exchanger, a third orifice being directly connected to the second heat exchanger, and a fourth orifice being directly connected to the heat exchanger; heat.
  • the refrigerant circuit is a closed circuit which uses a thermodynamic cycle. Regarding the connection of the components of the circuit between them, the term "directly connected" means
  • the refrigerant fluid used in the refrigerant circuit according to the invention is for example a subcritical fluid, such as that known under the reference R134A or 1234YF. It can also be a supercritical fluid, for example a natural fluid such as carbon dioxide known under the reference R744.
  • the refrigerant compression device which includes the refrigerant circuit, compresses and circulates the refrigerant.
  • the compression device has an input. It is through this inlet that the refrigerant fluid low pressure and low temperature enters the compression device.
  • the compression device has an output. The coolant is at high pressure and high temperature when it takes the exit of the compression device.
  • the first heat exchanger is able to operate as an evaporator or condenser when it is crossed by the air flow outside the vehicle.
  • the first heat exchanger comprises two holes corresponding to one at an inlet and the other at an outlet.
  • the first heat exchanger is bidirectional, that is, it can receive the refrigerant in two opposite direction of circulation.
  • One direction of circulation corresponds to the operation of the first heat exchanger in evaporator
  • the opposite direction of circulation corresponds to the operation of the first heat exchanger in condenser.
  • the second heat exchanger is able to operate as an evaporator or condenser, crossed by the interior air flow for the passenger compartment.
  • the second heat exchanger takes place for example in a ventilation system, heating and air conditioning of the vehicle.
  • the second heat exchanger comprises an inlet and an outlet.
  • the second heat exchanger is monodirectional: it is adapted to a circulation of the refrigerant in a single direction of flow, from the inlet to the outlet, both invariable.
  • the second heat exchanger can be used as a pre-driver of the indoor air flow, prior to its heating by an additional radiator.
  • the heat exchanger is a bi-fluid exchanger: it is configured to perform a heat exchange between the coolant and the heat transfer fluid that both travel. The heat transfer fluid then thermally treats a zone or a component of the vehicle.
  • the heat exchanger has two corresponding mouths for one at an entrance and for the other at an exit.
  • the heat exchanger is bidirectional with respect to its passage through the refrigerant.
  • the heat exchanger is adapted to a circulation of the refrigerant fluid in two opposite directions of circulation.
  • a flow direction corresponds to the operation of the evaporator heat exchanger
  • the opposite flow direction corresponds to the operation of the condenser heat exchanger.
  • the expansion element makes it possible to feed the latter or these refrigerant fluids at low temperatures. pressure and low temperature.
  • the refrigerant distribution device is a point of convergence of the circuit. It allows to implement the distribution of coolant fluid at low pressure and low temperature towards the compression device.
  • the refrigerant distribution device comprises three suitable inputs receiving the refrigerant from the components upstream of the dispensing device.
  • the second orifice, the third orifice and the fourth orifice correspond to the inputs of the coolant dispensing device.
  • the refrigerant fluid passes through or does not pass through the second orifice, the third orifice and / or the fourth orifice.
  • the refrigerant nevertheless enters the dispensing device in at least one of these inputs.
  • the second orifice is connected directly to the hole corresponding to the output of the first heat exchanger when it operates as an evaporator.
  • the third port is connected directly to the output of the second heat exchanger.
  • the fourth port is directly connected to the mouth corresponding to the outlet of the heat exchanger when it operates as an evaporator.
  • the refrigerant delivery device comprises an outlet adapted to feed the compression device.
  • the first orifice corresponds to the outlet of the refrigerant dispensing device. Whatever the operating mode used, the coolant exits the dispensing device through the first orifice.
  • the first port is connected to an input of the compression device.
  • the circuit comprises a refrigerant distribution device which comprises at least four ports, a first port being directly connected to the compression device, a second port being directly connected to the first heat exchanger, a third port being connected to the second heat exchanger, and a fourth port being directly connected to the heat exchanger.
  • the refrigerant distribution device is a point of divergence of the circuit. It makes it possible to implement the distribution of refrigerant fluid at high pressure and at high temperature from the compression device.
  • the refrigerant distribution device comprises an inlet adapted to receive the refrigerant fluid from the compression device, this inlet being formed by the first port. Whatever the mode of operation implemented, the refrigerant flows through the first port.
  • the first port is directly connected to the output of the compression device.
  • the refrigerant distribution device comprises three outputs capable of supplying the components located downstream of the compression device.
  • the second port, the third port and the fourth port correspond to outputs of the refrigerant distribution device.
  • the refrigerant fluid passes through or does not pass through the second port, the third port and the fourth port.
  • the refrigerant nevertheless passes through at least one of the outlets.
  • the second port is connected directly to one of the holes corresponding to the input of the first heat exchanger when the latter operates as a condenser.
  • the third port is connected to the input of the second heat exchanger.
  • the fourth port is directly connected to the mouth corresponding to the inlet of the heat exchanger when it operates as a condenser.
  • the circuit comprises an internal heat exchanger having a first pass disposed between the first orifice and the inlet of the compression device and a second passage disposed between the expansion member and the first heat exchanger.
  • the internal heat exchanger allows the refrigerant fluid to perform an inter-fluid thermal exchange from the first pass to the second pass.
  • the same refrigerant passes through the two passes of the heat exchanger, but at two different temperatures.
  • the coolant has a higher temperature than in the other passes of the heat exchanger: the transfer of calories then operates.
  • the compression device is disposed in a main pipe of the circuit extending between the distribution device and the refrigerant distribution device, the second heat exchanger being disposed in a first branch of the circuit, the expansion element and the heat exchanger being arranged in a second branch of the circuit, the first branch and the second branch being in parallel between a point of connection of the circuit and the coolant delivery device.
  • the main pipe is traversed by the refrigerant fluid.
  • the main pipe extends between the first orifice of the dispensing device and the first port of the distribution device.
  • the first branch extends between the connection point and the third orifice of the dispensing device.
  • the second branch extends between the connection point and the fourth orifice of the dispensing device.
  • connection point is a point of convergence of the coolant when the heat exchanger and the first heat exchanger both operate as condensers. It is a point of divergence of the refrigerant fluid when the first heat exchanger and the second heat exchanger both operate as an evaporator. It is also a point of divergence of the coolant when the second heat exchanger and the heat exchanger both operate as an evaporator.
  • the first heat exchanger is disposed in a third branch of the circuit, the third branch of the circuit extending between the connection point and the coolant distribution device, the first branch being parallel to the third branch.
  • the first heat exchanger When the first heat exchanger is inoperative, the coolant does not flow through the third leg.
  • the third branch extends between the connection point and the second orifice of the dispensing device. Therefore, the connection point connects the first branch, the second branch and the third branch.
  • the circuit comprises a calibrated tube disposed between an inlet of the second heat exchanger and a junction point of the circuit, the junction point being connected to the third port by a fourth branch.
  • the fourth branch extends between the distribution device and the junction point. More particularly, the fourth branch extends between the third port of the distribution device and the junction point.
  • the calibrated tube operates as a detent member. It operates when the coolant diverges at the point of connection, dividing between the first branch and the second branch. It is upstream at the second heat exchanger.
  • the calibrated tube is indeed capable of passing the refrigerant fluid from a high pressure and a high temperature at a low pressure and at a low temperature before the refrigerant inlet into the second heat exchanger operating as an evaporator .
  • the second branch and the third branch are in parallel with each other.
  • the coolant then diverges at the connection point, distributing between the second branch and the third branch before converging within the distribution device.
  • the expansion member is a first expansion member, a second expansion member being disposed between the first expansion member and the first heat exchanger on the third branch of the circuit.
  • the second expansion member is disposed on the third branch between the second pass of the internal heat exchanger and the connection point.
  • the second expansion member makes it possible to feed the first heat exchanger or the second heat exchanger with low pressure and low temperature fluid, when these operate as an evaporator.
  • Successive detents involving at least two components, including the first detent, the second detent and the calibrated tube can take place.
  • the circuit comprises a third expansion member disposed on a fifth branch which connects the second heat exchanger and the first heat exchanger.
  • the fifth branch extends between a first node and a second node.
  • the first node is disposed on the first branch between the output of the second heat exchanger and the dispensing device. More specifically, the first node is disposed between the outlet of the second heat exchanger and the third orifice of the dispensing device.
  • the second node is disposed on the third branch between the second pass of the accumulation device and the hole corresponding to the inlet of the first heat exchanger operating as an evaporator.
  • the first expansion member and the second expansion member are bidirectional.
  • the term "bidirectional" means that the refrigerant borrows the components so qualified in one direction of circulation or in the other and the expansion of the refrigerant can be performed regardless of this direction of circulation.
  • the third expansion element and the calibrated tube are monodirectional: they are designed to generate a pressure drop of the refrigerant when it takes them in a particular direction of circulation.
  • the third detent member is adapted to receive a refrigerant fluid from the first node.
  • the calibrated tube is adapted to receive the refrigerant fluid from the junction point.
  • the refrigerant distribution device comprises a body and at least three two-way valves, the three valves being housed in the body, a first valve being disposed between the first orifice and the second orifice, a second valve being disposed between the first port and the third port and a third valve being disposed between the first port and the fourth port.
  • the first valve is directly connected to the hole corresponding to the output of the first heat exchanger operating as an evaporator via the third branch.
  • the second valve is directly connected to the output of the second heat exchanger via the first branch.
  • the third valve is directly linked to the mouth corresponding to the outlet of the heat exchanger operating as an evaporator via the second branch.
  • the valves of the fluid dispensing device are all or nothing valves. They are either wide open or totally closed. When they are open, they are able to let all the refrigerant fluid to pass through the pipe or the branch equipped with such a valve. When closed, no refrigerant passes through them.
  • the dispensing device is adapted so that one, two or three of its valves are open or closed, depending on the operating mode of the refrigerant circuit. Whatever the mode of operation chosen, the less one of the valves of the dispensing device is open.
  • valves of the fluid delivery device are all connected to the same outlet of the refrigerant delivery device corresponding to the first port.
  • the refrigerant distribution device comprises a compartment and at least three two-way valves, the three valves being housed in the compartment, a fourth valve being disposed between the first port and the second port, a fifth valve being disposed between the first port and the third port, and a sixth valve being disposed between the first port and the fourth port.
  • the fourth valve is directly connected to the hole corresponding to the inlet of the first heat exchanger operating as a condenser.
  • the fifth valve is directly connected to the junction point via the fourth branch.
  • the sixth valve is directly linked to the mouth corresponding to the inlet of the heat exchanger operating in a condenser.
  • the valves of the fluid distribution device are all or nothing valves. They are either wide open or totally closed. When they are open, they are capable of allowing all of the refrigerant fluid to pass through the pipe or the branch equipped with such a valve. When closed, no refrigerant passes through them.
  • the distribution device is adapted so that one, two or three of its valves are open or closed, depending on the operating mode of the refrigerant circuit. Whatever the mode of operation chosen, the less one of the valves of the distribution device is open.
  • valves of the fluid distribution device are all connected to the same inlet of the coolant distribution device corresponding to the first port.
  • the distribution device and the dispensing device are arranged in a block having at least six openings, a first opening being disposed between an output of the compression device and the first port, a second opening being disposed between the second port and the first heat exchanger, a third opening being disposed between the third port and the second heat exchanger, a fourth opening being disposed between the fourth port and the heat exchanger, a fifth opening being disposed between the first port and an inlet of the compression device and a sixth opening being disposed between the third port and the second heat exchanger.
  • the block corresponds to a piece, for example metal, intended to receive the distribution device and the dispensing device.
  • the block centralizes the distribution of the refrigerant in the circuit.
  • the block receives the first valve, the second valve, the third valve, the fourth valve, the fifth valve and the sixth valve.
  • the block is common to the distribution device and the distribution device. In such a situation, block, body and compartment form a single piece inside which are arranged the valves of the dispensing device and the valves of the distribution device.
  • the openings of the block can be inputs, outputs or inputs and outputs of the refrigerant.
  • the first opening of the block and the sixth opening of the block are block inputs.
  • the third opening of the block and the fifth opening of the block are out of the block.
  • the second opening of the block and the fourth opening of the block are alternately inputs or outputs of the block.
  • the second opening of the block is an input of the block when the first heat exchanger operates as an evaporator and an output of the block when it operates as a capacitor.
  • the fourth opening of the block is an input of the block when the heat exchanger operates as an evaporator and an output of the block when it operates as a capacitor.
  • the openings are connected to one or two valves, in the case of two valves it is a valve of the distribution device and a valve of the distribution device.
  • the first opening of the block directly connects the three valves of the distribution device.
  • the fifth opening of the block directly connects the three valves of the dispensing device.
  • the third opening of the block directly connects the fifth valve.
  • the sixth opening of the block directly connects the second valve.
  • the second opening of the block connects directly and the first valve and the fourth valve.
  • the fourth opening of the block connects and the third valve and the sixth valve.
  • the first opening may be confused with the first port, or be connected by a portion of the main pipe.
  • the fifth opening may be confused with or connected to the first port by another part of the main pipe.
  • the third opening may be confused with the third port, or connected to it by a part of the fourth branch.
  • the sixth opening may be confused with the third orifice, or connected to it by a part of the first branch.
  • the distribution device and the dispensing device are controlled by at least one device for controlling the dispensing device and / or the dispensing device.
  • the control device is able to open or close the valves in order to control the distribution of the refrigerant fluid within the circuit, according to the activated operating mode.
  • the control device is supported by the block or integrated therein.
  • the invention also relates to a thermal treatment system for a vehicle comprising the refrigerant circuit as previously described and a heat transfer fluid loop thermally coupled to the refrigerant circuit via the heat exchanger.
  • the heat transfer fluid loop is a closed circuit which comprises at least one pipe, the heat exchanger and a circulation means adapted to allow the circulation of the coolant in the pipe, such as a pump.
  • the heat exchanger of the heat treatment system according to the invention is thus part of the refrigerant circuit and the heat transfer fluid loop. he it is a bi-fluid heat exchanger, in particular bi-liquid, configured to be traversed by the coolant and the coolant. Inside the heat exchanger there is a transfer of calories between the coolant and the coolant: the heat transfer fluid is cooled or heated, depending on whether the heat exchanger operates as an evaporator or condenser.
  • the heat transfer fluid loop is dedicated to the heat treatment of one and / or the other of the components of a vehicle electric traction system, such as an electrical storage device, an electric motor, a electronic power module or any component of such an electric power train.
  • the heat exchanger is thus configured to heat-treat, for example, the electrical storage device of the vehicle.
  • the heat exchanger exchanges heat between the refrigerant and the electric storage device of the vehicle, either directly with the electrical storage device, by convection so that the calories are exchanged between the air surrounding the storage device and the heat exchanger in contact with the electrical storage device, or indirectly via a third heat exchanger operating as an evaporator or condenser in the circulation loop of a heat transfer fluid, so as to transport the calories of the electrical storage device to the heat exchanger or vice versa.
  • the heat transfer fluid loop comprises an internal condenser for heating the passenger compartment. Therefore, this internal condenser is preferably installed jointly with the second heat exchanger, especially in a ventilation, heating, and / or air conditioning, so that the interior air flow intended for the passenger compartment and passing through the second heat exchanger has the possibility of crossing also the internal condenser.
  • the second heat exchanger operating as a condenser may preheat an air that will also be heated by the internal condenser.
  • the second exchanger operates as an evaporator and the internal condenser operates as a radiator, in particular in a dehumidification mode of the air flow. inside.
  • FIG. 1 is a schematic view of the refrigerant circuit according to the invention
  • FIG. 1 schematically illustrate the circuit shown in Figure 1, operated according to different modes of operation.
  • the figures show the invention in detail for its implementation, said figures can of course be used to better define the invention, if any.
  • These figures are diagrammatic representations which illustrate how a refrigerant circuit according to the invention is made, what composes it and how a refrigerant fluid circulates within it.
  • the refrigerant circuit according to the invention mainly comprises at least one refrigerant compression device, a heat exchanger, heat exchangers, at least one expansion device, an accumulation device and a dispensing device. refrigerant.
  • the refrigerant circuit is also coupled at its heat exchanger to a heat transfer fluid loop to form a heat treatment system, the heat transfer fluid loop mainly comprising means for circulating the coolant, the heat exchanger of the refrigerant circuit mentioned above and a heat exchanger corresponding to a third heat exchanger.
  • the third heat exchanger is not shown in Figures 1 to 1 1, but it may for example be coupled to an electrical storage device or be integrated in a ventilation system, heating and / or air conditioning of the carrier vehicle of the system. heat treatment.
  • upstream and downstream employed in the description which follows refer to the direction of flow of the fluid in question.
  • first the terms "second”, “third” ... are used. These terms are not intended to prioritize the components or to order them. These terms are used as a distinction and may be interchanged without impairing the practice of the invention.
  • the refrigerant is symbolized by a long arrow which illustrates a direction of circulation of the latter in the pipe considered. Thick strokes and a solid arrow are used to symbolize a refrigerant fluid under high pressure and high temperature. Fine lines and a recessed arrow correspond to a fluid in a state of low pressure and low temperature.
  • a heat treatment system 45 is shown a heat treatment system 45 according to the invention.
  • This heat treatment system 45 is able to operate in a mode for ventilating, heating and / or air conditioning a passenger compartment of a vehicle. It can be dedicated to this function and / or allow the heat treatment of a component of the vehicle.
  • This component may be a component of the electric traction system of the vehicle such as an electrical storage device, as described for the modes of operation hereinafter illustrated in FIGS. 2 to 11.
  • the heat treatment system 45 consists of a refrigerant circuit 1 and a heat transfer fluid loop 6 provided with means 66 for circulating the coolant. Different scenarios of this embodiment will be presented in Figures 2 to 1 1. Referring to Figure 1, we see the refrigerant circuit 1 which comprises a distribution device 13.
  • a block 36 centralizes the distribution of the refrigerant fluid in the circuit 1.
  • This block 36 comprises the distribution device 13 and the distribution device 8.
  • the architecture of the distribution device 13 and the distribution device 8, as well as that of the block 36 are here described in advance to the structure of the circuit 1 and to the integration of the block 36 in the circuit 1.
  • the dispensing device 8 comprises a body 68 which houses the valves referenced 30, 31 and 32.
  • the distribution device 13 can comprises a compartment 69 which houses valves referenced 33, 34 and 35.
  • the dispensing device 8 contains three valves: a first valve 30, a second valve 31 and a third valve 32. It has an outlet corresponding to a first orifice 9 and three inlets corresponding to a second orifice 10, a third orifice 1 and a fourth port 12.
  • the first valve 30 is connected to the second port 10.
  • the second valve 31 is connected to the third port 1 1.
  • the third valve 32 is connected to the fourth port 12.
  • the first valve 30, the second valve 31 and the third valve 32 are connected all three to the first port 9.
  • the first valve 30, the second valve 31 and the third valve 32 meet at a converging point 61 internal to the dispensing device 8, this internal converging point 61 connecting the three valves to the first orifice 9.
  • the distribution device 13 contains three valves: a fourth valve 33 a fifth valve 34 and a sixth valve 35. It has an input corresponding to a first port 14 and three outputs corresponding to a second port 15, a third port 16 and a fourth port 17.
  • the fourth valve 33 is connected to the second port 15.
  • the fifth valve 34 is connected to the third port 16.
  • the sixth valve 35 is connected to the fourth port 17.
  • the fourth valve 33, the fifth valve 34 and the sixth valve 35 are connected to the first port in the first port 14.
  • the fourth valve 33, the fifth valve 34 and the sixth valve 35 meet at an internal diverging point 62 of the distribution device 13. internal diverging point 62 connecting the three valves to the first port 14.
  • the first valve 30, the second valve 31, the third valve 32, the fourth valve 33, the fifth valve 34 and the sixth valve 35 are on-off valves. They are open or closed. When they are open, they are able to let all the refrigerant fluid pass through the pipe or the branch that contains them. When closed, no refrigerant passes through them.
  • the block 36 when present in the circuit 1, further comprises openings providing a connection between the distribution device 8, the distribution device 13 and the other components of the circuit 1.
  • the block 36 has a first opening 37 , a second opening 38, a third opening 39, a fourth opening 40 a fifth opening 41 and a sixth opening 42. These openings are passage points in the block 36: the circulation of the refrigerant through these openings is inherent valves depending on whether they are open or closed.
  • the first opening 37 of the block 36 is an input of the block 36. It is connected to the first port 14 of the distribution device 13.
  • the second opening 38 is an input or an output of the block 36. It is connected to a first point of intersection 59 internal to the block 36. This first point of intersection 59 is linked to the second opening 38, to the second orifice 10 and at the second port 15. The first intersection point 59 and the second port 15 are interconnected by a first conduit 55 internal to the block 36.
  • the third opening 39 is an output of the block 36. This third opening 39 is connected to the third port 16 of the distribution device 13.
  • the fourth opening 40 is an input or an output of the block 36. It is connected to a second intersection point 60 internal to the block 36. This second intersection point 60 is linked to the fourth opening 40, the fourth port 17 and at the fourth orifice 12. The second intersection point 60 and the fourth port 17 are interconnected by a second conduit 56 internal to the block 36.
  • the fifth opening 41 is an output of the block 36. This fifth opening 41 is connected to the first orifice 9 of the dispensing device 8.
  • the sixth opening 42 is an input of the block 36. This sixth opening 42 is connected to the third orifice 11 of the dispensing device 8.
  • the refrigerant circuit 1 of the invention is a closed circuit which comprises a network of pipes connecting the components of the refrigerant circuit 1.
  • the network of pipes is constituted such that certain components are arranged in series and others in parallel.
  • the driving network thus comprises a main pipe 18 and branches detailed elsewhere.
  • the main pipe 18 extends from the first orifice 9 of the distribution device 8 to the first port 14 of the distribution device 13. In the case where the circuit 1 is provided with a block 36, this main pipe 18 passes through the first opening 37 and the fifth opening 41.
  • the main pipe 18 is therefore partially internal to the block 36, on the one hand between the first opening 37 of the block 36 and the first port 14 of the distribution device 13, on the other hand between the first orifice 9 of the dispensing device 8 and the fifth opening 41 of the block 36.
  • a first branch 19, a second branch 20 and a third branch 22 extend from the distribution device 8 to a connection point 21.
  • the first branch 19 extends between the third port 1 1 and the connection point 21.
  • the second branch 20 extends between the fourth orifice 12 and the connection point 21.
  • the third branch 22 extends between the second orifice 10 and connection point 21.
  • the first branch 19 is divided into three portions: a first portion 47, a second portion 48 and a third portion 49.
  • the first portion 47 of the first branch 19 is between the connection point 21 and a junction point 25.
  • second portion 48 of the first branch 19 is between the junction point 25 and a first node 57.
  • the third portion 49 of the first branch 19 is between the first node 57 and the third port 1 1.
  • the first branch 19, and more specifically its third portion 49 passes through the sixth opening 42 of the block 36.
  • the third portion 49 is therefore in this case partially internal to the block 36, between the sixth opening 42 and the third port 1 1.
  • the second branch 20 is divided into two parts: a first part 50 and a second part 51.
  • the first part 50 of the second branch 20 is between the fourth orifice 12 and the second intersection point 60 inside the block 36.
  • first part 50 is therefore internal to block 36.
  • the second part 51 of second branch 20 is between the second intersection point 60 inside block 36 and connection point 21.
  • the second branch 20 and more specifically its second portion 51 passes through the fourth opening 40 of the block 36.
  • the second portion 51 is in this case partially internal to the block 36, between the second intersection point 60 internal to the block 36 and the fourth opening 40 of the block 36.
  • the third branch 22 is divided into three sections: a first section 52, a second section 53 and a third section 54.
  • the first section 52 of the third branch 22 is between the connection point 21 and a second node 58.
  • section 53 of the third branch 22 is between the second node 58 and the first intersection point 59 inside the block 36.
  • the third branch 22, and more specifically its second section 53 passes through the second opening 38 of the block 36.
  • the second section 53 is therefore in this case partially internal to the block 36, between the second opening 38 of the block 36 and the first point of intersection 59 internal to the block 36
  • the third section 54 of the third branch 22 is between the first intersection point 59 inside the block 36 and the second orifice 10.
  • the third section 54 is therefore internal to the block 36.
  • a fourth branch 26 extends from the junction point 25 to the third port 16 of the distribution device 13. In the case where the circuit 1 is provided with a block 36, the fourth branch 26 passes through the third opening 39 of the block 36 The fourth branch 26 is thus in this case partially internal to the block 36, between the third opening 39 of the block 36 and the third port 16.
  • a fifth branch 29 extends from the first node 57 to the second node 58.
  • the refrigerant circuit 1 comprises on the main pipe 18 a device 2 for compressing the refrigerant fluid.
  • the refrigerant compression device 2 can take the form of an electric compressor, that is to say a compressor which comprises a compression mechanism, an electric motor and a control and conversion unit. electric.
  • the compression mechanism of the compression device 2 is rotated by the electric motor, which can be housed inside a compressor housing common to the compression mechanism.
  • the refrigerant 2 compression device comprises an inlet 44 and an outlet 43. Its outlet 43 is connected to the first opening 37 of the block 36, when the invention is provided with the block 36. In any state of cause, the output 43 of the compression device 2 is connected to the first port 14.
  • the distribution device 13 opens on the fourth branch 26, on the second section 53 of the third branch 22 via the first conduit 55 inside the block 36 and the first internal intersection point 59 to the block 36, and the second portion 51 of the second branch 20 via the second conduit 56 internal to the block 36 and the second intersection point 60 of the block 36.
  • the refrigerant circuit 1 comprises on the second portion 51 of the second branch 20 a heat exchanger 5 and a first expansion member 7.
  • the heat exchanger 5 is disposed when the circuit 1 is provided with a block 36 between the fourth opening 40 of the block 36 and the first expansion member 7.
  • the first expansion member 7 is disposed between the heat exchanger 5 and the connection point 21.
  • the refrigerant circuit 1 comprises in the third branch 22 a first heat exchanger 3, an internal heat exchanger 46 and a second expansion member 27.
  • the first heat exchanger 3 is installed on the front of the vehicle.
  • the first heat exchanger 3 is in the second section 53 of the third branch 22. It is connected to the second node 58, which connects on the one hand to the fifth leg 29 and on the other hand to the internal heat exchanger 46
  • the internal heat exchanger 46 includes a first pass 64 in the main line 18 and a second pass 65 in the first section. 52 of the third branch 22.
  • the second pass 65 is therefore located between the first heat exchanger 3 and the second expansion member 27.
  • the second expansion member 27 is also connected to the connection point 21.
  • the heat exchanger 5, the first heat exchanger 3, the first expansion member 7, the second expansion member 27 are suitable for the cooling fluid to pass through them in a direction of flow or in an opposite direction, which may vary according to modes of operation. Their inputs and outputs are defined according to this direction of circulation.
  • the heat exchanger 5 is provided with two mouths 70, 71
  • the first heat exchanger 3 is provided with two openings 72, 73.
  • the heat exchanger 5 and the first heat exchanger 3 are able to operate in a condenser or as an evaporator, depending on the state of the refrigerant flowing through it.
  • connection point 21 links the second portion 51 of the second branch 20 and the first section 52 of the third branch 22 to the first portion 47 of the first branch 19.
  • the first portion 47 of the first branch 19 is connected, via the junction point 25, the fourth leg 26 and the second portion 48 of the first leg 19.
  • This second portion 48 of the first leg 19 comprises a calibrated tube 23 and a second heat exchanger 4, the calibrated tube 23 being upstream to second heat exchanger 4 in this second portion 48.
  • the second heat exchanger 4 comprises an inlet 24 and an outlet 67. It is able to operate as a condenser or an evaporator, depending on the state of the refrigerant flowing therethrough.
  • the calibrated tube 23 relaxes the refrigerant fluid when the second heat exchanger 4 operates as an evaporator.
  • the calibrated tube 23 is connected to the inlet 24 of the second heat exchanger 4.
  • the outlet 67 of the second heat exchanger 4 is upstream of the first node 57, connecting the second heat exchanger 4 to the fifth branch 29 and the third portion 49 of the first branch 19.
  • the refrigerant circuit 1 comprises on the fifth branch 29 a third expansion member 28.
  • This third expansion member 28 is unidirectional in that it is traversed by the refrigerant in a single direction.
  • An inlet of the third expansion member 28 is downstream of the outlet 67 of the second heat exchanger 4 and an outlet of the third expansion member 28 is upstream of the first heat exchanger 3, via the second node 58.
  • the second node 58 links the first section 52 of the third branch 22, the second section 53 of the third branch 22 and the fifth branch 29.
  • the second section 53 of the third branch 22, the third portion 49 of the first branch 19 and the first portion 50 of the second branch 20 converge towards the distribution device 8 which connects them to the main line 18.
  • the refrigerant circuit 1 further comprises on the main pipe 18 a storage device 63.
  • the accumulation device 63 is downstream of the fifth opening 41 of the block 36 and upstream of the first pass 64 of the internal heat exchanger 46.
  • the first pass 64 of the internal heat exchanger 46 is upstream of the inlet 44 of the compression device 2.
  • Figures 2 to 4 illustrate operating modes using the circuit 1 for the latter to cool one or more hot spots of the vehicle corresponding to areas or components of the vehicle.
  • FIG. 2 presents an operating mode dedicated to the air conditioning of the passenger compartment of the vehicle thanks to the second heat exchanger 4 operating as an evaporator.
  • the refrigerant FR passes through components arranged in series with respect to each other.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 closed, its second valve 31 open and its third valve 32 closed; the distribution device 13 has its fourth valve 33 open, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 closed.
  • the FR refrigerant compression device 2 present on the main line 18, passes the refrigerant fluid FR from a low pressure to a high pressure and from a low temperature to a high temperature. The refrigerant fluid FR then passes through the first opening 37 of the block 36 which allows it to join the distribution device 13.
  • the refrigerant fluid FR without changing state passes through the first port 14, the internal diverging point 62 of the distribution device 13 and the fourth valve 33. It flows in the first conduit 55 inside the block 36 and passes the first point of internal intersection 59 to the block 36 to join the second section 53 of the third branch 22.
  • the refrigerant fluid FR at high pressure and at high temperature through the second opening 38 of the block 36 and enters the first heat exchanger 3.
  • the first heat exchanger 3 operates here as a condenser. It is crossed by a stream of outside air FE to the passenger compartment of the vehicle. The passage of the refrigerant fluid FR in the first heat exchanger 3 allows a cooling of the refrigerant fluid FR by heat exchange with the external air flow FE.
  • the refrigerant FR passed the second node 58, flows in the first section 52 of the third branch 22. It passes through the internal heat exchanger 46, via the second pass 65. It is also subjected to cooling, by heat exchange with the refrigerating fluid FR circulating in the first pass 64.
  • the refrigerant FR passes through the second expansion member 27.
  • the second expansion member 27 passes the refrigerant FR from high pressure to low pressure. Thus, it is a refrigerant fluid FR at low pressure and low temperature which enters the first branch 19 of the circuit 1 by the connection point 21.
  • the refrigerant fluid FR goes to the calibrated tube 23. It enters the second heat exchanger 4 operating as an evaporator.
  • the second heat exchanger 4 is traversed by an interior airflow FA intended for the cabin of the vehicle, undergoing evaporation due to the refrigerant fluid FR, for air conditioning the passenger compartment.
  • the refrigerant FR Downstream of the second heat exchanger 4, the refrigerant FR passes successively through the first node 57 and the sixth opening 42 of the block 36 to reach the dispensing device 8. In the dispensing device 8, the refrigerant FR passes the second valve 31 open. Passing the convergent point 61 internal to the dispensing device 8, the refrigerant FR reaches the first orifice 9 and then the main pipe 18. It passes through the fifth opening 41 of the block 36 before passing through the accumulation device 63 where it accumulates .
  • the refrigerant FR Downstream of the accumulation device 63, the refrigerant FR passes through the first pass 64 of the internal heat exchanger 46 where it carries out the heat exchange with the refrigerant FR of the second pass 65. Downstream of the first pass 64, the refrigerating fluid FR ends its thermodynamic cycle by entering the compression device 2.
  • the refrigerant FR does not pass through the heat exchanger 5, inoperative, or in the first expansion member 7 and in the third expansion member 28, which are closed.
  • the refrigerant FR does not circulate in the second branch 20 because of the closure of the third valve 32, the sixth valve 35 and the first expansion member 7.
  • the closure of the sixth valve 35 also allows it to there is no circulation in the second conduit 56 internal to the block 36.
  • the refrigerant FR does not circulate in the fourth branch 26 due to the closure of the fifth valve 34.
  • the refrigerant FR does not circulate in the third section 54 the third branch 22 due to the closing of the first valve 30.
  • the closure of the third expansion member 28 prevents the circulation of the refrigerant fluid FR in the fifth branch 29.
  • FIG. 3 illustrates a mode of operation allowing the thermal treatment of an electrical storage device during a fast charge of this, via the heat exchanger 5. In this situation, the vehicle is unoccupied and does not require heat treatment of the passenger compartment.
  • the refrigerant FR passes through components arranged in series with respect to each other.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 closed, its second valve 31 closed and its third valve 32 open; the distribution device 13 has its fourth valve 33 open, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 closed.
  • the refrigerant fluid FR passes through the same components and is in the same state as that described in FIG. 2. It is the same between the convergent point 61 internal to the device. 8 and the output 43 of the compression device 2.
  • the reader can refer to the corresponding paragraphs for the understanding of Figure 3 and the implementation of the circuit 1.
  • the refrigerating fluid FR is at low pressure and low temperature because it passes through the second expansion member 27. It circulates in the entirety of the second branch 20, passing firstly the first member 7, inoperative since fully open.
  • the refrigerant fluid FR passes through the heat exchanger 5 operating as an evaporator.
  • the coolant FR captures the heat of the heat transfer fluid FC, to cool the electrical storage device, for example.
  • the refrigerant FR passes through the third open valve 32 before reaching the internal convergent point 61 of the dispensing device 8.
  • the third expansion element 28 is closed so that the coolant FR does not circulate in the fifth branch 29.
  • the refrigerant fluid FR does not circulate in the first branch 19, making the second heat exchanger 4 inoperative.
  • the coolant FR does not circulate in the fourth branch 26 because of the closing of the fifth valve 34, nor in the second conduit 56 inside the block 36 because of the closure of the sixth valve 35.
  • FIG. 4 illustrates a mode of operation that combines air conditioning of the passenger compartment with the second heat exchanger 4 and heat treatment of the electrical storage device in the fast charging phase by the heat exchanger 5.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 closed, its second valve 31 open and its third valve 32 open; the distribution device 13 has its fourth valve 33 open, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 closed.
  • the refrigerant FR passes through components arranged in series with respect to each other and components arranged in parallel.
  • the components are in series in the third branch 22 and in the main line 18. More particularly, they are in series from the compression device 2 to the first connection point 21 and from the converging point 61 of the internal distribution device 8 up to the compression device 2.
  • the refrigerant fluid FR flows in parallel in the first branch 19 and the second branch 20.
  • the refrigerant fluid FR passes through the same components and is in the same state as that described in FIG. 2. It is the same between the convergent point 61 internal to the device. 8 and the output 43 of the compression device 2.
  • the reader can refer to the corresponding paragraphs for the understanding of Figure 4 and the implementation of the circuit 1.
  • this circuit 1 comprises two evaporators: the second heat exchanger 4 which cools the internal airflow FA sent into the passenger compartment of the vehicle, and the heat exchanger 5 which cools the heat transfer fluid FC to cool the heating device electric.
  • the fifth valve 34 of the distribution device 13 is closed, there is no circulation of refrigerant fluid FR in the fourth branch 26.
  • the sixth valve 35 of the distribution device 13 is closed, there is no circulation of refrigerant fluid FR in the second conduit 56 internal block 36.
  • the first valve 30 is also closed, blocking the circulation in the third section 54 of the third branch 22.
  • the third member of 28 is closed, blocking the circulation of the refrigerant fluid FR in the fifth branch 29.
  • Figures 5 to 7 illustrate operating modes using the circuit 1 for the latter to heat one or more cold points of the vehicle corresponding to areas or components of the vehicle.
  • FIG. 5 shows an operating mode exploiting the heat exchanger 5 in a condenser for heating the heat transfer fluid FC. This heat transfer fluid FC is then used to heat-treat areas or components of the vehicle.
  • This operating mode allows for example to bring the electrical storage device, cold when starting the vehicle, at a temperature of use.
  • the third heat exchanger operating as a radiator and disposed in the ventilation, heating and / or air conditioning system, this radiator being traversed by the heat transfer fluid FC.
  • This mode of operation is advantageous when it is desired to heat the cabin while the second heat exchanger 4 has just been used as an evaporator. It is then the heat exchanger 5 which assumes the function of condenser, the second heat exchanger 4 is inoperative.
  • the refrigerant fluid FR travels components arranged in series with respect to each other.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 open, its second valve 31 closed and its third valve 32 closed; the distribution device 13 at its fourth valve 33 closed, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 open.
  • the FR refrigerant compression device 2 present on the main line 18, passes the refrigerant fluid FR from a low pressure to a high pressure and from a low temperature to a high temperature.
  • the refrigerant fluid FR then passes through the first opening 37 of the block 36 which allows it to join the distribution device 13.
  • the refrigerant fluid FR without changing state passes through the first port 14, the internal diverging point 62 of the distribution device 13 and the sixth valve 35. It flows in the second conduit 56 internal to the block 36 and passes the second point of internal intersection 60 to block 36 to join the second portion 51 of the second branch 20.
  • the refrigerant fluid FR at high pressure and at high temperature passes through the fourth opening 40 of the block 36 and enters the heat exchanger 5.
  • the heat exchanger 5 operates as a condenser. It is crossed by the coolant FC. The passage of the refrigerant fluid FR in the heat exchanger 5 allows a cooling of the refrigerant fluid FR and a heating of the heat transfer fluid FC by heat exchange.
  • the refrigerant FR reaches the connection point 21 through the first detent member 7, inoperative since fully open.
  • the refrigerant FR enters the third branch 22 which it travels completely to the second orifice 10 of the dispensing device 8.
  • the refrigerant FR passes from the high pressure to the low pressure at the second expansion member 27. It then passes through the second pass 65 of the internal heat exchanger 46, recovering the calories of the refrigerant FR of the first pass 64, the latter having a higher temperature downstream of the first heat exchanger 3 operating as an evaporator.
  • the refrigerant fluid FR passes the second node 58 before passing through the first heat exchanger 3.
  • the refrigerant fluid FR increases in temperature by the evaporation induced on the air flow external FE which passes through the first heat exchanger 3. Leaving the first heat exchanger 3, the refrigerant FR passes successively through the second opening 38, the first point of intersection 59 internal to the block 36 and the second orifice 10. From there, it passes the first valve 30 open dispensing device 8.
  • the refrigerant then joins the main pipe 18 via the first port 9, past the converging point 61 internal to the dispensing device 8.
  • the refrigerant FR accumulates at the accumulation device 63. Then it passes through the first pass 64 of the internal heat exchanger 46 where the inter-fluid heat exchange takes place. The refrigerant fluid FR then joins the compression device 2.
  • the refrigerant FR does not circulate in the first branch 19, making the second heat exchanger 4 inoperative.
  • the coolant FR does not circulate either in the fifth leg 29, the third expansion member 28 being closed.
  • the fifth valve 34 closed blocks access to the refrigerant FR in the fourth branch 26.
  • the first conduit 55 internal to the block 36 is not taken by the refrigerant FR by the closure of the fourth valve 33, as the first part 50 of the second branch 20 by closing the third valve 32.
  • FIG. 6 illustrates an operating mode dedicated to the heating of the passenger compartment by the second heat exchanger 4.
  • This operating mode uses circuit 1 in heat pump mode.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 open, its second valve 31 closed and its third valve 32 closed; the distribution device 13 at its fourth closed valve 33, its fifth valve 34 open and its sixth valve 35 closed.
  • the refrigerant FR passes through the same components and is in the same state as that described in FIG. 5. It is the same between the second node 58 and the output 43 of the compression device 2, except that the internal heat exchanger 46 does not perform heat exchange, being traversed by the refrigerant FR only in its first pass 64. reader may refer to the corresponding paragraphs for the understanding of Figure 6 and the implementation of the circuit 1.
  • the fluid passes into the fifth valve 34 open to join the third port 16 and the fourth branch 26.
  • the refrigerant FR passes the third opening 39 of the block 36 and, at the point junction 25, enters the second portion 48 of the first branch 19.
  • the refrigerant FR passes through the calibrated tube 23 and the second heat exchanger 4 operating as a condenser.
  • the flow of indoor air FA passing through the second heat exchanger 4 is then heated before being directed towards the passenger compartment.
  • the refrigerant FR at the first node 57, is oriented in the fifth branch 29 sucked by the third expansion member 28. It undergoes a relaxation through the third expansion member 28, passing from the high pressure at low pressure.
  • the refrigerant fluid FR passes into the second section 53 of the third branch 22, thus passing through the first heat exchanger 3 at low pressure.
  • the refrigerant fluid FR does not circulate in the third portion 49 of the first branch 19 because of the closing of the second valve 31. It does not circulate in the second branch 20, the third valve 32 and the sixth valve 35 being closed.
  • the fact of not having a circulation in the second branch 20 renders the heat exchanger 5 inoperative.
  • the closing of the sixth valve 35 causes the refrigerant fluid FR to not circulate either in the second conduit 56 inside the block 36.
  • the refrigerant fluid FR does not circulate in the first conduit 55 inside the block 36 because of the closure of the fourth valve 33.
  • the first detent 7 and the second detent 27 are closed.
  • the coolant FR does not circulate in the first section 52 of the third branch 22, rendering the internal heat exchanger 46 inoperative, nor in the first portion 47 of the first branch 19.
  • Figure 7 shows a mode of operation for the heating of the passenger compartment.
  • This operating mode makes it possible to improve the heating capacity of the refrigerant circuit 1 FR, by optimizing the energy efficiency.
  • the third heat exchanger of the loop of the coolant FC and the second heat exchanger 4 are located physically close to each other, for example in the same installation of ventilation, heating, and / or air conditioning so that it can be successively traversed by the same interior airflow FA.
  • the indoor air flow FA is preheated by the second heat exchanger 4, then heated by the third heat exchanger via the heat exchanger 5, to be brought to the desired temperature to heat the passenger compartment.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 open, its second valve 31 closed and its third valve 32 closed; the distribution device 13 at its fourth valve 33 closed, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 open.
  • the refrigerant FR passes through components arranged in series with respect to each other.
  • the heat exchanger 5 operates as a condenser so as to heat the heat transfer fluid FC for heating the interior airflow FA therethrough.
  • the heat exchanger 5 receives a refrigerant fluid FR at a first high pressure and high temperature which allows it to heat the coolant FC.
  • the refrigerant FR integrates the first detent member 7. It undergoes a pre-expansion, bringing it to a second high pressure, lower than the first high pressure, and a second high temperature, lower than the first high temperature. After the first expansion element 7, the refrigerant FR gains the second heat exchanger 4 via the first portion 47 and the second portion 48 of the first branch 19, through the connection point 21, the junction point 25 and the tube calibrated 23.
  • the second heat exchanger 4 operates in a condenser, just like the heat exchanger 5. It preheats the flow of air for the passenger compartment which will be brought to temperature by the third heat exchanger of the loop 6 heat transfer fluid FC.
  • the refrigerant FR passes from the second portion 48 of the first branch 19 to the fifth branch 29 via the first node 57.
  • the refrigerant FR undergoes a relaxation via the third expansion member 28 causing it of the second high pressure and second high temperature at a low pressure and a low temperature.
  • the second node 58 it joins the second section 53 of the third branch 22, passing through the first heat exchanger 3 operate in an evaporator, also traversed by an external air flow FE which undergoes evaporation.
  • the refrigerant FR passes successively through the second opening 38 of the block 36 and the first point of intersection 59 internal to the block 36. It enters the dispensing device 8 and its first valve 30.
  • the refrigerant FR passes the converging point 61 internal to the dispensing device 8 and out through the first orifice 9.
  • the refrigerant FR exits the block 36 by its fifth opening 41, accumulating in the accumulation device 63.
  • the refrigerant FR passes through the first pass 64 of the internal heat exchanger 46, inoperative since there is no refrigerant FR circulating in the second pass 65.
  • the refrigerant FR then joins the compression device 2 where it ends its thermodynamic cycle .
  • the refrigerant FR does not circulate in the fourth branch 26 since the fifth valve 34 is closed, nor in the first conduit 55 internal to the block 36 since the fourth valve 33 is closed.
  • the third valve 32 is also closed, as is the third valve 32, which respectively prevents the circulation of the refrigerant fluid FR in the first portion 50 of the second branch 20 and in the third portion 49 of the first branch 19.
  • the refrigerant circulation FR does not take place in the first section 52 of the third branch 22 due to the closure of the second expansion member 27, rendering the internal heat exchanger 46 inoperative.
  • Figures 8 to 11 illustrate operating modes using the circuit 1 both for the latter to cool a hot spot but also for it to heat a component or a vehicle area that requires to be.
  • FIG. 8 illustrates an operating mode using the heat exchanger 5.
  • This operating mode allows defrosting of the first heat exchanger 3 located on the front of the vehicle, by exploiting the heat of a component of the heat sink. traction, this heat being exploited for heating the FR refrigerant in the context of use of the heat exchanger 5 as an evaporator.
  • the heat exchanger 5 cools the hot spot that is this component of the power train.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 closed, its second valve 31 closed and its third valve 32 open; the distribution device 13 has its fourth valve 33 open, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 closed.
  • the refrigerant FR passes through components arranged in series with respect to each other.
  • the refrigerant fluid FR passes through the same components and is the same state as that described in Figure 2.
  • the reader can refer to the corresponding paragraphs for the understanding of Figure 8 and the implementation of the circuit 1.
  • the refrigerant FR arrives in the first detent 7 at high pressure. Indeed, between the second pass 65 of the internal heat exchanger 46 and the first expansion member 7, the refrigerant FR passes the second expansion member 27 without undergoing a change of state since the latter is completely open. It passes the connection point 21 to arrive in the second branch 20 and undergo the relaxation of the first detent member 7.
  • the refrigerant fluid FR undergoes the heat transfer fluid FC evaporation.
  • the coolant FR recovers heat from the loop 6 of heat transfer fluid FC, this heat from the components of the electric traction system of the vehicle.
  • the refrigerating fluid FR passes through the whole of the second branch 20, passing the fourth opening 40 of the block 36, the second point of intersection 60 inside the block 36 and the fourth orifice 12 of the dispensing device 8. After the third valve 32 open, it turns from the convergent point 61 internal to the dispensing device 8 to the first orifice 9 of the dispensing device 8.
  • the refrigerating fluid FR does not circulate in the second conduit 56 internal to the block 36 because of the closure of the sixth valve 35, nor in the fourth branch 26 because of the closure of the fifth valve 34.
  • the closure of the first valve 30 blocks the circulation of refrigerant fluid FR in the third section 54 of the third branch 22.
  • the refrigerant fluid FR does not circulate in the fifth branch 29, the third expansion member 28 being closed.
  • the coolant FR also does not circulate in the first branch 19, the second valve 31 being closed and the first expansion member 7 partially open the suction in the second branch 20.
  • the second exchanger 4, the second expansion member 27 and the third expansion member 28 are inoperative.
  • FIG. 9 illustrates an operating mode for heating the heat transfer fluid FC which circulates in the loop 6, so as to heat a component associated with the loop 6 of heat transfer fluid FC.
  • This mode of operation is enabled by the recovery of the energy from the cold points, namely the recovery of the energy of the indoor airflow FA and the outdoor airflow FE.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 open, its second valve 31 open and its third valve 32 closed; the distribution device 13 at its fourth valve 33 closed, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 open.
  • the refrigerant FR passes through components arranged in series with respect to each other and components arranged in parallel.
  • the components are in series in the main pipe 18 and in the second portion 51 of the second branch 20. More particularly, they are in series from the compression device 2 to the connection point 21 and from the converging point 61 internal to the dispensing device 8 to the compression device 2.
  • the refrigerant fluid FR flows in parallel in the first branch 19 and the third branch 22.
  • the refrigerant fluid FR passes through the same components and is in the same state as that which has been described in FIG. 7, except that the internal heat exchanger 46 is operative here.
  • the reader will be able to refer to the corresponding paragraphs for the understanding of FIG. 9 and the implementation of the circuit 1.
  • the refrigerant fluid FR is at low pressure and low temperature, due to its passage through the first expansion member 7 causing it to undergo a first expansion.
  • this refrigerant fluid FR is distributed between the first branch 19 and the third branch 22 thanks to a load drop made in parallel by the calibrated tube 23 and the second expansion member 27.
  • the refrigerant fluid FR flows through the calibrated tube 23 which makes it undergo a second expansion. Then the refrigerant FR, through the second heat exchanger 4 operating as an evaporator, cooled the indoor air flow FA for the passenger compartment of the vehicle and warms the refrigerant flowing therethrough. Past the second heat exchanger 4, the refrigerant fluid FR flows to the converging point 61 internal to the dispensing device 8 by successively passing through the sixth opening 42 of the block 36 and the second valve 31 of the dispensing device 8.
  • the refrigerant FR undergoes a third expansion parallel to the second expansion due to the second expansion member 27. Then it passes through the second pass 65 of the internal heat exchanger 46, recovering calories dispensed by the refrigerating fluid FR passing through the first pass 64. It circulates throughout the third branch 22, then passing into the first heat exchanger 3 via the second node 58.
  • the first heat exchanger 3 cools the external air flow FE passing therethrough by the cooling fluid FR flowing simultaneously in the first heat exchanger 3. This recovers a portion of the energy present in the outside air flow FE, which allows to evaporate the refrigerant fluid FR. Pass it first heat exchanger 3, the refrigerant FR passes the second opening 38 of the block 36 and the first point of intersection 59 internal to the block 36 before reaching the dispensing device 8 via its second orifice 10. Passed the first valve 30 open it flows to the converging point 61 internal to the dispensing device 8.
  • the refrigerating fluid FR does not circulate in the first conduit 55 inside the block 36 by closing the fourth valve 33 or in the first part 50 of the second branch 20 by closing the third valve 32
  • Closing the fifth valve 34 prevents the circulation of the refrigerant fluid FR in the fourth branch 26.
  • the closure of the third expansion member 28 prevents the circulation of the refrigerant fluid FR in the fifth branch 29.
  • Figure 10 illustrates an operating mode for dehumidifying the cabin while rejecting calories in the outside air flow FE.
  • the first heat exchanger 3 is used as a condenser.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 closed, its second valve 31 open and its third valve 32 closed; the distribution device 13 at its fourth valve 33 open, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 open.
  • the refrigerant FR passes through components arranged in series with respect to each other and components arranged in parallel.
  • the components are in series in the main pipe 18 and in the first branch 19. More particularly, they are in series from the compression device 2 to the diverging point of the distribution device 13 and from the connection point 21 to the compression device 2.
  • the refrigerating fluid FR flowing successively in the second inner conduit 56 of the block 36 and in the second portion 51 of the second branch 20, is parallel to the fluid flowing successively in the first inner conduit 55, the second section 53 of the third branch 22 and the first section 52 of the third branch 22.
  • the refrigerant FR passes through the same components and is in the same state than what has been described in Figure 8.
  • the refrigerating fluid FR flows as described in FIG. 7 from the diverging point 62 of the distribution device 13 to the connection point 21, except that it diverges at the diverging point 62 of the distribution device 13 by way of simultaneous opening of the fourth valve 33 with the sixth valve 35 and it converges at the connection point 21.
  • the refrigerant fluid FR also circulates as described in FIG. 2 from the diverging point 62 of the distribution device 13 to the compression device 2.
  • the second heat exchanger 4 for its part performs the cooling of the interior airflow FA intended for the passenger compartment, so as to dehumidify it.
  • the parallel circulation of the refrigerant fluid FR is allowed by the first expansion member 7 and the second expansion member 27 which manage the flow rate.
  • the first expansion element 7 and the second expansion element 27 impose the same level of low pressure on the refrigerant fluid FR which has passed through them and manage the distribution of refrigerant fluid which passes through the heat exchanger 5 and in the first heat exchanger 3.
  • the third expansion element 28, closed, prevents the circulation of the refrigerant fluid FR in the fifth branch 29.
  • the closing of the fifth valve 34 prevents the circulation of refrigerant fluid FR in the fourth branch 26.
  • the closure of the third valve 32 and the first valve 30 respectively block the circulation of the fluid FR refrigerant in the second conduit 56 internal to the block 36 and in the third section 54 of the third branch 22.
  • Figure 1 1 illustrates an operating mode combining the air conditioning of the passenger compartment by the second heat exchanger 4 and the heating of the electrical storage device via the loop 6 heat transfer fluid FC.
  • the heating of the electrical storage device is for example necessary when it must be brought to a temperature of use after a rest period, and that the ambient temperature, although requiring to air-condition the cabin, is not sufficient to that the electrical storage device is at optimum temperature of use.
  • the dispensing device 8 has its first valve 30 closed, its second valve 31 open and its third valve 32 closed; the distribution device 13 at its fourth valve 33 closed, its fifth valve 34 closed and its sixth valve 35 open.
  • the refrigerant FR passes through components arranged in series with respect to each other.
  • the refrigerant fluid FR passes through the same components as that described in FIG. It is at high pressure and high temperature between the compression device 2 and the first expansion member 7, and at low pressure and low temperature between the converging point 61 internal to the dispensing device 8 and the compression device 2.
  • the reader can refer to the corresponding paragraphs for the understanding of Figure 1 1 and the implementation of the circuit 1.
  • the refrigerant FR undergoes an expansion by passing it at low pressure. It joins the second heat exchanger 4 passing through the first branch 19 via the connection point 21, previously passing through the second heat exchanger 4, the junction point 25 and the calibrated tube 23. While crossing the second heat exchanger 4 operating in evaporator, the cooling fluid FR cools the interior airflow FA intended for the passenger compartment. Then, the refrigerant fluid FR passes into the third portion 49 of the first branch 19 through the first node 57. It passes through the sixth opening 42 of the block 36 and enters the dispensing device 8 via the third port 1 1 before arrive at the converging point 61 internal to the dispensing device 8.
  • the coolant FR does not circulate in the third branch 22 by closing the second expansion member 27 and closing the first valve 30. This makes the first heat exchanger 3 and the internal heat exchanger 46 inoperative.
  • the refrigerant fluid FR does not circulate in the fifth branch 29, the third expansion member 28 being closed.
  • the closure of the fifth valve 34 prevents the circulation of refrigerant fluid FR in the fourth branch 26.
  • the closure of the fourth valve 33 and the third valve 32 respectively block the circulation of the refrigerant fluid FR in the first conduit 55 inside the block 36 and the second conduit 56 internal block 36.
  • the present invention thus makes it possible to provide a specific heat treatment according to the needs of the occupants of the vehicle or what is necessary for the components of the vehicle.
  • the invention substantially simplifies the circuit by using a distribution device and a distribution device which facilitates the realization and the circuiting of the pipes necessary for the realization of such a refrigerant circuit.
  • Cool an electric storage device that can be recharged by fast charging, bring it to an optimal temperature of use, recover energy on a component of the electric traction system of the vehicle, stop at the unavailability of the exchanger on the front face, air conditioning or heating the passenger compartment or targeted parts of the passenger compartment such as glass surfaces, are functionalities enabled by the circuit according to the invention.
  • the present invention furthermore has the advantage of allowing the simultaneous thermal treatment by cooling and heating of different zones or components of the vehicle, without the implementation of one of the functionalities affecting the other.
  • the centralization of the valves directing the refrigerant fluid within the circuit, and the various coolant expansion components participate in the distribution of the coolant to the hot and / or cold points to be treated, for the sake of efficiency and performance optimization of the circuit according to the invention.
  • the invention can not, however, be limited to the means and configurations described and illustrated here, and it also extends to any equivalent means or configurations and any technically operating combination of such means.
  • the architecture of the refrigerant circuit or the heat transfer fluid loop can be modified without harming the invention insofar as it fulfills the functionalities described in this document.

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Abstract

L'invention concerne un circuit (1) de fluide réfrigérant (FR) d'un véhicule comprenant un dispositif de compression (2), un premier échangeur thermique (3) agencé pour être traversé par un flux d'air extérieur (FE), un deuxième échangeur thermique (4) agencé pour être traversé par un flux d'air intérieur (FA), un échangeur de chaleur (5) couplé thermiquement à une boucle (6) de fluide caloporteur (FC), un organe de détente (7) disposé entre l'échangeur de chaleur (5) et le deuxième échangeur thermique (4), caractérisé en ce que le circuit (1) comprend un dispositif de distribution (8) du fluide réfrigérant (FR) à quatre orifices, un premier orifice (9) raccordé au dispositif de compression (2), un deuxième orifice (10) raccordé au premier échangeur de thermique (3), un troisième orifice (11) raccordé au deuxième échangeur thermique (4), et un quatrième orifice (12) raccordé à l'échangeur de chaleur (5). Application aux véhicules automobiles.

Description

CIRCUIT DE FLUIDE REFRIGERANT POUR VEHICULE AUTOMOBILES
Le domaine de la présente invention est celui des circuits de fluide réfrigérant pour véhicule, notamment pour véhicule automobile. Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un circuit de fluide réfrigérant utilisé pour traiter thermiquement différentes zones ou différents composants du véhicule. Il est notamment connu d’utiliser ce circuit de fluide réfrigérant pour réchauffer un point froid du véhicule grâce à un condenseur et/ou refroidir un point chaud grâce à un évaporateur. De nombreuses situations s’y prêtent : éviter réchauffement de composants du véhicule, les amener à une température optimale d’utilisation selon les conditions climatiques environnantes, assurer le confort optimal des occupants du véhicules en adaptant à la demande la température de l’habitacle, ou encore assurer la visibilité du conducteur par le désembuage des surfaces vitrées. Le circuit de fluide réfrigérant comprend un condenseur et/ou à un évaporateur et est ainsi apte à traiter thermiquement un flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule équipé d’un tel circuit. Le circuit de fluide réfrigérant assure cette fonction au sein d’une installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation dont le véhicule est équipé. Le flux d’air permet de chauffer l’habitacle, de le déshumidifier, ou plus localement de faire fondre le givre sur les surfaces vitrées. Le flux d’air permet aussi de climatiser l’habitacle pour le confort de ses occupants, en refroidissant le flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule.
Il est connu de coupler le circuit de fluide réfrigérant à une boucle de fluide caloporteur par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur bi-fluide. Un tel ensemble met en oeuvre une fonction de chauffage de l’habitacle, une fonction de refroidissement de cet habitacle et une fonction de dégivrage d’un échangeur de face.
Le circuit de fluide réfrigérant est ainsi potentiellement utilisé dans une pluralité de situations associée à une pluralité de modes de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant. La mise en œuvre de l’un ou de l’autre de ces modes de fonctionnement nécessite de contrôler la répartition du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant via le contrôle de moyens de commutation. Le nombre de ces moyens de commutation est important et ceux-ci sont de conception complexe et sont répartis en différents points du circuit qui limitent les possibilités de rationaliser le circuit. Ces éléments forment un premier inconvénient.
Un deuxième inconvénient réside dans l’impossibilité d’exploiter pleinement les possibilités de l’évaporateur, notamment en mode pompe à chaleur.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte, et propose un circuit de fluide réfrigérant optimisé dans le contrôle de la répartition du fluide réfrigérant y circulant. Cette optimisation vise à rationaliser le nombre de moyens de commutation présents dans ce circuit tout en conservant la possibilité de mettre en œuvre les modes de fonctionnement évoqués plus haut. L’invention permet également d’utiliser l’évaporateur pour récupérer de l’énergie lorsque le circuit de fluide réfrigérant est utilisé en mode pompe à chaleur. Au résumé, l’invention permet de réduire le coût de fabrication et d’exploitation d’un tel circuit sans impacter l’adaptabilité aux divers modes de fonctionnement.
Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus en concevant un circuit de fluide réfrigérant ayant une conception simplifiée, grâce à ses éléments dédiés à la répartition du fluide réfrigérant et par la réduction de leur nombre.
L’invention a donc pour objet un circuit de fluide réfrigérant d’un véhicule comprenant au moins un dispositif de compression du fluide réfrigérant, un premier échangeur thermique agencé pour être traversé par un flux d’air extérieur à un habitacle du véhicule, un deuxième échangeur thermique agencé pour être traversé par un flux d’air intérieur envoyé dans l’habitacle du véhicule, un échangeur de chaleur couplé thermiquement à une boucle de fluide caloporteur, un organe de détente disposé entre l’échangeur de chaleur et le deuxième échangeur thermique, caractérisé en ce que le circuit de fluide réfrigérant comprend au moins un dispositif de distribution du fluide réfrigérant qui comprend au moins quatre orifices, un premier orifice étant raccordé au dispositif de compression, un deuxième orifice étant directement raccordé au premier échangeur de thermique, un troisième orifice étant directement raccordé au deuxième échangeur thermique, et un quatrième orifice étant directement raccordé à l’échangeur de chaleur. Le circuit de fluide réfrigérant est un circuit fermé qui met en oeuvre un cycle thermodynamique. Concernant le raccordement des composants du circuit entre eux, on entend par « directement raccordé » le fait que le fluide réfrigérant ne subit pas de modification d’état et/ou de température entre les deux composants considérés.
Le fluide réfrigérant mis en oeuvre dans le circuit de fluide réfrigérant selon l’invention est par exemple un fluide sous-critique, tel que celui connu sous la référence R134A ou 1234YF. Il peut également s’agir d’un fluide super critique, par exemple un fluide naturel tel que du dioxyde de carbone connu sous la référence R744.
Le dispositif de compression de fluide réfrigérant, que comprend le circuit de fluide réfrigérant, permet de comprimer et de mettre en circulation le fluide réfrigérant. Le dispositif de compression dispose d’une entrée. C’est par cette entrée que le fluide réfrigérant basse pression et basse température entre dans le dispositif de compression. Le dispositif de compression dispose d’une sortie. Le fluide réfrigérant est à haute pression et haute température lorsqu’il emprunte la sortie du dispositif de compression.
Le premier échangeur thermique est apte à fonctionner en évaporateur ou en condenseur quand il est traversé par le flux d’air extérieur au véhicule. Le premier échangeur thermique comprend deux trous correspondant pour l’un à une entrée et pour l’autre à une sortie. Toutefois, le premier échangeur thermique est bidirectionnel, autrement dit, il peut recevoir le fluide réfrigérant selon deux sens de circulation opposés. Ainsi, l’un et l’autre des troutrous seront qualifiés d’entrée ou de sortie du premier échangeur thermique selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Un sens de circulation correspond au fonctionnement du premier échangeur thermique en évaporateur, le sens de circulation opposé correspond au fonctionnement du premier échangeur thermique en condenseur. Le deuxième échangeur thermique est apte à fonctionner comme évaporateur ou condenseur, traversés par le flux d’air intérieur destiné à l’habitacle. Le deuxième échangeur thermique prend par exemple place au sein d’une installation de ventilation, de chauffage et de climatisation du véhicule. Le deuxième échangeur thermique comprend une entrée et une sortie. Le deuxième échangeur thermique est monodirectionnel : il est apte à une circulation du fluide réfrigérant selon un unique sens de circulation, depuis l’entrée vers la sortie, toutes deux invariables. Le deuxième échangeur de chaleur peut être utilisé comme un pré-chauffeur du flux d’air intérieur, préalablement à son chauffage par un radiateur additionnel.
L’échangeur de chaleur est un échangeur bi-fluide : il est configuré pour réaliser un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur qui le parcourent tous deux. Le fluide caloporteur traite alors thermiquement une zone ou un composant du véhicule. L’échangeur de chaleur comprend deux bouches correspondant pour l’une à une entrée et pour l’autre à une sortie. Toutefois, l’échangeur de chaleur est bidirectionnel en ce qui concerne sa passe parcourue par le fluide réfrigérant. Autrement dit, l’échangeur de chaleur est apte à une circulation du fluide réfrigérant selon deux sens de circulation opposés. Ainsi, l’une et l’autre des bouches seront qualifiées d’entrée ou de sortie de l’échangeur de chaleur selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Un sens de circulation correspond au fonctionnement de l’échangeur de chaleur en évaporateur, le sens de circulation opposé correspond au fonctionnement de l’échangeur de chaleur en condenseur.
Lors de la mise en oeuvre du premier échangeur thermique et/ou du deuxième échangeur thermique et/ou de l’échangeur de chaleur en tant qu’évaporateur, l’organe de détente permet d’alimenter ce ou ces derniers en fluide réfrigérant à basse pression et à basse température.
Le dispositif de distribution du fluide réfrigérant est un point de convergence du circuit. Il permet de mettre en oeuvre la répartition de fluide réfrigérant à basse pression et basse température se dirigeant vers le dispositif de compression.
Le dispositif de distribution du fluide réfrigérant comprend trois entrées aptes à recevoir le fluide réfrigérant en provenance des composants situés en amont du dispositif de distribution. Le deuxième orifice, le troisième orifice et le quatrième orifice correspondent à des entrées du dispositif de distribution du fluide réfrigérant. Selon le mode de fonctionnement mis en oeuvre, le fluide réfrigérant traverse ou ne traverse pas le deuxième orifice, le troisième orifice et/ou le quatrième orifice. Le fluide réfrigérant entre néanmoins dans le dispositif de distribution par au moins dans l’une de ces entrées.
Le deuxième orifice est raccordé directement au trou correspondant à la sortie du premier échangeur thermique lorsque celui-ci fonctionne en évaporateur. Le troisième orifice est raccordé directement à la sortie du deuxième échangeur thermique. Le quatrième orifice est directement raccordé à la bouche correspondant à la sortie de l’échangeur de chaleur lorsque celui-ci fonctionne en évaporateur.
Le dispositif de distribution du fluide réfrigérant comprend une sortie apte à alimenter le dispositif de compression. Le premier orifice correspond à la sortie du dispositif de distribution du fluide réfrigérant. Quel que soit le mode de fonctionnement mis en oeuvre, le fluide réfrigérant sort du dispositif de distribution par le premier orifice. Le premier orifice est raccordé à une entrée du dispositif de compression.
Selon un aspect de l’invention, le circuit comprend un dispositif de répartition du fluide réfrigérant qui comprend au moins quatre ports, un premier port étant directement raccordé au dispositif de compression, un deuxième port étant directement raccordé au premier échangeur thermique, un troisième port étant raccordé au deuxième échangeur thermique, et un quatrième port étant directement raccordé à l’échangeur de chaleur. Le dispositif de répartition du fluide réfrigérant est un point de divergence du circuit. Il permet de mettre en œuvre la répartition de fluide réfrigérant à haute pression et à haute température en provenance du dispositif de compression.
Le dispositif de répartition du fluide réfrigérant comprend une entrée apte à recevoir le fluide réfrigérant en provenance du dispositif de compression, cette entrée étant formée par le premier port. Quel que soit le mode de fonctionnement mis en œuvre, le fluide réfrigérant traverse le premier port. Le premier port est directement raccordé à la sortie du dispositif de compression.
Le dispositif de répartition du fluide réfrigérant comprend trois sorties aptes à alimenter les composants situés en aval du dispositif de compression. Le deuxième port, le troisième port et le quatrième port correspondent à des sorties du dispositif de répartition du fluide réfrigérant. Selon le mode de fonctionnement mis en œuvre, le fluide réfrigérant traverse ou ne traverse pas le deuxième port, le troisième port et le quatrième port. Le fluide réfrigérant traverse néanmoins au moins l’une des sorties.
Le deuxième port est raccordé directement à un des trous correspondant à l’entrée du premier échangeur thermique lorsque celui-ci fonctionne en condenseur. Le troisième port est raccordé à l’entrée du deuxième échangeur thermique. Le quatrième port est directement raccordé à la bouche correspondant à l’entrée de l’échangeur de chaleur lorsque celui-ci fonctionne en condenseur.
Selon un aspect de l’invention, le circuit comprend un échangeur de chaleur interne ayant une première passe disposée entre le premier orifice et l’entrée du dispositif de compression et une deuxième passe disposée entre l’organe de détente et le premier échangeur thermique.
L’échangeur de chaleur interne permet au fluide réfrigérant de réaliser un échange thermique inter-fluide de la première passe à la deuxième passe. Le même fluide réfrigérant traverse en effet les deux passes de l’échangeur de chaleur, mais à deux températures différentes. Ainsi, dans une passe, le fluide réfrigérant présente une température plus importante que dans l’autre passe de l’échangeur de chaleur : le transfert de calories opère alors.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de compression est disposé dans une conduite principale du circuit s’étendant entre le dispositif de distribution et le dispositif de répartition du fluide réfrigérant, le deuxième échangeur thermique étant disposé dans une première branche du circuit, l’organe de détente et l’échangeur de chaleur étant disposés dans une deuxième branche du circuit, la première branche et la deuxième branche étant en parallèle entre un point de raccordement du circuit et le dispositif de distribution du fluide réfrigérant. Quel que soit le mode de fonctionnement, la conduite principale est parcourue par le fluide réfrigérant. Quand le deuxième échangeur thermique est inopérant, le fluide réfrigérant ne parcourt pas la première branche. Quand l’échangeur de chaleur est inopérant, le fluide réfrigérant ne parcourt pas la deuxième branche.
De façon spécifique, la conduite principale s’étend entre le premier orifice du dispositif de distribution et le premier port du dispositif de répartition. La première branche s’étend entre le point de raccordement et le troisième orifice du dispositif de distribution. La deuxième branche s’étend quant à elle entre le point de raccordement et le quatrième orifice du dispositif de distribution.
Le point de raccordement est un point de convergence du fluide réfrigérant lorsque l’échangeur de chaleur et le premier échangeur thermique fonctionnent tous deux en condenseur. Il est un point de divergence du fluide réfrigérant lorsque le premier échangeur thermique et le deuxième échangeur thermique fonctionnent tous deux en évaporateur. Il est également un point de divergence du fluide réfrigérant lorsque le deuxième échangeur thermique et l’échangeur de chaleur fonctionnent tous deux en évaporateur.
Selon un aspect de l’invention, le premier échangeur thermique est disposé dans une troisième branche du circuit, la troisième branche du circuit s’étendant entre le point de raccordement et le dispositif de distribution du fluide réfrigérant, la première branche étant parallèle à la troisième branche. Quand le premier échangeur thermique est inopérant, le fluide réfrigérant ne parcourt pas la troisième branche.
De façon spécifique, la troisième branche s’étend entre le point de raccordement et le deuxième orifice du dispositif de distribution. Dès lors, le point de raccordement relie la première branche, la deuxième branche et la troisième branche.
Selon un aspect de l’invention, le circuit comprend un tube calibré disposé entre une entrée du deuxième échangeur thermique et un point de jonction du circuit, le point de jonction étant relié au troisième port par une quatrième branche. La quatrième branche s’étend entre le dispositif de répartition et le point de jonction. Plus particulièrement, la quatrième branche s’étend entre le troisième port du dispositif de répartition et le point de jonction.
Dans ce circuit, le tube calibré opère tel un organe de détente. Il opère lorsque le fluide réfrigérant diverge au niveau du point de raccordement, se répartissant entre la première branche et la deuxième branche. Il est amont au deuxième échangeur thermique. Le tube calibré est en effet apte à faire passer le fluide réfrigérant d’une haute pression et d’une haute température à une basse pression et à une basse température au préalable à l’entrée du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur thermique fonctionnant en évaporateur.
Selon un aspect de l’invention, la deuxième branche et la troisième branche sont en parallèle l’une par rapport à l’autre. Le fluide réfrigérant diverge alors au point de raccordement, se répartissant entre la deuxième branche et la troisième branche avant de converger au sein du dispositif de distribution.
Selon un aspect de l’invention, l’organe de détente est un premier organe de détente, un deuxième organe de détente étant disposé entre le premier organe de détente et le premier échangeur thermique sur la troisième branche du circuit. Avantageusement, le deuxième organe de détente est disposé sur la troisième branche entre la deuxième passe de l’échangeur de chaleur interne et le point de raccordement.
Lorsqu’il est traversé par le fluide réfrigérant, le deuxième organe de détente permet d’alimenter le premier échangeur thermique ou le deuxième échangeur thermique en fluide basse pression et basse température, lorsque ceux-ci fonctionnent en évaporateur.
Des détentes successives impliquant au moins deux composants parmi lesquels le premier organe de détente, le deuxième organe de détente et le tube calibré, peuvent avoir lieu.
Selon un aspect de l’invention, le circuit comprend un troisième organe de détente disposé sur une cinquième branche qui relie le deuxième échangeur thermique et le premier échangeur thermique. La cinquième branche s’étend entre un premier nœud et un deuxième nœud. Le premier nœud est disposé sur la première branche entre la sortie du deuxième échangeur thermique et le dispositif de distribution. Plus précisément, le premier nœud est disposé entre la sortie du deuxième échangeur thermique et le troisième orifice du dispositif de distribution. Le deuxième nœud est disposé sur la troisième branche entre la deuxième passe du dispositif d’accumulation et le trou correspondant à l’entrée du premier échangeur thermique fonctionnant en évaporateur.
Selon un aspect de l’invention, le premier organe de détente et le deuxième organe de détente sont bidirectionnels. On entend par « bidirectionnel » le fait que le fluide réfrigérant emprunte les composants ainsi qualifiés dans un sens de circulation ou dans l’autre et que la détente du fluide réfrigérant peut être effectuée quel que soit ce sens de circulation.
Le troisième organe de détente et le tube calibré sont quant à eux monodirectionnels : ils sont conçus pour générer une perte de charge du fluide réfrigérant quand ce dernier les emprunte dans un sens de circulation particulier. Ainsi, le troisième organe de détente est apte à recevoir un fluide réfrigérant en provenance du premier nœud. Le tube calibré est apte à recevoir le fluide réfrigérant en provenance du point de jonction.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de distribution du fluide réfrigérant comprend un corps et au moins trois vannes à deux voies, les trois vannes étant logées dans le corps, une première vanne étant disposée entre le premier orifice et le deuxième orifice, une deuxième vanne étant disposée entre le premier orifice et le troisième orifice et une troisième vanne étant disposée entre le premier orifice et le quatrième orifice. Ainsi, la première vanne est directement reliée au trou correspondant à la sortie du premier échangeur thermique fonctionnant en évaporateur via la troisième branche. La deuxième vanne est directement reliée à la sortie du deuxième échangeur thermique via la première branche. La troisième vanne est directement liée à la bouche correspondant à la sortie de l’échangeur de chaleur fonctionnant en évaporateur via la deuxième branche.
Les vannes du dispositif de distribution de fluide sont des vannes tout ou rien. Elles sont soit grandes ouvertes, soit totalement fermées. Lorsqu’elles sont ouvertes, elles sont aptes à laisser passer l’intégralité du fluide réfrigérant amené à traverser la conduite ou la branche équipée d’une telle vanne. Lorsqu’elles sont fermées, aucun fluide réfrigérant ne les traverse. Le dispositif de distribution est apte à ce qu’une, deux ou trois de ses vannes soient ouvertes ou fermées, selon le mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant. Quel que soit le mode de fonctionnement choisi, moins une des vannes du dispositif de distribution est ouverte.
Les vannes du dispositif de distribution de fluide sont toutes raccordées à la même sortie du dispositif de distribution de fluide réfrigérant correspondant au premier orifice.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de répartition du fluide réfrigérant comprend un compartiment et au moins trois vannes à deux voies, les trois vannes étant logées dans le compartiment, une quatrième vanne étant disposée entre le premier port et le deuxième port, une cinquième vanne étant disposée entre le premier port et le troisième port, et une sixième vanne étant disposée entre le premier port et le quatrième port. Ainsi, la quatrième vanne est directement reliée au trou correspondant à l’entrée du premier échangeur thermique fonctionnant en condenseur. La cinquième vanne est directement liée au point de jonction via la quatrième branche. La sixième vanne est directement liée à la bouche correspondant à l’entrée de l’échangeur de chaleur fonctionnant en condenseur.
Les vannes du dispositif de répartition de fluide sont des vannes tout ou rien. Elles sont soit grandes ouvertes, soit totalement fermées. Lorsqu’elles sont ouvertes, elles sont aptes à laisser passer l’intégralité du fluide réfrigérant amené à traverser la conduite ou la branche équipée d’une telle vanne. Lorsqu’elles sont fermées, aucun fluide réfrigérant ne les traverse. Le dispositif de répartition est apte à ce qu’une, deux ou trois de ses vannes soient ouvertes ou fermées, selon le mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant. Quel que soit le mode de fonctionnement choisi, moins une des vannes du dispositif de répartition est ouverte.
Les vannes du dispositif de répartition de fluide sont toutes raccordées à la même entrée du dispositif de distribution de fluide réfrigérant correspondant au premier port.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de répartition et le dispositif de distribution sont disposés dans un bloc ayant au moins six ouvertures, une première ouverture étant disposée entre une sortie du dispositif de compression et le premier port, une deuxième ouverture étant disposée entre le deuxième port et le premier échangeur thermique, une troisième ouverture étant disposée entre le troisième port et le deuxième échangeur thermique, une quatrième ouverture étant disposée entre le quatrième port et l’échangeur de chaleur, une cinquième ouverture étant disposée entre le premier orifice et une entrée du dispositif de compression et une sixième ouverture étant disposée entre le troisième orifice et le deuxième échangeur thermique. Le bloc correspond à une pièce, par exemple métallique, destinée à recevoir le dispositif de répartition et le dispositif de distribution. Avantageusement, le bloc centralise la répartition du fluide réfrigérant dans le circuit. Il reçoit la première vanne, la deuxième vanne, la troisième vanne, la quatrième vanne, la cinquième vanne et la sixième vanne. Le bloc est commun au dispositif de distribution et au dispositif de répartition. Dans une telle situation, bloc, corps et compartiment forment une unique pièce à l’intérieur de laquelle sont disposées les vannes du dispositif de distribution et les vannes du dispositif de répartition.
Les ouvertures du bloc peuvent être des entrées, des sorties ou des entrées et des sorties du fluide réfrigérant. En l’espèce, la première ouverture du bloc et la sixième ouverture du bloc sont des entrées du bloc. La troisième ouverture du bloc et la cinquième ouverture du bloc sont de sorties du bloc. La deuxième ouverture du bloc et la quatrième ouverture du bloc sont alternativement des entrées ou des sorties du bloc. La deuxième ouverture du bloc est une entrée du bloc quand le premier échangeur thermique fonctionne en évaporateur et une sortie du bloc quand il fonctionne en condensateur. La quatrième ouverture du bloc est une entrée du bloc quand l’échangeur de chaleur fonctionne en évaporateur et une sortie du bloc quand il fonctionne en condensateur.
Les ouvertures sont reliées à une ou deux vannes, dans le cas de deux vannes il s’agit d’une vanne du dispositif de distribution et d’une vanne du dispositif de répartition. La première ouverture du bloc relie directement les trois vannes du dispositif de répartition. La cinquième ouverture du bloc relie directement les trois vannes du dispositif de distribution. La troisième ouverture du bloc relie directement la cinquième vanne. La sixième ouverture du bloc relie directement la deuxième vanne. La deuxième ouverture du bloc relie directement et la première vanne et la quatrième vanne. La quatrième ouverture du bloc relie et la troisième vanne et la sixième vanne.
De façon particulière, la première ouverture peut être confondue avec le premier port, ou y être relié par une partie de la conduite principale. La cinquième ouverture peut être confondue avec le premier orifice, ou y être relié par une autre partie de la conduite principale. La troisième ouverture peut être confondue avec le troisième port, ou y être relié par une partie de la quatrième branche. La sixième ouverture peut être confondue avec le troisième orifice, ou y être relié par une partie de la première branche.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de répartition et le dispositif de distribution sont contrôlés par au moins un dispositif de contrôle du dispositif de distribution et/ou du dispositif de répartition. Le dispositif de contrôle est apte à ouvrir ou fermer les vannes afin de contrôler la répartition du fluide réfrigérant au sein du circuit, selon le mode de fonctionnement activé. Avantageusement, le dispositif de contrôle est supporté par le bloc ou intégré dans celui-ci.
L’invention concerne également un système de traitement thermique d’un véhicule comprenant le circuit de fluide réfrigérant tel que précédemment décrit et une boucle de fluide caloporteur couplée thermiquement au circuit de fluide réfrigérant par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur.
La boucle de fluide caloporteur est un circuit fermé qui comprend au moins une conduite, l’échangeur de chaleur et un moyen de mise en circulation apte à permettre la circulation du fluide caloporteur dans la conduite, tel une pompe.
L’échangeur de chaleur du système de traitement thermique selon l’invention est ainsi parti au circuit de fluide réfrigérant et à la boucle de fluide caloporteur. Il s’agit d’un échangeur de chaleur bi-fluide, notamment bi-liquide, configuré pour être parcouru par le fluide réfrigérant et par le fluide caloporteur. Au sein de l’échangeur de chaleur a lieu un transfert de calories entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur : le fluide caloporteur est refroidi ou réchauffé, selon que l’échangeur de chaleur fonctionne en évaporateur ou en condenseur.
Selon un exemple de réalisation, la boucle de fluide caloporteur est dédiée au traitement thermique de l’un et/ou l’autre des composants d’une chaîne de traction électrique de véhicule, comme un dispositif de stockage électrique, un moteur électrique, un module électronique de puissance ou tout composant d’une telle chaîne de traction électrique. L’échangeur de chaleur est ainsi configuré pour traiter thermiquement par exemple le dispositif de stockage électrique du véhicule. L’échangeur de chaleur échange des calories entre le fluide réfrigérant et le dispositif de stockage électrique du véhicule, soit directement avec le dispositif de stockage électrique, par convection de sorte à ce que les calories soient échangées entre l’air environnant le dispositif de stockage électrique et l’échangeur de chaleur au contact du dispositif de stockage électrique, soit indirectement via un troisième échangeur thermique fonctionnant en évaporateur ou en condenseur dans la boucle de circulation d’un fluide caloporteur, de sorte à transporter les calories du dispositif de stockage électrique vers l’échangeur de chaleur ou inversement.
Selon un exemple alternatif de réalisation, la boucle de fluide caloporteur comprend un condenseur interne destiné au chauffage de l’habitacle. Dès lors, ce condenseur interne est de préférence installé conjointement avec le deuxième échangeur thermique, notamment dans une installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation, de sorte à ce que le flux d’air intérieur destiné à l’habitacle et traversant le deuxième échangeur thermique ait la possibilité de traverser également le condenseur interne. Dans l’installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation, le deuxième échangeur fonctionnant en condenseur peut préchauffer un air qui sera également chauffé par le condenseur interne. Alternativement est selon certains modes de fonctionnement, le deuxième échangeur fonctionne en évaporateur et le condenseur interne fonctionne en tant que radiateur, notamment dans un mode de déshumidification du flux d’air intérieur.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique du circuit de fluide réfrigérant selon l’invention,
- les figures 2 à 1 1 illustrent de manière schématique le circuit montré à la figure 1 , exploité selon différents modes de fonctionnement.
Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en oeuvre, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention, le cas échéant. Ces figures sont des représentations schématiques qui illustrent comment est réalisé un circuit de fluide réfrigérant selon l’invention, ce qui le compose et comment un fluide réfrigérant circule en son sein. En particulier, le circuit de fluide réfrigérant selon l’invention comprend principalement au moins un dispositif de compression de fluide réfrigérant, un échangeur de chaleur, des échangeurs thermiques, au moins un organe de détente, un dispositif d’accumulation et un dispositif de distribution du fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant est par ailleurs couplé au niveau de son échangeur de chaleur à une boucle de fluide caloporteur pour former un système de traitement thermique, la boucle de fluide caloporteur comprenant principalement un moyen de mise en circulation du fluide caloporteur, l’échangeur de chaleur du circuit de fluide réfrigérant évoqué ci-dessus et un échangeur thermique correspondant à un troisième échangeur thermique. Le troisième échangeur thermique n’est pas représenté sur les figures 1 à 1 1 , mais il peut par exemple être couplé à un dispositif de stockage électrique ou être intégré dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation du véhicule porteur du système de traitement thermique.
Les termes amont et aval employés dans la description qui suit se réfèrent au sens de circulation du fluide considéré. Afin de différencier les composants, les termes « premier », « deuxième », « troisième » ... sont employés. Ces termes n’ont pas vocation à hiérarchiser les composants ou à les ordonner. Ces termes sont employés à titre de distinction et peuvent être intervertis sans nuire à la mise en oeuvre de l’invention.
Pour les figures 2 à 1 1 , les différents composants sont explicités selon un sens de circulation du fluide considéré. Dans le circuit de fluide réfrigérant et dans la boucle de fluide caloporteur, des traits symbolisant des conduites reliant les composants sont pleins lorsqu’ils illustrent une portion de circuit où le fluide à considérer circule, tandis que des traits pointillés montrent une absence de circulation dudit fluide. Les composants inopérants sont également signifiés en pointillés.
Dans le circuit de fluide réfrigérant représenté aux figures 2 à 11 , le fluide réfrigérant est symbolisé par une flèche longue qui illustre un sens de circulation de ce dernier dans la conduite considérée. Des traits épais et une flèche pleine sont utilisés pour symboliser un fluide réfrigérant en état de haute pression et de haute température. Des traits fins et une flèche évidée correspondent à un fluide en état de basse pression et de basse température.
Dans la boucle de fluide caloporteur illustrée aux figures 2 à 1 1 , le fluide caloporteur est symbolisé par une flèche courte qui illustre son sens de circulation dans la conduite considérée.
En se référant tout d’abord à la figure 1 , on voit un système 45 de traitement thermique selon l’invention. Ce système 45 de traitement thermique est apte à fonctionner dans un mode permettant de ventiler, de chauffer et/ou de climatiser un habitacle d’un véhicule. Il peut être dédié à cette fonction et/ou permettre le traitement thermique d’un composant du véhicule. Ce composant peut être un composant de la chaîne de traction électrique du véhicule tel un dispositif de stockage électrique, comme cela est décrit pour les modes de fonctionnement ci- après illustrés aux figures 2 à 11. Le système 45 de traitement thermique se compose d’un circuit 1 de fluide réfrigérant et d’une boucle 6 de fluide caloporteur dotée d’un moyen 66 de mise en circulation du fluide caloporteur. Différentes mises en situation de ce mode de réalisation seront présentées dans les figures 2 à 1 1. En se reportant à la figure 1 , on voit le circuit 1 de fluide réfrigérant qui comprend un dispositif de répartition 13. Il comprend également un dispositif de distribution 8. Un bloc 36 centralise la distribution du fluide réfrigérant au sein du circuit 1. Ce bloc 36 comprend le dispositif de répartition 13 et le dispositif de distribution 8. L’architecture du dispositif de répartition 13 et du dispositif de distribution 8, ainsi que celle du bloc 36 sont ici décrites au préalable à la structure du circuit 1 et à l’intégration du bloc 36 dans le circuit 1. On notera que le bloc 36 est optionnel et dans un tel cas, le dispositif de distribution 8 comprend un corps 68 qui loges les vannes référencées 30, 31 et 32. Le dispositif de répartition 13 peut comprend un compartiment 69 qui loge des vannes référencés 33, 34 et 35.
Le dispositif de distribution 8 contient trois vannes : une première vanne 30, une deuxième vanne 31 et une troisième vanne 32. Il dispose d’une sortie correspondant à un premier orifice 9 et de trois entrées correspondant à un deuxième orifice 10, un troisième orifice 1 1 et un quatrième orifice 12. La première vanne 30 est reliée au deuxième orifice 10. La deuxième vanne 31 est reliée au troisième orifice 1 1. La troisième vanne 32 est reliée au quatrième orifice 12. La première vanne 30, la deuxième vanne 31 et la troisième vanne 32 sont raccordées toutes les trois au premier orifice 9. Dans la représentation de la figure 1 , la première vanne 30, la deuxième vanne 31 et la troisième vanne 32 se rejoignent en un point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8, ce point convergeant 61 interne reliant les trois vannes au premier orifice 9.
Le dispositif de répartition 13 contient trois vannes : une quatrième vanne 33 une cinquième vanne 34 et une sixième vanne 35. Il dispose d’une entrée correspondant à un premier port 14 et de trois sorties correspondant à un deuxième port 15, un troisième port 16 et un quatrième port 17. La quatrième vanne 33 est reliée au deuxième port 15. La cinquième vanne 34 est reliée au troisième port 16. La sixième vanne 35 est reliée au quatrième port 17. La quatrième vanne 33, la cinquième vanne 34 et la sixième vanne 35 sont raccordées toutes les trois au premier port 14. Dans la représentation de la figure 1 , la quatrième vanne 33, la cinquième vanne 34 et la sixième vanne 35 se rejoignent en un point divergeant 62 interne du dispositif de répartition 13, ce point divergeant 62 interne reliant les trois vannes au premier port 14. La première vanne 30, la deuxième vanne 31 , la troisième vanne 32, la quatrième vanne 33, la cinquième vanne 34 et la sixième vanne 35 sont des vannes tout ou rien. Elles sont ouvertes ou fermées. Lorsqu’elles sont ouvertes, elles sont aptes à laisser passer l’intégralité du fluide réfrigérant amené à traverser la conduite ou la branche qui les contient. Lorsqu’elles sont fermées, aucun fluide réfrigérant ne les traverse.
Le bloc 36, lorsqu’il est présent dans le circuit 1 , comporte par ailleurs des ouvertures assurant une connexion entre le dispositif de distribution 8, le dispositif de répartition 13 et les autres composants du circuit 1. Le bloc 36 comporte une première ouverture 37, une deuxième ouverture 38, une troisième ouverture 39, une quatrième ouverture 40 une cinquième ouverture 41 et une sixième ouverture 42. Ces ouvertures sont des points de passage ménagés dans le bloc 36 : la circulation du fluide réfrigérant au travers de ces ouvertures est inhérente aux vannes selon qu’elles soient ouvertes ou fermées.
La première ouverture 37 du bloc 36 est une entrée du bloc 36. Elle est raccordée au premier port 14 du dispositif de répartition 13.
La deuxième ouverture 38 est une entrée ou une sortie du bloc 36. Elle est raccordée à un premier point d’intersection 59 interne au bloc 36. Ce premier point d’intersection 59 est lié à la deuxième ouverture 38, au deuxième orifice 10 et au deuxième port 15. Le premier point d’intersection 59 et le deuxième port 15 sont reliés entre eux par un premier conduit 55 interne au bloc 36.
La troisième ouverture 39 est une sortie du bloc 36. Cette troisième ouverture 39 est raccordée au troisième port 16 du dispositif de répartition 13.
La quatrième ouverture 40 est une entrée ou une sortie du bloc 36. Elle est raccordée à un deuxième point d’intersection 60 interne au bloc 36. Ce deuxième point d’intersection 60 est lié à la quatrième ouverture 40, au quatrième port 17 et au quatrième orifice 12. Le deuxième point d’intersection 60 et le quatrième port 17 sont reliés entre eux par un deuxième conduit 56 interne au bloc 36.
La cinquième ouverture 41 est une sortie du bloc 36. Cette cinquième ouverture 41 est raccordée au premier orifice 9 du dispositif de distribution 8. La sixième ouverture 42 est une entrée du bloc 36. Cette sixième ouverture 42 est raccordée au troisième orifice 11 du dispositif de distribution 8.
Le circuit 1 de fluide réfrigérant objet de l’invention est un circuit fermé qui comprend un réseau de conduites reliant les composants du circuit 1 de fluide réfrigérant. Le réseau de conduites est constitué de telle sorte à ce que certains composants soient disposés en série et d’autres en parallèle. Le réseau de conduite comporte ainsi une conduite principale 18 et des branches détaillées par ailleurs.
La conduite principale 18 s’étend du premier orifice 9 du dispositif de distribution 8 au premier port 14 du dispositif de répartition 13. Dans le cas où le circuit 1 est muni d’un bloc 36, cette conduite principale 18 passe par la première ouverture 37 et la cinquième ouverture 41. La conduite principale 18 est donc partiellement interne au bloc 36, d’une part entre la première ouverture 37 du bloc 36 et le premier port 14 du dispositif de répartition 13, d’autre part entre le premier orifice 9 du dispositif de distribution 8 et la cinquième ouverture 41 du bloc 36.
Une première branche 19, une deuxième branche 20 et une troisième branche 22 s’étendent depuis le dispositif de distribution 8 vers un point de raccordement 21. La première branche 19 s’étend entre le troisième orifice 1 1 et le point de raccordement 21. La deuxième branche 20 s’étend entre le quatrième orifice 12 et le point de raccordement 21. La troisième branche 22 s’étend entre le deuxième orifice 10 et de point de raccordement 21.
La première branche 19 se divise en trois portions : une première portion 47, une deuxième portion 48 et une troisième portion 49. La première portion 47 de la première branche 19 est comprise entre le point de raccordement 21 et un point de jonction 25. La deuxième portion 48 de la première branche 19 est comprise entre le point de jonction 25 et un premier nœud 57. La troisième portion 49 de la première branche 19 est comprise entre le premier nœud 57 et le troisième orifice 1 1. Dans le cas où le circuit 1 est muni d’un bloc 36, la première branche 19, et plus spécifiquement sa troisième portion 49, passe par la sixième ouverture 42 du bloc 36. La troisième portion 49 est donc dans ce cas partiellement interne au bloc 36, entre la sixième ouverture 42 et le troisième orifice 1 1. La deuxième branche 20 se divise en deux parties : une première partie 50 et une deuxième partie 51. La première partie 50 de la deuxième branche 20 est comprise entre le quatrième orifice 12 et le deuxième point d’intersection 60 interne au bloc 36. Cette première partie 50 est donc interne au bloc 36. La deuxième partie 51 de la deuxième branche 20 est comprise entre le deuxième point d’intersection 60 interne au bloc 36 et le point de raccordement 21. Dans le cas où le circuit 1 est muni d’un bloc 36, la deuxième branche 20 et plus spécifiquement sa deuxième partie 51 , passe par la quatrième ouverture 40 du bloc 36. La deuxième partie 51 est donc dans ce cas partiellement interne au bloc 36, entre le deuxième point d’intersection 60 interne au bloc 36 et la quatrième ouverture 40 du bloc 36.
La troisième branche 22 se divise en trois sections : une première section 52, une deuxième section 53 et une troisième section 54. La première section 52 de la troisième branche 22 est comprise entre le point de raccordement 21 et un deuxième nœud 58. La deuxième section 53 de la troisième branche 22 est comprise entre le deuxième nœud 58 et le premier point d’intersection 59 interne au bloc 36. Dans le cas où le circuit 1 est muni d’un bloc 36, la troisième branche 22, et plus spécifiquement sa deuxième section 53, passe par la deuxième ouverture 38 du bloc 36. La deuxième section 53 est donc dans ce cas partiellement interne au bloc 36, entre la deuxième ouverture 38 du bloc 36 et le premier point d’intersection 59 interne au bloc 36. La troisième section 54 de la troisième branche 22 est comprise entre le premier point d’intersection 59 interne au bloc 36 et le deuxième orifice 10. La troisième section 54 est donc interne au bloc 36.
Une quatrième branche 26 s’étend du point de jonction 25 au troisième port 16 du dispositif de répartition 13. Dans le cas où le circuit 1 est muni d’un bloc 36, la quatrième branche 26 passe par la troisième ouverture 39 du bloc 36. La quatrième branche 26 est donc dans ce cas partiellement interne au bloc 36, entre la troisième ouverture 39 du bloc 36 et le troisième port 16.
Une cinquième branche 29 s’étend du premier nœud 57 au deuxième nœud 58. Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend sur la conduite principale 18 un dispositif de compression 2 du fluide réfrigérant. On notera que le dispositif de compression 2 du fluide réfrigérant peut prendre la forme d’un compresseur électrique, c’est-à-dire d’un compresseur qui comprend un mécanisme de compression, un moteur électrique et une unité de contrôle et de conversion électrique. Le mécanisme de compression du dispositif de compression 2 est mis en rotation par le moteur électrique, ce dernier pouvant être logé à l’intérieur d’un boîtier du compresseur commun au mécanisme de compression.
Dans un exemple particulier, le dispositif de compression 2 du fluide réfrigérant comporte une entrée 44 et une sortie 43. Sa sortie 43 est reliée à la première ouverture 37 du bloc 36, quand l’invention est pourvue du bloc 36. En tout état de cause, la sortie 43 du dispositif de compression 2 est reliée au premier port 14. Le dispositif de répartition 13 ouvre sur la quatrième branche 26, sur la deuxième section 53 de la troisième branche 22 via le premier conduit 55 interne au bloc 36 et le premier point d’intersection 59 interne au bloc 36, et sur la deuxième partie 51 de la deuxième branche 20 via le deuxième conduit 56 interne au bloc 36 et le deuxième point d’intersection 60 du bloc 36.
Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend sur la deuxième partie 51 de la deuxième branche 20 un échangeur de chaleur 5 et un premier organe de détente 7. L’échangeur de chaleur 5 est disposé, quand le circuit 1 est muni d’un bloc 36, entre la quatrième ouverture 40 du bloc 36 et le premier organe de détente 7. Le premier organe de détente 7 est disposé entre l’échangeur de chaleur 5 et le point de raccordement 21.
Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend dans la troisième branche 22 un premier échangeur thermique 3, un échangeur de chaleur interne 46 et un deuxième organe de détente 27. Le premier échangeur thermique 3 est installé en face avant du véhicule. Le premier échangeur thermique 3 est dans la deuxième section 53 de la troisième branche 22. Il est relié au deuxième nœud 58, qui le relie d’une part à la cinquième branche 29 et d’autre part à l’échangeur de chaleur interne 46. L’échangeur de chaleur interne 46 comprend une première passe 64 dans la conduite principale 18 et une deuxième passe 65 dans la première section 52 de la troisième branche 22. La deuxième passe 65 est donc située entre le premier échangeur thermique 3 et le deuxième organe de détente 27. Le deuxième organe de détente 27 est par ailleurs raccordé au point de raccordement 21.
L’échangeur de chaleur 5, le premier échangeur thermique 3, le premier organe de détente 7, le deuxième organe de détente 27 sont aptes à ce que le fluide réfrigérant les traverse dans un sens de circulation ou dans un sens opposé, pouvant varier selon les modes de fonctionnements. Leurs entrées et sorties sont définies selon ce sens de circulation. Ainsi, l’échangeur de chaleur 5 est muni de deux bouches 70, 71 , et le premier échangeur thermique 3 est muni de deux ouvertures 72, 73. L’échangeur de chaleur 5 et le premier échangeur thermique 3 sont aptes à fonctionner en condenseur ou en évaporateur, selon l’état du fluide réfrigérant le traversant.
Le point de raccordement 21 lie la deuxième partie 51 de la deuxième branche 20 et la première section 52 de la troisième branche 22 à la première portion 47 de la première branche 19. La première portion 47 de la première branche 19 est liée, via le point de jonction 25, à la quatrième branche 26 et à la deuxième portion 48 de la première branche 19. Cette deuxième portion 48 de la première branche 19 comporte un tube calibré 23 et un deuxième échangeur thermique 4, le tube calibré 23 étant amont au deuxième échangeur thermique 4 dans cette deuxième portion 48.
Le deuxième échangeur thermique 4 comprend une entrée 24 et une sortie 67. Il est apte à fonctionner en condenseur ou en évaporateur, selon l’état du fluide réfrigérant le traversant. Le tube calibré 23 détend le fluide réfrigérant lorsque le deuxième échangeur thermique 4 fonctionne en évaporateur. Le tube calibré 23 est raccordé à l’entrée 24 du deuxième échangeur thermique 4.
La sortie 67 du deuxième échangeur thermique 4 est amont du premier nœud 57, reliant le deuxième échangeur thermique 4 à la cinquième branche 29 et à la troisième portion 49 de la première branche 19.
Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend sur la cinquième branche 29 un troisième organe de détente 28. Ce troisième organe de détente 28 est unidirectionnel en ce sens qu’il est parcouru par le fluide réfrigérant dans un seul sens. Une entrée du troisième organe de détente 28 est aval de la sortie 67 du deuxième échangeur thermique 4 et une sortie du troisième organe de détente 28 est amont du premier échangeur thermique 3, via le deuxième nœud 58. Le deuxième nœud 58 lie la première section 52 de la troisième branche 22, la deuxième section 53 de la troisième branche 22 et la cinquième branche 29.
La deuxième section 53 de la troisième branche 22, la troisième portion 49 de la première branche 19 et la première partie 50 de la deuxième branche 20 convergent vers le dispositif de distribution 8 qui les relie à la conduite principale 18.
Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend en outre sur la conduite principale 18 un dispositif d’accumulation 63. Dans le cas où le circuit 1 est muni d’un bloc 36, le dispositif d’accumulation 63 est aval de la cinquième ouverture 41 du bloc 36 et amont de la première passe 64 de l’échangeur de chaleur interne 46. La première passe 64 de l’échangeur de chaleur interne 46 est amont de l’entrée 44 du dispositif de compression 2.
Les figures 2 à 4 illustrent des modes de fonctionnement exploitant le circuit 1 pour que ce dernier refroidisse un ou plusieurs points chauds du véhicule correspondant à des zones ou des composants du véhicule.
La figure 2 présente un mode de fonctionnement dédié à la climatisation de l’habitacle du véhicule grâce au deuxième échangeur thermique 4 fonctionnant en évaporateur.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 fermée, sa deuxième vanne 31 ouverte et sa troisième vanne 32 fermée; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 ouverte, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 fermée. Le dispositif de compression 2 du fluide réfrigérant FR, présent sur la conduite principale 18, fait passer le fluide réfrigérant FR d’une basse pression à une haute pression et d’une basse température à une haute température. Le fluide réfrigérant FR traverse alors la première ouverture 37 du bloc 36 qui lui permet de rejoindre le dispositif de répartition 13.
Le fluide réfrigérant FR, sans changer d’état traverse le premier port 14, le point divergeant 62 interne du dispositif de répartition 13 et la quatrième vanne 33. Il circule dans le premier conduit 55 interne au bloc 36 et passe le premier point d’intersection 59 interne au bloc 36 pour rejoindre la deuxième section 53 de la troisième branche 22. Le fluide réfrigérant FR à haute pression et à haute température traverse la deuxième ouverture 38 du bloc 36 et entre dans le premier échangeur thermique 3.
Le premier échangeur thermique 3 fonctionne ici en condenseur. Il est traversé par un flux d’air extérieur FE à l’habitacle du véhicule. Le passage du fluide réfrigérant FR dans le premier échangeur thermique 3 permet un refroidissement du fluide réfrigérant FR par échange thermique avec le flux d’air extérieur FE.
Puis le fluide réfrigérant FR, passé le deuxième nœud 58, circule dans la première section 52 de la troisième branche 22. Il traverse l’échangeur de chaleur interne 46, via la deuxième passe 65. Il y subit également un refroidissement, par échange thermique avec le fluide réfrigérant FR circulant dans la première passe 64.
Passé la deuxième passe 65 de l’échangeur de chaleur interne 46, le fluide réfrigérant FR traverse le deuxième organe de détente 27. Le deuxième organe de détente 27 fait passer le fluide réfrigérant FR de la haute pression à la basse pression. Ainsi, c’est un fluide réfrigérant FR à basse pression et basse température qui entre dans la première branche 19 du circuit 1 par le point de raccordement 21.
Au point de jonction 25, le fluide réfrigérant FR se dirige vers le tube calibré 23. Il entre dans le deuxième échangeur thermique 4 fonctionnant en évaporateur. Le deuxième échangeur thermique 4 est parcouru par un flux d’air intérieur FA destiné à l’habitacle du véhicule, subissant une évaporation du fait du fluide réfrigérant FR, permettant de climatiser l’habitacle.
En aval du deuxième échangeur thermique 4, le fluide réfrigérant FR traverse successivement le premier nœud 57 et la sixième ouverture 42 du bloc 36 pour arriver dans le dispositif de distribution 8. Dans le dispositif de distribution 8, le fluide réfrigérant FR passe la deuxième vanne 31 ouverte. Passé le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8, le fluide réfrigérant FR rejoint le premier orifice 9 puis la conduite principale 18. Il traverse la cinquième ouverture 41 du bloc 36 avant de traverser le dispositif d’accumulation 63 où il s’accumule.
En aval du dispositif d’accumulation 63, le fluide réfrigérant FR traverse la première passe 64 de l’échangeur de chaleur interne 46 où il réalise l’échange thermique avec le fluide réfrigérant FR de la deuxième passe 65. En aval de la première passe 64, le fluide réfrigérant FR termine son cycle thermodynamique en entrant dans le dispositif de compression 2.
Dans le mode de fonctionnement décrit dans la figure 2, le fluide réfrigérant FR ne traverse pas l’échangeur de chaleur 5, inopérant, ni dans le premier organe de détente 7 et dans le troisième organe de détente 28, qui sont fermés. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la deuxième branche 20 du fait de la fermeture de la troisième vanne 32, de la sixième vanne 35 et du premier organe de détente 7. La fermeture de la sixième vanne 35 permet également qu’il n’y ai pas de circulation dans le deuxième conduit 56 interne au bloc 36. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la quatrième branche 26 du fait de la fermeture de la cinquième vanne 34. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la troisième section 54 de la troisième branche 22 du fait de la fermeture de la première vanne 30. Par ailleurs, la fermeture du troisième organe de détente 28 empêche la circulation du fluide réfrigérant FR dans la cinquième branche 29.
La figure 3 illustre un mode de fonctionnement permettant le traitement thermique d’un dispositif de stockage électrique pendant une charge rapide de celui-ci, via l’échangeur de chaleur 5. Dans cette situation, le véhicule est inoccupé et ne nécessite pas de traiter thermiquement l’habitacle.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 fermée, sa deuxième vanne 31 fermée et sa troisième vanne 32 ouverte ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 ouverte, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 fermée.
Entre le dispositif de compression 2 et le point de raccordement 21 , le fluide réfrigérant FR traverse les mêmes composants et est dans le même état que ce qui a été décrit en figure 2. Il en est de même entre le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 et la sortie 43 du dispositif de compression 2. Le lecteur pourra se référer aux paragraphes correspondants pour la compréhension de la figure 3 et la mise en oeuvre du circuit 1.
Au premier point de raccordement 21 , le fluide réfrigérant FR est à basse pression et basse température du fait de son passage dans le deuxième organe de détente 27. Il circule dans l’intégralité de la deuxième branche 20, passant en premier lieu le premier organe de détente 7, inopérant puisque totalement ouvert. Le fluide réfrigérant FR passe au travers de l’échangeur de chaleur 5 fonctionnant en évaporateur.
Au niveau de l’échangeur de chaleur 5 s’opère un échange thermique entre le fluide réfrigérant FR et le fluide caloporteur FC circulant également dans l’échangeur de chaleur 5 par la boucle 6 de fluide caloporteur FC. Le fluide réfrigérant FR capte les calories du fluide caloporteur FC, afin de refroidir le dispositif de stockage électrique, par exemple.
Passé la quatrième ouverture 40 du bloc 36, le deuxième point d’intersection 60 interne au bloc 36 et le quatrième orifice 12 du dispositif de distribution 8, le fluide réfrigérant FR traverse la troisième vanne 32 ouverte avant de rejoindre le point convergeant 61 interne du dispositif de distribution 8. Dans le mode de fonctionnement présenté en figure 3, le troisième organe de détente 28 est fermé de sorte à ce que le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la cinquième branche 29. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la première branche 19, rendant le deuxième échangeur thermique 4 inopérant. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la quatrième branche 26 du fait de la fermeture de la cinquième vanne 34, ni dans le deuxième conduit 56 interne au bloc 36 du fait de la fermeture de la sixième vanne 35.
La figure 4 illustre un mode de fonctionnement qui combine climatisation de l’habitacle par le deuxième échangeur thermique 4 et traitement thermique du dispositif de stockage électrique en phase de charge rapide par l’échangeur de chaleur 5.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 fermée, sa deuxième vanne 31 ouverte et sa troisième vanne 32 ouverte ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 ouverte, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 fermée.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres et des composants disposés en parallèle. Les composants sont en série dans la troisième branche 22 et dans la conduite principale 18. Plus particulièrement, ils sont en série depuis le dispositif de compression 2 jusqu’au premier point de raccordement 21 et depuis le point convergeant 61 interne du dispositif de distribution 8 jusqu’au dispositif de compression 2. Le fluide réfrigérant FR circule en parallèle dans la première branche 19 et la deuxième branche 20.
Entre le dispositif de compression 2 et le point de raccordement 21 , le fluide réfrigérant FR traverse les mêmes composants et est dans le même état que ce qui a été décrit en figure 2. Il en est de même entre le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 et la sortie 43 du dispositif de compression 2. Le lecteur pourra se référer aux paragraphes correspondants pour la compréhension de la figure 4 et la mise en oeuvre du circuit 1.
Au point de raccordement 21 , le fluide réfrigérant FR qui est à basse pression et basse température se divise pour d’un côté parcourir l’ensemble de la première branche 19 comme décrit dans la figure 2, et de l’autre côté parcourir l’ensemble de la deuxième branche 20 comme décrit dans la figure 3. Ainsi, ce circuit 1 comporte deux évaporateurs : le deuxième échangeur thermique 4 qui refroidit le flux d’air intérieur FA envoyé dans l’habitacle du véhicule, et l’échangeur de chaleur 5 qui refroidit le fluide caloporteur FC afin de refroidir le dispositif de chauffage électrique.
Dans le mode de fonctionnement présenté en figure 4, la cinquième vanne 34 du dispositif de répartition 13 est fermée, il n’y a pas de circulation de fluide réfrigérant FR dans la quatrième branche 26. La sixième vanne 35 du dispositif de répartition 13 est fermée, il n’y a pas de circulation de fluide réfrigérant FR dans le deuxième conduit 56 interne au bloc 36. La première vanne 30 est également fermée, bloquant la circulation dans la troisième section 54 de la troisième branche 22. Le troisième organe de détente 28 est fermé, bloquant la circulation du fluide réfrigérant FR dans la cinquième branche 29.
Les figures 5 à 7 illustrent des modes de fonctionnement exploitant le circuit 1 pour que ce dernier chauffe un ou plusieurs points froids du véhicule correspondant à des zones ou des composants du véhicule.
La figure 5 présente un mode de fonctionnement exploitant l’échangeur de chaleur 5 en condenseur pour chauffer le fluide caloporteur FC. Ce fluide caloporteur FC est ensuite utilisé pour traiter thermiquement des zones ou des composants du véhicule.
Ce mode de fonctionnement permet par exemple d’amener le dispositif de stockage électrique, froid lors du démarrage du véhicule, à une température d’utilisation.
Il permet alternativement de chauffer le flux d’air intérieur FA à destination de l’habitacle du véhicule, par l’intermédiaire du troisième échangeur thermique fonctionnant en radiateur et disposé dans l’installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation, ce radiateur étant traversé par le fluide caloporteur FC. Ce mode de fonctionnement est avantageux lorsque l’on souhaite chauffer l’habitacle alors que le deuxième échangeur thermique 4 vient d’être utilisé en évaporateur. C’est alors l’échangeur de chaleur 5 qui assume la fonction de condenseur, le deuxième échangeur thermique 4 est inopérant.
Dans ces modes de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres.
Dans le mode de fonctionnement présenté en figure 5, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 ouverte, sa deuxième vanne 31 fermée et sa troisième vanne 32 fermée ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 fermée, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 ouverte.
Le dispositif de compression 2 du fluide réfrigérant FR, présent sur la conduite principale 18, fait passer le fluide réfrigérant FR d’une basse pression à une haute pression et d’une basse température à une haute température. Le fluide réfrigérant FR traverse alors la première ouverture 37 du bloc 36 qui lui permet de rejoindre le dispositif de répartition 13.
Le fluide réfrigérant FR, sans changer d’état traverse le premier port 14, le point divergeant 62 interne du dispositif de répartition 13 et la sixième vanne 35. Il circule dans le deuxième conduit 56 interne au bloc 36 et passe le deuxième point d’intersection 60 interne au bloc 36 pour rejoindre la deuxième partie 51 de la deuxième branche 20. Le fluide réfrigérant FR à haute pression et à haute température traverse la quatrième ouverture 40 du bloc 36 et entre dans l’échangeur de chaleur 5.
L’échangeur de chaleur 5 fonctionne en condenseur. Il est traversé par le fluide caloporteur FC. Le passage du fluide réfrigérant FR dans l’échangeur de chaleur 5 permet un refroidissement du fluide réfrigérant FR et un réchauffement du fluide caloporteur FC par échange thermique.
Passé l’échangeur de chaleur 5, le fluide réfrigérant FR rejoint le point de raccordement 21 en traversant le premier organe de détente 7, inopérant puisque totalement ouvert. Au point de raccordement 21 , le fluide réfrigérant FR entre dans la troisième branche 22 qu’il parcourt entièrement jusqu’au deuxième orifice 10 du dispositif de distribution 8. Dans la troisième branche 22, le fluide réfrigérant FR passe de la haute pression à la basse pression au niveau du deuxième organe de détente 27. Il traverse alors la deuxième passe 65 de l’échangeur de chaleur interne 46, récupérant les calories du fluide réfrigérant FR de la première passe 64, ce dernier ayant une température plus importante en étant aval du premier échangeur thermique 3 fonctionnant en évaporateur.
Après la deuxième passe 65 de l’échangeur de chaleur interne 46, le fluide réfrigérant FR passe le deuxième nœud 58 avant de traverser le premier échangeur thermique 3. Le fluide réfrigérant FR gagne en température par l’évaporation induite sur le flux d’air extérieur FE qui parcourt le premier échangeur thermique 3. Sortant du premier échangeur thermique 3, le fluide réfrigérant FR traverse successivement la deuxième ouverture 38, le premier point d’intersection 59 interne au bloc 36 et le deuxième orifice 10. De là, il passe la première vanne 30 ouverte du dispositif de distribution 8. Le fluide réfrigérant rejoint alors la conduite principale 18 via le premier orifice 9, passé le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8.
Dans la conduite principale 18, le fluide réfrigérant FR s’accumule au niveau du dispositif d’accumulation 63. Puis il traverse la première passe 64 de l’échangeur de chaleur interne 46 où a lieu l’échange thermique inter-fluide. Le fluide réfrigérant FR rejoint alors le dispositif de compression 2.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la première branche 19, rendant le deuxième échangeur thermique 4 inopérant. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas non plus dans la cinquième branche 29, le troisième organe de détente 28 étant fermé. La cinquième vanne 34 fermée bloque l’accès au fluide réfrigérant FR dans la quatrième branche 26. Le premier conduit 55 interne au bloc 36 n’est pas emprunté par le fluide réfrigérant FR de par la fermeture de la quatrième vanne 33, tout comme la première partie 50 de la deuxième branche 20 de par la fermeture de la troisième vanne 32.
La figure 6 illustre un mode de fonctionnement dédié au chauffage de l’habitacle par le deuxième échangeur thermique 4. Dans de mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant parcours des composants disposés en série les uns par rapport aux autres. Ce mode de fonctionnement utilise le circuit 1 en mode pompe à chaleur.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 ouverte, sa deuxième vanne 31 fermée et sa troisième vanne 32 fermée ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 fermée, sa cinquième vanne 34 ouverte et sa sixième vanne 35 fermée.
Entre le dispositif de compression 2 et le point divergeant interne 62 du dispositif de répartition 13, le fluide réfrigérant FR traverse les mêmes composants et est dans le même état que ce qui a été décrit en figure 5. Il en est de même entre le deuxième nœud 58 et la sortie 43 du dispositif de compression 2, si ce n’est que l’échangeur de chaleur interne 46 ne réalise pas d’échange thermique, n’étant parcourue par le fluide réfrigérant FR que dans sa première passe 64. Le lecteur pourra se référer aux paragraphes correspondants pour la compréhension de la figure 6 et la mise en œuvre du circuit 1.
Au niveau du point divergeant interne 62 du dispositif de répartition 13, le fluide passe dans la cinquième vanne 34 ouverte pour rejoindre le troisième port 16 et la quatrième branche 26. Le fluide réfrigérant FR passe la troisième ouverture 39 du bloc 36 et, au point de jonction 25, entre dans la deuxième portion 48 de la première branche 19.
Le fluide réfrigérant FR traverse le tube calibré 23 et le deuxième échangeur thermique 4 fonctionnant en condenseur. Le flux d’air intérieur FA traversant le deuxième échangeur thermique 4 est alors chauffé avant d’être dirigé vers l’habitacle.
Passé le deuxième échangeur thermique 4, le fluide réfrigérant FR, au premier nœud 57, s’oriente dans la cinquième branche 29 aspiré par le troisième organe de détente 28. Il subit une détente en traversant le troisième organe de détente 28, passant de la haute pression à la basse pression. Au deuxième nœud 58, le fluide réfrigérant FR passe dans la deuxième section 53 de la troisième branche 22, traversant ainsi le premier échangeur thermique 3 à basse pression. Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la troisième portion 49 de la première branche 19 du fait de la fermeture de la deuxième vanne 31. Il ne circule pas dans la deuxième branche 20, la troisième vanne 32 et la sixième vanne 35 étant fermées. Le fait de ne pas avoir de circulation dans la deuxième branche 20 rend inopérant l’échangeur de chaleur 5. La fermeture de la sixième vanne 35 fait que le fluide réfrigérant FR ne circule pas non plus dans le deuxième conduit 56 interne au bloc 36. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans le premier conduit 55 interne au bloc 36 du fait de la fermeture de la quatrième vanne 33.
Le premier organe de détente 7 et le deuxième organe de détente 27 sont fermés. En conséquence, le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la première section 52 de la troisième branche 22, rendant l’échangeur de chaleur interne 46 inopérant, ni dans la première portion 47 de la première branche 19.
La figure 7 montre un mode de fonctionnement pour le chauffage de l’habitacle. Ce mode de fonctionnement permet d’améliorer la capacité de chauffage du circuit 1 de fluide réfrigérant FR, par l’optimisation du rendement énergétique. Dans ce mode, le troisième échangeur thermique de la boucle du fluide caloporteur FC et le deuxième échangeur thermique 4 sont situés physiquement à proximité l’un l’autre, par exemple dans une même installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation, de sorte à pouvoir être parcourus successivement par le même flux d’air intérieur FA. Le flux d’air intérieur FA est préchauffé par le deuxième échangeur thermique 4, puis chauffé par le troisième échangeur thermique via l’échangeur de chaleur 5, pour être amené à la température voulue pour chauffer l’habitacle. Ce chauffage séquentiel du flux d’air est rendu possible par la proximité physique du deuxième échangeur thermique 4 et du troisième échangeur thermique, mais aussi par les deux niveaux de détente réalisés par le premier organe de détente 7 et le troisième organe de détente 28 qui garantit que le deuxième échangeur thermique 4 agit comme un pré-chauffeur, tandis que le premier échangeur thermique 3 fonctionne en évaporateur, de manière à réaliser le cycle thermodynamique. Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 ouverte, sa deuxième vanne 31 fermée et sa troisième vanne 32 fermée ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 fermée, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 ouverte.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres.
Entre le dispositif de compression 2 et l’échangeur de chaleur 5, le fluide réfrigérant FR traverse les mêmes composants et est dans le même état que ce qui a été décrit en figure 5. Le lecteur pourra se référer aux paragraphes correspondants pour la compréhension de la figure 7 et la mise en oeuvre du circuit 1.
L’échangeur de chaleur 5 fonctionne en condenseur de sorte à chauffer le fluide caloporteur FC destiné à chauffer le flux d’air intérieur FA le traversant. L’échangeur de chaleur 5 reçoit un fluide réfrigérant FR à une première haute pression et haute température qui lui permet de chauffer le fluide caloporteur FC.
En sortant de l’échangeur de chaleur 5, le fluide réfrigérant FR intègre le premier organe de détente 7. Il y subit une pré-détente, l’amenant à une deuxième haute pression, plus basse que la première haute pression, et une deuxième haute température, plus basse que la première haute température. Passé le premier organe de détente 7, le fluide réfrigérant FR gagne le deuxième échangeur thermique 4 via la première portion 47 et la deuxième portion 48 de la première branche 19, en traversant le point de raccordement 21 , le point de jonction 25 et le tube calibré 23. Le deuxième échangeur thermique 4 fonctionne en condenseur, tout comme l’échangeur de chaleur 5. Il préchauffe le flux d’air destiné à l’habitacle qui sera amené à température par le troisième échangeur thermique de la boucle 6 de fluide caloporteur FC.
Puis le fluide réfrigérant FR passe de la deuxième portion 48 de la première branche 19 à la cinquième branche 29 via le premier nœud 57. Sur cette cinquième branche 29, le fluide réfrigérant FR subit une détente via le troisième organe de détente 28 l’amenant de la deuxième haute pression et deuxième haute température à une basse pression et une basse température. Passé le deuxième nœud 58, il rejoint la deuxième section 53 de la troisième branche 22, traversant le premier échangeur thermique 3 fonctionnent en évaporateur, également traversé par un flux d’air extérieur FE qui subit l’évaporation.
Le fluide réfrigérant FR traverse successivement la deuxième ouverture 38 du bloc 36 et le premier point d’intersection 59 interne au bloc 36. Il entre dans le dispositif de distribution 8 et sa première vanne 30. Le fluide réfrigérant FR passe le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 et sort par le premier orifice 9. Dans la conduite principale 18, le fluide réfrigérant FR sort du bloc 36 par sa cinquième ouverture 41 , s’accumulant dans le dispositif d’accumulation 63. Puis le fluide réfrigérant FR traverse la première passe 64 de l’échangeur de chaleur interne 46, inopérant puisqu’il n’y a pas de fluide réfrigérant FR circulant dans la deuxième passe 65. Le fluide réfrigérant FR rejoint ensuite le dispositif de compression 2 où il termine son cycle thermodynamique.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la quatrième branche 26 puisque la cinquième vanne 34 est fermée, ni dans le premier conduit 55 interne au bloc 36 puisque la quatrième vanne 33 est fermée. La troisième vanne 32 est elle aussi fermée, tout comme la troisième vanne 32, ce qui empêche respectivement la circulation du fluide réfrigérant FR dans la première partie 50 de la deuxième branche 20 et dans la troisième portion 49 de la première branche 19. Par ailleurs la circulation de fluide réfrigérant FR n’a pas lieu dans la première section 52 de la troisième branche 22 du fait de la fermeture du deuxième organe de détente 27, rendant l’échangeur de chaleur interne 46 inopérant.
Les figures 8 à 11 illustrent des modes de fonctionnement exploitant le circuit 1 à la fois pour que ce dernier refroidisse un point chaud mais aussi pour qu’il traite par la chaleur un composant ou une zone du véhicule qui nécessite de l’être.
La figure 8 illustre un mode de fonctionnement utilisant l’échangeur de chaleur 5. Ce mode de fonctionnement permet le dégivrage du premier échangeur thermique 3 situé en face avant du véhicule, par l’exploitation de la chaleur d’un composant de la chaîne de traction, cette chaleur étant exploité pour chauffé le fluide réfrigérant FR dans le cadre d’une utilisation de l’échangeur de chaleur 5 en tant qu’évaporateur. Dans ce mode de fonctionnement, l’échangeur de chaleur 5 refroidit le point chaud qu’est ce composant de la chaîne de traction.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 fermée, sa deuxième vanne 31 fermée et sa troisième vanne 32 ouverte ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 ouverte, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 fermée.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres.
Entre le dispositif de compression 2 et la deuxième passe 65 de l’échangeur de chaleur interne 46, et entre le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 et le dispositif de compression 2, le fluide réfrigérant FR traverse les mêmes composants et est dans le même état que ce qui a été décrit en figure 2. Le lecteur pourra se référer aux paragraphes correspondants pour la compréhension de la figure 8 et la mise en oeuvre du circuit 1.
Une fois passé la deuxième passe 65 de l’échangeur de chaleur interne 46, le fluide réfrigérant FR arrive dans le premier organe de détente 7 à haute pression. En effet, entre la deuxième passe 65 de l’échangeur de chaleur interne 46 et le premier organe de détente 7, le fluide réfrigérant FR passe le deuxième organe de détente 27 sans subir de changement d’état puisque ce dernier est complètement ouvert. Il passe le point de raccordement 21 pour arriver dans la deuxième branche 20 et subir la détente du premier organe de détente 7.
Puis au niveau de l’échangeur de chaleur 5, le fluide réfrigérant FR fait subir au fluide caloporteur FC une évaporation. Ainsi, le fluide réfrigérant FR récupère de la chaleur de la boucle 6 de fluide caloporteur FC, cette chaleur provenant des composants de la chaîne de traction électrique du véhicule.
Le fluide réfrigérant FR traverse l’ensemble de la deuxième branche 20, passant la quatrième ouverture 40 du bloc 36, le deuxième point d’intersection 60 interne au bloc 36 et le quatrième orifice 12 du dispositif de distribution 8. Passé la troisième vanne 32 ouverte, il s’oriente du point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 vers le premier orifice 9 du dispositif de distribution 8.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans le deuxième conduit 56 interne au bloc 36 du fait de la fermeture de la sixième vanne 35, ni dans la quatrième branche 26 du fait de la fermeture de la cinquième vanne 34. La fermeture de la première vanne 30 bloque la circulation de fluide réfrigérant FR dans la troisième section 54 de la troisième branche 22. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la cinquième branche 29, le troisième organe de détente 28 étant fermé. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas non plus dans la première branche 19, la deuxième vanne 31 étant fermée et le premier organe de détente 7 partiellement ouvert l’aspirant dans la deuxième branche 20. Ainsi, dans ce mode de fonctionnement, le deuxième échangeur thermique 4, le deuxième organe de détente 27 et le troisième organe de détente 28 sont inopérants.
La figure 9 illustre un mode de fonctionnement permettant de chauffer le fluide caloporteur FC qui circule dans la boucle 6, de manière à chauffer un composant associé à la boucle 6 de fluide caloporteur FC. Ce mode de fonctionnement est permis par la récupération de l’énergie issue des points froids, à savoir la récupération de l’énergie du flux d’air intérieur FA et du flux d’air extérieur FE.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 ouverte, sa deuxième vanne 31 ouverte et sa troisième vanne 32 fermée ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 fermée, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 ouverte.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres et des composants disposés en parallèle. Les composants sont en série dans la conduite principale 18 et dans la deuxième partie 51 de la deuxième branche 20. Plus particulièrement, ils sont en série depuis le dispositif de compression 2 jusqu’au point de raccordement 21 et depuis le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 jusqu’au dispositif de compression 2. Le fluide réfrigérant FR circule en parallèle dans la première branche 19 et la troisième branche 22. Entre le dispositif de compression 2 et le point de raccordement 21 et entre le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 et le dispositif de compression 2, le fluide réfrigérant FR traverse les mêmes composants et est dans le même état que ce qui a été décrit en figure 7, si ce n’est que l’échangeur de chaleur interne 46 est ici opérant. Le lecteur pourra se référer aux paragraphes correspondants pour la compréhension de la figure 9 et la mise en oeuvre du circuit 1.
Au point de raccordement 21 , le fluide réfrigérant FR est à basse pression et basse température, du fait de son passage au travers du premier organe de détente 7 lui faisant subir une première détente. Passé le point de raccordement 21 , ce fluide réfrigérant FR se réparti entre la première branche 19 et la troisième branche 22 grâce à une baisse de charge réalisée en parallèle par le tube calibré 23 et le deuxième organe de détente 27.
Dans la première branche 19, le fluide réfrigérant FR circule au travers du tube calibré 23 qui lui fait subir une deuxième détente. Puis le fluide réfrigérant FR, en traversant le deuxième échangeur thermique 4 fonctionnant en évaporateur, refroidi le flux d’air intérieur FA destiné à l’habitacle du véhicule et réchauffe le fluide réfrigérant qui le traverse. Passé le deuxième échangeur thermique 4, le fluide réfrigérant FR circule jusqu’au point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 en traversant successivement la sixième ouverture 42 du bloc 36 et la deuxième vanne 31 du dispositif de distribution 8.
Dans la troisième branche 22, le fluide réfrigérant FR subit une troisième détente parallèle à la deuxième détente du fait du deuxième organe de détente 27. Puis il traverse la deuxième passe 65 de l’échangeur de chaleur interne 46, en récupérant des calories dispensées par le fluide réfrigérant FR traversant la première passe 64. Il circule dans la totalité de la troisième branche 22, passant ensuite dans le premier échangeur thermique 3 via le deuxième nœud 58.
Le premier échangeur thermique 3 refroidi le flux d’air extérieur FE le traversant grâce au fluide réfrigérant FR circulant simultanément dans le premier échangeur thermique 3. On récupère ainsi une partie de l’énergie présente dans le flux d’air extérieur FE, qui permet d’évaporer le fluide réfrigérant FR. Passé le premier échangeur thermique 3, le fluide réfrigérant FR passe la deuxième ouverture 38 du bloc 36 puis le premier point d’intersection 59 interne au bloc 36 avant d’arriver au dispositif de distribution 8 via son deuxième orifice 10. Passé la première vanne 30 ouverte, il circule jusqu’au point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans le premier conduit 55 interne au bloc 36 par la fermeture de la quatrième vanne 33, ni dans la première partie 50 de la deuxième branche 20 par la fermeture de la troisième vanne 32. La fermeture de la cinquième vanne 34 empêche la circulation du fluide réfrigérant FR dans la quatrième branche 26. La fermeture du troisième organe de détente 28 empêche la circulation du fluide réfrigérant FR dans la cinquième branche 29.
Comme pour le mode de fonctionnement décrit en figure 9, la figure 10 illustre un mode de fonctionnement permettant de déshumidifier l’habitacle tout en rejetant des calories dans le flux d’air extérieur FE. Le premier échangeur thermique 3 y est utilisé en tant que condenseur.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 fermée, sa deuxième vanne 31 ouverte et sa troisième vanne 32 fermée ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 ouverte, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 ouverte.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres et des composants disposés en parallèle. Les composants sont en série dans la conduite principale 18 et dans la première branche 19. Plus particulièrement, ils sont en série depuis le dispositif de compression 2 jusqu’au point divergeant du dispositif de répartition 13 et depuis le point de raccordement 21 jusqu’au dispositif de compression 2. Le fluide réfrigérant FR circulant successivement dans le deuxième conduit 56 interne du bloc 36 puis dans la deuxième partie 51 de la deuxième branche 20, est parallèle au fluide circulant successivement dans le premier conduit 55 interne, la deuxième section 53 de la troisième branche 22 et la première section 52 de la troisième branche 22. Entre le dispositif de compression 2 et le point divergeant 62 du dispositif de répartition 13, et entre le point convergeant 61 interne du dispositif de distribution 8 et le dispositif de compression 2, le fluide réfrigérant FR traverse les mêmes composants et est dans le même état que ce qui a été décrit en figure 8.
Le fluide réfrigérant FR circule comme décrit dans la figure 7 depuis le point divergeant 62 du dispositif de répartition 13 jusqu’au point de raccordement 21 , si ce n’est qu’il diverge au point divergeant 62 du dispositif de répartition 13 de par l’ouverture simultanée de la quatrième vanne 33 avec la sixième vanne 35 et qu’il converge au point de raccordement 21. L’échangeur de chaleur 5, fonctionnant en condenseur, permet de chauffer via la boucle 6 de fluide caloporteur FC, le flux d’air servant, par exemple à chauffer et déshumidifier l’habitacle.
Le fluide réfrigérant FR circule par ailleurs comme décrit dans la figure 2 depuis le point divergeant 62 du dispositif de répartition 13 jusqu’au dispositif de compression 2. Le premier échangeur thermique 3, fonctionnant en condenseur, dissipe de la chaleur, évacuée par le flux d’air extérieur FE traversant. Le deuxième échangeur thermique 4 réalise quant à lui le refroidissement du flux d’air intérieur FA destiné à l’habitacle, de manière à le déshumidifier.
Le lecteur pourra se référer aux paragraphes correspondants des figures 2, 7, 8, 9 pour la compréhension de la figure 10 et la mise en oeuvre du circuit 1.
Ainsi, dans ce mode de fonctionnement, la circulation en parallèle du fluide réfrigérant FR est permise par le premier organe de détente 7 et le deuxième organe de détente 27 qui en gèrent le débit. Le premier organe de détente 7 et le deuxième organe de détente 27 imposent le même niveau de basse pression au fluide réfrigérant FR les ayant traversés et gèrent la répartition de fluide réfrigérant qui traverse l’échangeur de chaleur 5 et dans le premier échangeur thermique 3. Le troisième organe de détente 28, fermé, empêche la circulation du fluide réfrigérant FR dans la cinquième branche 29.
La fermeture de la cinquième vanne 34 empêche la circulation de fluide réfrigérant FR dans la quatrième branche 26. La fermeture de la troisième vanne 32 et de la première vanne 30 bloquent respectivement la circulation du fluide réfrigérant FR dans le deuxième conduit 56 interne au bloc 36 et dans la troisième section 54 de la troisième branche 22.
La figure 1 1 illustre un mode de fonctionnement combinant la climatisation de l’habitacle par le deuxième échangeur thermique 4 et le chauffage du dispositif de stockage électrique via la boucle 6 de fluide caloporteur FC. Le chauffage du dispositif de stockage électrique est par exemple nécessaire lorsqu’il doit être amené à une température d’utilisation après une période de repos, et que la température ambiante, bien que nécessitant de climatiser l’habitacle, n’est pas suffisante pour que le dispositif de stockage électrique soit à température optimale d’utilisation.
Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de distribution 8 a sa première vanne 30 fermée, sa deuxième vanne 31 ouverte et sa troisième vanne 32 fermée ; le dispositif de répartition 13 à sa quatrième vanne 33 fermée, sa cinquième vanne 34 fermée et sa sixième vanne 35 ouverte.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR parcourt des composants disposés en série les uns par rapport aux autres.
Entre le dispositif de compression 2 et le premier organe de détente 7, et entre le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 et le dispositif de compression 2, le fluide réfrigérant FR traverse les mêmes composants que ce qui a été décrit en figure 7. Il est à haute pression et haute température entre le dispositif de compression 2 et le premier organe de détente 7, et à basse pression et basse température entre le point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8 et le dispositif de compression 2. Le lecteur pourra se référer aux paragraphes correspondants pour la compréhension de la figure 1 1 et la mise en oeuvre du circuit 1.
Au premier organe de détente 7, le fluide réfrigérant FR subit une détente le faisant passer à basse pression. Il rejoint le deuxième échangeur thermique 4 en passant dans la première branche 19 via le point de raccordement 21 , traversant préalablement au deuxième échangeur thermique 4, le point de jonction 25 et le tube calibré 23. En traversant le deuxième échangeur thermique 4 fonctionnant en évaporateur, le fluide réfrigérant FR refroidit le flux d’air intérieur FA destiné à l’habitacle. Puis, le fluide réfrigérant FR passe dans la troisième portion 49 de la première branche 19 en empruntant le premier nœud 57. Il traverse la sixième ouverture 42 du bloc 36 et entre dans le dispositif de distribution 8 via le troisième orifice 1 1 avant d’arriver au point convergeant 61 interne au dispositif de distribution 8.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la troisième branche 22 de par la fermeture du deuxième organe détente 27 et la fermeture de la première vanne 30. Ceci rend le premier échangeur thermique 3 et l’échangeur de chaleur interne 46 inopérants. Le fluide réfrigérant FR ne circule pas dans la cinquième branche 29, le troisième organe de détente 28 étant fermé. La fermeture de la cinquième vanne 34 empêche la circulation de fluide réfrigérant FR dans la quatrième branche 26. La fermeture de la quatrième vanne 33 et de la troisième vanne 32 bloquent respectivement la circulation du fluide réfrigérant FR dans le premier conduit 55 interne au bloc 36 et le deuxième conduit 56 interne au bloc 36.
On comprend de ce qui précède que la présente invention permet ainsi d’assurer un traitement thermique spécifique selon les besoins des occupants du véhicule ou selon ce qui est nécessaire pour les composants du véhicule. En particulier, l’invention simplifie substantiellement le circuit en utilisant un dispositif de distribution et un dispositif de répartition qui facilite la réalisation et le circuitage des conduites nécessaires à la réalisation d’un tel circuit de fluide réfrigérant.
Refroidir un dispositif de stockage électrique pouvant être rechargé par charge rapide, l’amener à une température optimale d’utilisation, récupérer de l’énergie sur un composant de la chaîne de traction électrique du véhicule, palier à l’indisponibilité de l’échangeur en face avant, climatiser ou réchauffer l’habitacle ou des parties ciblées de l’habitacle comme les surfaces vitrées, sont des fonctionnalités permises par le circuit selon l’invention. La présente invention a par ailleurs pour avantage de permettre le traitement thermique simultané par refroidissement et par chauffage de différentes zones ou composants du véhicule, sans que la mise en œuvre de l’une des fonctionnalités n’affecte l’autre. La centralisation des vannes dirigeant le fluide réfrigérant au sein du circuit, et les différents composants de détente de fluide réfrigérant participent à la distribution du fluide réfrigérant aux points chauds et/ou froids à traiter, dans un souci d’efficacité et d’optimisation des performances du circuit selon l’invention. L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tous moyens ou configurations équivalentes et à toute combinaison techniquement opérant de tels moyens. En particulier, l’architecture du circuit de fluide réfrigérant ou de la boucle de fluide caloporteur peut être modifiée sans nuire à l’invention dans la mesure où il remplit les fonctionnalités décrites dans le présent document.

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit (1 ) de fluide réfrigérant (FR) d’un véhicule comprenant au moins un dispositif de compression (2) du fluide réfrigérant (FR), un premier échangeur thermique (3) agencé pour être traversé par un flux d’air extérieur (FE) à un habitacle du véhicule, un deuxième échangeur thermique (4) agencé pour être traversé par un flux d’air intérieur (FA) envoyé dans l’habitacle du véhicule, un échangeur de chaleur (5) couplé thermiquement à une boucle (6) de fluide caloporteur (FC), un organe de détente (7) disposé entre l’échangeur de chaleur (5) et le deuxième échangeur thermique (4), caractérisé en ce que le circuit (1 ) de fluide réfrigérant (FR) comprend au moins un dispositif de distribution (8) du fluide réfrigérant (FR) qui comprend au moins quatre orifices (9, 10, 1 1 , 12), un premier orifice (9) étant raccordé au dispositif de compression (2), un deuxième orifice (10) étant directement raccordé au premier échangeur de thermique (3), un troisième orifice (1 1 ) étant directement raccordé au deuxième échangeur thermique (4), et un quatrième orifice (12) étant directement raccordé à l’échangeur de chaleur (5).
2. Circuit (1 ) selon la revendication précédente, comprenant un dispositif de répartition (13) du fluide réfrigérant (FR) qui comprend au moins quatre ports (14, 15, 16, 17), un premier port (14) étant directement raccordé au dispositif de compression (2), un deuxième port (15) étant directement raccordé au premier échangeur thermique (3), un troisième port (16) étant raccordé au deuxième échangeur thermique (4), et un quatrième port (17) étant directement raccordé à l’échangeur de chaleur (5).
3. Circuit (1 ) selon les revendications 1 et 2, dans lequel le dispositif de compression (2) est disposé dans une conduite principale (18) du circuit (1 ) s’étendant entre le dispositif de distribution (8) et le dispositif de répartition (13) du fluide réfrigérant (FR), le deuxième échangeur thermique (4) étant disposé dans une première branche (19) du circuit (1 ), l’organe de détente (7) et l’échangeur de chaleur (5) étant disposés dans une deuxième branche (20) du circuit (1 ), la première branche (19) et la deuxième branche (20) étant en parallèle entre un point de raccordement (21 ) du circuit (1 ) et le dispositif de distribution (8) du fluide réfrigérant (FR).
4. Circuit (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel le premier échangeur thermique (3) est disposé dans une troisième branche (22) du circuit (1 ), la troisième branche (22) du circuit (1 ) s’étendant entre le point de raccordement (21 ) et le dispositif de distribution (8) du fluide réfrigérant (FR), la première branche (19) étant parallèle à la troisième branche (22).
5. Circuit (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, comprenant un tube calibré (23) disposé entre une entrée (24) du deuxième échangeur thermique (4) et un point de jonction (25) du circuit (1 ), le point de jonction (25) étant relié au troisième port (16) par une quatrième branche (26).
6. Circuit (1 ) selon l’une quelconque des revendications 4 à 5, dans lequel l’organe de détente (7) est un premier organe de détente (7), un deuxième organe de détente (27) étant disposé entre le premier organe de détente (7) et le premier échangeur thermique (3) sur la troisième branche (22) du circuit (1 ).
7. Circuit (1 ) selon la revendication précédente, comprenant un troisième organe de détente (28) disposé sur une cinquième branche (29) qui relie le deuxième échangeur thermique (4) et le premier échangeur thermique (3).
8. Circuit (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de distribution (8) du fluide réfrigérant (FR) comprend un corps (68) et au moins trois vannes (30, 31 , 32) à deux voies, les trois vannes (30, 31 , 32) étant logées dans le corps (68), une première vanne (30) étant disposée entre le premier orifice (9) et le deuxième orifice (10), une deuxième vanne (31 ) étant disposée entre le premier orifice (9) et le troisième orifice (1 1 ) et une troisième vanne (32) étant disposée entre le premier orifice (9) et le quatrième orifice (12).
9. Circuit (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, dans lequel le dispositif de répartition (13) du fluide réfrigérant (FR) comprend un compartiment (69) et au moins trois vannes (33, 34, 35) à deux voies, les trois vannes (33, 34, 35) étant logées dans le compartiment (69), une quatrième vanne (33) étant disposée entre le premier port (14) et le deuxième port (15), une cinquième vanne (34) étant disposée entre le premier port (14) et le troisième port (16), et une sixième vanne (35) étant disposée entre le premier port (14) et le quatrième port (17).
10. Système (45) de traitement thermique d’un véhicule comprenant le circuit (1 ) de fluide réfrigérant (FR) selon l’une quelconque des revendications précédentes et une boucle (6) de fluide caloporteur (FC) couplée thermiquement au circuit (1 ) de fluide réfrigérant (FR) par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur (5).
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