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EP2601063A1 - Système de climatisation, notamment d'un véhicule automobile, comprenant une boucle de climatisation et une boucle secondaire coopérant avec la boucle de climatisation. - Google Patents

Système de climatisation, notamment d'un véhicule automobile, comprenant une boucle de climatisation et une boucle secondaire coopérant avec la boucle de climatisation.

Info

Publication number
EP2601063A1
EP2601063A1 EP11736351.5A EP11736351A EP2601063A1 EP 2601063 A1 EP2601063 A1 EP 2601063A1 EP 11736351 A EP11736351 A EP 11736351A EP 2601063 A1 EP2601063 A1 EP 2601063A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
loop
air conditioning
heat exchanger
air
heat transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11736351.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mohamed Yahia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP2601063A1 publication Critical patent/EP2601063A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • B60H1/321—Control means therefor for preventing the freezing of a heat exchanger
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32281—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising a single secondary circuit, e.g. at evaporator or condenser side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3286—Constructional features
    • B60H2001/3288—Additional heat source

Definitions

  • Air conditioning system especially a motor vehicle, comprising an air conditioning loop and a secondary loop cooperating with the air conditioning loop.
  • the invention is in the field of heating, ventilation and / or air conditioning of a motor vehicle. It relates to a method for implementing a secondary loop provided with a thermal storage module integrated with an air conditioning system fitted to a motor vehicle. It also relates to such a secondary loop and such an air conditioning system.
  • a motor vehicle is equipped with an air conditioning system for modifying the aerothermal parameters inside a cabin of the vehicle. Such a modification is obtained from the distribution of an air flow inside the passenger compartment.
  • the air conditioning system comprises a heating, ventilation and / or air conditioning mainly consisting of a housing inside which circulates the flow of air prior to its diffusion inside the passenger compartment.
  • the air conditioning system also includes an air conditioning loop inside which circulates a refrigerant.
  • the air conditioning loop comprises an evaporator disposed in the housing of the heating, ventilation and / or air conditioning system for cooling the air flow before it is distributed in the passenger compartment.
  • the air conditioning loop also comprises a refrigerant / heat transfer fluid exchanger to allow a heat exchange between the refrigerant and a heat transfer fluid flowing inside a secondary loop.
  • the secondary loop comprises a thermal storage module provided with a thermal storage material, in particular a phase change material, capable of storing and exchanging heat with the coolant.
  • the thermal storage module is in particular intended to store heat and, as a result, to cool the coolant.
  • the air conditioning loop includes an upstream point and a downstream point between which is provided a main channel provided with the thermal storage module and a bypass channel of the thermal storage module.
  • the upstream point is provided with a three-way valve adapted to allow a circulation of heat transfer fluid either inside the main channel or inside the bypass channel.
  • the three-way valve operates such that it allows the circulation of heat transfer fluid inside the main channel or the bypass channel, prohibiting circulation in the other channel.
  • the air conditioning systems equipping an electric or hybrid vehicle have the particularity of not having at any time a heat source and a means of implementation of a compressor of the air conditioning loop, because of the absence or shutdown of the engine of the vehicle.
  • Such an air conditioning system deserves to be improved to be more efficient, especially for air conditioning systems equipping an electric or hybrid vehicle.
  • an air conditioning system able to defrost a heat exchanger outside the air conditioning loop.
  • the external heat exchanger generally disposed on the front of the vehicle, is provided to allow a heat exchange between an outside air flow and the refrigerant.
  • the outdoor heat exchanger tends to become covered with frost, which disturbs even prevents heat transfer between the refrigerant and the outside air flow. It is therefore desirable to have an air conditioning system capable of quickly defrosting the outdoor heat exchanger if necessary, without unduly damaging the coefficient of performance of the air conditioning loop.
  • the aim of the present invention is to propose an air conditioning system comprising a secondary loop making it possible to store and / or restore, in a controlled and efficient manner, indifferently calories or frigories inside a thermal storage module.
  • the secondary loop without unduly impairing the coefficient of performance of an air conditioning circuit of the air conditioning system and associated with the secondary loop through a refrigerant / heat transfer fluid heat exchanger.
  • an object of the present invention is to enable rapid and efficient defrosting of an outdoor heat exchanger air conditioning loop.
  • an air-conditioning system in particular a motor vehicle, comprises an air-conditioning loop and a secondary loop in which a coolant circulates and cooperating with the air-conditioning loop, the secondary loop comprising an upstream point and a point downstream between which are provided a main pipe comprising a thermal storage module and a bypass line of the thermal storage module.
  • the coolant circulates simultaneously inside the main pipe and bypass line.
  • a first quantity of heat transfer fluid circulating in the main pipe is different from a second quantity of heat transfer fluid circulating in the bypass pipe.
  • the first quantity of heat transfer fluid circulating in the main pipe is less than the second quantity of heat transfer fluid flowing in the bypass pipe.
  • the second quantity of coolant circulating in the bypass line is greater than five times the first amount of heat transfer fluid flowing in the main pipe.
  • a first quantity of heat transfer fluid circulating in the main pipe is equal to a second quantity of coolant circulating in the bypass pipe.
  • a first section of the main pipe is different from a second section of the bypass pipe.
  • the first section of the main pipe is smaller than the second section of the bypass pipe.
  • the second section of the bypass pipe is greater than five times the first section of the main duct.
  • the main pipe and the bypass pipe have an identical section.
  • An air conditioning system of the present invention is such that the air conditioning loop and the secondary loop together comprise a coolant heat exchanger / coolant.
  • FIG. 1 is a schematic view of the principle of an air conditioning system according to the present invention.
  • FIGS 2 to 4 are alternative embodiments of the air conditioning system shown in Figure 1.
  • an air conditioning system 1 comprises an air conditioning loop 2 and a secondary loop 3 cooperating with the air conditioning loop 2.
  • the air conditioning system 1 is intended to equip a motor vehicle to modify the aerothermal parameters of a flow of air intended to be distributed inside a passenger compartment of the motor vehicle.
  • the motor vehicle is in particular a hybrid or electric vehicle whose propulsion is provided, at least partially or completely, by a power source.
  • the modification of the aerothermal parameters is obtained from the distribution of a main air flow 4 inside the passenger compartment.
  • the main air flow 4 circulates inside a housing 5, for example made of plastic material, prior to its diffusion inside the passenger compartment.
  • the housing 5 houses at least one indoor heat exchanger 6.
  • the indoor heat exchanger 6 is capable of cooling or heating the main air flow 4 therethrough.
  • the air conditioning loop 2 comprises in particular a refrigerant / heat transfer fluid heat exchanger 7 to allow heat transfer between a refrigerant fluid circulating inside the air conditioning loop 2 and a heat transfer fluid flowing inside the loop.
  • the air conditioning loop also comprises a compressor, at least one expansion member and an outdoor heat exchanger.
  • the refrigerant is either a subcritical fluid, such as that known under the name R134a or the like, or a supercritical fluid, such as one of those known as R744 or the like.
  • the coolant is for example consisting of a mixture of water and glycol.
  • the secondary loop 2 comprises a thermal storage module 8 comprising a thermal storage material, in particular a phase-change material, such as paraffin or the like.
  • the thermal storage module 8 is intended to store calories or frigories for later retrieval.
  • the thermal storage module 8 is able to store heat in order to restore it subsequently to the coolant which transfers it to the coolant for defrosting the outdoor heat exchanger 9 of the air conditioning loop 2.
  • the external heat exchanger 9 is in particular disposed on the front face of the vehicle to allow heat transfer between the refrigerant and an outside air flow 10 therethrough. According to the modes of operation of the air conditioning loop 2 and the external climatic conditions, the external heat exchanger 9 is likely to frost during the passage of the outside air flow 10.
  • the secondary loop 3 comprises an upstream point 1 1 disposed upstream of the thermal storage module 8 and a downstream point 12 disposed downstream of the thermal storage module 8 in a direction of circulation 13 of the heat transfer fluid inside the secondary loop.
  • a main pipe 14 extending between the upstream point 1 1 and the downstream point 12 in which the thermal storage module 8 is disposed is defined.
  • the secondary loop 3 also comprises a bypass line 15 of the thermal storage module 8.
  • the bypass line 15 extends between the upstream point 1 1 and the downstream point 12 to form a bypass with respect to the main pipe 14.
  • the secondary loop 3 comprises a pump 16 for circulating the coolant.
  • the present invention advantageously proposes to allow a simultaneous circulation of respective quantities Q1 and Q2 of heat transfer fluid inside the main pipe 14 and the bypass line 15.
  • a simultaneous circulation is a steady-state circulation in the sense that the circulation is not a transient state between a passage of a state in which the heat transfer fluid circulates inside the main pipe 14 and another state in which the heat transfer fluid circulates inside the bypass line 15.
  • the heat transfer fluid flows simultaneously inside the main pipe 14 and the bypass pipe 15.
  • a first quantity Q1 of heat transfer fluid flows inside the main pipe 14 while a second quantity Q2 of heat transfer fluid circulates inside the bypass pipe 15.
  • the quantities Q1 and Q2 are identical.
  • the quantities Q1 and Q2 satisfy the equation [1]:
  • the main pipe 14 is for example a pipe of a section strictly less than 75 mm 2 while the branch pipe 15 is of a section strictly greater than 75 mm 2 .
  • the main pipe 14 is of a first diameter D1 equal to 6 mm while the branch pipe 15 is of a second diameter D2 strictly greater than 6 mm.
  • the main conduit 14 is of a first diameter D1 is less than 2.6 mm while the branch conduit 15 is of a second diameter D2 which is equal to 6 mm.
  • the main pipe 14 is of a first diameter D1 is less than 1.26 mm while the branch pipe 15 is of a second diameter D2 is equal to 4 mm.
  • the present invention finds an advantageous application for a relatively arbitrary air-conditioning system 1 with regard to the arrangement of the secondary loop 3 and a fortiori with regard to the arrangement of the air-conditioning loop 2.
  • the air conditioning system 1 comprises the air conditioning loop 2, the secondary loop 3 and a tertiary loop 126 traversed by a heat transfer fluid.
  • the air conditioning loop 2 comprises a compressor 104, a tertiary coolant / heat transfer fluid heat exchanger 106, a first expansion device 108, a first heat exchanger 1 10, a second expansion device 1 12 and the heat exchanger inside 6.
  • the compressor 104 is electric and powered by a battery of the vehicle.
  • the first expansion device 108 and the second expansion device January 12 are electronic expansion valves or alternatively, a thermostatic expansion valve. According to a direction of flow of the refrigerant inside the air conditioning loop 2, the first expansion device 108 is placed upstream of the first heat exchanger 1 10 and the second expansion device 1 12 is placed downstream of the first heat exchanger 1 10. In other words, the first expansion device 108 is located at the inlet of the first heat exchanger 1 10 and the second expansion device 1 12 is located at the outlet of the first heat exchanger 1 10.
  • the tertiary loop 126 comprises a tertiary pump 1 18, a tertiary valve 120, a radiator 122, an air / liquid heat exchanger heat exchanger 124 and the tertiary heat exchanger fluid coolant / heat transfer liquid 106.
  • the radiator 122 is located at 1 inside the housing 5 and allows the heating of the main air flow 5.
  • the heat exchanger air / heat transfer liquid 124 is located at the front and is, therefore, traversed by the outside air flow 10 .
  • the coolant circulating inside the tertiary loop 126 is, for example, glycol water.
  • the tertiary valve 120 is a three-way valve for directing the coolant of the tertiary loop 126 to either the radiator 122 or to the heat exchanger air / heat transfer liquid 124.
  • the radiator 122 and the heat exchanger heat exchanger air / liquid heat 124 are arranged in parallel with respect to the tertiary pump 1 18 and the tertiary heat exchanger coolant / heat transfer liquid 106.
  • the secondary loop 2 in which the coolant circulates comprises the pump 16, a secondary valve 134, a second heat exchanger 136 and the external heat exchanger 9.
  • the secondary loop 2 may also comprise a first auxiliary heat exchanger 130 and / or a second auxiliary exchanger 132 arranged between the pump 16 and the secondary valve 134.
  • the secondary valve 134 is a three-way valve for directing the heat transfer fluid of the secondary loop 2 to either the second heat exchanger 136 or to the external heat exchanger 9.
  • the second heat exchanger 136 and the external heat exchanger 9 are arranged in parallel with respect to the pump 16 and the secondary valve 134.
  • the secondary loop 3 and the tertiary loop 126 are independent of one of the other. More specifically, the secondary loop 3 and the tertiary loop 126 are fluidically independent, that is to say that the heat transfer fluid circulating inside the secondary loop 2 does not circulate inside the tertiary loop 126.
  • the secondary loop 3 and the tertiary loop 126 are also fluidly independent of the air conditioning loop 2 in which the coolant circulates.
  • the coolant circulating in the secondary loop 3, the coolant circulating in the tertiary loop 126 and the refrigerant flowing in the air conditioning loop 2 can not mix.
  • the secondary loop 3 thermally exchanges with the air conditioning loop 2 via a heat exchange device 140.
  • the heat exchange device 140 consists of the first heat exchanger 1 10 of the air conditioning loop 2, the second heat exchanger 136 of the secondary loop 3 and the thermal storage module 8.
  • the heat exchange device 140 also comprises a closed enclosure 142.
  • the first heat exchanger 1 10 of the air conditioning loop 2, the second heat exchanger 136 of the secondary loop 3 and the thermal storage module 8 are housed inside the enclosure 142.
  • the two heat exchangers of the heat exchange device 140 i.e the first heat exchanger 1 10 of the air conditioning loop 2 and the second heat exchanger 136 of the secondary loop 3, are distinct from each other. Indeed, the first heat exchanger 1 10 and the second heat exchanger 136 belong respectively to the air conditioning loop 2 and the secondary loop 3.
  • the heat exchange device 140 is connected to both the air conditioning loop 2 and the secondary loop 3. To do this, it comprises a first inlet 144 and a first outlet 146 connected to the first heat exchanger 1 10 and to the air conditioning loop 2.
  • the heat exchange device 140 also comprises a second inlet 148 and a second outlet 150 connected to the second heat exchanger 136 and to the secondary loop 3.
  • the air-conditioning loop 2 comprises, in particular, in the closed-circuit circulation direction of the refrigerant fluid, a compressor 214, able to ensure a circulation of the refrigerant inside the air-conditioning loop 2, a first heat exchanger 216, operating as a condenser 216 and able to heat the main air flow 4, a first expansion member 218, such as, for example, an electronic expansion valve or a thermostatic expansion valve, the heat exchanger 9 outside, a second expansion member 222, the indoor heat exchanger 6 operating as an evaporator and able to dehumidify and / or cool the main air flow 4, and a accumulator 226.
  • the accumulator 226 is connected to the inlet of the compressor 214.
  • the first heat exchanger 216 and the indoor heat exchanger 6 are placed inside the housing 5 opening into different areas of the passenger compartment.
  • the first heat exchanger 216 and the indoor heat exchanger 6 are able to heat and / or cool the main air flow 4 opening into the passenger compartment, in particular in an area arranged for defogging the windshield, a zone central ventilation and an area for the feet.
  • the main air flow 4 passes alternately or consecutively through the first heat exchanger 216 and / or the indoor heat exchanger 6.
  • a mixing flap is arranged inside the housing 5 to allow a distribution of the main air flow 4 between the first heat exchanger 216 and the indoor heat exchanger 6.
  • the indoor heat exchanger 6 is disposed upstream of the first heat exchanger 216, in a direction of flow of the main air flow 4 inside the housing 5.
  • the entire main air flow 4 passes through the indoor heat exchanger 6 before crossing and / or bypassing the first heat exchanger 216.
  • the air conditioning loop 2 comprises a first bypass branch 236, arranged in parallel with the first expansion member 218.
  • the first bypass branch 236 and the first expansion member 218 are advantageously interposed between a first connection point 252 and a second point 254 of the air-conditioning loop 2.
  • the first connection point 252 and the second connection point 254 are interposed successively between the first heat exchanger 216 and the external heat exchanger 9, in the direction of circulation in closed circuit of the refrigerant fluid.
  • the first bypass branch 236 comprises a first control valve 230, able to assume an open position or a closed position respectively allowing or preventing the circulation of the refrigerant inside the first bypass 236.
  • the air conditioning loop 2 comprises a second bypass branch 242, arranged in parallel with the second expansion member 222 and the indoor heat exchanger 6.
  • the second bypass branch 242 is arranged between, on the one hand, a third point 258, disposed upstream of the second expansion member 222, and, secondly, a fourth connection point 260, disposed downstream of the indoor heat exchanger 6.
  • the fourth connection point 260 is disposed upstream of the accumulator 226.
  • the second bypass branch 242 comprises a second control valve 240, able to assume an open position or a closed position respectively allowing or preventing the circulation of the refrigerant inside the second bypass branch 242.
  • the first expansion member 218 and the second expansion member 222 are adapted to take closing positions when, respectively, the first control valve 230 and the second valve 240 are in the open position.
  • the coolant / heat transfer fluid heat exchanger 7 is disposed on the air conditioning loop 2 between the first heat exchanger 216 and the first connection point 252.
  • a refrigerant / fluid heat exchanger auxiliary coolant 246 is interposed between the external heat exchanger 9 and the third connection point 258.
  • the air conditioning loop 2 comprises a compressor 304, a first expansion device 306, the external heat exchanger 9, a control valve 310, a second expansion device 312 and the indoor heat exchanger 6 and a bottle 316.
  • the compressor 304 is advantageously electric and is powered by the battery of the vehicle.
  • the first expansion device 306 and the second expansion device 312 are arranged in series with respect to the external heat exchanger 9. More specifically, the first expansion device 306 is located at the inlet of the external heat exchanger 9 and the second expansion device 312 is located at the outlet of the external heat exchanger 9.
  • the secondary loop 3 comprises the pump 16, regulating valves 324, incidentally auxiliary exchangers 326 such as the battery of the electric vehicle of the vehicle, the traction or propulsion system of the vehicle or any other electrical device generating heat, the thermal storage module 8, the refrigerant / heat transfer fluid heat exchanger 7, a complementary refrigerant / heat transfer fluid heat exchanger 332, optionally an electric heating device 334, a control valve 336, a radiator 338 and a heat exchanger additional heat air / coolant 340.
  • auxiliary exchangers 326 such as the battery of the electric vehicle of the vehicle, the traction or propulsion system of the vehicle or any other electrical device generating heat
  • the thermal storage module 8 the refrigerant / heat transfer fluid heat exchanger 7, a complementary refrigerant / heat transfer fluid heat exchanger 332, optionally an electric heating device 334, a control valve 336, a radiator 338 and a heat exchanger additional heat air / coolant 340.
  • the refrigerant / heat transfer fluid heat exchanger 7 is connected to the air conditioning loop 2 downstream of the compressor 304 in the direction of circulation of the cooling fluid. In other words, the inlet of the refrigerant / heat transfer fluid heat exchanger 7 is connected to the outlet of the compressor 304.
  • the complementary refrigerant fluid heat exchanger / heat transfer fluid 332 is connected to the air conditioning loop 2 and allows a heat exchange (frigories or calories) between the coolant and the refrigerant.
  • the complementary heat exchanger fluid coolant / heat transfer fluid 332 is connected to the air conditioning loop upstream of the compressor 304 in the direction of circulation of the refrigerant. In other words, the output of the complementary heat exchanger refrigerant / heat transfer fluid 332 is connected to the inlet of the compressor 304.
  • the electric heater 334 is an optional device and comprises unrepresented resistive elements, such as positive temperature coefficient stones, for converting electrical energy from the vehicle battery into thermal energy. These resistive elements thus make it possible to heat the coolant.
  • the radiator 338 is located inside the casing 5 and allows a heat exchange between the main air flow 4 passing through the radiator 338 and the coolant.
  • the additional heat exchanger air / coolant 340 is located on the front of the vehicle and allows a heat exchange between the outside air flow 10 and the heat transfer fluid.
  • the various embodiments presented above propose that the coolant circulates simultaneously inside the main pipe 14 and the bypass line 15.
  • the first quantity Q1 of coolant flowing in the main pipe 14 is different. , in particular lower, of the second quantity Q2 of coolant circulating in the bypass line 15.
  • the second quantity Q2 of coolant circulating in bypass line 15 is greater than five times the first quantity Q1 of coolant circulating in main line 14.
  • the second quantity Q2 of coolant circulating in bypass line 15 is greater than twenty times the first quantity Q1 of coolant flowing in the main pipe 14.
  • the thermal storage power is of the order of 350W, especially for a heat transfer fluid flow of less than or equal to 15 kilogram per hour.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un système de climatisation (1), notamment d'un véhicule automobile, comprenant une boucle de climatisation (2) et une boucle secondaire (3) dans laquelle circule un fluide caloporteur et coopérant avec la boucle de climatisation (2), la boucle secondaire (3) comprenant un point amont (11) et un point aval (12) entre lesquels sont ménagés une conduite principale (14) comprenant un module de stockage thermique (8) et une conduite de dérivation (15) du module de stockage thermique (8). Le fluide caloporteur circule simultanément à l'intérieur de la conduite principale (14) et de la conduite de dérivation (15).

Description

Système de climatisation, notamment d'un véhicule automobile, comprenant une boucle de climatisation et une boucle secondaire coopérant avec la boucle de climatisation.
L'invention est du domaine des installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile. Elle a pour objet une méthode pour la mise en œuvre d'une boucle secondaire pourvue d'un module de stockage thermique intégrée à un système de climatisation équipant un véhicule automobile. Elle a aussi pour objet une telle boucle secondaire ainsi qu'un tel système de climatisation.
Un véhicule automobile est équipé d'un système de climatisation pour modifier les paramètres aérothermiques à l'intérieur d'un habitacle du véhicule. Une telle modification est obtenue à partir de la distribution d'un flux d'air à l'intérieur de l'habitacle. A cet effet, le système de climatisation comprend une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation principalement constituée d'un boîtier à l'intérieur duquel circule le flux d'air préalablement à sa diffusion à l'intérieur de l'habitacle.
Le système de climatisation comprend également une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. La boucle de climatisation comprend un évaporateur disposé dans le boîtier de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour refroidir le flux d'air préalablement à sa distribution dans l'habitacle.
Selon une variante de réalisation, la boucle de climatisation comprend aussi un échangeur fluide réfrigérant/fluide caloporteur pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un fluide caloporteur circulant à l'intérieur d'une boucle secondaire. La boucle secondaire comprend un module de stockage thermique pourvu d'un matériau de stockage thermique, notamment un matériau à changement de phase, apte à stocker et échanger de la chaleur avec le fluide caloporteur. Le module de stockage thermique est notamment destiné à emmagasiner de la chaleur et, de ce fait, à refroidir le fluide caloporteur.
La boucle de climatisation comprend un point amont et un point aval entre lesquels est ménagé un canal principal pourvu du module de stockage thermique et un canal de contournement du module de stockage thermique. Le point amont est pourvu d'une vanne trois-voies apte à permettre une circulation du fluide caloporteur soit à l'intérieur du canal principal, soit à l'intérieur du canal de contournement. La vanne trois-voies fonctionne de telle sorte qu'elle permet la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur du canal principal ou du canal de contournement, en interdisant une circulation dans l'autre canal. Un tel système de climatisation est notamment décrit dans le document FR2937588.
Toutefois, les systèmes de climatisation équipant un véhicule électrique ou hybride présentent la particularité de ne pas disposer à tout moment d'une source de chaleur et d'un moyen de mise en œuvre d'un compresseur de la boucle de climatisation, en raison de l'absence ou de la mise à l'arrêt du moteur thermique du véhicule. Un tel système de climatisation mérite d'être amélioré pour être plus performant, notamment pour les systèmes de climatisation équipant un véhicule électrique ou hybride.
Plus particulièrement, il est recherché de disposer d'un système de climatisation apte à dégivrer un échangeur de chaleur extérieur de la boucle de climatisation. L'échangeur de chaleur extérieur, généralement disposé en face avant du véhicule, est prévu pour permettre un échange de chaleur entre un flux d'air extérieur et le fluide réfrigérant. Dans certaines conditions d'utilisation, l'échangeur de chaleur extérieur tend à se recouvrir de givre, ce qui perturbe voire empêche, le transfert thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur. Il est donc souhaitable de disposer d'un système de climatisation apte à dégivrer rapidement l'échangeur de chaleur extérieur en cas de nécessité, sans détériorer, de façon excessive, le coefficient de performance de la boucle de climatisation.
D'une manière générale, il est souhaitable d'améliorer un tel système de climatisation pour pouvoir stocker puis restituer, de manière contrôlée, des calories ou des frigories à l'intérieur du module de stockage thermique, tout en optimisant le coefficient de performance de la boucle de climatisation associée à la boucle secondaire pourvue du module de stockage thermique.
Le but de la présente invention est de proposer un système de climatisation comprenant une boucle secondaire permettant de stocker et/ou de restituer, de manière contrôlée et efficace, indifféremment des calories ou des frigories à l'intérieur d'un module de stockage thermique de la boucle secondaire, sans détériorer, de façon excessive, le coefficient de performance d'une boucle de climatisation du système de climatisation et associée à la boucle secondaire par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur. Plus particulièrement, un but de la présente invention est de permettre un dégivrage rapide et efficace d'un échangeur de chaleur extérieur la boucle de climatisation.
Selon la présente invention, un système de climatisation, notamment d'un véhicule automobile, comprend une boucle de climatisation et une boucle secondaire dans laquelle circule un fluide caloporteur et coopérant avec la boucle de climatisation, la boucle secondaire comprenant un point amont et un point aval entre lesquels sont ménagés une conduite principale comprenant un module de stockage thermique et une conduite de dérivation du module de stockage thermique. Selon la présente invention, le fluide caloporteur circule simultanément à l'intérieur de la conduite principale et de la conduite de dérivation.
Selon une première variante, une première quantité de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale est différente d'une deuxième quantité de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation.
Avantageusement, la première quantité de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale est inférieure à la deuxième quantité de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation.
Plus particulièrement, la deuxième quantité de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation est supérieure à cinq fois la première quantité de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale.
Selon une deuxième variante, une première quantité de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale est égale à une deuxième quantité de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation. Selon la première variante, une première section de la conduite principale est différente d'une deuxième section de la conduite de dérivation.
Plus particulièrement, la première section de la conduite principale est inférieure à la deuxième section de la conduite de dérivation. Notamment, la deuxième section de la conduite de dérivation est supérieure à cinq fois la première section de la_conduite principale.
Selon la deuxième variante, la conduite principale et la conduite de dérivation comportent une section identique. Un système de climatisation de la présente invention est tel que la boucle de climatisation et la boucle secondaire comportent conjointement un échangeur de chaleur fluide caloporteur/fluide réfrigérant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation, mais aussi, le cas échéant, contribuer à sa définition sur lesquels:
« la figure 1 est une vue schématique de principe d'un système de climatisation selon la présente invention, et
• les figures 2 à 4 sont des variantes de réalisation du système de climatisation illustré sur la figure 1 . Sur les figures, un système de climatisation 1 comprend une boucle de climatisation 2 et une boucle secondaire 3 coopérant avec la boucle de climatisation 2.
Le système de climatisation 1 est destiné à équiper un véhicule automobile pour modifier les paramètres aérothermiques d'un flux d'air destiné à être distribué à l'intérieur d'un habitacle du véhicule automobile. Le véhicule automobile est notamment un véhicule hybride ou électrique dont la propulsion est assurée, au moins partiellement ou totalement, par une source d'alimentation électrique. La modification des paramètres aérothermiques est obtenue à partir de la distribution d'un flux d'air principal 4 à l'intérieur de l'habitacle. Le flux d'air principal 4 circule à l'intérieur d'un boîtier 5, par exemple réalisé en matière plastique, préalablement à sa diffusion à l'intérieur de l'habitacle. Pour modifier la température du flux d'air principal 4 préalablement à sa distribution dans l'habitacle, le boîtier 5 loge au moins un échangeur de chaleur intérieur 6. Selon diverses variantes de réalisation de la boucle de climatisation 2, l'échangeur de chaleur intérieur 6 est susceptible de refroidir ou de réchauffer le flux d'air principal 4 le traversant. La boucle de climatisation 2 comporte notamment un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 7 afin de permettre un transfert thermique entre un fluide réfrigérant circulant à l'intérieur de la boucle de climatisation 2 et un fluide caloporteur circulant à l'intérieur de la boucle secondaire 3. De façon classique, la boucle de climatisation comprend également un compresseur, au moins un organe de détente et un échangeur de chaleur extérieur.
Le fluide réfrigérant est indifféremment un fluide sous-critique, tel que celui connu sous la dénomination R134a ou analogue, ou un fluide supercritique, tel que l'un de ceux connus sous les appellations R744 ou analogue. Le fluide caloporteur est par exemple constitué d'un mélange d'eau et de glycol.
La boucle secondaire 2 comporte un module de stockage thermique 8 comprenant un matériau de stockage thermique, notamment un matériau à changement de phase, tel que de la paraffine ou analogue. Le module de stockage thermique 8 est destiné à stocker des calories ou des frigories en vue de les restituer ultérieurement.
Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 1 présentant une vue schématique de principe du système de climatisation 1 de la présente invention, le module de stockage thermique 8 est apte à stocker de la chaleur pour la restituer ultérieurement au fluide caloporteur qui la transfère au fluide réfrigérant en vue de dégivrer l'échangeur de chaleur extérieur 9 de la boucle de climatisation 2. L'échangeur de chaleur extérieur 9 est notamment disposé en face avant du véhicule pour permettre un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur 10 le traversant. Selon les modes de fonctionnement de la boucle de climatisation 2 et les conditions climatiques extérieurs, l'échangeur de chaleur extérieur 9 est susceptible de se givrer lors de la traversée du flux d'air extérieur 10.
Dans certaines circonstances d'utilisation, il est souhaité de restituer la chaleur emmagasinée à l'intérieur du module de stockage thermique 8 pour dégivrer l'échangeur de chaleur extérieur 9.
La boucle secondaire 3 comporte un point amont 1 1 disposé en amont du module de stockage thermique 8 et un point aval 12 disposé en aval du module de stockage thermique 8 selon un sens de circulation 13 du fluide caloporteur à l'intérieur de la boucle secondaire 3.
On définit une conduite principale 14 s'étendant entre le point amont 1 1 et le point aval 12 dans laquelle est disposé le module de stockage thermique 8.
La boucle secondaire 3 comporte également une conduite de dérivation 15 du module de stockage thermique 8. La conduite de dérivation 15 s'étend entre le point amont 1 1 et le point aval 12 pour former une dérivation par rapport à la conduite principale 14.
En complément, la boucle secondaire 3 comporte une pompe 16 pour faire circuler le fluide caloporteur.
La présente invention propose avantageusement de permettre une circulation simultanée de quantités déterminées respectives Q1 et Q2 de fluide caloporteur à l'intérieur de la conduite principale 14 et de la conduite de dérivation 15. Une telle circulation simultanée est une circulation en régime stationnaire dans le sens où la circulation n'est pas un régime transitoire entre un passage d'un état dans lequel le fluide caloporteur circule à l'intérieur de la conduite principale 14 et un autre état dans lequel le fluide caloporteur circule à l'intérieur de la conduite de dérivation 15. Ainsi, le fluide caloporteur s'écoule simultanément à l'intérieur de la conduite principale 14 et de la conduite de dérivation 15. Autrement dit, au même moment, une première quantité Q1 de fluide caloporteur s'écoule à l'intérieur de la conduite principale 14 tandis qu'une deuxième quantité Q2 de fluide caloporteur circule à l'intérieur de la conduite de dérivation 15.
Il en résulte une configuration avantageuse entre une utilisation optimisée du module de stockage thermique 8 et un maintien élevé d'un coefficient de performance COP de la boucle de climatisation 2.
Selon une première forme de réalisation, les quantités Q1 et Q2 sont identiques. Ainsi, les quantités Q1 et Q2 vérifient l'équation [1 ] :
Q1 = Q2 [1 ] Dans ce cas-là, le fluide caloporteur est réparti au point amont 1 1 en proportion égale vers la conduite principale 14 et vers la conduite de dérivation 15. Une telle méthode est préférentiellement mise en œuvre à partir d'une conduite principale 14 et une conduite de dérivation 15 qui présentent une section S identique. Selon une deuxième forme de réalisation représentée schématiquement sur la figure 1 , les quantités Q1 et Q2 sont distinctes l'une de l'autre. Ainsi, les quantités Q1 et Q2 vérifient l'équation [2] :
Q1≠ Q2 [2] Une telle méthode résulte, par exemple, d'une conduite principale 14 de section S1 et d'une conduite de dérivation 15 de section S2 différentes vérifiant l'équation [3] :
S1≠ S2 [3]
Plus particulièrement, il est visé par la présente invention de proposer une méthode selon laquelle la première quantité Q1 est strictement inférieure à la deuxième Q2, les quantités Q1 et Q2 vérifiant l'équation [4] :
Q1 < Q2 [4]
Une telle méthode résulte par exemple d'une conduite principale 14 de section S1 inférieure à une conduite de dérivation 15 de section S2 vérifiant l'équation [5] :
S1 < S2 [5] A titre d'exemple, le conduite principale 14 est par exemple une conduite d'une section strictement inférieure à 75 mm2 tandis que la conduite de dérivation 15 est d'une section strictement supérieure à 75 mm2. Préférentiellement, le conduite principale 14 est d'un premier diamètre D1 égal à 6 mm tandis que le conduite de dérivation 15 est d'un deuxième diamètre D2 strictement supérieur à 6 mm.
Plus particulièrement encore, il est visé par la présente invention de proposer une méthode selon laquelle la deuxième quantité Q2 est strictement supérieure à cinq fois la première quantité Q1 , les quantités Q1 et Q2 vérifiant l'équation [6] :
5 * Q1 < Q2 [6]
Une telle méthode résulte, par exemple, d'une conduite principale 14 de section S1 et d'une conduite de dérivation 15 de section S2 vérifiant l'équation [7] :
5 * S1 < S2 [7] Par exemple, le conduite pnncipale 14 est d'un premier diamètre D1 est inférieur à 2,6 mm tandis que le conduite de dérivation 15 est d'un deuxième diamètre D2 qui est égal à 6 mm. Par exemple encore, le conduite principale 14 est d'un premier diamètre D1 est inférieur à 1 ,26 mm tandis que le conduite de dérivation 15 est d'un deuxième diamètre D2 est égal à 4 mm.
La présente invention trouve une application avantageuse pour un système de climatisation 1 relativement quelconque en ce qui concerne l'agencement de la boucle secondaire 3 et a fortiori en ce qui concerne l'agencement de la boucle de climatisation 2.
Toutefois, la présente invention est particulièrement avantageuse pour les systèmes de climatisation 1 décrits sur les figures 2 à 4 présentant des variantes de réalisation du système de climatisation illustré sur la figure 1
Sur la figure 2, le système de climatisation 1 comprend la boucle de climatisation 2, la boucle secondaire 3 et une boucle tertiaire 126 parcouru par un fluide caloporteur.
La boucle de climatisation 2 comprend un compresseur 104, un échangeur de chaleur tertiaire fluide réfrigérant / liquide caloporteur 106, un premier dispositif de détente 108, un premier échangeur de chaleur 1 10, un deuxième dispositif de détente 1 12 et l'échangeur de chaleur intérieur 6.
Avantageusement, le compresseur 104 est électrique et alimenté en énergie par une batterie du véhicule. Les premier dispositif de détente 108 et le deuxième dispositif de détente 1 12 sont des détendeurs électroniques ou alternativement, un détendeur thermostatique. Selon un sens d'écoulement du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de climatisation 2, le premier dispositif de détente 108 est placé en amont du premier échangeur de chaleur 1 10 et le deuxième dispositif de détente 1 12 est placé en aval du premier échangeur de chaleur 1 10. En d'autres termes, le premier dispositif de détente 108 est localisé en entrée du premier échangeur de chaleur 1 10 et le deuxième dispositif de détente 1 12 est localisé en sortie du premier échangeur de chaleur 1 10.
La boucle tertiaire 126 comprend une pompe tertiaire 1 18, une vanne tertiaire 120, un radiateur 122, un échangeur de chaleur air / liquide caloporteur 124 et l'échangeur de chaleur tertiaire fluide réfrigérant / liquide caloporteur 106. Le radiateur 122 est localisé à l'intérieur du boîtier 5 et permet le chauffage du flux d'air principal 5. L'échangeur de chaleur air / liquide caloporteur 124 est localisé au niveau de la face avant et est, en conséquence, traversé par le flux d'air extérieur 10.
Le liquide caloporteur circulant à l'intérieur de la boucle tertiaire 126 est, par exemple, de l'eau glycolée. La vanne tertiaire 120 est une vanne trois-voies permettant de diriger le liquide caloporteur de la boucle tertiaire 126 soit vers le radiateur 122, soit vers l'échangeur de chaleur air / liquide caloporteur 124. En effet, le radiateur 122 et l'échangeur de chaleur air / liquide caloporteur 124 sont disposés en parallèle par rapport à la pompe tertiaire 1 18 et à l'échangeur de chaleur tertiaire fluide réfrigérant / liquide caloporteur 106.
La boucle secondaire 2 dans laquelle circule le fluide caloporteur comprend la pompe 16, une vanne secondaire 134, un deuxième échangeur de chaleur 136 et l'échangeur de chaleur extérieur 9. La boucle secondaire 2 peut également comporter un premier échangeur auxiliaire 130 et/ou un deuxième échangeur auxiliaire 132 agencés entre la pompe 16 et la vanne secondaire 134. La vanne secondaire 134 est une vanne trois-voies permettant de diriger le fluide caloporteur de la boucle secondaire 2 soit vers le deuxième échangeur de chaleur 136, soit vers l'échangeur de chaleur extérieur 9.
En effet, le deuxième échangeur de chaleur 136 et l'échangeur de chaleur extérieur 9 sont disposés en parallèle par rapport à la pompe 16 et la vanne secondaire 134. La boucle secondaire 3 et la boucle tertiaire 126 sont indépendantes l'une de l'autre. Plus précisément, la boucle secondaire 3 et la boucle tertiaire 126 sont fluidiquement indépendantes, c'est-à-dire que le fluide caloporteur circulant à l'intérieur de la boucle secondaire 2 ne circule pas à l'intérieur de la boucle tertiaire 126.
La boucle secondaire 3 et la boucle tertiaire 126 sont également fluidiquement indépendantes de la boucle de climatisation 2 dans laquelle circule le fluide réfrigérant. Ainsi, le fluide caloporteur, circulant dans la boucle secondaire 3, le liquide caloporteur circulant dans la boucle tertiaire 126 et le fluide réfrigérant circulant dans la boucle de climatisation 2 ne peuvent se mélanger.
La boucle secondaire 3 échange thermiquement avec la boucle de climatisation 2 par l'intermédiaire d'un dispositif d'échange thermique 140.
Selon l'exemple de réalisation présenté, le dispositif d'échange thermique 140 est constitué du premier échangeur de chaleur 1 10 de la boucle de climatisation 2, du deuxième échangeur de chaleur 136 de la boucle secondaire 3 et du module de stockage thermique 8. Le dispositif d'échange thermique 140 comprend également une enceinte 142 fermée. Ainsi, le premier échangeur de chaleur 1 10 de la boucle de climatisation 2, le deuxième échangeur de chaleur 136 de la boucle secondaire 3 et le module de stockage thermique 8 sont logés à l'intérieur de l'enceinte 142.
Les deux échangeurs de chaleur du dispositif d'échange thermique 140, i.e le premier échangeur de chaleur 1 10 de la boucle de climatisation 2 et le deuxième échangeur de chaleur 136 de la boucle secondaire 3, sont distincts l'un de l'autre. En effet, le premier échangeur de chaleur 1 10 et le deuxième échangeur de chaleur 136 appartiennent respectivement à la boucle de climatisation 2 et à la boucle secondaire 3.
Le dispositif d'échange de chaleur 140 est raccordé à la fois à la boucle de climatisation 2 et à la boucle secondaire 3. Pour ce faire, il comprend une première entrée 144 et une première sortie 146 reliées au premier échangeur de chaleur 1 10 et à la boucle de climatisation 2.
Le dispositif d'échange de chaleur 140 comprend également une deuxième entrée 148 et une deuxième sortie 150 reliées au deuxième échangeur de chaleur 136 et à la boucle secondaire 3.
Sur la figure 3, la boucle de climatisation 2 comprend, notamment, dans le sens de circulation en circuit fermé du fluide réfrigérant, un compresseur 214, apte à assurer une circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de climatisation 2, un premier échangeur de chaleur 216, fonctionnant en tant que condenseur 216 et apte à réchauffer le flux d'air principal 4, un premier organe de détente 218, tel que, par exemple, un détendeur électronique ou un détendeur thermostatique, l'échangeur de chaleur extérieur 9, un deuxième organe de détente 222, l'échangeur de chaleur intérieur 6 fonctionnant en tant qu'évaporateur et apte à déshumidifier et/ou refroidir le flux d'air principal 4, et un accumulateur 226. En sortie, l'accumulateur 226 est relié à l'entrée du compresseur 214.
Le premier échangeur de chaleur 216 et l'échangeur de chaleur intérieur 6 sont placés à l'intérieur du boîtier 5 débouchant en différentes zones de l'habitacle. Le premier échangeur de chaleur 216 et l'échangeur de chaleur intérieur 6 sont aptes à réchauffer et/ou refroidir le flux d'air principal 4 débouchant dans l'habitacle, notamment dans une zone agencée pour le désembuage du pare- brise, une zone d'aération centrale et une zone pour les pieds.
Ainsi le flux d'air principal 4 traverse, alternativement ou consécutivement, le premier échangeur de chaleur 216 et/ou l'échangeur de chaleur intérieur 6. En particulier, selon un exemple de réalisation, un volet de mixage, non représenté, est agencé à l'intérieur du boîtier 5 afin de permettre une répartition du flux d'air principal 4 entre le premier échangeur de chaleur 216 et l'échangeur de chaleur intérieur 6.
Avantageusement, l'échangeur de chaleur intérieur 6 est disposé en amont du premier échangeur de chaleur 216, selon un sens de circulation du flux d'air principal 4 à l'intérieur du boîtier 5. Préférentiellement, la totalité du flux d'air principal 4 traverse l'échangeur de chaleur intérieur 6 avant de traverser et/ou contourner le premier échangeur de chaleur 216.
La boucle de climatisation 2 comporte une première branche de contournement 236, disposée en parallèle du premier organe de détente 218. La première branche de contournement 236 et le premier organe de détente 218 sont avantageusement interposés entre un premier point de connexion 252 et un deuxième point de connexion 254 de la boucle de climatisation 2. Le premier point de connexion 252 et le deuxième point de connexion 254 sont interposés successivement entre le premier échangeur de chaleur 216 et l'échangeur de chaleur extérieur 9, selon le sens de circulation en circuit fermé du fluide réfrigérant. Préférentiellement, la première branche de contournement 236 comporte une première vanne de contrôle 230, apte à prendre une position d'ouverture ou une position de fermeture permettant respectivement d'autoriser ou d'interdire la circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la première voie de contournement 236.
La boucle de climatisation 2 comporte une deuxième branche de contournement 242, disposée en parallèle du deuxième organe de détente 222 et de l'échangeur de chaleur intérieur 6. La deuxième branche de contournement 242 est agencée entre, d'une part, un troisième point de connexion 258, disposé en amont du deuxième organe de détente 222, et, d'autre part, un quatrième point de connexion 260, disposé en aval de l'échangeur de chaleur intérieur 6. Avantageusement, le quatrième point de connexion 260 est disposé en amont de l'accumulateur 226.
Préférentiellement, la deuxième branche de contournement 242 comporte une deuxième vanne de contrôle 240, apte à prendre une position d'ouverture ou une position de fermeture permettant respectivement d'autoriser ou d'interdire la circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la deuxième branche de contournement 242.
Dans les diverses configurations de la boucle de climatisation 2, de façon privilégiée, le premier organe de détente 218 et le deuxième organe de détente 222 sont aptes à prendre des positions de fermeture lorsque, respectivement, la première vanne de contrôle 230 et la deuxième vanne de contrôle 240 sont en position d'ouverture.
L'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 7 est disposé sur la boucle de climatisation 2 entre le premier échangeur de chaleur 216 et le premier point de connexion 252. Un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur auxiliaire 246 est interposé entre l'échangeur de chaleur extérieur 9 et le troisième point de connexion 258. Ces dispositions visent à permettre un stockage de l'énergie à l'intérieur du module de stockage thermique 8 installé sur la boucle secondaire 3.
Sur la figure 4, la boucle de climatisation 2 comprend un compresseur 304, un premier dispositif de détente 306, l'échangeur de chaleur extérieur 9, une vanne de contrôle 310, un deuxième dispositif de détente 312 et l'échangeur de chaleur intérieur 6 et une bouteille 316.
Le compresseur 304 est avantageusement électrique et est alimenté en énergie par la batterie du véhicule. Le premier dispositif de détente 306 et le deuxième dispositif de détente 312 sont disposés en série par rapport à l'échangeur de chaleur extérieur 9. Plus précisément, le premier dispositif de détente 306 est localisé en entrée de l'échangeur de chaleur extérieur 9 et le deuxième dispositif de détente 312 est localisé en sortie de l'échangeur de chaleur extérieur 9.
La boucle secondaire 3 comprend la pompe 16, des vannes de régulation 324, accessoirement des échangeurs auxiliaires 326 tels que la batterie du véhicule électrique du véhicule, le système de traction ou de propulsion du véhicule ou tout autre dispositif électrique dégageant de la chaleur, le module de stockage thermique 8, l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 7, un échangeur de chaleur complémentaire fluide réfrigérant / fluide caloporteur 332, optionnellement un dispositif de chauffage électrique 334, une vanne de commande 336, un radiateur 338 et un échangeur de chaleur supplémentaire air / fluide caloporteur 340.
L'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 7 est relié à la boucle de climatisation 2 en aval du compresseur 304 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Autrement dit, l'entrée de l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 7 est relié à la sortie du compresseur 304. L'échangeur de chaleur complémentaire fluide réfrigérant / fluide caloporteur 332 est relié à la boucle de climatisation 2 et permet un échange de chaleur (frigories ou calories) entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant. L'échangeur de chaleur complémentaire fluide réfrigérant / fluide caloporteur 332 est relié à la boucle de climatisation en amont du compresseur 304 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant. Autrement dit, la sortie de l'échangeur de chaleur complémentaire fluide réfrigérant / fluide caloporteur 332 est relié à l'entrée du compresseur 304.
Le dispositif de chauffage électrique 334 est un dispositif optionnel et comprend des éléments résistifs non représentés, tels que des pierres à coefficient de température positif, permettant de convertir de l'énergie électrique en provenance de la batterie du véhicule en énergie thermique. Ces éléments résistifs permettent donc de chauffer le fluide caloporteur.
Le radiateur 338 est localisé à l'intérieur du boîtier 5 et permet un échange de chaleur entre le flux d'air principal 4 traversant le radiateur 338 et le fluide caloporteur.
L'échangeur de chaleur supplémentaire air / fluide caloporteur 340 est localisé en face avant du véhicule et permet un échange de chaleur entre le flux d'air extérieur 10 et le fluide caloporteur. Les divers modes de réalisation présentés précédemment proposent que le fluide caloporteur circule simultanément à l'intérieur de la conduite principale 14 et de la conduite de dérivation 15. Selon les configurations, la première quantité Q1 de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale 14 est différente, en particulier inférieure, de la deuxième quantité Q2 de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation 15. Particulièrement, la deuxième quantité Q2 de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation 15 est supérieure à cinq fois la première quantité Q1 de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale 14. Notamment, la deuxième quantité Q2 de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation 15 est supérieure à vingt fois la première quantité Q1 de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale 14.
Selon les spécifications du système de climatisation 1 , la puissance de stockage thermique est de l'ordre de 350W, notamment pour un débit de fluide caloporteur inférieur ou égal à 15 kilogramme par heure.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment.

Claims

Revendications
1 . - Système de climatisation (1 ), notamment d'un véhicule automobile, comprenant une boucle de climatisation (2) et une boucle secondaire (3) dans laquelle circule un fluide caloporteur et coopérant avec la boucle de climatisation (2), la boucle secondaire (3) comprenant un point amont (1 1 ) et un point aval (12) entre lesquels sont ménagés une conduite principale (14) comprenant un module de stockage thermique (8) et une conduite de dérivation (15) du module de stockage thermique (8),
caractérisé en ce que le fluide caloporteur circule simultanément à l'intérieur de la conduite principale (14) et de la conduite de dérivation (15).
2. - Système de climatisation (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'une première quantité (Q1 ) de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale (14) est différente d'une deuxième quantité (Q2) de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation (15).
3. - Système de climatisation (1 ) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première quantité (Q1 ) de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale (14) est inférieure à la deuxième quantité (Q2) de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation (15).
4. - Système de climatisation (1 ) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième quantité (Q2) de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation (15) est supérieure à cinq fois la première quantité (Q1 ) de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale (14).
5. - Système de climatisation (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que qu'une première quantité (Q1 ) de fluide caloporteur circulant dans la conduite principale (14) est égale à une deuxième quantité (Q2) de fluide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation (15).
6. - Système de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 2 à
4, caractérisé en ce qu'une première section (S1 ) de la conduite principale (14) est différente d'une deuxième section (S2) de la conduite de dérivation (15).
7. - Système de climatisation (1 ) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première section (S1 ) de la conduite principale (14) est inférieure à la deuxième section (S2) de le conduite de dérivation (15).
8. - Système de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 6 et
7, caractérisé en ce que la deuxième section (S2) de la conduite de dérivation (15) est supérieure à cinq fois la première section (S1 ) de la conduite principale (14).
9. - Système de climatisation (1 ) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la conduite principale (14) et la conduite de dérivation (15) comportent une section (S) identique.
10.- Système de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle de climatisation (2) et la boucle secondaire (3) comportent conjointement un échangeur de chaleur fluide caloporteur/fluide réfrigérant (7).
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