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Title:
AIR-CONDITIONING LOOP, SYSTEM COMPRISING SUCH A LOOP, AND METHOD FOR IMPLEMENTING SUCH A SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/076299
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an air-conditioning loop (1) containing a circulating cooling fluid. Said air-conditioning loop comprises at least one compressor (2), two four-way valves (90, 100), and at least one pressure relief body (4, 5) for converting a simple air-conditioning loop into a reversible heat pump. The invention also relates to an air-conditioning system comprising such an air-conditioning loop, and to a method for implementing such a system in its different operating states.

Inventors:
CARTON THOMAS (FR)
NEVEU DANIEL (FR)
YAHIA MOHAMED (FR)
Application Number:
PCT/EP2011/070135
Publication Date:
June 14, 2012
Filing Date:
November 15, 2011
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
CARTON THOMAS (FR)
NEVEU DANIEL (FR)
YAHIA MOHAMED (FR)
International Classes:
B60H1/00; F25B40/00; F25B41/04
Domestic Patent References:
WO2003051657A12003-06-26
Foreign References:
EP1808653A12007-07-18
EP1795836A12007-06-13
US5245833A1993-09-21
EP1650508A22006-04-26
US20060162377A12006-07-27
DE20121533U12002-11-21
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
VIEILLEVIGNE, Sébastien (FR)
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Claims:
Revendications

Boucle de climatisation (1 ) à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant FR, la boucle de climatisation (1 ) comprenant au moins un échangeur réversible (6, 7) de chaleur fonctionnant soit en mode refroidisseur, soit en mode évaporateur, et au moins un module (8) comportant un moyen d'échange de chaleur, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux vannes (90, 100), chacune des vannes (90, 100) comportant au moins deux entrées (91 , 92 ; 101 , 1 02) de fluide réfrigérant FR et au moins deux sorties (93, 94 ; 103, 104) de fluide réfrigérant FR, et en ce que les sorties (93, 94) de l'une des vannes (90, 100) sont directement reliées au module (8), les entrées (91 , 92) de cette même vanne étant reliées aux échangeurs réversibles (6, 7) de chaleur.

Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les sorties (103, 104) de l'autre d'entre les vannes (90, 100) sont reliées aux échangeurs réversibles (6, 7) de chaleur.

Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 1 ou 2, comprenant au moins un compresseur (2), un échangeur de chaleur (3) destiné à réchauffer un flux d'air puisé, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (3) entre le fluide réfrigérant et un flux d'air puisé ou un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire comportant un radiateur, est disposé entre la sortie du compresseur (2) et l'une des entrées (101 , 102) de l'autre des vannes (90, 100).

Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 3, caractérisée en ce que le compresseur (2) est relié à l'une des vannes (90, 100) par l'intermédiaire du module (8) et en ce que le compresseur (2) est relié à l'autre des vannes (90, 100) par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur (3) destiné à réchauffer l'air puisé ou un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire comportant un radiateur destiné à réchauffer l'air puisé.

5. - Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 4, caractérisée en ce que le module (8) est disposé entre une sortie (94) de l'une des vannes (90, 100) et l'entrée du compresseur (2).

6. - Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un organe de détente (4, 5) disposé en amont d'au moins un échangeur réversible (6, 7) de chaleur fonctionnant soit en mode refroidisseur, soit en mode évaporateur.

7. - Boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe (4) de détente est disposé entre les vannes (90, 100). 8.- Boucle de climatisation (1 ) selon à la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que l'entrée de l'organe (4) de détente est reliée à la sortie de l'une des vannes (90, 100) par l'intermédiaire du module (8) et en ce que la sortie de l'organe (4) de détente est reliée à une des entrées (101 , 102) de l'autre des vannes (90, 100). 9.- Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'un organe (5) de détente est disposé entre l'entrée de l'échangeur réversible (6) de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d'air puisé ou un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire destiné à être refroidi, et la sortie (104) de l'autre des vannes (90, 100). 10.- Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que chacune des vannes (90, 100) comprend une première voie de communication (95 ; 105), une seconde voie de communication (96 ; 106), une troisième voie de communication (97 ; 107) et une quatrième voie de communication (98 ; 108) au travers desquelles le fluide réfrigérant est destiné à circuler dans leur état respectif de mise en oeuvre.

1 1 .- Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que chaque organe (4, 5) de détente est piloté afin de passer d'un état actif à un état passif sur la pression du fluide réfrigérant qui le traverse.

12.- Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ledit moyen d'échange de chaleur du module (8) est un échangeur thermique entre deux parties de la boucle de climatisation dans lesquelles circulent le fluide réfrigérant FR. 13.- Boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 caractérisée en ce que le module (8) comprend au moins un accumulateur du type d'une réserve de fluide réfrigérant FR à l'état liquide.

14. - Système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprenant une boucle de climatisation (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes avec la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande de la mise en œuvre des voies de communication (95, 96, 97, 98 ; 105, 106, 107, 108) des vannes (90, 100) et de l'organe (4, 5) de détente.

15. - Procédé de mise en œuvre d'un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 14 , le système comprenant une boucle de climatisation ( 1 ) selon les revendications 8 et 9, dans un fonctionnement du système en mode climatisation ou en mode désembuage froid, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les première et troisième voies (95, 97) de communication de la vanne (90) située en aval de l'échangeur réversible (7) externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les deuxième et quatrième voies (96, 98) de communication de cette même vanne (90), à piloter l'organe (4) de détente située en amont de la vanne située en aval de l'échangeur de chaleur et/ou l'organe (5) de détente situé en amont de l'échangeur réversible de chaleur, selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans leur état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, à ouvrir les deuxième et quatrième voies (106, 108) de communication de la vanne ( 1 00) située en amont de l'échangeur réversible (7) externe de chal e u r se l o n l e se n s d e c i rculation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les première et troisième voies (105, 107) de communication de cette même vanne (100).

Procédé de mise en œuvre d'un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 14 , le système comprenant une boucle de climatisation (1 ) selon la revendication 8, dans un fonctionnement du système en mode chauffage, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les deuxième et quatrième voies (96, 98) de communication de la vanne (90) située en aval de l'échangeur (7) réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les première et troisième voies (95, 97) de communication de cette même vanne (90), à piloter l'organe (4) de détente située en amont de la vanne située en aval de l'échangeur de chaleur, selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans son état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, à ouvrir les première et troisième voies (105, 107) de communication de la vanne (100) située en amont de l'échangeur réversible (7) externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les deuxième et quatrième voies (106, 108) de communication de cette même vanne (100).

Procédé de mise en œuvre d'un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 14, le système comprenant une boucle de climatisation (1 ) selon les revendications 8 e t 9, dans un fonctionnement du système en mode chauffage, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les deuxième et quatrième voies (96, 98) de communication de la vanne (90) située en aval de l'échangeur réversible (7) externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les première et troisième voies (95, 97) de communication de cette même vanne (90), à piloter l'organe (4) de détente située en amont de la vanne située en aval de l'échangeur de chaleur, selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans son état actif et l'organe (5) de détente situé directement en amont de l'échangeur réversible (6) de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans son état inactif, à ouvrir les première et troisième voies (105, 107) de communication de la vanne (100) située en amont de l'échangeur réversible (7) externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les deuxième et quatrième voies (106, 108) de communication de cette même vanne (100).

Procédé de mise en œuvre d'un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 14, le système comprenant une boucle de climatisation (1 ) selon les revendications 8 et 9, dans un fonctionnement du système en mode chauffage sans givre, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les deuxième et quatrième voies (96, 98) de communication de la vanne (90) située en aval de l'échangeur réversible (7) externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les première et troisième voies (95, 97) de communication de cette même vanne (90), à piloter les organes (4, 5) de détente situés respectivement en amont de la vanne (100) située en aval de l'échangeur de chaleur (3) et en amont de l'échangeur réversible (6) de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans leur état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, à ouvrir les première et troisième voies (105, 107) de communication de la vanne (100) située en amont de l'échangeur réversible (7) externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les deuxième et quatrième voies (106, 108) de communication de cette même vanne (100).

Procédé de mise en œuvre d'un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 14, le système comprenant une boucle de climatisation (1 ) selon les revendications 8 et 9, dans un fonctionnement du système en mode désembuage chaud, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les deuxième et quatrième voies (96, 98) de communication de la vanne (90) située en aval de l'échangeur réversible (7) externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de

Description:
Boucle de climatisation, système comprenant une telle boucle et procédé de mise en œuvre d'un tel système.

[0001 ] L'invention est du domaine des systèmes de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule, qui est par exemple du type d'une automobile à propulsion électrique ou hybride.

[0002] Elle a plus particulièrement pour objet une boucle de climatisation comprise dans un tel système, ainsi qu'un procédé de mise en œuvre d'un tel système. [0003] Un véhicule automobile électrique ou hybride, dont la propulsion est assurée au moins partiellement par un moteur électrique, est couramment équipé d'un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour modifier les paramètres aérothermiques de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Une telle modification est obtenue à partir de la délivrance d'un flux d'air à l'intérieur de l'habitacle.

[0004] Ledit système comprend de manière connue un appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation principalement constituée d'un boîtier réalisé en matière plastique, qui est logé sous une planche de bord du véhicule. Le boîtier canalise la circulation d'un flux d'air puisé préalablement à sa délivrance à l'intérieur de l'habitacle. A l'intérieur de ce boîtier est habituellement logé au moins un échangeur de chaleur destiné au chauffage de l'habitacle, un tel échangeur étant du type d'un radiateur, et au moins un échangeur de chaleur du type d'un évaporateur destiné au refroidissement de l'air puisé vers l'habitacle du véhicule. [0005] Ledit système comprend une boucle de climatisation et une boucle de chauffage à l'intérieur desquelles circule des fluides distincts, c'est-à-dire un fluide réfrigérant et un fluide caloporteur. La boucle de climatisation comprend un compresseur pour comprimer le fluide réfrigérant, l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / air puisé pour permettre au fluide réfrigérant de se refroidir à pression relativement constante en cédant de la chaleur au flux d'air entrant dans l'habitacle, au moins un organe de détente pour permettre une détente du fluide réfrigérant, un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / air ambiant pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et l'air ambiant, un autre organe de détente pour permettre une seconde détente du fluide réfrigérant et un échangeur therm ique du type d'un évaporateur disposé à l'intérieur du boîtier pour que le fluide réfrigérant échange de la chaleur avec le flux d'air qui le traverse afin de refroidir ce dernier.

[0006] La boucle de climatisation est pourvue d'au moins une vanne pour configurer la boucle de climatisation soit en mode chauffage, soit en mode déshumidification, soit en mode climatisation. En mode chauffage, l'évaporateur disposé à l'intérieur du boîtier et le détendeur qui le précède sont exclus de la boucle de climatisation par l' intermédiaire de la vanne. Le détendeur précédant l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / air ambiant permet une utilisation de cet échangeur en tant qu'évaporateur de sorte que l'air ambiant réchauffe le fluide réfrigérant. En mode climatisation, le détendeur précédent l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / air ambiant est exclue de la boucle par l'intermédiaire d'une vanne, de sorte que l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / air ambiant fonctionne comme un refroidisseur pour permettre d'abaisser l'enthalpie du fluide réfrigérant FR. L'un des inconvénients d'une telle boucle de climatisation réside dans le fait qu'en mode chauffage de l'habitacle, l'air puisé circule au travers de l'évaporateur sans réaliser d'échange thermique, mais en une perte de charge de l'air puisé circulant à l'intérieur du boîtier de l'appareil..

[0007] Un problème posé réside dans le fait qu'un tel système de climatisation fonctionne de manière insatisfaisante en mode chauffage sur un véhicule électrique ou hybride, notamment lorsque l'air ambiant, c'est-à-dire l'air extérieur au véhicule, est à une température basse, par exemple inférieure à 0°C. Par voie de conséquence, la m ise en œuvre d'un tel système de climatisation ne permet pas de dégivrer et/ou de désembuer rapidement et efficacement le pare-brise et/ou les fenêtres avant du véhicule lorsque le système de climatisation fonctionne en mode chauffage. [0008] Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients susmentionnés et de proposer à cet effet une boucle de climatisation simplifiée, constitutive d'un système de climatisation destiné à équiper un véhicule qui est du type par exemple d'une automobile à propulsion électrique ou hybride, un tel système offrant des modes de fonctionnement variés, notamment un mode chauffage, des modes de déshumidification chaud et froid, ainsi qu'un mode climatisation pour lesquels l'efficacité est satisfaisante dans des conditions climatiques diverses.

[0009] L'objet de l'invention a donc trait à une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant FR, la boucle de climatisation comprenant au moins un échangeur réversible de chaleur fonctionnant soit en mode refroidisseur, soit en mode évaporateur, et au moins un module comportant un moyen d'échange de chaleur, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux vannes, chacune des vannes comportant au moins deux entrées de fluide réfrigérant FR et au moins deux sorties de fluide réfrigérant FR, et en ce que les sorties de l'une des vannes sont directement reliées au module, les entrées de cette même vanne étant reliées aux échangeurs réversibles de chaleur.

[00010] Une telle boucle de climatisation a pour avantage de lim iter le nombre d'actionneurs permettant de réaliser ses différents états de fonctionnement. En outre, cela permet de réduire son encombrement ce qui la rend plus facilement intégrable dans le véhicule.

[0001 1 ] La boucle de climatisation, objet de l'invention, comprend les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison entre elles :

- les sorties de l'autre d'entre les vannes sont reliées aux échangeurs réversibles de chaleur ;

- elle comprend au moins un compresseur, un échangeur de chaleur destiné à réchauffer un flux d'air puisé, l'échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d'air puisé ou un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire comportant un radiateur, est disposé entre la sortie du compresseur et l'une des entrées de l'autre des vannes ; - le compresseur est relié à l'une des vannes par l'intermédiaire du module comportant l'échangeur interne de chaleur et en ce que le compresseur est relié à l'autre des vannes par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur destiné à réchauffer l'air puisé ou un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire comportant un radiateur destiné à réchauffer l'air puisé ;

- le module est disposé entre une sortie de l'une des vannes et l'entrée du compresseur ;

- elle comprend au moins un organe de détente disposé en amont d'au moins un échangeur réversible de chaleur fonctionnant soit en mode refroidisseur, soit en mode évaporateur;

- l'organe de détente est disposé entre les vannes ;

- l'entrée de l'organe de détente est reliée à la sortie de l'une des vannes par l'intermédiaire du module et en ce que la sortie de l'organe de détente est reliée à une des entrées de l'autre des vannes ; - un organe de détente est disposé entre l'entrée de l'échangeur réversible de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d'air puisé ou un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire destiné à être refroidi, et la sortie de l'autre des vannes ,

- chacune des vannes comprend une première voie de communication, une seconde voie de communication, une troisième voie de communication et une quatrième voie de communication au travers desquelles le fluide réfrigérant est destiné à circuler dans leur état respectif de mise en œuvre ;

- chaque organe de détente est piloté afin de passer d'un état actif à un état passif sur la pression du fluide réfrigérant qui le traverse ; - ledit moyen d'échange de chaleur du module est un échangeur thermique entre deux parties de la boucle de climatisation dans lesquelles circulent le fluide réfrigérant FR ;

- le module comprend au moins un accumulateur du type d'une réserve de fluide réfrigérant FR à l'état liquide. [00012] En outre, l'objet de l'invention a trait à un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprenant une boucle de climatisation comportant l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées, ainsi qu'une première voie de communication, une seconde voie de communication, une troisième voie de communication et une quatrième voie de communication au travers desquelles le fluide réfrigérant est destiné à circuler dans leur état respectif de mise en œuvre, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande de la mise en œuvre des voies de communication des vannes et de l'organe de détente. [00013] L'invention a aussi trait à un procédé de mise en œuvre du système de venti lation , de chauffage et/ou de climatisation susmentionné, dans un fonctionnement du système en mode climatisation ou en mode désembuage froid, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les première et troisième voies de communication de la vanne située en aval de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les deuxième et quatrième voies de communication de cette même vanne, à piloter l'organe de détente située en amont de la vanne située en aval de l'échangeur de chaleur et/ou l'organe de détente situé en amont de l'échangeur réversible de chaleur, selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans leur état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, à ouvrir les deuxième et quatrième voies de communication de la vanne située en amont de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les première et troisième voies de communication de cette même vanne. [00014] L'invention a également trait à un procédé de mise en œuvre du système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation susmentionné, dans un fonctionnement du système en mode chauffage, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les deuxième et quatrième voies de communication de la vanne située en aval de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les première et troisième voies de communication de cette même vanne, à piloter l'organe de détente située en amont de la vanne située en aval de l'échangeur de chaleur, selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans son état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, à ouvrir les première et troisième voies de communication de la vanne située en amont de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les deuxième et quatrième voies de communication de cette même vanne.

[00015] L'invention a aussi pour objet un procédé de mise en œuvre du système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation susmentionné, dans un fonctionnement du système en mode chauffage, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les deuxième et quatrième voies de communication de la vanne située en aval de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les première et troisième voies de communication de cette même vanne, à piloter l'organe de détente située en amont de la vanne située en aval de l'échangeur de chaleur, selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans son état actif et l'organe de détente situé directement en amont de l'échangeur réversible de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans son état inactif.à ouvrir le by-pass de l'organe de détente situé directement en amont de l'échangeur réversible de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à ouvrir les première et troisième voies de communication de la vanne située en amont de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les deuxième et quatrième voies de communication de cette même vanne.

[00016] L'invention a aussi pour objet un procédé de mise en œuvre d'un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation susmentionné, dans un fonctionnement du système en mode chauffage sans givre, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les deuxième et quatrième voies de communication de la vanne située en aval de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les première et troisième voies de communication de cette même vanne, à piloter les organes de détente situés respectivement en amont de la vanne située en aval de l'échangeur de chaleur et en amont de l'échangeur réversible de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans leur état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, à ouvrir les première et troisième voies de communication de la vanne située en amont de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les deuxième et quatrième voies de communication de cette même vanne. [00017] L'invention concerne également un procédé de mise en œuvre du système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation susmentionnée, dans un fonctionnement du système en mode désembuage chaud, caractérisé en ce qu'il consiste à ouvrir les deuxième et quatrième voies de communication de la vanne située en aval de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, à fermer les première et troisième voies de communication de cette même vanne, à piloter l'organe de détente dans son état inactif et l'organe de détente situé directement en amont de l'échangeur réversible de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, dans leur état actif sur la pression du fluide réfrigérant, à ouvrir les première et troisième voies de communication de la vanne située en amont de l'échangeur réversible externe de chaleur selon le sens de circulation du fluide dans le système de climatisation, et à fermer les deuxième et quatrième voies de communication de cette même vanne.

[00018] La présente invention sera mieux détaillée dans la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles :

- les FIG.1 à FIG.3 sont des illustrations schématiques d'un système de climatisation de la présente invention selon des modes respectifs de fonctionnement ; - la FIG.4 est une illustration schématique d'un système de climatisation selon l'invention, dans un mode de fonctionnement en chauffage sans givre ;

- les FIG.5 et FIG.6 sont des illustrations schématiques d'une variante de réalisation du système de climatisation présenté aux FIG.1 à FIG.3. - La FIG.7 est une illustration schématique d'un système de climatisation selon un autre mode de réalisation de la présente invention.

[00019] L'objet de l'invention, consiste à implanter de façon judicieuse un ensemble de vannes dans un circuit de climatisation dans un but de transformer un simple circuit de climatisation en une pompe à chaleur réversible, dans une application automobile.

[00020] Sur les figures annexées, les traits mixtes représentent les parties de la boucle de climatisation dans lesquelles circule un fluide réfrigérant FR à basse pression, comparativement aux traits forts qui représentent les parties de la boucle de climatisation dans lesquelles circule ce même fluide est à haute pression, c'est-à-dire une valeur de pression plus élevée que la valeur de la basse pression du fluide. Les traits pointillés comme représentés à la figure 7 représentent les parties de boucle de climatisation inactives.

[00021 ] Sur les FIG.1 à 3, il est représenté un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, associé au repère général 1 , qui est destiné à modifier les paramètres aérothermiques de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule. Une telle modification est obtenue à partir de la délivrance d'au moins un flux d'air puisé à l'intérieur de l'habitacle. A cet effet, le système 1 comprend un appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation principalement constituée d'un boîtier réalisé en matière plastique. Un tel appareil est logée sous une planche de bord du véhicule et canalise la circulation du flux d'air. L'appareil loge un pulseur pour faire circuler le flux d'air depuis au moins une bouche d'admission d'air vers au moins une bouche de délivrance d'air que comporte le boîtier.

[00022] Le système 1 comprend une boucle de climatisation à l'intérieure de laquelle circule un fluide réfrigérant FR permettant à l'appareil de réchauffer ou de refroidir l'air qui le traverse et de canaliser ce dernier en direction de l'habitacle.

[00023] Pour ce faire, la boucle de climatisation comporte plusieurs échangeurs thermiques entre le fluide réfrigérant et soit de l'air, soit un fluide circulant dans un circuit secondaire, un tel fluide étant par exemple de l'eau comportant du glycol.

[00024] De préférence, le fluide réfrigérant FR est du type d'un fluide sur-critique, tel que du dioxyde de carbone, par exemple connu sous l'appellation R744. Il peut aussi être un fluide sous-critique, tel que l'hydrofluorocarbone connu sous le terme R134a ou un fluide frigorigène à faible potentiel d'effet de serre qui soit en mesure d'offrir une solution durable pour les climatiseurs automobiles, connu sous la dénomination HF01234yf.

[00025] Le système 1 comprend un compresseur 2 pour comprimer le fluide réfrigérant FR à l'état gazeux. Il comprend aussi un échangeur de chaleur 3, du type d'un refroidisseur de gaz, entre le fluide réfrigérant et l'air puisé ou un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire comportant un radiateur.

[00026] Selon un mode préféré de réalisation, l'échangeur 3 de chaleur permet un transfert d'énergie thermique entre le fluide réfrigérant FR et un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire (non représenté), de sorte que l'échangeur 3 est un refroidisseur de gaz, et disposé hors de l'appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation.

[00027] Bien entendu, l'échangeur 3 de chaleur est dans une variante de réalisation, un échangeur sur air du type d'un refroidisseur, de sorte qu'il est directement traversé par le flux d'air d'habitacle. Par conséquent, ce dernier est logé à l'intérieur d'un appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation.

[00028] Le système 1 comprend au mois un échangeur réversible de chaleur, fonctionnant soit en mode refroidisseur, soit en mode évaporateur, entre le fluide réfrigérant et l'air ambiant ou un autre fluide. [00029] L'un d'entre ces échangeurs réversibles est l'échangeur relié au repère 7 sur les FIG.1 à 7 annexées, qui sera par la suite qualifié d'échangeur réversible externe étant donné qu'il est implanté sur une face avant d'un véhicule afin d'améliorer l'échange thermique avec l'air ambiant. [00030] L'autre d'entre ces échangeurs réversibles est l'échangeur relié au repère 6 qui sera par la suite qualifié d'échangeur réversible destiné à moduler la température de l'air de l'habitacle. Compte tenu de l'effet d'un tel échangeur 6 sur l'air de l'habitacle, par voie de conséquence sur le confort des passagers du véhicule, il est qualifié dans ce qui suit d'échangeur réversible de confort. [00031 ] Dans un mode de réalisation préférée, un tel échangeur réversible 6 de chaleur permet un transfert d'énergie thermique entre le fluide réfrigérant FR et un fluide caloporteur circulant dans un circuit secondaire (non représenté), de sorte que l'échangeur réversible 6 est disposé hors de l'appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. [00032] Selon une variante de réalisation, un tel échangeur est un échangeur réversible 6 sur air, du type d'un refroidisseur ou d'un évaporateur selon le mode de fonctionnement, de sorte qu' i l est d irectement traversé par le flux d'air d'habitacle. Par conséquent, ce dernier est logé à l'intérieur de l'appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. [00033] Dans le mode préféré de réalisation, le fluide réfrigérant circule dans l'échangeur 7, tandis que l'air ambiant dans lequel évolue le véhicule, le traverse. C'est ainsi qu'en mode refroidisseur, le fluide réfrigérant FR est refroidi par l'air ambiant et qu'en mode évaporateur, le fluide réfrigérant est réchauffé en puisant de la chaleur dans l'air ambiant, c'est-à-dire l'air extérieur au véhicule. [00034] En mode refroidisseur, le fluide réfrigérant FR traversant l'échangeur réversible 6, permet de réchauffer le fluide caloporteur, tandis qu'en mode évaporateur, le fluide réfrigérant FR circulant dans l'échangeur réversible 6 est réchauffé, ce qui se traduit par le refroidissement du fluide caloporteur et par voie de conséquence du flux d'air circulant en direction de l'habitacle. [00035] La boucle de climatisation comprend en outre au moins un module 8 qui se compose de préférence d'un échangeur de chaleur et d'un accumulateur qui est assimilable à une réserve de fluide réfrigérant FR à l'état liquide. Un tel module 8 permet avantageusement un échange d'un même fluide réfrigérant FR en deux points distincts de la boucle de climatisation, afin d'en améliorer son rendement thermique. Il permet en outre d'empêcher l'admission du fluide réfrigérant FR à l'état gazeux à l'intérieur du compresseur 2, afin d'en améliorer son efficacité. Pour ce faire, le module 8 comprend un circuit interne haute pression et un circuit interne basse pression, le circuit interne basse pression étant disposé en amont du compresseur 2, selon un sens de circulation du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle de climatisation.

[00036] La boucle de climatisation 1 comprend en outre au moins un organe de détente apte à fonctionner dans un état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR afin d'en abaisser la pression et la température, ou dans un état passif dans lequel le fluide réfrigérant FR ne subit aucune variation de pression. De façon préférentielle, le fluide réfrigérant FR circule constamment à l'intérieur de l'organe de détente.

[00037] Selon un premier mode de réalisation, illustré aux FIGs. 1 à 3, la boucle 1 de climatisation comprend un seul organe de détente. [00038] Sur les FIG. 1 à 7 annexées, la boucle 1 de climatisation comprend deux vannes à quatre voies permettant au système de climatisation tant un fonctionnem ent en m ode chauffage, qu'un fonctionnement en mode refroidissement ou qu'un fonctionnement en mode désembuage.

[00039] Pour ce faire, les deux vannes 90 et 100 sont reliées l'une à l'autre de sorte qu'elles définissent quatre branches dans chacune desquelles le fluide réfrigérant FR est apte à circu ler. Afin de faciliter la compréhension de l'architecture de la boucle 1 de climatisation, les branches seront, au vu de leur positionnement dans une lecture allant de gauche à droite, qualifiées de première, de deuxième, de troisième et de quatrième branches. [00040] Par rapport au compresseur et au sens de circulation du fluide dans la boucle de climatisation 1 , la vanne 90 est disposée en aval de la vanne 100 de sorte que cette dernière sera qualifiée par la suite de première vanne et que par voie de conséquence, la vanne 90 sera qualifiée de seconde vanne. [00041 ] La première branche reliant les vannes 90 et 100 entre elles, comprend l'échangeur 7. Ce dernier est lié à une sortie 103 de la première vanne 100 et à l'entrée 91 de la vanne secondaire 90 par le biais de canalisations dédiées.

[00042] La deuxième branche reliant les vannes 90 et 100 entre elles comprend, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant FR, l'un des deux circuits internes d'échange thermique du module 8 agencé en amont de l'organe de détente 4. Par conséquent, l'entrée de ce circuit du module 8 est reliée à la sortie 93 de la seconde vanne 90, tandis que sa sortie est reliée à l'entrée de l'organe de détente 4. La sortie de l'organe de détente 4 est reliée à l'entrée 101 de la première vanne 100. [00043] La troisième branche reliant les vannes 90 et 100 entre elles comprend, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant FR, l'autre circuit d'échange thermique du module 8 agencé en amont du compresseur 2 également disposé en amont du refroidisseur de gaz 3 qui est destiné à fonctionner comme un refroidisseur pour réchauffer l'air de l'habitacle du véhicule. C'est ainsi que par le biais de quatre canalisations, une sortie 94 de la seconde vanne 90 est reliée à l'entrée du circuit interne basse pression du module 8, que la sortie de ce même circuit du module 8 est reliée à l'entrée du compresseur 2, que la sortie de ce dernier est reliée à l'entrée du refroidisseur de gaz 3, et que la sortie de ce refroidisseur est reliée à l'entrée 102 de la première vanne 100. [00044] Enfin, la troisième branche reliant les vannes 90 et 100 entre elles comprend, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant FR sur les FIG. 1 à 3, un organe 5 de détente disposé en amont de l'échangeur 6 fluide réfrigérant / fluide caloporteur. C'est ainsi que la sortie 1 04 de la première vanne 100 est reliée à l'entrée de l'organe 5 de détente, que la sortie de cet organe 5 est reliée à l'entrée de l'échangeur 6, et qu'enfin la sortie de cet échangeur 6 est reliée à une entrée 92 de la seconde vanne 90.

[00045] Chaque vanne 90 ou 100 comporte deux entrées 91 , 92 ou 101 , 102 de fluide réfrigérant FR à travers lesquelles ce dernier est admis à l'intérieur de la vanne 90, 100 et deux sorties 93, 94, 103, 104 de fluide réfrigérant FR à travers lesquelles ce de rn i er est évacué hors de la vanne. Selon le mode de fonctionnement en chauffage, en déshumidification ou en climatisation de la boucle 1 de climatisation, l'une des entrées 91 , 92 ou 101 , 102 d'une des vannes 90, 1 00 est en relation directe et unique avec l'une des sorties 93, 94 ou 103, 104 de cette même vanne, l'autre d'entre les deux entrées 91 , 92 ou 101 , 102 de la vanne 90, 100 étant reliée à l'autre d'entre les deux sorties 93, 94 ou 103, 104 de cette même vanne.

[00046] Chacune des vannes 90, 100 possède deux modes de fonctionnement. Pour la seconde vanne 90, le premier mode de fonctionnement est illustré sur les FIG.1 et FIG.5, et consiste à relier l'entrée 91 à la sortie 93 par une première voie 95 de communication, tandis que l'entrée 92 est reliée à la sortie 94 par une troisième voie 97 de communication. Le second mode de fonctionnement, tel qu'illustré sur les FIG. 2, FIG.3, FIG.4 et FIG.6, consiste à relier l'entrée 91 à la sortie 94 par une deuxième voie 96 de communication et à relier l'autre entrée 92 à l'autre sortie 93 par le biais d'une quatrième voie 98 de communication.

[00047] L'autre vanne 100 fonctionne de manière totalement identique de sorte que dans son premier mode de fonctionnement, tel qu'illustré sur les FIG.2, FIG.3, FIG.4 et FIG.6, l'entrée 101 est reliée à la sortie 103 par une première voie 105 de communication, tandis que l'entrée 102 est reliée à la sortie 104 par une troisième voie 107 de communication. Le second mode de fonctionnement, tel qu'illustré sur les FIG.1 et FIG.5, consiste à relier l'entrée 101 à la sortie 104 par une deuxième voie 106 de communication et à relier l'autre entrée 102 à l'autre sortie 103 par le biais d'une quatrième voie 108 de communication.

[00048] De façon générale, dans le premier mode de fonctionnement des vannes 90 et 100, les premières voies 95 et 105 de communication ainsi que les troisièmes voies 97 et 107 sont mis en œuvre tandis que les deuxièmes voies 96 et 106 de communication ainsi que les quatrièmes voies 98 et 108 de communication sont inopérantes. Dans le second mode de fonctionnement des vannes 90 et 100, les deuxièmes voies 96 et 106 de communication ainsi que les quatrièmes voies 98 et 108 de communication sont mis en œuvre tandis que les premières voies 95 et 105 de communication ainsi que les troisièmes voies 97 et 107 sont inopérantes.

[00049] De manière particulière, la boucle 1 de climatisation comprend deux vannes 90, 100 qui sont en opposition quant à leur mode de fonctionnement de sorte que lorsque l'une des vannes 90, 100 est dans son premier mode de fonctionnement, l'autre des vannes 90, 100 est dans son deuxième mode de fonctionnement.

[00050] Sur les FIGs. 1 à 4, la boucle 1 de climatisation comprend deux organes 4 et 5 de détente, qui sont respectivement disposé sur la deuxième et la quatrième branches. Chaque organe 4 ou 5 est soit dans un état actif sur la pression du fluide réfrigérant afin d'en abaisser la pression, soit dans un état inactif, dans lequel la pression du fluide réfrigérant entrant dans le détendeur est identique à celle sortant de ce dernier.

[00051 ] Sur les FIGs. 1 à 3, les organes 4 et 5 de détente sont simultanément en opposition dans leur état de fonctionnement de sorte que lorsque l'un d'entre les organes 4, 5 de détente est dans un état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, l'autre d'entre ces organes est dans un état inactif.

[00052] Ceci n'est cependant pas le cas du mode de fonctionnement du système, en chauffage sans givre, tel qu'il est représenté sur la FIG.4, où les organes 4 et 5 sont tous les deux dans leur état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, mais avec des baisses de pression différentes, comme cela sera détaillée.

[00053] Sur la FIG.1 , la seconde vanne 90 est dans son premier état de fonctionnement alors que la première vanne 100 est dans son second état de fonctionnement. L'organe 5 de détente est un état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, l'organe 4 de détente étant dans un état inactif. Une telle configuration des vannes permet, selon le sens de circulation du fluide, de relier en série les première, deuxième, quatrième et troisième branches, dans cet ordre. L'association d'une telle configuration des vannes 90, 100 et d'une configuration des organes 4 et 5 de détente permet en outre à la boucle 1 de climatisation de fonctionner en mode climatisation ou en mode désembuage de type froid. Cela signifie que l'échangeur réversible 7 externe fonctionne comme un refroidisseur apte à être traversé par l'air ambiant pour refroidir le fluide réfrigérant FR. Afin d'améliorer le rendement de la boucle 1 de climatisation, il est réalisé un transfert thermique entre le fluide réfrigérant FR sortant de l'échangeur 7 réversible externe et le même fluide réfrigérant FR sortant de l'échangeur 6 réversible, dans le module 8.

[00054] En mode climatisation, aucun échange thermique n'est effectif dans l'échangeur 3 de chaleur de sorte que le fluide réfrigérant FR n'est pas refroidit dans ce dernier. Il est par contre opéré un transfert thermique entre le fluide réfrigérant FR et l'air puisé vers l'habitacle du véhicule, par le biais de l'évaporateur 6.

[00055] Dans cette configuration, l'organe 4 de détente est dans son état inactif de fonctionnement, par contre l'organe 5 de détente situé dans la quatrième branche est dans son état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR adin d'en abaisser la température et la pression. A l'intérieur de la boucle 1 de climatisation, le fluide réfrigérant FR circule depuis le compresseur 2 vers l'échangeur 3 de la troisième branche, puis vers l'entrée 102, puis à travers la quatrième voie 108 de com m unication vers la prem ière sortie 1 03 de la première vanne 100 pour atteindre ensuite l'échangeur 7 de chaleur réversible externe entre le fluide réfrigérant FR et l'air ambiant. Ce dernier se comporte comme un refroidisseur afin de refroidir le fluide réfrigérant FR, lequel circule ensuite dans la première voie 95 de communication de la seconde vanne 90, puis à l'intérieur d'un circuit interne de l'organe 8 d'échange et d'accumulation d'énergie. Le fluide réfrigérant FR contourne ensuite l'organe 4 de détente, pour rejoindre l'entrée 101 de la première vanne. Il circule à l'intérieur de la deuxième voie 106 de communication, vers la sortie 104 de la première vanne 100 pour rejoindre l'organe 5 de détente à travers duquel il circule pour subir une détente. Le fluide réfrigérant FR passe ensuite à travers l'échangeur 6 réversible de chaleur, qui en terme de fonctionnement est assimilable à un évaporateur destiné à refroidir l'air de l'habitacle. Il rejoint ensuite la seconde entrée de la seconde vanne 90, pour circuler dans la troisième voie 97 de la seconde vanne 90 pour rejoindre l'autre circuit interne de l'organe 8 d'échange et d'accumulation d'énergie thermique et de rejoindre finalement le compresseur 2. Un tel cheminement du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle 1 de climatisation vise à refroidir et déshumidifier l'air de l'habitacle par l'intermédiaire de l'échangeur 6 de chaleur. En permettant au fluide caloporteur de passer au travers de l'échangeur 3 de chaleur, qui est assimilable à un refroidisseur de gaz, le fluide réfrigérant est apte à réchauffer l'air de l'habitacle, ce qui correspond au mode de fonctionnement de la boucle 1 de climatisation en désembuage froid.

[00056] Une telle boucle 1 de climatisation permet avantageusement de passer de manière progressive et rapide d'un mode de fonctionnement en climatisation à un mode de fonctionnement désembuage. Dans ce dernier cas, le désembuage est qualifié de désembuage froid parce que le fonctionnement de l'échangeur 7 réversible externe est identique à celui de la boucle 1 de climatisation dans son mode de fonctionnement climatisation, c'est-à-dire en mode de génération de froid. Dans ce cas, l'échangeur 7 de chaleur est assimilable à un refroidisseur de gaz.

[00057] Sur la FIG.2, la boucle 1 de climatisation est en mode de fonctionnement chauffage. A cet effet, la première vanne 100 est dans son premier état de fonctionnement alors que la seconde vanne 90 est dans son second état de fonctionnement. L'organe 4 de détente est dans son état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR tandis que l'organe 5 de détente est dans son état inactif, c'est-à-d i re sans effet sur la press ion du fluide réfrigérant FR. Une telle configuration des vannes permet, selon le sens de circulation du fluide, de relier en série les première, troisième, quatrième et deuxième branches, dans cet ordre. L'association d'une telle configuration des vannes 90, 100 et d'une configuration des organes 4 et 5 de détente permet en outre à l'échangeur 7 réversible externe de fonctionner en tant qu'évaporateur, c'est-à-dire en tant qu'élément permettant de réchauffer le fluide réfrigérant FR en puisant l'énergie thermique de l'air ambiant.

[00058] Afin d'améliorer le rendement de la boucle 1 de climatisation, il est réalisé un transfert thermique entre le fluide réfrigérant FR sortant de l'échangeur 6 réversible et le même fluide réfrigérant FR sortant de l'échangeur 7 réversible externe, dans le module 8.

[00059] En mode chauffage, un échange thermique destiné à réchauffer l'air de l'habitacle est rendu effectif dans l'échangeur 3 de chaleur mais aussi dans l'échangeur 6 réversible, qui sont traversés par un flux d'air puisé. Les échangeurs 3 et 6 se comportent, en terme de principe de fonctionnement, comme des refroidisseurs de gaz. Le fluide réfrigérant FR est par conséquent mis en température et pression élevée par le compresseur 2 avant d'être refroidi par les deux échangeurs 3 et 6 d isposés en série. De manière avantageuse, le rendement du système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation est amélioré puisque l'échange therm ique entre le flux d'air puisé et le fluide réfrigérant FR s'effectue à la fois dans les échangeurs 3 et 6, améliorant significativement les performances de chauffage.

[00060] Dans cette configuration, l'organe 4 de détente est dans son état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR circulant à l'intérieur afin d'en abaisser la pression et la température. A contrario, l'organe 5 de détente est dans son état inactif sur la pression du fluide réfrigérant FR. A l'intérieur de la boucle 1 de climatisation, le fluide réfrigérant FR circule depuis le compresseur 2 vers l'échangeur 3 de la troisième branche, puis vers l'entrée 102, puis à travers la troisième voie 107 de communication vers la deuxième sortie 104 de la première vanne 1 00 pour atteindre ensuite l'échangeur 6 de chaleur réversible, qui se comporte thermiquement comme un refroidisseur de gaz, à la manière d'un refroidisseur de gaz, afin de refroidir le fluide réfrigérant FR. Ce dernier circule ensuite dans la quatrième voie 98 de communication de la seconde vanne 90, puis à l'intérieur d'un circuit interne de l'organe 8. Le fluide réfrigérant FR circule ensuite dans l'organe 4 de détente, pour rejoindre l'entrée 101 de la première vanne. Il circule à l'intérieur de la première voie 105 de communication, vers la première sortie 103 de la première vanne 100 pour rejoindre l'échangeur 7 réversible externe qui, au vu de la pression du fluide entrant, est assimilable thermiquement à un évaporateur destiné à capter l'énergie thermique de l'air ambiant. Le fluide réfrigérant FR passe ensuite à travers la deuxième voie 96 de comm unication de la seconde vanne 90, pour rejoindre l'autre circuit interne basse pression de l'organe 8 et de rejoindre finalement le compresseur 2. Un tel cheminement du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle 1 de climatisation vise ainsi à réchauffer l'air de l'habitacle par l'intermédiaire des échangeurs 3 et 6 de chaleur, qui sont assimilables à des refroidisseurs de gaz.

[00061 ] Sur la FIG. 3, la boucle 1 de climatisation est en mode de fonctionnement désembuage. A cet effet, la première vanne 100 est dans son premier état de fonctionnement alors que la seconde vanne 90 est dans son second état de fonctionnement. A la différence de la FIG.2, l'organe 5 de détente est dans son état actif de fonctionnement, tandis que l'organe 4 de détente est dans son état inactif de fonctionnement. Le fluide réfrigérant FR circule à l'intérieur de l'organe 5 de détente ce qui a pour incidence d'abaisser sa température afin de permettre à l'échangeur 6 de chaleur de déshumidifier l'air de l'habitacle. Compte tenu la configuration des vannes, le fluide réfrigérant FR circule dans les première, troisième, quatrième et deuxième branches, dans cet ordre. L'association d'une telle configuration des vannes 90, 100 et d'une configuration des organes 4 et 5 de détente permet en outre à l'échangeur 7 réversible externe de fonctionner en tant qu'évaporateur, c'est-à-dire en tant qu'élément permettant de réchauffer le fluide réfrigérant FR en puisant l'énergie de l'air ambiant, comme cela est le cas lorsque la boucle 1 de cl im atisation est dans le m ode de fonctionnem ent chauffage. Par conséquent, une telle déshumidification est qualifiée de déshumidification chaude puisque l'échangeur 7 réversible fonctionne en tant qu'évaporateur, à l'identique de son fonctionnement lorsque la boucle 1 de climatisation est en mode de fonctionnement en chauffage. [00062] Le simple changement d'organe 4, 5 de détente actif entre le mode de fonctionnement en chauffage de la FIG.2 et le mode de fonctionnement en déshumidification de la FIG.3, permet de basculer d'un mode à un autre de façon rapide et efficace. [00063] Dans le mode déshumidification chaude, un échange thermique est rendu effectif dans l'échangeur 3 de chaleur mais aussi dans l'échangeur 6 réversible, à la différence près que l'échangeur 3 de chaleur est assimilable, en terme de principe de fonctionnement thermique, à un refroidisseur de gaz, tandis que l'échangeur 6 réversible est assimilable à un évaporateur. [00064] Dans cette configuration, l'organe 4 de détente situé dans la seconde branche est dans son état actif tandis que de l'organe 5 de détente situé dans la quatrième branche est dans son état inactif sur la pression du fluide réfrigérant FR. A l' intérieur de la boucle 1 de climatisation, le fluide réfrigérant FR circule depuis le compresseur 2 vers l'échangeur 3 de la troisième branche, puis vers l'entrée 102, puis à travers la troisième voie 107 de communication vers la deuxième sortie 104 de la première vanne 100 pour atteindre ensuite l'organe 5 de détente pour subir une détente. Le fluide réfrigérant FR poursuit sa circulation en passant au travers l'échangeur 6 de chaleur réversible qui se comporte thermiquement comme un évaporateur, afin de réchauffer le fluide réfrigérant FR. II circule ensuite dans la quatrième voie 98 de communication de la seconde vanne 90, puis à l'intérieur d'un circuit interne de l'organe 8. Le fluide réfrigérant FR contourne ensuite l'organe 4 de détente, pour rejoindre l'entrée 101 de la première vanne. Il circule à l'intérieur de la première voie 105 de communication, vers la première sortie 103 de la première vanne 100 pour rejoindre l'échangeur 7 réversible externe qui se comporte thermiquement à la manière d'un évaporateur afin de réchauffer le fluide réfrigérant FR. Ce dernier rejoint ensuite la première entrée 91 de la seconde vanne 90, pour circuler dans la deuxième voie 96 de la seconde vanne 90 pour rejoindre l'autre circuit interne de l'organe 8 et de rejoindre finalement le compresseur 2. Un tel cheminement du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle 1 de climatisation vise à refroidir et déshumidifier l'air de l'habitacle par l'intermédiaire de l'échangeur 6 de chaleur, tout en réchauffant ce dernier par le biais de l'échangeur 3 de chaleur qui est destiné à être traversé par l'air puisé dans l'habitacle, ce qui correspond au mode de fonctionnement de la boucle 1 de climatisation en désembuage chaud.

[00065] Sur la FIG.4, la boucle 1 de climatisation est en mode de fonctionnement chauffage sans givre, ce qui permet de limiter le risque de givrage de l'échangeur 7 destiné à être monté sur la face avant d'un véhicule. A cet effet, la première vanne 100 est dans son premier état de fonctionnement alors que la seconde vanne 90 est dans son second état de fonctionnement. Les organes 4 et 5 de détente sont dans leur état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR, mais avec des réglages différents quant à leur abaissement de la pression du fluide réfrigérant FR les traversant. Une telle configuration des vannes permet, selon le sens de circulation du fluide, de relier en série les première, troisième, quatrième et deuxième branches, dans cet ordre. L'association d'une telle configuration des vannes 90, 100 et d'une configuration des organes 4 et 5 de détente permet en outre à l'échangeur 7 réversible externe de fonctionner en tant qu'évaporateur, tout en réduisant la différence de l'échange thermique entre le fluide réfrigérant FR et l'air ambiant. Une telle réduction trouve avantageusement son intérêt dans la limitation, voire l'absence, de givre au niveau de l'échangeur 7, ce qui améliore le fonctionnement du système et par voie de conséquence son rendement énergétique.

[00066] La réduction de la différence de température entre l'air ambiant et le fluide réfrigérant FR est réalisée par l'augmentation de la température du fluide réfrigérant dans l'évaporateur 6 lors du passage de l'air puisé qui est de préférence un air de recirculation prélevé dans l'habitacle du véhicule. [00067] Afin d'améliorer le rendement de la boucle 1 de climatisation, il est réalisé un transfert thermique entre le fluide réfrigérant FR sortant de l'échangeur 6 réversible et le même fluide réfrigérant FR sortant de l'échangeur 7 réversible externe, dans le module 8.

[00068] En mode chauffage sans givre, un échange thermique destiné à réchauffer l'air de l'habitacle est rendu effectif dans l'échangeur 3 de chaleur qui sont traversés par un flux d'air puisé, de préférence de l'air de recirculation prélevé dans l'habitacle du véhicule. L'échangeur 3 se comporte, en terme de principe de fonctionnement, comme un refroidisseur de gaz, tandis que l'échangeur 6 est assimilable à un évaporateur. Le fluide réfrigérant FR est par conséquent mis en température et pression élevée par le compresseur 2 avant d'être refroid i par l'échangeur 3. De manière avantageuse, l'échangeur 6 réchauffe le fluide réfrigérant en puisant de la chaleur dans l'air puisé. Il en est de même en ce qui concerne l'échangeur 7 qui réchauffe le fluide réfrigérant en puisant de la chaleur dans l'air ambiant. En évitant ainsi le givrage au niveau de l'échangeur 7 fonctionnant en évaporateur, cela améliore significativement les performances de système.

[00069] Dans cette configuration, l'organe 5 de détente est dans son état actif sur la pression du fluide réfrigérant FR circulant à l'intérieur afin d'en abaisser la pression et la température à des premières valeurs. Il en est de même en ce qui concerne l'organe 5 de détente mais avec des secondes valeurs de pression et de température qui sont inférieures auxdites premières valeurs susmentionnées. A l'intérieur de la boucle 1 de climatisation, le fluide réfrigérant FR circule depuis le compresseur 2 vers l'échangeur 3 de la troisième branche, puis vers l'entrée 1 02, puis à travers la troisième voie 1 07 de com munication vers la deuxième sortie 104 de la première vanne 100 pour atteindre ensuite l'échangeur 6 de chaleur réversible, qui se comporte therm iquement comme un évaporateur, à la manière d'un réchauffeur de gaz. Ce dernier circule ensuite dans la quatrième voie 98 de communication de la seconde vanne 90, puis à l'intérieur d'un circuit interne de l'organe 8. Le fluide réfrigérant FR circule ensuite dans l'organe 4 de détente pour y subir une détente, puis rejoint l'entrée 101 de la première vanne. Il circule à l' intérieur de la première voie 105 de communication, vers la première sortie 103 de la première vanne 100 pour rejoindre l'échangeur 7 réversible externe qui, au vu de la pression du fluide entrant, est assimilable thermiquement à un évaporateur destiné à capter l'énergie thermique de l'air ambiant. Le fluide réfrigérant FR passe ensuite à travers la deuxième voie 96 de communication de la seconde vanne 90, pour rejoindre l'autre circuit interne basse pression de l'organe 8 et de rejoindre finalement le compresseur 2. Un tel cheminement du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle 1 de climatisation vise ainsi à réchauffer l'air de l'habitacle par l'intermédiaire de échangeur 3 de chaleur, et à réchauffer le fluide réfrigérant FR via les échangeurs 6 et 7 sans provoquer la formation de givre au niveau de l'évaporateur de face avant du véhicule.

[00070] Selon un second mode de réalisation de la boucle de climatisation, tel qu'illustré sur les FIGs.5 et 6, cette dernière est avantageusement conçue de manière simplifiée, c'est-à-dire qu'elle comprend un unique organe 4 de détente. Cet unique organe 4 de détente est disposé dans la seconde branche de la boucle 1 de climatisation. Comparativement aux modes de réalisation des FIG.1 à 3, la quatrième branche comprend uniquement l'échangeur 6 réversible. C'est ainsi que selon l'état de fonctionnement de la première vanne 100 et de la seconde vanne 90, l'organe 4 est disposé, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant FR, en amont soit de l'échangeur 6 réversible, comme cela est illustré sur la FIG.5, soit de l'échangeur 7 réversible externe, comme cela est illustré sur la FIG.6.

[00071 ] Selon la configuration de la FIG.5, la boucle de climatisation est dans son mode de fonctionnement en climatisation et désembuage froid. A cet effet, l'organe 4 de détente est dans son état actif de sorte que le fluide réfrigérant FR circule à l'intérieur de l'organe 4 subit une détente. C'est alors qu'à l'intérieur de la boucle 1 de climatisation, le fluide réfrigérant FR circule depuis le compresseur 2 vers l'échangeur 3 de la troisième branche, puis vers l'entrée 102, puis à travers la quatrième voie 108 de communication vers la première sortie 103 de la première vanne 100 pour atteindre ensuite l'échangeur 7 de chaleur réversible externe entre le fluide réfrigérant FR et l'air ambiant. Ce dernier se comporte comme un refroidisseur de gaz, afin de refroidir le fluide réfrigérant FR, lequel circule ensuite dans la première voie 95 de communication de la seconde vanne 90, puis à l' intérieur d'un circuit interne de l'organe 8. Le fluide réfrigérant FR circule ensuite à l'intérieur de l'organe 4 de détente, puis rejoint l'entrée 101 de la première vanne, puis circule à l'intérieur de la deuxième voie 106 de com m unication, vers la sortie 1 04 de la première vanne 100, puis circule à l'intérieur de l'échangeur 6 réversible de chaleur, qui en terme de fonctionnement est assimilable à un évaporateur destiné à refroidir l'air puisé en direction de l'habitacle. Il rejoint ensuite la seconde entrée 92 de la seconde vanne 90, pour circuler dans la troisième voie 97 de la seconde vanne 90 et rejoindre ensuite l'autre circuit interne de l'organe 8, et finalement le compresseur 2. Un tel cheminement du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle 1 de climatisation vise à refroidir et déshumidifier l'air de l'habitacle par l'intermédiaire de l'échangeur 6 de chaleur. En permettant au fluide caloporteur de passer au travers de l'échangeur 3 de chaleur, qui est assimilable à un refroidisseur de gaz, le fluide réfrigérant est également apte à réchauffer l'air de l'habitacle, ce qui correspond au mode de fonctionnement de la boucle 1 de cl imatisation en désembuage froid.

[00072] Selon la configuration de la FIG.6, la boucle de climatisation est dans son mode de fonctionnement en chauffage. A cet effet, l'organe 4 de détente situé dans la seconde branche est dans son état actif de sorte que le fluide réfrigérant FR circulant à l' intérieur de l'organe 4 subit une détente. C'est alors qu'à l'intérieur de la boucle 1 de climatisation, le fluide réfrigérant FR circule depuis le compresseur 2 vers l'échangeur 3 de la troisième branche, puis vers l'entrée 102 de la première vanne 100 alors dans sa première position de fonctionnement, de sorte que le flu ide réfrigérant FR circu le à travers la troisième voie 107 de communication avec la deuxième sortie 1 04 pour atteindre ensuite l'échangeur 6 de chaleur réversible. Ce dernier se comporte comme un refroidisseur de gaz afin de refroidir le fluide réfrigérant FR et de réchauffer, par le biais de cet échange thermique, l'air puisé destiné à réchauffer l'habitacle du véhicule. Le fluide réfrigérant circule ensuite dans la quatrième voie 98 de communication de la seconde vanne 90, puis à l'intérieur d'un circuit interne de l'organe 8. Il circule ensuite à l'intérieur de l'organe 4 de détente, puis rejoint l'entrée 101 de la prem ière vanne, pour circuler à l ' i ntéri eu r de la première voie 105 de communication avec la première sortie 105 de la première vanne 100, puis circule à l'intérieur de l'échangeur 7 réversible externe de chaleur, qui en terme de fonctionnement est assim ilable à un évaporateur destiné à réchauffer le fluide réfrigérant FR en refroidissant l'air ambiant qui le traverse. Il rejoint ensuite la première entrée 91 de la seconde vanne 90, pour circuler dans la deuxième voie 96 de la seconde vanne 90 et rejoindre ensuite l'autre circuit interne de l'organe 8 d'échange et d'accumulation d'énergie thermique, et finalement le compresseur 2. Un tel cheminement du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle 1 de climatisation vise à réchauffer l'air de l'habitacle par l'intermédiaire de l'échangeur 3 de chaleur mais aussi de l'échangeur 6 réversible. En permettant au fluide réfrigérant de circu ler dans les échangeurs 3 et 6 de chaleur, qui sont assimilables à des refroidisseurs de gaz et en captant l'énergie thermique de l'air ambiant par l'intermédiaire de l'échangeur 7 réversible externe assimilable à un évaporateur, le système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation possède un excellent rendement thermique.

[00073] La Figure 7 représente un autre mode de réalisation de la présente invention, qui consiste à avoir une boucle 1 fonctionnant en mode dit « climatisation ». Avantageusement, ce mode de réalisation fonctionne en recirculation d'air. La configuration définit deux circuits fermés A et B.

[00074] Le premier circuit A est inactif et contient le détendeur 4 et l'échangeur externe 7 et la partie haute pression du module 8.

[00075] Le deuxième B est actif et contient le compresseur 2, l'échangeur 3, susceptible de fonctionner comme un condenseur ou refroidisseur de gaz, le détendeur 5 et l'échangeur 6 et la partie basse pression du module 8.

[00076] Le module 8 peut également intégrer une partie faisant office d'accumulateur ou bouteille permettant de créer une réserve de fluide réfrigérant et/ou de permettre une séparation des phases gazeuse et liquide de ce fluide. [00077] Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux afin de créer un mode dit « récupération » ou « déshumidification » de l'air préalablement à son chauffage.

[00078] Selon une variante de réalisation du module 8, celui-ci comprend un accumulateur formant une réserve de fluide réfrigérant FR, ce qui garantit un fonctionnement optimal du compresseur 2 avec un fluide constamment à l'état gazeux.

[00079] L'ensemble de ces dispositions est tel que le système 1 de la présente invention est apte à fonctionner en mode chauffage, en mode déshumidification et en mode climatisation de la manière la plus satisfaisante possible, en opérant de simples changements dans les états de fonctionnement des vannes à quatre voies et d'au moins un organe de détente.

[00080] En outre, il est possible de regrouper les vannes 90 et 100, ainsi que le module 8 afin de former un sous-ensemble unitaire et compact, dans lequel les canalisation sont réduites à leur juste nécessaire, ce qui contribue à réduire l'encombrement général d'un système comportant une telle boucle de climatisation.