La présente invention est du domaine des circuits de fluide réfrigérant formant boucle de climatisation destinée à interagir avec un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour former une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile. Elle a pour objet un tel circuit de fluide réfrigérant susceptible d'être mis en œuvre par des moyens simplifiés selon divers modes de fonctionnement, notamment au moins en un mode dit "refroidissement", un premier mode dit "chauffage" et un deuxième mode dit "chauffage".

La raréfaction des ressources pétrolières conduit les constructeurs automobiles à développer des véhicules fonctionnant à partir de nouvelles sources d'énergie. La propulsion du véhicule par l'énergie électrique est une solution représentant une alternative. Il est alors nécessaire d'embarquer différents composants liés à la chaîne de traction électrique, notamment des batteries, pour stocker et fournir l'énergie électrique, un moteur électrique, pour assurer la propulsion du véhicule, en particulier un véhicule électrique, comprenant uniquement une motorisation de type électrique, ou un véhicule hybride, comprenant deux motorisations, l'une de type à combustion interne, l'autre de type électrique, exploitées alternativement ou en combinaison.

Le conditionnement thermique de l'habitacle des véhicules électriques ou hybrides reste une fonction qui doit être prise en charge. Ainsi, en absence du moteur à combustion interne pour un véhicule électrique ou pendant les phases d'arrêt ou en mode purement électrique pour un véhicule hybride, il convient de trouver une solution susceptible de permettre le conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule, c'est-à-dire de chauffer et/ou de refroidir un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule.

Le conditionnement thermique est classiquement obtenu par la mise en œuvre d'une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide frigorigène. La boucle de climatisation comprend classiquement un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un détendeur et un échangeur de chaleur intérieur parcourus par le fluide frigorigène. L'échangeur de chaleur intérieur est installé dans un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, généralement monté dans l'habitacle du véhicule et permettant la circulation et la diffusion d'un flux d'air intérieur chaud, froid ou tempéré dans l'habitacle du véhicule, en fonction d'une demande de l'utilisateur du véhicule. Par ailleurs, l'échangeur de chaleur extérieur est classiquement installé en face avant du véhicule pour être traversé par un flux d'air extérieur au véhicule. La boucle de climatisation peut être utilisée selon divers modes de fonctionnement, notamment dans un mode dit "refroidissement" ou dans un mode dit "chauffage".

Dans le mode dit "refroidissement", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur et est envoyé vers l'échangeur de chaleur extérieur, se comportant alors comme un condenseur, où le fluide réfrigérant est refroidi par le flux d'air extérieur. Puis, le fluide réfrigérant circule vers le détendeur dans lequel il subit un abaissement de pression avant d'entrer dans l'échangeur de chaleur intérieur, se comportant alors comme un évaporateur. A la traversée de l'échangeur de chaleur intérieur, le fluide réfrigérant est chauffé par le flux d'air intérieur circulant dans l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, ce qui se traduit corrélativement par un refroidissement du flux d'air intérieur, dans le but d'abaisser la température l'habitacle du véhicule. La boucle de climatisation étant un circuit fermé, le fluide réfrigérant retourne, par suite, vers le compresseur.

Dans le mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur et est envoyé vers l'échangeur de chaleur intérieur, se comportant alors comme un condenseur, où le fluide réfrigérant est refroidi par le flux d'air intérieur circulant dans l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, ce qui se traduit corrélativement par un chauffage du flux d'air intérieur, dans le but d'augmenter la température l'habitacle du véhicule. Puis, le fluide réfrigérant circule vers le détendeur dans lequel il subit un abaissement de pression avant d'entrer dans l'échangeur de chaleur extérieur, se comportant alors comme un évaporateur, où le fluide réfrigérant est réchauffé par le flux d'air extérieur. La boucle de climatisation étant un circuit fermé, le fluide réfrigérant retourne, par suite, vers le compresseur. Un tel agencement a été amélioré en complétant la boucle de climatisation par l'ajout d'un échangeur de chaleur intérieur supplémentaire traversé par le fluide réfrigérant et dont la fonction est de chauffer le flux d'air intérieur destiné à être envoyé dans l'habitacle. Toutefois, la mise en œuvre d'une telle boucle de climatisation impose l'emploi d'un nombre important de moyens de commande, rendant la gestion d'une telle boucle de climatisation complexe.

Par ailleurs, il existe un mode de fonctionnement particulier dans lequel l'échangeur de chaleur extérieur n'est pas traversé par le fluide réfrigérant. Le flux d'air intérieur, provenant de l'habitacle, est refroidi, à la traversée de l'échangeur de chaleur intérieur, avant d'être réchauffé, notamment par l'échangeur de chaleur intérieur supplémentaire. Toutefois, un tel mode de fonctionnement n'est pas optimal.

Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci- dessus principalement en définissant une architecture de boucle de climatisation simplifiée et apte à être opérable efficacement selon un mode dit "refroidissement", un premier mode dit "chauffage", dans lequel le fluide réfrigérant traverse l'échangeur de chaleur extérieur, et un deuxième mode dit "chauffage", dans lequel le fluide réfrigérant contourne l'échangeur de chaleur extérieur.

La présente invention a donc pour objet une boucle de climatisation dans laquelle circule un fluide réfrigérant, pour conditionner thermiquement un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans un habitacle d'un véhicule,

La boucle de climatisation comprend un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un premier moyen de détente, un deuxième moyen de détente, un évaporateur, un échangeur de chaleur intérieur et des moyens de commande aptes à agencer la boucle de climatisation selon divers modes de fonctionnement, notamment un premier mode dit "chauffage", un deuxième mode dit "chauffage" et un mode dit "refroidissement".

Plus spécifiquement, les moyens de commande comprennent au moins un premier moyen d'arrêt, apte à autoriser et/ou interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant, agencé entre le compresseur et l'échangeur de chaleur extérieur et un deuxième moyen d'arrêt, apte à autoriser et/ou interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant, agencé entre le premier dispositif d'arrêt et le compresseur.

Selon une première caractéristique de l'invention, le premier moyen de détente est agencé entre un point de raccordement, dit deuxième point de raccordement, agencé entre l'échangeur de chaleur extérieur et le deuxième moyen de détente, et l'évaporateur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande comprennent uniquement le premier moyen d'arrêt et le deuxième moyen d'arrêt. On garantit ainsi une simplicité de conception de la boucle de climatisation selon la présente invention tout en lui permettant de fonctionner selon au moins les trois modes de fonctionnement distincts. De plus, préférentiellement, le compresseur est relié à l'échangeur de chaleur intérieur. Par ailleurs, selon encore une caractéristique, l'échangeur de chaleur intérieur est relié au deuxième moyen de détente.

Optionnellement, un dispositif de stockage de fluide réfrigérant est agencé immédiatement en amont du compresseur. Un tel dispositif de stockage est, par exemple, formé par un accumulateur.

La présente invention couvre également diverses utilisations de la boucle de climatisation décrite précédemment. Il est ainsi prévu une utilisation de la boucle de climatisation en mode dit "refroidissement", dans lequel le premier moyen d'arrêt est ouvert et le deuxième moyen d'arrêt est fermé. Dans le mode dit "refroidissement", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur puis traverse successivement le premier moyen d'arrêt, l'échangeur de chaleur extérieur, le premier moyen de détente et l'évaporateur, pour retourner au compresseur. Avantageusement, l'échangeur de chaleur intérieur est traversé par le fluide réfrigérant.

Il est ainsi prévu une utilisation de la boucle de climatisation dans un premier mode dit "chauffage", dans lequel le premier moyen d'arrêt est fermé et le deuxième moyen d'arrêt est ouvert. Dans le premier mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur puis traverse successivement l'échangeur de chaleur intérieur, le deuxième moyen de détente, l'échangeur de chaleur extérieur et le deuxième moyen d'arrêt et retourner au compresseur. II est ainsi prévu une utilisation de la boucle de climatisation dans un deuxième mode dit "chauffage", dans lequel le premier moyen d'arrêt et le deuxième moyen d'arrêt sont fermés.

Dans le deuxième mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur puis traverse successivement l'échangeur de chaleur intérieur, le deuxième moyen de détente, le premier moyen de détente et l'évaporateur, pour retourner au compresseur.

Un avantage de la présente invention réside dans la conception d'une boucle de climatisation de structure particulièrement simple, permettant une utilisation selon au moins trois modes de fonctionnement distincts.

Un autre avantage réside dans la possibilité d'opérer le deuxième mode dit "chauffage", autrement appelé mode "récupération", en exploitant les deux moyens de détente, préférablement utilisés alors en série. Un tel agencement évite l'ajout d'un composant supplémentaire pour la mise en œuvre du deuxième mode dit "chauffage".

Enfin, il est ainsi prévu une utilisation la boucle de climatisation en un troisième mode dit "chauffage", dans lequel le premier moyen d'arrêt est fermé, le deuxième moyen d'arrêt est ouvert, le premier moyen de détente est ouvert et le deuxième moyen de détente est ouvert.

Dans le troisième mode dit "chauffage", l'échangeur de chaleur extérieur et l'évaporateur sont alimentés en parallèle.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles :

- la figure 1 est une vue schématique d'une première variante d'une boucle de climatisation selon la présente invention,

- la figure 2 est une vue schématique de la boucle de climatisation de la figure 1 selon un mode dit "refroidissement",

- la figure 3 est une vue schématique de la boucle de climatisation de la figure 1 selon un premier mode dit "chauffage",

- la figure 4 est une vue schématique de la boucle de climatisation de la figure 1 selon un deuxième mode dit "chauffage",

- la figure 5 est une vue schématique d'une deuxième variante de la boucle de climatisation selon la présente invention,

- la figure 6 est une vue schématique d'une troisième variante de la boucle de climatisation selon la présente invention, et

- la figure 7 est une vue schématique d'une quatrième variante de la boucle de climatisation selon la présente invention. Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes formes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, ces éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.

Dans la description qui va être faite de la présente invention, les termes « amont » et « aval » se réfèrent au sens de déplacement du fluide considéré, c'est-à-dire du fluide réfrigérant ou du flux d'air.

La figure 1 est une vue schématique d'une boucle de climatisation 1 selon une première variante de la présente invention, présentée dans selon une architecture générale. La boucle de climatisation 1 est une boucle fermée à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant peut être un fluide super-critique, tel que du dioxyde de carbone connu sous la dénomination R744. Néanmoins, le fluide réfrigérant peut être un fluide sous-critique, tel que qu'un hydrofluorocarbone, par exemple le fluide réfrigérant connu sous la dénomination R134a, ou un fluide réfrigérant à faible impact environnemental , par exemple le fluide réfrigérant connu sous la dénomination R1234yf.

La boucle de climatisation 1 peut comprendre un échangeur interne (non représenté sur les figures) permettant d'améliorer les performances de la boucle de climatisation 1 par échange thermique entre le fluide réfrigérant à haute pression et le même fluide réfrigérant à basse pression. Lorsque le fluide réfrigérant est un fluide super-critique, tel que le R744, il est particulièrement avantageux de disposer un échangeur interne dans la boucle de climatisation 1 . Pour les fluides sous-critiques, la présence d'un échangeur interne dans la boucle de climatisation 1 est optionnelle.

Dans la boucle de climatisation 1 , le fluide réfrigérant est mis en circulation par un compresseur 2, par exemple entraîné par un moteur électrique, notamment intégré dans un boîtier du compresseur 2. La fonction du compresseur 2 est d'augmenter la pression du fluide réfrigérant, et corrélativement la température.

Le compresseur 2 comprend une entrée par lequel le fluide réfrigérant, à basse pression et à basse température, entre dans le compresseur 1 . Le fluide réfrigérant sort du compresseur 2 par une sortie dans un état de haute pression et de haute température, comparé à l'état du fluide réfrigérant à l'entrée du compresseur 1 . La boucle de climatisation 1 comprend des moyens de commande 5 permettant de gérer les divers modes de fonctionnement de la boucle de climatisation 1 . Les moyens de commande 5 sont constitués d'une pluralité de composants distincts.

Selon une alternative de réalisation de la boucle de climatisation 1 , les moyens de commande 5 sont, par exemple constitués, exclusivement d'un premier moyen d'arrêt 6 et d'un deuxième moyen d'arrêt 7. Le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7 permettent d'autoriser et/ou d'interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant. Selon la présente invention, la sortie du compresseur 2 est raccordée au premier moyen d'arrêt 6. Préférentiellement, le premier moyen d'arrêt 6 est une vanne deux voies 6. Par ailleurs, le premier moyen d'arrêt 6 est raccordé à un échangeur de chaleur extérieur 9. Avantageusement, l'échangeur de chaleur extérieur 9 est disposé en face avant d'un véhicule.

L'échangeur de chaleur extérieur 9 permet de réaliser un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air extérieur 10, circulant en dehors d'un habitacle du véhicule dans lequel est installé la boucle de climatisation 1 selon la présente invention.

L'échangeur de chaleur extérieur 9 présente une surface frontale traversée par le flux d'air extérieur 10. Selon un exemple de réalisation, l'échangeur de chaleur extérieur 9 comprend au moins une première passe 1 1 et une deuxième passe 12. Préférentiellement, la première passe 1 1 occupe une proportion de surface frontale de l'échangeur de chaleur extérieur 9 plus grande que la deuxième passe 12. Spécifiquement, la première passe 1 1 occupe environ 2/3 de la surface frontale de l'échangeur de chaleur extérieur 9 et la deuxième passe 12 occupe environ 1/3 de la surface frontale de l'échangeur de chaleur extérieur 9.

De plus, l'échangeur de chaleur extérieur 9 est raccordé à un premier moyen de détente 14. Préférentiellement, le premier moyen de détente 14 est un orifice calibré 14 dont la section de passage de fluide réfrigérant est fixe. De manière alternative, le premier moyen de détente 14 peut également être un détendeur thermostatique 14 ou encore un détendeur à commande électrique ou électronique 14.

Le premier moyen de détente 14 est également raccordé à un évaporateur 15. L'évaporateur 15 est un échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d'air intérieur 16 destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. Le flux d'air intérieur 16 permet d'assurer le conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule. Une sortie de l'évaporateur 15 est raccordée à l'entrée du compresseur 2, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un dispositif de stockage 17, permettant de stocker la masse non circulante de fluide réfrigérant en fonction des conditions de température et en fonction du mode de fonctionnement de la boucle de climatisation 1 .

De plus, selon la première variante de la présente invention, entre la sortie du compresseur 2 et le premier moyen d'arrêt 6, est prévu un premier point de raccordement 18. Au niveau du premier point de raccordement 18, la boucle de climatisation 1 forme un « T ». Le premier point de raccordement 18 est connecté à un échangeur de chaleur intérieur 19.

L'échangeur de chaleur intérieur 19 est un échangeur de chaleur dont la fonction est de mettre en œuvre un échange thermique entre le flux d'air intérieur 16 et le fluide réfrigérant. Plus spécifiquement, l'échangeur de chaleur intérieur 19 est dédié à la fonction de chauffage de l'habitacle du véhicule mise en œuvre dans au moins un mode dit "chauffage". Avantageusement, l'échangeur de chaleur intérieur 19 est agencé en aval de l'évaporateur 15, selon le sens de circulation du flux d'air intérieur 16.

Une sortie de l'échangeur de chaleur intérieur 19 est raccordée à un deuxième moyen de détente 20. Préférentiellement, le deuxième moyen de détente 20 est un orifice calibré 20 dont la section de passage de fluide réfrigérant est fixe. De manière alternative, le deuxième moyen de détente 20 peut également être un détendeur thermostatique 20 ou encore un détendeur à commande électrique ou électronique 20. Le deuxième moyen de détente 20 est mis en communication avec un deuxième point de raccordement 21 agencé entre l'échangeur de chaleur extérieur 9 et le premier moyen de détente 14. Au niveau du deuxième point de raccordement 21 , la boucle de climatisation 1 forme un « T ». En complément, selon la première variante de la présente invention, la boucle de climatisation 1 comprend un troisième point de raccordement 22. Le troisième point de raccordement 22 est mis en communication avec le deuxième moyen d'arrêt 7, constitutif des moyens de commande 5, et est agencé entre le premier moyen d'arrêt 6 et l'échangeur extérieur 9. Au niveau du troisième point de raccordement 22, la boucle de climatisation 1 forme un « T ».

Enfin, une sortie du deuxième moyen d'arrêt 7 est raccordée à un quatrième point de raccordement 23 agencé entre l'évaporateur 15 et l'entrée du compresseur 2, notamment en amont du dispositif de stockage 17. Au niveau du quatrième point de raccordement 23, la boucle de climatisation 1 forme un « T ».

Les figures 2 à 4 présentent divers modes de fonctionnement de la première variante de la présente invention présentée à la figure 1 . Par convention, sur les figures 2 à 4, les traits forts représentent les parties ou portions de la boucle de climatisation 1 dans lesquelles circule le fluide réfrigérant et les traits pointillés représentent les parties ou portions de la boucle de climatisation 1 dans lesquelles le fluide réfrigérant ne circule pas.

La figure 2 est une vue schématique de la boucle de climatisation 1 de la figure 1 selon un mode dit "refroidissement" du flux d'air intérieur 16. Pour ce faire, le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position ouverte, autrement appelée passante au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant est autorisé à circuler depuis la sortie du compresseur 2 vers l'échangeur de chaleur extérieur 9.

Le fluide réfrigérant pénètre ensuite dans l'échangeur de chaleur extérieur 9, traverse la première passe 1 1 puis la deuxième passe 12, avantageusement dans un sens de circulation opposé au sens de circulation dans la première passe 1 1 , pour sortir de l'échangeur de chaleur extérieur 9. Au cours de la circulation l'échangeur de chaleur extérieur 9, le fluide réfrigérant cède des calories au flux d'air extérieur 10 traversant l'échangeur de chaleur extérieur 9.

Par ailleurs, dans le mode dit "refroidissement", le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé dans une position fermée, autrement appelée bloquante au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant n'est pas autorisé à circuler depuis le troisième point de raccordement 22 vers le compresseur 2.

En sortie de l'échangeur de chaleur extérieur 9, le fluide réfrigérant traverse ensuite le premier moyen de détente 14, provoquant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant.

Par suite, le fluide réfrigérant pénètre dans l'évaporateur 15 qui est alors parcouru par le fluide réfrigérant détendu. Le fluide réfrigérant absorbe les calories du flux d'air intérieur 16 traversant l'évaporateur 15. A la traversée de l'évaporateur 15, le flux d'air intérieur 16 est avantageusement déshumidifié. Il est ainsi possible de diffuser dans l'habitacle du véhicule un flux d'air intérieur 16 asséché et refroidi afin de climatiser l'habitacle. Le fluide réfrigérant sort ensuite de l'évaporateur 15, traverse le quatrième point de raccordement 23 avant de retourner au compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.

La figure 3 est une vue schématique de la boucle de climatisation 1 de la figure 1 selon un premier mode dit "chauffage" du flux d'air intérieur 16. Pour ce faire, le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position fermée, autrement appelée bloquante au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant n'est pas autorisé à circuler depuis la sortie du compresseur 2 vers le troisième point de raccordement 22. Ainsi, en sortie du compresseur 2, le fluide réfrigérant traverse le premier point de raccordement 18 et est dirigé vers de l'échangeur de chaleur intérieur 19. Le fluide réfrigérant, dont la température a été élevée par la compression mise en œuvre par le compresseur 2, traverse l'échangeur de chaleur intérieur 19 et cède des calories au flux d'air intérieur 16. Cela se traduit par un réchauffement du flux d'air intérieur 16 et donc une augmentation de la température de l'habitacle. Le fluide réfrigérant sort de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et entre dans le deuxième moyen de détente 20, provoquant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant.

Le fluide réfrigérant pénètre ensuite dans l'échangeur de chaleur extérieur 9. Il traverse la deuxième passe 12 puis la première passe 1 1 , avantageusement dans un sens de circulation opposé au sens de circulation dans la deuxième passe 12, pour sortir de l'échangeur de chaleur extérieur 9. Au cours de la circulation l'échangeur de chaleur extérieur 9, le fluide réfrigérant absorbe des calories au flux d'air extérieur 10 traversant l'échangeur de chaleur extérieur 9.

Selon le premier mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant circule dans l'échangeur de chaleur extérieur 9 selon un sens opposé par rapport au sens de circulation du fluide réfrigérant selon le mode dit "refroidissement". Par suite, le fluide réfrigérant traverse le troisième point de raccordement 22 à partir duquel il est dirigé vers le deuxième moyen d'arrêt 7, du fait que le premier dispositif d'arrêt 6 est placé dans une position fermée.

Le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé dans une position ouverte, autrement appelée passante au fluide réfrigérant, dans lequel le fluide réfrigérant est autorisé à circuler depuis le troisième point de raccordement 22 vers le quatrième point de raccordement 23 avant de retourner au compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.

La figure 4 est une vue schématique de la boucle de climatisation 1 de la figure 1 selon un deuxième mode dit "chauffage du flux d'air intérieur 16. Le deuxième mode dit "chauffage" du flux d'air intérieur 16 est également appelé mode dit "récupération". Un tel mode de fonctionnement est, par exemple, utilisé quand la température du flux d'air extérieur 10 rend inopérant l'utilisation de l'échangeur de chaleur extérieur 9. Un tel mode de fonctionnement peut également, par exemple, être utilisé pour assécher et déshumidifier le flux d'air intérieur 16. On parle alors d'un mode dit "déshumidification".

Pour ce faire, la boucle de climatisation 1 est configurée de sorte que le flux d'air intérieur 16 puisse traversé l'évaporateur 15 et l'échangeur de chaleur intérieur 19. Avantageusement, selon le deuxième mode dit "chauffage", le flux d'air intérieur 16 est issu de l'habitacle du véhicule.

OptionneNement, un dispositif de chauffage additionnel (non représenté), par exemple un radiateur de chauffage électrique, amorce alors le cycle thermodynamique. Avantageusement, il est possible de démarrer l'utilisation de la boucle de climatisation 1 selon le premier mode dit "chauffage" puis en agençant les moyens de commandes 5 afin d'utiliser la boucle de climatisation 1 selon le deuxième mode dit "chauffage" . Le deuxième mode dit "chauffage" se distingue du premier mode dit "chauffage" par le fait que les moyens de commande 5 interdisent une circulation de fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur extérieur 9. Ainsi, dans le deuxième mode dit "chauffage", les moyens de commandes 5 bloquent la circulation de fluide réfrigérant. En d'autres termes, le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7 sont placés dans des positions fermées, autrement appelées bloquantes au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant n'est pas autorisé à circuler entre le premier point de raccordement 18, le deuxième point de raccordement 21 et l'échangeur de chaleur extérieur 9.

Ainsi, le fluide réfrigérant sort du compresseur 2 et traverse le premier point de raccordement 18. Du fait que le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position fermée, le fluide réfrigérant est dirigé vers l'échangeur de chaleur intérieur 19 avant de rejoindre le deuxième moyen de détente 2, provoquant un premier abaissement de la pression du fluide réfrigérant, et de rejoindre le deuxième point de raccordement 21 .

Du fait que le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé dans une position fermée, le fluide réfrigérant est dirigé vers le premier moyen de détente 14, provoquant un deuxième abaissement de la pression du fluide réfrigérant, sans traverser l'échangeur de chaleur extérieur 9.

Par suite, le fluide réfrigérant pénètre dans l'évaporateur 15 dans lequel le fluide réfrigérant capte des calories du flux d'air intérieur 16.

Selon la présente invention, la boucle de climatisation 1 selon le deuxième mode dit "chauffage", le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont agencés en série, avantageusement immédiatement l'un derrière l'autre.

Ainsi, de manière particulièrement intéressante, la détente selon le deuxième mode dit "chauffage" est plus importante que la détente occasionnée par le premier moyen de détente 14 en mode dit "refroidissement" ou par le deuxième moyen de détente 20 dans le premier mode dit "chauffage". Une telle configuration assure un bon fonctionnement du deuxième mode dit "chauffage".

Préférentiellement, le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont disposés en série entre la sortie de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et l'évaporateur 15, le deuxième point de raccordement 21 étant avantageusement interposé entre le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20. La présente invention met donc à profit l'existence du premier moyen de détente 14 et du deuxième moyen de détente 20 utilisés respectivement pour la fonction "refroidissement" ou la fonction "chauffage". Il est ainsi possible de combiner la fonction "refroidissement" et la fonction "chauffage" en vue d'assurer le fonctionnement du deuxième mode dit "chauffage". Il s'agit ainsi d'un montage particulièrement simple puisque le deuxième mode dit "chauffage" n'impose pas l'ajout de composant complémentaire. Selon la présente invention, le deuxième mode dit "chauffage" exploite les composants déjà présents dans la boucle de climatisation 1 . Par suite, en sortie de l'évaporateur 15, le fluide réfrigérant rejoint le quatrième point de raccordement 23 avant de retourner au compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.

On notera également que la boucle de climatisation 1 selon les figures 1 à 4 nécessite uniquement deux moyens de commande 5 distincts, en particulier le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7, notamment sous la forme de vanne deux voies.

Selon la première variante de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention, on notera aussi que la boucle de climatisation 1 ne comprend que deux moyens de détente distincts, en particulier le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20, utilisés indépendamment pour le mode dit "refroidissement" ou le premier mode dit "chauffage", et en combinaison, préférentiellement en série, pour le deuxième mode dit "chauffage".

La figure 5 une vue schématique d'une deuxième variante de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention. Les différences avec la boucle de climatisation 1 selon les figures 1 à 4 résident dans les moyens de commande 5. Alors que pour les figures 1 à 4, les moyens de commande 5 sont uniquement au nombre de deux, respectivement le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7, les moyens de commande 5 de la deuxième variante selon la figure 5 comprennent un troisième moyen d'arrêt 24.

Le troisième moyen d'arrêt 24 est agencé dans la boucle de climatisation 1 entre le deuxième point de raccordement 21 et premier moyen de détente 14. Avantageusement, le troisième moyen d'arrêt 24 prend, par exemple, la forme d'une vanne deux voies. Alternativement, le troisième moyen d'arrêt 24 peut également prendre la forme d'une vanne trois voies installée en lieu et place du deuxième point de raccordement 21 .

Le troisième moyen d'arrêt 24 présente un intérêt particulier pour le premier mode dit "chauffage". En effet, lorsque le premier moyen de détente 14 est un orifice calibré, il laisse passer une quantité faible de fluide réfrigérant vers l'évaporateur 15. Or, selon le premier mode dit "chauffage", il est souhaitable que l'évaporateur 15 soit contourné.

Afin d'améliorer les performances du premier mode dit "chauffage", le troisième moyen d'arrêt 24 permet d'autoriser et/ou d'interdire toute ou partie d'une circulation du fluide réfrigérant vers le premier moyen de détente 14 et l'évaporateur 15.

La position fermée du troisième moyen d'arrêt 24 dans premier mode dit "chauffage" permet d'améliorer le coefficient de performance de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention.

La figure 6 une vue schématique d'une troisième variante de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention. Les différences avec la boucle de climatisation 1 selon la figure 5 résident dans les moyens de commande 5. Alors que la boucle de climatisation 1 présentée à la figure 5, les moyens de commande 5 sont uniquement au nombre de trois, respectivement le premier moyen d'arrêt 6 le deuxième moyen d'arrêt 7 et le troisième moyen d'arrêt 24, les moyens de commande 5 de la troisième variante selon la figure 5 comprennent un quatrième moyen d'arrêt 25 et/ou un cinquième moyen d'arrêt 26.

Le quatrième moyen d'arrêt 25 est agencé dans la boucle de climatisation 1 entre le premier point de raccordement 18 et l'échangeur de chaleur intérieur 19. Avantageusement, le quatrième moyen d'arrêt 25 prend, par exemple, la forme d'une vanne deux voies. Alternativement, le quatrième moyen d'arrêt 25 peut également prendre la forme d'une vanne trois voies installée en lieu et place du premier point de raccordement 18. Lorsque le quatrième moyen d'arrêt 25 prend la forme d'une vanne trois voies, il est susceptible d'être combiné avec le premier moyen d'arrêt 6 sous la forme d'un moyen de commande 5 unitaire.

Le quatrième moyen d'arrêt 25 présente un intérêt particulier pour le mode dit "refroidissement". En effet, le quatrième moyen d'arrêt 25 permet d'autoriser et/ou d'interdire toute ou partie de la circulation du fluide réfrigérant dans une portion de la boucle de climatisation 1 comprenant l'échangeur de chaleur intérieur 19 et le deuxième moyen de détente 20. Ainsi, le quatrième moyen d'arrêt 25 évite une circulation parasite du fluide réfrigérant au travers de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et du deuxième moyen de détente 20, notamment lorsque le deuxième moyen de détente 20 prend la forme d'un un orifice calibré.

La position fermée du quatrième moyen d'arrêt 25 dans le mode dit "refroidissement" permet d'améliorer le coefficient de performance de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention.

Optionnellement, la boucle de climatisation 1 comprend un cinquième moyen d'arrêt 26 agencé entre le deuxième moyen de détente 20 et le deuxième point de raccordement 21 . Avantageusement, le cinquième moyen d'arrêt 26 prend, par exemple, la forme d'une vanne deux voies. Alternativement, le cinquième moyen d'arrêt 26 peut également prendre la forme d'une vanne trois voies installée en lieu et place du deuxième point de raccordement 21 . Lorsque le cinquième moyen d'arrêt 26 prend la forme d'une vanne trois voies, il est susceptible d'être combiné avec le troisième moyen d'arrêt 24 sous la forme d'un moyen de commande 5 unitaire.

Le cinquième moyen d'arrêt 26 permet d'isoler totalement la portion de la boucle de climatisation 1 comprenant l'échangeur de chaleur intérieur 19 et le deuxième moyen de détente 20 et comprise entre le quatrième dispositif d'arrêt 25 et le cinquième dispositif d'arrêt 26.

La troisième variante de la boucle de climatisation 1 présentée sur la figure 6 présente une différence supplémentaire. En effet, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comporte au moins un moyen d'obturation 27 dont la fonction est d'empêcher la traversée du flux d'air intérieur 16 dans l'échangeur de chaleur intérieur 19. Selon un exemple de réalisation présenté sur la figure 6, le moyen d'obturation 27 peut être installé en amont et/ou en aval de l'échangeur de chaleur intérieur 19, selon le sens d'écoulement du flux d'air intérieur 16.

A titre d'exemple, un tel moyen d'obturation 27 prend la forme d'un volet de régulation 28 articulé sur un axe de rotation. Un tel volet de régulation 28 est ainsi capable de prendre une première position extrême dans laquelle le volet de régulation 28 bloque la circulation du flux d'air intérieur 16 au travers de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et une deuxième position extrême dans laquelle du flux d'air intérieur 16 libère entièrement l'accès du flux d'air intérieur 16 au travers de l'échangeur de chaleur intérieur 19. Bien entendu, le volet de régulation 28 peut prendre toutes positions intermédiaires comprises entre la première position extrême et la deuxième position extrême.

La figure 7 est une vue schématique d'une quatrième variante de la boucle de climatisation 1 selon la présente invention. La quatrième variante de boucle de climatisation 1 selon la présente invention comporte plusieurs différences par rapport aux diverses variantes décrites précédemment.

Dans les diverses variantes de réalisation de la boucle de climatisation 1 décrites en relation avec les figures 1 à 6, l'échangeur de chaleur intérieur 19 est traversé par le fluide réfrigérant lors de la mise en œuvre selon le premier mode dit "chauffage" et selon le deuxième mode dit "chauffage", alors qu'il est contourné quand la boucle de climatisation 1 est mise en œuvre selon le mode dit "refroidissement". Un tel agencement est obtenu par le pilotage des moyens de commande 5.

Selon la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 selon la figure 7, l'échangeur de chaleur intérieur 19 est traversé par le fluide réfrigérant quelques soient les modes de fonctionnement choisis, notamment dans le mode dit "refroidissement", le premier mode dit "chauffage" et le deuxième mode dit "chauffage" et mode dit "refroidissement".

Par ailleurs, selon une alternative de réalisation, avantageusement, le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont agencés pour obturer de manière étanche la circulation de fluide réfrigérant. Ainsi, le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 présentent une fonction supplémentaire consistant à interdire, selon une commande particulière, la circulation du fluide réfrigérant dans la portion de la boucle de climatisation 1 dans lesquelles le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont agencés.

Dans le mode dit "refroidissement", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur 2 puis traverse l'échangeur de chaleur intérieur 19. Dans le mode dit "refroidissement" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position ouverte, autrement appelée passante au fluide réfrigérant, dans laquelle le fluide réfrigérant est autorisé à circuler depuis l'échangeur de chaleur intérieur 19 vers l'échangeur de chaleur extérieur 9. Le fluide réfrigérant pénètre ensuite dans l'échangeur de chaleur extérieur 9, traverse la première passe 1 1 puis la deuxième passe 12, avantageusement dans un sens de circulation opposé au sens de circulation dans la première passe 1 1 , pour sortir de l'échangeur de chaleur extérieur 9.

En sortie de l'échangeur de chaleur extérieur 9, le fluide réfrigérant traverse le premier moyen de détente 14, provoquant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant.

Par suite, le fluide réfrigérant pénètre dans l'évaporateur 15. Le fluide réfrigérant absorbe les calories du flux d'air intérieur 16 traversant l'évaporateur 15. A la traversée de l'évaporateur 15, le flux d'air intérieur 16 est avantageusement déshumidifié. Il est ainsi possible de diffuser dans l'habitacle du véhicule un flux d'air intérieur 16 asséché et refroidi afin de climatiser l'habitacle.

Le fluide réfrigérant sort ensuite de l'évaporateur 15 et retourne vers le compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.

Dans le mode dit "refroidissement" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position ouverte, le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé dans une position fermée, le premier moyen de détente 14 réalise une détente et le deuxième moyen de détente 20 obture, de manière étanche, la portion de la boucle de climatisation 1 dans laquelle il est agencé. L'obturation de la portion de la boucle de climatisation 1 dans laquelle le deuxième moyen de détente 20 est agencé, bloque ainsi toute circulation du fluide réfrigérant entre la sortie de l'échangeur de chaleur intérieur 19 et l'échangeur de chaleur extérieur 9.

Dans le premier mode dit "chauffage", le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur 2 puis traverse l'échangeur de chaleur intérieur 19. Dans le premier mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé dans une position fermée, autrement appelée bloquante. Par suite, le fluide réfrigérant traverse le deuxième moyen de détente 20, provoquant un abaissement de la pression du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant pénètre alors dans l'échangeur de chaleur extérieur 9. Dans le premier mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé en position fermée, et le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé en position ouverte. En sortie de l'échangeur de chaleur intérieur 19, le fluide réfrigérant et retourne vers le compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.

Dans le premier mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 est placé en position fermée, le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé en position ouverte, le premier moyen de détente 14 obture de manière étanche la portion de la boucle de climatisation 1 dans laquelle il est agencé. L'obturation de la portion de la boucle de climatisation 1 dans laquelle le premier moyen de détente 14 bloque ainsi toute circulation du fluide réfrigérant entre le deuxième moyen de détente 20 et l'évaporateur 15.

Dans le deuxième mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur 2 et traverse l'échangeur intérieur 19. Par suite, le fluide réfrigérant traverse le deuxième moyen de détente 20, provoquant un premier abaissement de la pression du fluide réfrigérant, puis le premier moyen de détente 14, provoquant un deuxième abaissement de la pression du fluide réfrigérant. Enfin, le fluide réfrigérant pénètre dans l'évaporateur 15 et retourne vers le compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.

Dans le deuxième mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le premier moyen d'arrêt 6 et le deuxième moyen d'arrêt 7 sont placés en position fermée. De plus, le premier moyen de détente 14 est directement en série, dans la boucle de climatisation 1 , après le deuxième moyen de détente 20.

Par ailleurs, la boucle de climatisation 1 selon la quatrième variante de réalisation présente l'avantage de pouvoir être configurée selon un troisième mode dit "chauffage".

Le troisième mode dit "chauffage" est tel que la boucle de climatisation 1 est agencée afin de permettre une circulation du fluide réfrigérant en parallèle dans l'échangeur de chaleur extérieur 9 et dans l'évaporateur 15. Le fluide réfrigérant se sépare ainsi en deux flux au niveau du deuxième point de raccordement 21 . Une telle configuration est rendue possible par une commande appropriée des moyens de commande 5, du premier moyen de détente 14 et du deuxième moyen de détente 20.

Dans le troisième mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , le fluide réfrigérant est mis en circulation par le compresseur 2 et traverse l'échangeur de chaleur intérieur 19. Par suite, le fluide réfrigérant traverse le deuxième moyen de détente 20, provoquant un premier abaissement de la pression du fluide réfrigérant

Au deuxième point de raccordement 21 , le fluide réfrigérant se sépare en une première partie de fluide réfrigérant qui traverse l'échangeur de chaleur extérieur 9 et une deuxième partie de fluide réfrigérant qui se dirige vers le premier moyen de détente 14, provoquant un deuxième abaissement de la pression du fluide réfrigérant, préalablement à la traversée de l'évaporateur 15, avant de rejoindre le quatrième point de raccordement 23.

La première partie de fluide réfrigérant traverse l'échangeur de chaleur extérieur 9 et le deuxième moyen d'arrêt 7 avant de rejoindre le quatrième point de raccordement 23.

La première partie de fluide réfrigérant et la deuxième partie de fluide réfrigérant se combinent alors au niveau du quatrième point de raccordement 23 pour retourner au compresseur 2, avantageusement après avoir traversé le dispositif de stockage 17.

Dans le troisième mode dit "chauffage", le premier moyen d'arrêt 6 est placé en position fermée, le deuxième moyen d'arrêt 7 est placé en position ouverte et le premier moyen de détente 14 et le deuxième moyen de détente 20 sont passants tout en mettant en œuvre une détente du fluide réfrigérant. Préférentiellement, dans un tel mode de fonctionnement, le premier moyen de détente 14 est ouvert au maximum pour opérer une détente minimale.

Dans le troisième mode dit "chauffage" de la quatrième variante de réalisation de la boucle de climatisation 1 , l'échangeur de chaleur extérieur 9 et l'évaporateur 15 fonctionnent alors en parallèle.

La description ci-dessus emploie les termes "directement " ou "immédiatement" afin de qualifier la position d'un composant par rapport à un autre. Ces termes doivent être compris comme définissant qu'un premier composant est adjacent à un deuxième composant, ou éventuellement relié l'un à l'autre exclusivement par un moyen de transport de fluide réfrigérant qui prend, par exemple, la forme d'un conduit ou d'une tubulure, notamment flexible ou rigide. Autrement dit, le premier composant est relié au deuxième composant par un moyen inactif au regard du cycle thermodynamique qui s'opère dans la boucle de climatisation 1 . Bien évidemment, la présente 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 fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.