Brevet FR2608522A1 — publié le 19880624

La présente invention concerne un équipement de climatisation commutable sur conditionnement d'air ou chauffage pour véhicules et notamment pour voitures particulières, avec un circuit frigorigène qui comprend un compresseur entraîné par le moteur du véhicule, un condenseur, un détendeur et un évaporateur, un distributeur à quatre voies qui inverse le sens d'écoulement du fluide frigorigène étant inséré entre le compresseur d'une part et ltévaporateur et le condenseur d'autre part, et une canalisation comprenant des organes, qui dirigeatpendant le fonctionnement en chauffage du fluide frigorigène de l'évaporateur vers le condenseur, et un clapet de nonretour qui s'ouvre vers le condenseur étant prévue entre le condenseur et l'évaporateur, en parallèle avec une canalisation qui contient le détendeur et un clapet de non-retour s'ouvrant vers l'évaporateur. Dans un équipement de climatisation connu (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n" 30 47 955), commutable sur conditionnement d'air ou chauffage, seule la chaleur de compression produite par le compresseur est utilisée pour le chauffage. Un distributeur à quatre voies commute le circuit frigorigène du conditionnement d'air sur le chauffage de façon que le fluide frigorigène soit délivré par le compresseur à l'évaporateur, dans lequel la chaleur de compression est alors utilisée comme énergie de chauffage. La canalisation reliant le condenseur à l'évaporateur est bloquée par un clapet de non-retour dans cet état de fonctionnement. Le fluide frigorigène est délivré directement par l'évaporateur pendant le chauffage, sans passer par le condenseur. Cette canalisation contient aussi un clapet de non-retour qui interdit un écoulement du fluide frigorigène en sens inverse. Cette canalisation contient en outre une valve de tenue de pression qui maintient une pression dans l'évaporateur pendant le chauffage. Une dérivation est en outre prévue sur l'évaporateur et la valve de tenue de pression, et contient une valve de pression d'aspiration qui maintient la pression à une valeur minimale sur le côté aspiration du compresseur. Dans un équipement de climatisation du type précité (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne nO 35 14 781), un effet de pompe à chaleur est utilisé pour le chauffage avec inversion du circuit frigorigène. Pendant le chauffage, le fluide frigorigène circule aussi dans le condenseur de forme particulière avant d'atteindre le compresseur. Pendant le chauffage, le condenseur fonctionne alors en évaporateur tandis que ce dernier fonctionne en condenseur. Une valve de tenue de la pression est prévue pour diriger le fluide frigorigène pendant le chauffage vers le condenseur (qui fonctionne en évaporateur); elle est limitée à une pression comprise entre 8 et 25 bars selon la température ambiante et ne transmet qu'au-delà de cette pression du fluide frigorigène à l'évaporateur fonctionnant en condenseur.Ce modèle présente lin- convénient suivant : une pression suffisante n'est pas établie aux faibles températures extérieures et/ou faibles vitesses de rotation du compresseur pendant le chauffage, de sorte que la valve de tenue de pression coupe l'alimentation en fluide frigorigène du condenseur devant fonctionner en évaporateur. Aucun chauffage n'est plus possible dans ce cas; le compresseur fonctionne. L'invention vise à réaliser un équipement de climatisation du type précité de façon à garantir le fonctionnement en pompe à chaleur dans tous les cas. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les organes dirigeant pendant le chauffage du fluide frigorigène de l'évaporateur vers le condenseur sont réalisés de façon qu'une quantité minimale de liquide frigorigène passe de l'évaporateur au condenseur. Cette réalisation assure que, dans chaque état de fonctionnement, une quantité minimale de liquide frigorigène atteint le condenseur fonctionnant en évaporateur pendant le chauffage, de sorte que le fonctionnement en pompe à chaleur est garanti même aux faibles températures et/ou aux faibles vitesses de rotation du compresseur, ainsi que la dissipation de la chaleur perdue (frottement) par le compresseur. Dans une première forme de réalisation de l'invention, l'organe dirigeant du fluide frigorifique de l'évaporateur vers le condenseur est une valve de tenue de la pression avec une dérivation sous forme d'un tube capillaire. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la même action est obtenue en utilisant comme organe d'alimentation du condenseur en fluide frigorigène une valve de tenue de la pression présentant un orifice de fuite défini. Dans les deux cas il est assuré que, dans tout état de fonctionnement, du liquide frigorigène atteint le condenseur fonctionnant en évaporateur pendant le chauffage. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les organes dirigeant du fluide frigorigène de l'évaporateur vers le condensateur comprennent un dispositif d'injection. La fonction en pompe à chaleur est ainsi maintenue pendant le chauffage par une injection définie, dans tous les états de fonctionnement. Une injection définie est par exemple possible à l'aide d'un orifice d'injection, de soupapes d'injection électriques, etc. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'une forme de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure unique représente le schéma de principe d'un équipement de climatisation commutable sur conditionnement d'air ou chauffage, avec fonctionnement en pompe à chaleur dans ce dernier cas. L'équipement de climatisation comprend un compresseur (2) qu'un embrayage (11) relie au moteur (1) du véhicule. Il comprend en outre un condenseur (3), un détendeur (4) et un évaporateur (5) parcouru par l'air envoyé dans l'habitacle d'un véhicule. Un séparateur (13) et un clapet de non-retour (7) sont montés entre le condenseur (3) et l'évaporateur, en série avec le détendeur. Le clapet de non-retour (7) permet l'écoulement du condenseur (3) vers l'évaporateur (5). Une deuxième canalisation, qui contient une valve de tenue de la pression (8) et un clapet de non-retour (10), ouvre la liaison de l'évaporateur (5) vers le condenseur (3) et la ferme dans le sens inverse, est branchée en parallèle avec la canalisation qui relie le condenseur (3) à l'évaporateur (5) et contient le détendeur (4), le clapet de non-retour (7) et le séparateur (13). La valve de tenue de la pression (8) s'ouvre sous une pression minimale réglée à une valeur fixe ou ajustable par exemple en fonction de la température extérieure. Une dérivation (9) est en outre prévue sur la valve de tenue de la pression (8), sous forme d'un tube capillaire. Un distributeur à quatre voies (6), commandé électriquement de façon à permettre l'inversion du sens de l'écoulement dans le circuit frigorigène, est inséré entre le compresseur (2) d'une part et le condenseur (3) et l'évaporateur (5) d'autre part. Un séparateur de liquide (12) est disposé entre le distributeur à quatre voies (6) et le côté aspiration du compresseur (2). Le distributeur à quatre voies (6) occupe la position représentée pendant le conditionnement d'air. Le côté refoulement du compresseur (2) est alors relié au condenseur (3), d'où le liquide frigorigène condensé est dirigé par le séparateur (13), le clapet de non-retour (7) et le détendeur (4) vers l'évaporateur (5), pour revenir ensuite au côté aspiration du compresseur (2). Pendant ce mode de fonctionnement, le clapet de non-retour (10) bloque la canalisation contenant la valve de tenue de la pression (8) entre le condenseur (3) et l'évaporateur (5). L'inversion du distributeur à quatre voies (6) commute 1 'équi- pement de climatisation sur chauffage, de sorte qu'il fonctionne en pompe à chaleur. Dans ce mode de fonctionnement, le distributeur à quatre voies (6) relie le côté refoulement du compresseur (2) à l'évaporateur (5). Il relie le côté aspiration du compresseur (2) au condenseur (3). Le liquide frigorigène s' écoule de l'évaporateur (5) vers le condenseur par la valve de tenue de la pression (8), la dérivation (9) et le clapet de non-retour (10) s'ouvrant dans ce sens. Dans ce mode, l'évaporateur (5) fonctionne en condenseur tandis que le condenseur (3) fonctionne en évaporateur. Même quand aucune pression suffisante pour ouvrir cette valve de tenue de la pression (8) ne s'établit aux très basses températures extérieures et/ou à une faible vitesse de rotation du compresseur en amont de ladite valve (8), une quantité minimale de liquide frigorigène circule par la dérivation (9) vers le condenseur (3) fonctionnant en évaporateur. Il est ainsi assuré que même dans de tels états, l'équipement de climatisation fonctionne comme une pompe à chaleur de sorte que la chaleur de compression du compresseur (2) n'est pas seule disponible pour le chauffage. Dans une variante de réalisation, la dérivation (9) est supprimée et la valve de tenue de la pression est réalisée de façon à toujours être parcourue par un volume défini de fuite de liquide frigorigène, de sorte qu'une quantité donnée de liquide frigorigène circule toujours vers l'évaporateur. La valve de tenue de la presion (8) est totalement supprimée dans une autre variante de réalisation et remplacée par une injection définie dans le condenseur (3) de fluide frigorigène prélevé en amont de l'évaporateur (5), avec possibilité de commande en fonction de la température et/ou de la pression. Ce résultat peut par exemple être obtenu à l'aide d'un orifice d'injection ou d'une soupape d'injection électrique. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Equipement de climatisation commutable sur conditionnement d'air ou chauffage pour véhicules et notamment pour voitures particulières, avec un circuit frigorigène qui comprend un compresseur entraîné par le moteur du véhicule, un condenseur, un détendeur et un évaporateur, un distributeur à quatre voies qui inverse le sens d'écoulement du fluide frigorigène étant inséré entre le compresseur d'une part et l'évaporateur et le condenseur d'autre part, et une canalisation comprenant des organes, qui dans le fonctionnement en chauffage dirigent du fluide frigorigène de l'évaporateur vers le condenseur, et un clapet de non-retour qui s'ouvre vers le condenseur étant prévu entre le condenseur et l'évaporateur, en parallèle avec une canalisation qui contient le détendeur et un clapet de non-retour s'ouvrant vers l'évaporateur, ledit équipement étant caractérisé en ce que les organes (8, 9) dirigeant du fluide frigorigène de l'évaporateur (5) vers le condenseur pendant le chauffage sont réalisés de façon qu une quantité minimale de fluide frigorigène passe de l'évaporateur (5) au condenseur (3). 2. Equipement de climatisation selon revendication 1, caractérisé en ce que les organes dirigeant du fluide frigorigène de l'évapora- teur (5) vers le condenseur (3) sont une valve de tenue de la pression (8) avec une dérivation (9) sous forme d'un tube capillaire. 3. Equipement de climatisation selon revendication 1, caractérisé en ce que les organes dirigeant du fluide frigorigène de l'évapora- teur (5) vers le condenseur (3) sont une valve de tenue de la pression (8) présentant un orifice de fuite défini. 4. Equipement de climatisation selon revendication 1, caractérisé en ce que les organes dirigeant du fluide frigorigène de l'évaporateur (5) vers le condenseur (3) comprennent des moyens d'injection.