Brevet FR2624067A2 — publié le 19890609

FR 2624067 A2 19890609 FR 8815841 A 19881202 26Z4067 La présente invention concerne un équipement de climatisation commutable sur refroidissement ou chauffage pour véhicules automobiles, et notamment pour voitures particulières, avec un circuit de fluide frigo- rigène 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, pendant le fonctionnement en chauffage,dirigent du fluide frigorigène de l'évapora- teur vers le condenseur, et un clapet de non-retour 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, et en outre les côtés entrée et sortie du condenseur étant reliés par une dérivation contenant un clapet de non-retour qui se ferme vers l'évaporateur, notamment selon le brevet principal n 87 17657 du 17.12.1987. Dans l'équipement de climatisation faisant l'objet du brevet principal, pendant le fonctionnement en chauffage, le fluide frigorigène détendu qui est introduit dans le condenseur est aspiré sur le côté d'entrée et sur le côté de sortie du condenseur. Ainsi, la baisse de pression du côté du fluide frigorigène est diminuée sous l'effet du grand nombre de tubes parcourus par le fluide frigorigène tandis que simul- tanément la puissance de chauffage de la pompe à chaleur est augmentée par l'exploitation de toute la surface d'échange de chaleur du condenseur. L'invention a pour but de perfectionner encore un équipement de climatisation du type défini ci-dessus. Ce problème est résolu en ce que le clapet de non-retour est agencé comme une valve commandée qui peut être amenée dans une position de fermeture, en fonction de la pression de condensation dans l'évapo- rateur, lors du dépassement d'une valeur de pression prédéterminée. Avec cet agencement, on obtient que, pour de faibles températures extérieures et par conséquent pour de faibles pressions de condensation, toute la surface d'échange de chaleur du condenseur agissant comme évaporateur puisse être utilisée de sorte qu'on obtient une grande puissance de chauffage pour de basses températures extérieures. Pour des températures extérieures plus hautes et pour de plus fortes vitesses de rotation du compresseur, la pression de condensation augmente. Lorsqu'une valeur prédéterminée est atteinte, la valve ferme alors la canalisation de dériva- tion de sorte que seulement une partie de la surface du condenseur agissant comme évaporateur est encore disponible. Ainsi également dans de telles circonstan- ces, la circulation dans la pompe à chaleur est encore assurée tandis que simultanément on obtient une orotection de l'équipement contre une surcharge. Pour des vitesses élevées de rotation du compresseur et pour des températures extérieures élevées pouvant atteindre 20 C, la puissance du condenseur agissant comme un évaporateur dans le mode de chauffage est réduite par fermeture d'une des canalisations d'aspira- tion, ce qui réduit la pression d'aspiration, en empêchant ainsi que la pression de refoulement augmente trop fortement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente un schéma de l'équipement de climatisation conforme à l'invention. L'équipement de climatisation représenté sur le dessin comporte un compresseur 2, qui est relié par l'intermédiaire d'un accouplement commutable 11 avec le moteur 1 du véhicule. Dans le circuit de fluide frigorigène de l'équipement de climatisation, il est en outre prévu un condenseur 3, un détendeur 4 et un évaporateur 5, qui est traversé par l'air de circula- tion ou-l'air frais introduit dans l'habitacle d'un véhicule automobile. Entre le condenseur 3 et l'évapo- rateur 5, il est prévu, en série avec le détendeur 4, un récipient séparateur 13 et un clapet de non-retour 7, qui se ferme en direction du condenseur 3. En parallèle à la canaliation reliant le condenseur 3 à l'évaporateur 5 et comportant le déten- deur 4, le clapet de non-retour 7 et le récipient séparateur 13, il est prévu entre le condenseur 3 et l'évaporateur 5 une autre canalisation. Cette canali- sation contient une soupape de retenue de pression 8 et un clapet de non-retour 10, qui se ferme en direc- tion de l'évaporateur 5. La soupape de retenue de pression 8 s'ouvre pour une pression minimale,qui est réglée à une valeur fixe ou qui est également modifia- ble par exemple en fonction de la température extérieu- re. La canalisation aboutissant au condenseur 3 peut en outre comporter des moyens d'injection du fluide frigo- rigène, qui sont incorporés dans le condenseur 3. Entre le côté d'entrée et le côté de sortie du condenseur 3, il est prévu une canalisation de dérivation-14, dans laquelle est disposée une valve commandée 151 agencée comme une électrovalve. Là valve cormuandée 151 ouvre dans la position représentée la canalisation de dérivation 14 alors que, dans l'autre position, elle ferme cette canalisation de dérivation 14. La valve commandée 151 est commandée par un pressostat 16, qui est disposé sur le côté d'aspiration de l'évapo- rateur 5. Ce pressostat 16 est réglé à une valeur de pression prédéterminée, dont la grandeur est fonction de l'ensemble de l'équipement. La valeur de pression est choisie de telle sorte que l'équipement ne soit pas surchargé. Entre le compresseur 2 d'une part et le condenseur 3 et l'évaporateur 5 d'autre part, il est prévu un distributeur à quatre voies 6, qui peut être commuté électriquement de telle sorte que le sens d'écoulement du fluide frigorigène puisse être inversé dans le circuit. Entre le distributeur à quatre voies 6 et le côté d'aspiration du compresseur 2, il est prévu un séparateur de liquide 12. Lorsque l'équipement de climatisation opère dans le mode de refroidissement, la valve commandée 151 occupe la position de fermeture, non représentée, de telle sorte que la canalisation de dérivation 14 est fermée. Le côté de refoulement du compresseur 2 est alors relié par l'intermédiaire du distributeur à quatre voies 6 avec le condenseur 3, à partir duquel le fluide frigorigène condensé est canalisé par l'intermédiaire du récipient séparateur 13, du clapet de non-retour 7 et du détendeur 4 jusque dans l'évapo- rateur. Le compresseur 2 aspire le fluide frigorigène vaporisé à partir de l'évaporateur 5. Dans cette condi- tion de marche, le clapet de non-retour 10 ferme la canalisation contenant la soupape de retenue de pression 8, qui relie le condenseur 3 à l'évaporateur 5. Par commutation du distributeur à quatre voies 6 vers la position représentée, l'équipement de clima- tisation est commuté dans un mode de chauffage pendant lequel il remplit la fonction d'une pompe à chaleur. Le distributeur à quatre voies 6 relie alors le côté de refoulement du compresseur 2 avec l'évaporateur - et le côté d'aspiration du compresseur 2 avec le condenseur 3. Le fluide frigorigène s'écoule à partir de l'évaporateur 5, agissant alors comme un condenseur, par l'intermédiaire de la soupape de retenue de pression 8 et du clapet de non-retour 10, s'ouvrant dans ce- sens d'écoulement, jusqu'au condenseur 3, qui agit comme un évaporateur dans ce mode de fonctionnement. Le fluide frigorigène vaporisé est aspiré par le compresseur 2 à partir du condenseur 3. Dans la position représentée de la valve commandée 151, l'aspiration du fluide frigorigène vaporisé est réalisée en deux endroits, à savoir au raccord normal d'entrée et au raccord normal de sortie, de sorte que toute la surface d'échange de chaleur du condenseur 3 est utilisée, ce qui permet d'obtenir une grande puissance de chauffage. Simultanément, la baisse de pression du côté du fluide frigorigène est réduite par le grand nombre des tubes du condenseur 3 qui sont parcourus par le fluide frigorigène. Pour de grandes vitesses de rotation du compresseur et de hautes températures extérieures, il existe le risque que la pression de condensation dans l'évaporateur 5 agissant comme un condenseur devienne trop élevée et produise une surcharge de l'équipement. Dans ce cas, la valve commandée 151 est commutée de telle sorte qu'elle ferme la cana- lisation de dérivation 14 afin que le condenseur 3 ne subisse une aspiration qu'en un seul endroit. La surface d'échange de chaleur est réduite en correspon- dance. A cet égard il est possible de disposer des zones d'aspiration de telle sorte qu'on obtienne une répartition des surfaces d'échange de chaleur dans le rapport 1: 1 ou bien dans un autre rapport, comme 1: 2 ou 1: 3. Le cas échéant il est également possible de prévoir plusieurs canalisations d'aspiration - comportant un nombre correspondant de valves com- mandées de telle sorte que les surfaces d'échange de chaleur puissent être réduites de façon échelonnée. La commande de la valve commaandée 151 est effectuée en fonction du pressostat 16, qui réagit à la pression de condensation dans l'évaporateur 5 agissant comme un condenseur dans le mode de chauffage. REVENDICATION 4-Equipement de climatisation commutable sur conditionnement d'air ou chauffage pour véhicules automobiles, 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, pendant le fonctionnement en chauffage, dirigent du fluide frigo- rigène de l'évaporateur vers le condenseur, et un clapet de non-retour qui s'ouvre vers le condenseur étant prévue entre le condenseur et l'évaporateur, en parallèle avec une canalisation qui contient le déten- deur et un clapet de non-retour s'ouvrant vers l'évapo- rateur, et en outre les côtés entrée et sortie du condenseur étant reliés par une dérivation contenant un clapet de non-retour qui se ferme vers l'évaporateur, selon la revendication 1 du brevet principal N 87 17657, caractérisé en ce que le clapet de non-retour est agencé comme une valve commandée (151), qui peut être amenée dans une position de fermeture en fonction de la pression de condensation dans l'évaporateur (5) lors du dépassement d'une valeur de pression prédéter- minée.