Brevet FR2861163A1 — publié le 20050422

VCL1490.FRD Dispositif d'accumulation de froid pour évaporateur L'invention concerne un dispositif pour régler la température d'un flux d'air, notamment pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule, comprenant une première boucle fermée contenant un évaporateur propre à être traversé par ledit flux d'air et dans laquelle un premier fluide caloporteur peut circuler de manière à céder du froid audit flux d'air dans l'évaporateur. Dans le cas particulier de la climatisation d'un véhicule automobile, l'évaporateur est parcouru par un fluide réfrigé- rant afin de refroidir le flux d'air et produire de l'air réfrigéré qui est envoyé dans l'habitacle du véhicule. Dans un circuit de climatisation classique, le fluide réfrigérant traverse, dans cet ordre, un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur, avant de retourner au compresseur. Dans l'évaporateur, le fluide réfrigérant passe d'une phase liquide ou d'une phase liquide/vapeur à une phase vapeur en recevant de la chaleur du flux d'air qui se trouve ainsi refroidi. Un tel circuit est parcouru classique- ment par un fluide réfrigérant constitué par un hydrocarbure fluoré tel que celui connu sous la désignation R 134 A. On connaît aussi des circuits de climatisation parcourus par un fluide réfrigérant fonctionnant selon un cycle supercriti-30 que, comme par exemple CO2. Un inconvénient des évaporateurs connus est que leur capacité à refroidir le flux d'air dépend du fonctionnement du compresseur. Autrement dit, le flux d'air n'est plus refroidi dès lors que le compresseur est arrêté. Or, dans la plupart des véhicules automobiles, le compresseur est entraîné par l'intermédiaire du moteur et est donc mis hors de fonctionnement dès que le moteur se trouve arrêté. 2861163 2 Dans le cadre des normes anti-pollution, on envisage de réaliser des véhicules automobiles qui assurent un arrêt du moteur à combustion interne lorsque le véhicule est au point mort, puis un redémarrage du moteur quand cela est nécessai- re, grâce à un alterno-démarreur. Il en résulte que lorsqu'un véhicule de ce type est au point mort, le moteur à combustion interne étant arrêté, la climatisation se trouve aussi à l'arrêt. L'arrêt du moteur à combustion interne a pour conséquence l'arrêt du compresseur, d'où une sensation d'inconfort pour le ou les passagers du véhicule. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités en proposant des moyens pour accumuler du froid (en cédant par conséquent de la chaleur) quand le moteur du véhicule fonctionne et pour restituer ce froid dans l'habitacle quand le moteur est à l'arrêt. L'invention vise notamment un dispositif du genre défini en introduction, et prévoit qu'il comprend une seconde boucle fermée dans laquelle un second fluide caloporteur peut circuler de manière à recevoir du froid du premier fluide caloporteur dans l'évaporateur et le restituer au flux d'air dans l'évaporateur, en fonction de la puissance frigorifique produite par la première boucle et des besoins du traitement du flux d'air. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après: - La seconde boucle fermée contient une pompe électrique pour la circulation du second fluide caloporteur. - La seconde boucle fermée contient des moyens pour accumuler du froid lorsque la puissance frigorifique produite par la première, boucle excède les besoins du traitement et pour restituer du froid lorsque ladite puissance est insuffisante. 2861163 3 - Une électrovanne est interposée entre la pompe et les moyens d'accumulation pour favoriser la conservation du froid dans ces derniers. Les caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés plus en détail dans la description ci-après, avec référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma de circuit d'un dispositif selon l'invention pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. Le dispositif illustré comprend de manière classique une boucle de fluide réfrigérant BF dans laquelle le fluide traverse successivement un compresseur BF1, un condenseur BF2, un réservoir ou "bouteille" BF3, un détendeur BF4 et un évaporateur BF5 avant de retourner vers le compresseur. Un flux d'air représenté par la flèche F traverse l'évaporateur BF5 pour être refroidi avant d'être introduit dans l'habitacle du véhicule. Selon l'invention, l'évaporateur BF5 fait également partie d'une boucle BS qui contient en outre une pompe électrique de circulation BS1 et un réservoir d'accumulation de fluide BS2. La boucle BS contient un fluide caloporteur qui est capable d'échanger de la chaleur avec le fluide réfrigérant et avec le flux d'air F dans l'évaporateur BF5. Pendant la période initiale de fonctionnement du dispositif, la pompe BS1 est arrêtée et le fluide ne circule pas dans la boucle BS. Seule la petite quantité de ce fluide contenue dans l'évaporateur BF5 est refroidie par le fluide réfrigé- rant, permettant une mise en température rapide de l'évapora- teur. Dès que la température voulue pour l'évaporateur ou pour le flux d'air F est atteinte, la pompe BS1 est mise en marche, de sorte que du fluide refroidi circule dans la boucle. BS, conduisant à une accumulation de froid dans le réservoir BS2. En cas d'arrêt du moteur et par conséquent du compresseur BF1, la circulation du fluide dans la boucle BS se poursuit sous l'action de la pompe BS1, et ce fluide prend 2861163 4 le relais du fluide réfrigérant pour refroidir le flux d'air F en prélevant du froid du réservoir BS2. Avantageusement, une électrovanne BS3 interposée entre la pompe BS1 et le réservoir BS2 permet d'isoler celui-ci lorsque la pompe est arrêtée, favorisant ainsi la conservation du froid pour une restitution ultérieure. La quantité totale de fluide caloporteur dans la boucle BS 10 dépend de l'énergie thermique (froid) que l'on cherche à transférer au flux d'air à envoyer dans l'habitacle. Revendications 1. Dispositif pour régler la température d'un flux d'air (F), notamment pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule, comprenant une première boucle fermée (BF) contenant un évaporateur (BF5) propre à être traversé par ledit flux d'air (F) et dans laquelle un premier fluide caloporteur peut circuler de manière à céder du froid audit flux d'air dans l'évaporateur (BF5), caractérisé en ce qu'il comprend une seconde boucle fermée (BS) dans laquelle un second fluide caloporteur peut circuler de manière à recevoir du froid du premier fluide caloporteur dans l'évaporateur et le restituer au flux d'air (F) dans l'évaporateur, en fonction de la puissance frigorifique produite par la première boucle et des besoins du traitement du flux d'air. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la seconde boucle fermée (BS) contient une pompe électrique (BS1) pour la circulation du second fluide caloporteur. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la seconde boucle fermée (BS) contient des moyens (BS2) pour accumuler du froid lorsque la puissance frigorifique produite par la première boucle excède les besoins du traitement et pour restituer du froid lorsque ladite puissance est insuffisante. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel une électrovanne (BS3) est interposée entre la pompe et les moyens d'accumulation (BS2) pour favoriser la conservation du froid dans ces derniers.