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FR2608523A1 - Car air conditioning for cooling- or heating operation - Google Patents

Car air conditioning for cooling- or heating operation Download PDF

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Publication number
FR2608523A1
FR2608523A1 FR8717657A FR8717657A FR2608523A1 FR 2608523 A1 FR2608523 A1 FR 2608523A1 FR 8717657 A FR8717657 A FR 8717657A FR 8717657 A FR8717657 A FR 8717657A FR 2608523 A1 FR2608523 A1 FR 2608523A1
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FR
France
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condenser
evaporator
air conditioning
valve
return valve
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FR8717657A
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French (fr)
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FR2608523B1 (en
Inventor
Wolfgang Heubach
Rainer Knoblauch
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

The air conditioning system comprises compressor (2) driven by the car engine (1) via clutch (11), condenser (3) expansion valve (4) and an evaporator (5). Between condenser and evaporator separator vessel (13) and non return valve (7) are fitted in series. Parallel to the piping connecting condenser with the evaporator a further piping is provided containing pressure resisting valve (8) and a non return valve (10) which opens in direction from the evaporator to the condenser. An electrically switchable four-way valve (6) is fitted which allows reversing the direction of flow of the refrigerant.

Description

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 entra mué 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 dirige du fluide frigorigène de l'évaporateur vers le condenseur, et un clapet dé 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 1 tévaporateur.  The present invention relates to air conditioning equipment which can be switched to air conditioning or heating for vehicles and in particular for passenger cars, with a refrigerant circuit which comprises a compressor driven by the vehicle engine, a condenser, a pressure reducing valve and an evaporator, a four-way distributor which reverses the direction of flow of the refrigerant being inserted between the compressor on the one hand and the evaporator and the condenser on the other hand, and a pipe comprising members, which during the heating operation directs refrigerant from the evaporator to the condenser, and a non-return valve which opens towards the condenser being provided between the condenser and the evaporator, in parallel with a pipe which contains the expansion valve and a non-return valve s' opening to 1 evaporator.

Dans un équipement de climatisation du type précité (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n" 35 14 781), un effet de pompe à chaleur est utilisé pendant le fonctionnement en chauffage, avec inversion du circuit frigorigène. In air conditioning equipment of the aforementioned type (patent application of the Federal Republic of Germany published under No. 35 14 781), a heat pump effect is used during heating operation, with inversion of the refrigerant circuit.

Pendant le fonctionnement en chauffage, le fluide frigorigène circule dans le condenseur, qui agit alors en évaporateur, avant d'atteindre le compresseur. Pour adapter le condensateur qui fonctionne en évaporateur pendant le chauffage à la faible température d'évapora tion et par suite au grand volume spécifique du fluide frigorigène aux basses températures, on utilise un condenseur avec une zone à flux multiple, à laquelle la canalisation dirigeant du fluide frigorigène vers le condenseur pendant le chauffage est reliée de façon que 30 à 50 Z seulement de la surface d'échange de chaleur du condenseur soient utilisés. La puissance de chauffage possible est ainsi limitée par rapport à l'effet de pompe à chaleur.During heating operation, the refrigerant circulates in the condenser, which then acts as an evaporator, before reaching the compressor. To adapt the condenser which operates as an evaporator during heating at the low evaporation temperature and consequently the large specific volume of the refrigerant at low temperatures, a condenser with a multiple flow zone is used, to which the directing pipe of the refrigerant to the condenser during heating is connected so that only 30 to 50% of the heat exchange surface of the condenser is used. The possible heating power is thus limited compared to the heat pump effect.

L'invention vise à améliorer la puissance de chauffage. The invention aims to improve the heating power.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les côtés entrée et sortie du condenseur sont reliés par une dérivation contenant un clapet de non-retour qui se ferme vers
Pendant le chauffage, le fluide frigorigène détendu, dirigé vers le condenseur, est ainsi aspiré à entrée et à la sortie du condenseur. La perte de charge produite du côté du fluide frigorigène par le nombre élevé de tubes parcourus par ce dernier est ainsi réduite, tandis que la puissance de chauffage de la pompe à chaleur est augmentée simultanément par l'utilisation de toute la surface d'échange de chaleur du condenseur.
According to an essential characteristic of the invention, the inlet and outlet sides of the condenser are connected by a bypass containing a non-return valve which closes towards
During heating, the expanded refrigerant, directed to the condenser, is thus sucked in at the inlet and outlet of the condenser. The pressure drop produced on the refrigerant side by the high number of tubes traversed by the latter is thus reduced, while the heating power of the heat pump is increased simultaneously by the use of the entire exchange surface of condenser heat.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple 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, et ayant la fonction d'une pompe à chaleur pendant le chauffage. Other characteristics and advantages of the invention will be better understood with the aid of the detailed description below of an exemplary embodiment and of the appended drawing in which the single figure represents the block diagram of air conditioning equipment. , switchable on air conditioning or heating, and having the function of a heat pump during heating.

L'équipement de climatisation comprend un compresseur (2) relié par un embrayage (11) à un moteur (1) de véhicule. Le circuit frigorigène comprend en outre un condenseur (3), un détendeur (4) et un évaporateur (5) parcouru par de l'air recyclé ou de l'air frais qui est envoyé dans l'habitacle d'un véhicule. Entre le condenseur (3) et l'évaporateur (5), un séparateur (13) et un clapet de non-retour (7) sont disposés en série avec le détendeur (4). Le clapet de nonretour (7) permet l'écoulement du condenseur (3) vers l'évaporateur (5). The air conditioning equipment comprises a compressor (2) connected by a clutch (11) to a vehicle engine (1). The refrigerant circuit further comprises a condenser (3), an expansion valve (4) and an evaporator (5) through which recycled air or fresh air is sent into the passenger compartment of a vehicle. Between the condenser (3) and the evaporator (5), a separator (13) and a non-return valve (7) are arranged in series with the regulator (4). The non-return valve (7) allows the condenser (3) to flow to the evaporator (5).

Une canalisation est disposée entre le condenseur (3) et ltéva- porateur (5), en parallèle avec la canalisation reliant le condenseur (3) à l'évaporateur (5) et contenant le détendeur (4), le clapet de non-retour (7) et le séparateur (13). Cette seconde canalisation comprend une valve de tenue de pression (8) et un clapet de nonretour (10) qui ouvre la liaison de l'évaporateur (5) vers le condenseur (3) et la bloque dans le sens inverse. La valve de tenue de pression (8) s'ouvre sous une pression minimale, ajustée à une valeur fixe ou réglable par exemple en fonction de la température extérieure. A pipe is arranged between the condenser (3) and the evaporator (5), in parallel with the pipe connecting the condenser (3) to the evaporator (5) and containing the regulator (4), the non-return valve. (7) and the separator (13). This second pipe comprises a pressure-holding valve (8) and a non-return valve (10) which opens the connection of the evaporator (5) to the condenser (3) and blocks it in the opposite direction. The pressure holding valve (8) opens at a minimum pressure, adjusted to a fixed or adjustable value, for example depending on the outside temperature.

Une dérivation (14) est disposée entre l'entrée et la sortie du condenseur (3) et contient un clapet de non-retour (15) se fermant vers l'évaporateur. A bypass (14) is arranged between the inlet and the outlet of the condenser (3) and contains a non-return valve (15) closing towards the evaporator.

Entre le compresseur (2) d'une part et le condenseur (3) et l'évaporateur (5) d'autre part est inséré un distributeur à quatre voies (6), commutable électriquement de façon à inverser le sens de l'écoulement dans le circuit frigorigène. Un séparateur de liquide (12) est disposé entre le distributeur à quatre voies (6) et le côté aspiration du compresseur (2). Between the compressor (2) on the one hand and the condenser (3) and the evaporator (5) on the other hand is inserted a four-way distributor (6), electrically switchable so as to reverse the direction of flow in the refrigerant circuit. A liquid separator (12) is arranged between the four-way distributor (6) and the suction side of the compressor (2).

Le distributeur à quatre voies (6) occupe la position représentée pendant le fonctionnement en conditionnement d'air. Dans cette position, le côté refoulement du compresseur (2) est relié au condenseur (3) d'où le fluide frigorigène condensé est dirigé par le séparateur (13), le clapet de non-retour (7) et le détendeur (4) vers l'évaporateur, pour revenir ensuite de côté aspiration du compresseur (2). Pendant ce fonctionnement en conditionnement d'air, le clapet de non-retour (10) bloque la canalisation contenant la valve de tenue de pression (8) entre le condenseur (3) et l'évaporateur (5). The four-way valve (6) occupies the position shown during operation in air conditioning. In this position, the discharge side of the compressor (2) is connected to the condenser (3) from where the condensed refrigerant is directed by the separator (13), the non-return valve (7) and the pressure reducer (4) towards the evaporator, to then return to the suction side of the compressor (2). During this air conditioning operation, the non-return valve (10) blocks the pipe containing the pressure-holding valve (8) between the condenser (3) and the evaporator (5).

L'inversion du distributeur à quatre voies (6) commute sur chauffage l'équipement de climatisation qui fonctionne alors en pompe à chaleur. Pendant le chauffage, le distributeur à quatre voies (6) relie le côté refoulement du compresseur (2) à l'évaporateur (5) et le côté aspiration au condenseur (3). Le liquide frigorigène s'écoule de l'évaporateur (5) vers le condenseur (3) par la valve de pénétration (8) et le clapet de non-retour (10) s'ouvrant dans cette direction. Pendant ce chauffage, l'évaporateur (5) fonctionne en condenseur, tandis que le condenseur (3) fonctionne en évaporateur. Pendant le chauffage, le fluide frigorigène détendu, provenant de la valve de tenue de pression (8) et du clapet de nonretour (10), est aspiré par le compresseur (2) tant du côté entrée du condenseur (3) que du côté sortie de ce dernier, par la dérivation (14) et le clapet de non-retour (15) s'ouvrant dans ce sens. La puissance de chauffage de la pompe à chaleur est ainsi augmentée car toute la surface d'échange du condenseur (3) est utilisée. La perte de charge du côté du fluide frigorigène est simultanément réduite par le nombre plus élevé de tubes du condenseur (3) parcourus par ledit fluide. The inversion of the four-way distributor (6) switches the air conditioning equipment to heating, which then operates as a heat pump. During heating, the four-way distributor (6) connects the discharge side of the compressor (2) to the evaporator (5) and the suction side to the condenser (3). The refrigerant flows from the evaporator (5) to the condenser (3) through the penetration valve (8) and the non-return valve (10) opening in this direction. During this heating, the evaporator (5) operates as a condenser, while the condenser (3) operates as an evaporator. During heating, the expanded refrigerant from the pressure-holding valve (8) and the non-return valve (10) is sucked in by the compressor (2) both on the inlet side of the condenser (3) and on the outlet side. of the latter, by the bypass (14) and the non-return valve (15) opening in this direction. The heating power of the heat pump is thus increased because the entire exchange surface of the condenser (3) is used. The pressure drop on the refrigerant side is simultaneously reduced by the higher number of condenser tubes (3) traversed by said fluid.

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.  Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the principle and to the devices which have just been described only by way of nonlimiting examples, without departing from the scope of the invention.

Claims (1)

RevendicationClaim 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 pendant le fonctionnement en chauffage dirige du fluide frigorigène de ltévapora- 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, ledit équipement étant caractérisé en ce que les côtés entrée et sortie du condenseur (3) sont reliés par une dérivation (14) contenant un clapet de nonretour (15) qui se ferme vers l'évaporateur (5). 1. Switchable air conditioning equipment on air conditioning or heating for vehicles and in particular for passenger cars, with a refrigerant circuit which includes a compressor driven by the vehicle engine, a condenser, an expansion valve and an evaporator, a four-way distributor which reverses the direction of flow of the refrigerant being inserted between the compressor on the one hand and the evaporator and the condenser on the other hand, and a pipe comprising members, which during the heating operation directs refrigerant of ltévapora - valve to the condenser, and a non-return valve which opens towards the condenser being provided between the condenser and the evaporator, in parallel with a pipe which contains the regulator and a non-return valve opening towards the evaporator, said equipment being characterized in that the inlet and outlet sides of the condenser (3) are connected by a bypass (14) containing a non-return valve (1 5) which closes towards the evaporator (5).
FR8717657A 1986-12-19 1987-12-17 VEHICLE AIR CONDITIONING EQUIPMENT, SWITCHABLE ON AIR CONDITIONING OR HEATING Expired - Lifetime FR2608523B1 (en)

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