SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO PARA UN VEHÍCULO AUTOMÓVIL, CON UN CIRCUITO SECUNDARIO DE REFRIGERACIÓN DE AIRE QUE SE PUEDE CONECTAR AL CIRCUITO DE CALEFACCIÓN.

Sistema de aire acondicionado para un vehículo automóvil que comprende una estructura que define un compartimiento del motor

(3), el cual recibe en su interior un motor de combustión interna (4), y un compartimiento de pasajeros (2) separado del compartimiento del motor (3) a través de un cortafuegos (1), en el que dicho sistema comprende: - un circuito de refrigeración primario de compresión de gas, completamente contenido en el compartimiento del motor (3) y que incluye: - un evaporador o enfriador (11), en el cual se evapora el fluido del circuito primario, sustrayendo calor del aire que lo rodea, - un compresor (5) para la compresión del vapor que proviene del evaporador o enfriador (11), - un condensador (6) del fluido comprimido por el compresor (5), y - un dispositivo de expansión (7) que recibe el fluido del condensador (6) y lo suministra a una presión inferior al evaporador o enfriador (11), - un circuito para la calefacción del compartimiento de los pasajeros, que comprende una rama (9) del sistema para la refrigeración del motor que atraviesa un intercambiador de calor (10) instalado en el compartimiento de los pasajeros (2) del vehículo automóvil en una posición tal que sea recubierto por un flujo de aire transportado al interior del compartimiento de los pasajeros, y - un circuito secundario de refrigeración de aire transportado al compartimiento de los pasajeros, que comprende: - un primer intercambiador de calor (12) (refrigerador de aire) instalado en el compartimiento de los pasajeros (2), para sustraer calor del aire suministrado al interior del compartimiento de los pasajeros; y - un segundo intercambiador de calor (11), constituido por dicho evaporador o enfriador del circuito primario, el cual es atravesado también por dicho circuito secundario, para sustraer calor del fluido del circuito secundario, en el que dicho intercambiador de calor (10) del circuito de calefacción del compartimiento de los pasajeros está dispuesto previamente para funcionar también como refrigerador de aire, estando caracterizado dicho sistema porque dicho circuito secundario de refrigeración del compartimiento de los pasajeros está conectado al circuito de calefacción por unos medios de válvula (16 y/o 17) que pueden ser controladas entre una primera condición de funcionamiento, en la cual el fluido que atraviesa el circuito secundario, que proviene de dicho segundo intercambiador de calor (11), puede fluir únicamente a través del primer intercambiador de calor (12) de dicho circuito secundario y una segunda condición en la cual el fluido, que proviene del segundo intercambiador de calor (11) a través del circuito secundario, fluirá tanto en el primer intercambiador de calor (12) del circuito secundario como en el intercambiador de calor (10) anteriormente mencionado del circuito de calefacción, el cual, en este caso,funciona como masa adicional para refrigerar el aire dirigido al compartimiento de los pasajeros

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08425393.

Solicitante: FIAT GROUP AUTOMOBILES S.P.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: CORSO GIOVANNI AGNELLI, 200 10135 TORINO (TO) ITALIA.

Inventor/es: MONFORTE,ROBERTO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 30 de Mayo de 2008.

Fecha Concesión Europea: 1 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60H1/32C9
  • B60H1/00A2
  • B60H1/32C1F

Clasificación PCT:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > DISPOSICIONES O ADAPTACIONES DE DISPOSITIVOS DE CALEFACCION,... > B60H1/00 (Dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación (dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación que efectúan otro tratamiento del aire, en la medida que el otro tratamiento es más importante B60H 3/00; ventilación obtenida únicamente por abrir ventanas, puertas, partes del techo o similares, B60J; dispositivos de calefacción o ventilación para asientos de vehículos B60N 2/56; dispositivos de limpieza de ventanas o parabrisas que emplean aire, p. ej. aparatos para quitar el hielo B60S 1/54))

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO PARA UN VEHÍCULO AUTOMÓVIL, CON UN CIRCUITO SECUNDARIO DE REFRIGERACIÓN DE AIRE QUE SE PUEDE CONECTAR AL CIRCUITO DE CALEFACCIÓN.

Fragmento de la descripción:

Sistema de aire acondicionado para un vehículo automóvil, con un circuito secundario de refrigeración de aire que se puede conectar al circuito de calefacción.

La presente invención se refiere a sistemas de aire acondicionado para vehículos automóviles del tipo especificado en el preámbulo de la reivindicación 1. Un sistema de este tipo se revela por ejemplo en el documento EP-A-1 719 646.

La figura 1 de los dibujos adjuntos es una vista en planta esquemática de un sistema de aire acondicionado para vehículos automóviles, de un tipo convencional. En dicha figura, designado globalmente mediante el número de referencia 1, está previsto un cortafuegos que separa el compartimiento de pasajeros 2 del compartimiento del motor 3 del vehículo automóvil, en el cual está instalado un motor de combustión interna 4. Según la técnica tradicional ilustrada en la figura 1, el vehículo está equipado con un circuito para la refrigeración del aire transportado al interior del compartimiento de pasajeros 2, el cual tiene la forma de un circuito de compresión mecánica con vapor, que funciona con un refrigerante (por ejemplo un hidrofluorocarburo (HFC). El circuito comprende cuatro componentes principales: un compresor 5, un condensador 6, un dispositivo de expansión 7 y un evaporador 8. En dicha solución tradicional, los componentes del circuito de refrigeración están todos instalados en el compartimiento del motor 3, excepto el evaporador 8, el cual está en cambio situado en el interior del compartimiento de los pasajeros 2, generalmente en el interior del salpicadero, dentro de una estructura de contención fabricada de material plástico que tiene el propósito de canalizar el flujo de aire que atraviesa el evaporador 8 hacia las salidas provistas en el salpicadero para la distribución del aire acondicionado en el compartimiento de los pasajeros. El dispositivo de expansión 7 generalmente está instalado en un área que corresponde al cortafuegos 1, el cual constituye la interfaz entre el compartimiento de los pasajeros 2 y el compartimiento del motor 3. El fluido de funcionamiento se dirige desde el compartimiento del motor hacia el evaporador 8 en estado de líquido caliente y a alta presión. Cuando dicho fluido atraviesa el dispositivo de expansión 7, pierde presión y se enfría. Cuando atraviesa el evaporador 8, extrae, mediante absorción, calor del aire, enfriándolo y deshumedeciéndolo, en forma de calor latente y pasando a las condiciones de vapor saturado o sobrecalentado. El calor es sustraído de ese modo del compartimiento de los pasajeros y transportado otra vez hacia el entorno exterior en dos etapas: primero pasa del aire del compartimiento de los pasajeros al fluido que funciona en el circuito de compresión del gas en el intercambiador de calor de baja presión (es decir, el evaporador 8) y después, una vez llevado a un nivel más alto de presión por el compresor, es transferido al entorno exterior a través de un intercambiador de calor instalado en la parte delantera del vehículo (el condensador 6).

Una vez más haciendo referencia a la figura 1, la parte del sistema dedicada a la calefacción del compartimiento de los pasajeros se obtiene, en cambio, por medio de una rama 9 del sistema de refrigeración del motor 4, que funciona con una mezcla de agua y etilenglicol, en estado líquido. Esta mezcla caliente atraviesa un intercambiador de calor 10, o masa radiante, instalado en el interior del módulo de aire acondicionado asociado al salpicadero del vehículo automóvil, en el interior del compartimiento de los pasajeros y aguas abajo del evaporador 8 con respecto al flujo de aire que es transportado al interior del compartimiento de los pasajeros. El aire fresco que entra del exterior del compartimiento de los pasajeros es enfriado primero y desmitificado a través del evaporador 8 y después, si es necesario, calentado a través de la masa radiante 1, en el caso en el que ambos sistemas estén activados. Cuando el circuito de calefacción del aire está inactivo, una válvula (no representada) evita el flujo de líquido caliente a través del calefactor 10, causando que dicho líquido caliente fluya en un conducto de derivación (no ilustrado). En ciertos sistemas una trampilla que actúa sobre el flujo de aire realiza la misma función, aislando la masa radiante o forzando que todo o parte del flujo de aire la atraviese.

La figura 2 de los dibujos adjuntos muestra un segundo tipo de sistema de aire acondicionado (el cual es también conocido en sí mismo), al cual la presente invención hace referencia específica. En el sistema de la figura 2, el calor es sustraído del aire del compartimiento de los pasajeros por medio de un circuito secundario de refrigeración de aire. En la figura 2, las piezas en común con aquellas de la figura 1 están designadas mediante los mismos números de referencia. Como se puede observar, también en el caso de la figura 2, está provisto un circuito de refrigeración primario que incluye un condensador 6, un evaporador (referido como "enfriador") 11, un compresor 5 y un dispositivo de expansión 7, pero en este caso todos los componentes de dicho circuito primario, incluyendo el enfriador 11, están contenidos en el compartimiento del motor. El calor es sustraído del aire del compartimiento de los pasajeros por medio del circuito de refrigeración secundario anteriormente mencionado, el cual funciona con una mezcla de agua y etilenglicol del mismo tipo del que se utiliza en el circuito para la calefacción del compartimiento de los pasajeros y que está instalado entre el compartimiento de los pasajeros y el circuito primario. El circuito secundario está compuesto básicamente de dos intercambiadores de calor: un primer intercambiador de calor constituido por el mismo enfriador 11 mencionado anteriormente, instalado en el compartimiento del motor y que funciona como un intercambiador de calor intermedio para sustraer calor del fluido de circuito secundario; y un segundo intercambiador de calor 12 (referido como "refrigerador de aire"), instalado, en lugar del evaporador 8 en el interior del salpicadero aguas arriba del calefactor 10 con respecto al flujo de aire dirigido hacia el compartimiento de los pasajeros, el cual recibe el fluido frío que proviene del intercambiador de calor 11 y sustraer el calor del aire que lo atraviesa. Como se puede observar, la solución conocida ilustrada en la figura 2 difiere de aquella de la figura 1 con respecto a dos aspectos principales:

1) el circuito de compresión del gas está completamente contenido en el compartimiento del motor; y

2) el calor es sustraído del aire del compartimiento de los pasajeros no directamente sino mediante la interposición de un circuito secundario que funciona con una mezcla de agua y etilenglicol.

La mezcla que funciona como un vector de calor en el circuito secundario es empujada al interior del circuito secundario mediante una bomba accionada eléctricamente 13 independiente de aquélla del sistema para la refrigeración del motor, la cual generalmente es una bomba accionada por el árbol del motor por medio de una transmisión de correa.

Las soluciones conocidas descritas anteriormente en la presente memoria adolecen de un inconveniente. Cuando el vehículo automóvil está parado durante un largo tiempo en unas condiciones ambientales tales que causen un calentamiento considerable del compartimiento del pasajero (por ejemplo, cuando una persona se prepara a entrar dentro del vehículo después de que haya estado estacionado durante un largo tiempo al sol en un día de verano y el sol esté todavía alto), el sistema de aire acondicionado se ajusta a la máxima potencia y debe cambiar el aire en el compartimiento de los pasajeros rápidamente para...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de aire acondicionado para un vehículo automóvil que comprende una estructura que define un compartimiento del motor (3), el cual recibe en su interior un motor de combustión interna (4), y un compartimiento de pasajeros (2) separado del compartimiento del motor (3) a través de un cortafuegos (1), en el que dicho sistema comprende:

- un circuito de refrigeración primario de compresión de gas, completamente contenido en el compartimiento del motor (3) y que incluye:

- un evaporador o enfriador (11), en el cual se evapora el fluido del circuito primario, sustrayendo calor del aire que lo rodea,

- un compresor (5) para la compresión del vapor que proviene del evaporador o enfriador (11),

- un condensador (6) del fluido comprimido por el compresor (5), y

- un dispositivo de expansión (7) que recibe el fluido del condensador (6) y lo suministra a una presión inferior al evaporador o enfriador (11),

- un circuito para la calefacción del compartimiento de los pasajeros, que comprende una rama (9) del sistema para la refrigeración del motor que atraviesa un intercambiador de calor (10) instalado en el compartimiento de los pasajeros (2) del vehículo automóvil en una posición tal que sea recubierto por un flujo de aire transportado al interior del compartimiento de los pasajeros, y

- un circuito secundario de refrigeración de aire transportado al compartimiento de los pasajeros, que comprende:

- un primer intercambiador de calor (12) (refrigerador de aire) instalado en el compartimiento de los pasajeros (2), para sustraer calor del aire suministrado al interior del compartimiento de los pasajeros; y

- un segundo intercambiador de calor (11), constituido por dicho evaporador o enfriador del circuito primario, el cual es atravesado también por dicho circuito secundario, para sustraer calor del fluido del circuito secundario, en el que

dicho intercambiador de calor (10) del circuito de calefacción del compartimiento de los pasajeros está dispuesto previamente para funcionar también como refrigerador de aire,

estando caracterizado dicho sistema porque dicho circuito secundario de refrigeración del compartimiento de los pasajeros está conectado al circuito de calefacción por unos medios de válvula (16 y/o 17) que pueden ser controladas entre una primera condición de funcionamiento, en la cual el fluido que atraviesa el circuito secundario, que proviene de dicho segundo intercambiador de calor (11), puede fluir únicamente a través del primer intercambiador de calor (12) de dicho circuito secundario y una segunda condición en la cual el fluido, que proviene del segundo intercambiador de calor (11) a través del circuito secundario, fluirá tanto en el primer intercambiador de calor (12) del circuito secundario como en el intercambiador de calor (10) anteriormente mencionado del circuito de calefacción, el cual, en este caso,funciona como masa adicional para refrigerar el aire dirigido al compartimiento de los pasajeros.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que el circuito secundario y el circuito de calefacción se cruzan en dos nodos (14, 15) respectivamente aguas arriba y aguas abajo del primer intercambiador de calor (12) del circuito secundario y aguas arriba y aguas abajo del intercambiador de calor (10) del circuito de calefacción.

3. Sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque por lo menos en uno de dichos nodos (14, 15) está prevista una válvula de cuatro vías (16, 17).

4. Sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque ambos de dichos nodos (14, 15) anteriormente mencionados están provistos de unas respectivas válvulas de cuatro vías (16, 17).

5. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el intercambiador de calor (10) del circuito de calefacción está provisto de unos medios para la recogida y evacuación del agua condensada que se forma en dicho intercambiador de calor cuando este último se utiliza como refrigerador de aire.