SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA VEHÍCULO AUTOMÓVIL.

Sistema de climatización para vehículo automóvil que comprende un motor térmico (2) que puede estar parado en fase de rodaje,

un circuito hidráulico y un grupo de climatización que comprende un evaporador (41) y un aerotermo (3), comprendiendo el citado sistema dos conductos hidráulicos montados en paralelo (33, 34, 35) para disociar la parte del circuito hidráulico (21) de alimentación del motor térmico, de la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3) y almacenar en el aerotermo (3) frigorías mientras que el motor térmico no está parado, que son restituidas al aire húmedo del evaporador durante las fases de parada del motor térmico en fase de rodaje, caracterizado porque los medios para disociar la parte del circuito hidráulico (21) de alimentación del motor térmico (2), de la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3) comprenden una válvula de tres vías (60, 61), que permite alimentar la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3) en circuito cerrado para disociar la parte del circuito hidráulico (21) de alimentación del motor térmico (2), de la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3)

La presente invención se refiere a un sistema de climatización para vehículo automóvil que presenta condiciones de vida de servicio en las que el motor térmico está parado en fase de rodaje.

De manera general, un sistema de climatización destinado a enfriar el habitáculo de un vehículo automóvil, comprende un sistema intercambiador que comprende un evaporador, un compresor, un condensador, un regulador de presión y un fluido susceptible de cambiar de estado: líquido / gas, como está ilustrado en el esquema de la figura

1.

El compresor: Arrastrado directamente por el motor del vehículo con la ayuda de una correa y de una polea, comprime fluido frigorígeno, impulsándolo a alta presión y a alta temperatura al condensador.

El condensador: Gracias a una ventilación forzada, este intercambiador térmico provoca la condensación del gas que llega en estado gaseoso a alta presión y alta temperatura. Éste le licua gracias a la disminución de temperatura del aire que le atraviesa.

El evaporador: Es el último componente de la instalación de climatización. Éste es un intercambiador térmico, como el condensador, que toma calorías del aire que será soplado hacia la cabina (éste enfría el aire y le seca). La humedad tomada al aire chorrea sobre las aletas del evaporador y es progresivamente evacuada debajo del vehículo.

El regulador de presión: El regulador de presión es un componente que permite regular el caudal de entrada del gas en el bucle a través de una modificación de la sección de paso, dependiendo de la temperatura y de la presión a nivel del evaporador.

Así, el aire caliente que viene del exterior se enfría al atravesar el evaporador al tiempo que se seca igualmente porque la humedad presente en el aire exterior se adhiere a la superficie fría del evaporador.

Cuando el motor térmico está parado, el sistema de climatización no está operativo. Lo que plantea un problema en los vehículos automóviles que, en su utilización, tienen cortes frecuentes del motor térmico. Así, para aplicaciones denominadas « STT » (Stop and Start) en las cuales el motor térmico está parado durante cortos intervalos de tiempo, por ejemplo en un semáforo en rojo, puede sentirse una incomodidad térmica por encima de una temperatura del aire exterior de 25 ºC (con una insolación significativa). La temperatura del aire soplado al habitáculo aumenta de manera importante. Sin embargo, el punto más bloqueante es la re-evaporación del agua almacenada en el intercambiador del grupo de climatización que produce frío, lo que presenta una gran incomodidad para el usuario (bocanada de humedad caliente en la cara). Típicamente, cuando el motor térmico está operativo, lo que corresponde a un rodaje denominado « clásico », el aire a nivel del evaporador se sitúa aproximadamente a 5 ºC. Con el motor parado, el bucle de refrigeración se detiene (compresor parado), hay entonces un aumento de la temperatura del aire a nivel del evaporador. Por encima de 15 ºC, el agua almacenada en el evaporador se re-evapora (y es aportada al habitáculo).

Una de las soluciones propuestas es realizar un almacenamiento a través de una sal con cambio de fase en el evaporador. Sin embargo, esta solución presenta entre otros inconvenientes los siguientes:

- degradación del tiempo de convergencia térmica del habitáculo;

- riesgo asociado a la diversidad de los componentes utilizados (multiplicidad de modelos de evaporadores)

- riesgo asociado al gobierno de los compresores de control externo

- diversidad según los diferentes refrigerantes utilizados

Por el documento DE-10226089 se conoce un sistema de climatización, para vehículo automóvil híbrido que comprende un motor térmico que puede estar parado en fase de rodaje, un circuito hidráulico y un grupo de climatización que comprende un evaporador y un aerotermo. Este sistema comprende igualmente medios para disociar la parte del circuito hidráulico de alimentación del motor térmico, de la parte del circuito hidráulico de alimentación del aerotermo, de modo que el sistema de climatización funciona a partir de un motor eléctrico dedicado cuando el vehículo funciona en modo eléctrico, con el motor térmico parado. El documento DE 103 49 691 divulga un sistema de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El objeto de la patente es conservar un funcionamiento « clásico » del circuito de agua del motor y del grupo de climatización fuera de condiciones de vida de servicio en las que la fase de parada puede plantear potencialmente un problema de confort térmico en verano. En estas condiciones de vida de servicio, el aerotermo, desacoplado del circuito de agua del motor, es alimentado de aire que sale del evaporador en fase de funcionamiento (almacenamiento de frío en el aerotermo) y de parada del motor térmico (restitución de frío en el aerotermo).

El aerotermo es un intercambiador térmico cuya función es generalmente recalentar el aire impulsado al habitáculo. Este recalentamiento se obtiene por un intercambio calorífico entre el líquido del bucle caliente procedente del circuito de enfriamiento del motor térmico y el aire impulsado al habitáculo. La figura 2 ilustra el principio de funcionamiento actual del circuito de enfriamiento, configuración en la cual:

- por una parte, el circuito hidráulico de enfriamiento del motor térmico está asociado de manera clásica a un radiador 1, al motor térmico 2 y comprende una primera parte 21 que comprende una bomba de agua 22, una caja de agua 23 y un termostato 24 que permite controlar y mandar la circulación del líquido de enfriamiento a la salida del motor térmico 2. El circuito hidráulico comprende igualmente una segunda parte 31 que comprende una bomba eléctrica 32 para alimentar un aerotermo 3. En ciertas aplicaciones se utiliza un tubo 33 (denominado bypass) con el fin de aumentar el caudal del de agua interna del motor cuando el termostato del motor está cerrado.

- por otra, el grupo de climatización 4 comprende especialmente un evaporador 41 que permite enviar aire enfriado al aerotermo 3 que le recalienta.

Por encima de una cierta temperatura exterior, no hay necesidad de recalentar el aire que llega al habitáculo (el aire no pasa al aerotermo, sino al bypass). Puede considerarse entonces invertir la funcionalidad de base del aerotermo.

En este contexto, la presente invención propone igualmente utilizar el aerotermo 3 para enfriar el aire, cuando el motor térmico está cortado y esto con medios astutos de gestión hidráulica en el circuito hidráulico de manera que se optimice la gestión de los intercambios de calor entre la temperatura exterior y la temperatura a la salida del evaporador.

De modo más preciso, la invención tiene por objeto un sistema de climatización para vehículo automóvil de acuerdo con el objeto de la reivindicación 1.

Así pues, la invención tiene por objeto un sistema de climatización, para vehículo automóvil que comprende un motor térmico que puede estar parado en fase de rodaje, un circuito hidráulico y un grupo de climatización que comprende un evaporador y un aerotermo, caracterizado porque comprende medios para disociar la parte del circuito hidráulico de alimentación del motor térmico, de la parte del circuito hidráulico de alimentación del aerotermo que permite fases, en el cual una circulación en circuito cerrado de la parte que alimenta al aerotermo almacena frigorías que son restituidas al aire húmedo del evaporador durante las fases de parada del motor térmico en fase de rodaje.

En la invención, los medios para disociar la parte del circuito hidráulico de alimentación del motor térmico, de la parte del circuito hidráulico de alimentación del aerotermo comprenden una válvula de tres vías, que permite alimentar la parte del circuito hidráulico de alimentación del aerotermo en circuito cerrado, cuando existe una necesidad de enfriamiento del habitáculo.

El circuito de agua del aerotermo, así disociado del circuito hidráulico del motor, recupera frigorías en fase de funcionamiento del motor y las restituye al aire húmedo y caliente que sale del evaporador inactivo durante la parada del motor que se enfría y se seca en su contacto. Este concepto permite así limitar los gradientes de temperatura y limitar la aportación de humedad al habitáculo.

De acuerdo con una variante de la invención en la cual el circuito de agua del motor no está... [Seguir leyendo]

1. Sistema de climatización para vehículo automóvil que comprende un motor térmico (2) que puede estar parado en fase de rodaje, un circuito hidráulico y un grupo de climatización que comprende un evaporador (41) y un aerotermo (3), comprendiendo el citado sistema dos conductos hidráulicos montados en paralelo (33, 34, 35) para disociar la parte del circuito hidráulico (21) de alimentación del motor térmico, de la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3) y almacenar en el aerotermo (3) frigorías mientras que el motor térmico no está parado, que son restituidas al aire húmedo del evaporador durante las fases de parada del motor térmico en fase de rodaje, caracterizado porque los medios para disociar la parte del circuito hidráulico (21) de alimentación del motor térmico (2), de la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3) comprenden una válvula de tres vías (60, 61), que permite alimentar la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3) en circuito cerrado para disociar la parte del circuito hidráulico (21) de alimentación del motor térmico (2), de la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3).

2. Sistema de climatización de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para disociar la parte del circuito hidráulico (21) de alimentación del motor térmico (2), de la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3) comprenden al menos una compuerta antirretroceso.

3. Sistema de climatización de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la parte del circuito hidráulico (31) de alimentación del aerotermo (3) comprende una bomba eléctrica (32).

4. Sistema de climatización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende medios que permiten hacer variar el caudal de aire de alimentación del aerotermo (3).

5. Sistema de climatización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la parte del circuito hidráulico (21) de alimentación del motor térmico (2) comprende medios de derivación.

6. Sistema de climatización de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende, además, medios de gobierno de los circuitos hidráulicos (21, 31), de la bomba eléctrica (32) y de los medios para hacer variar el caudal de aire de alimentación del aerotermo (3).

7. Sistema de climatización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la gestión de la válvula de tres vías, de la bomba y del grupo de climatización se efectúa de acuerdo con las condiciones ambientes, las necesidades del cliente, o las condiciones de rodaje del vehículo.