DISPOSITIVO DE REGULACION TERMICA PARA AUTOMOVIL Y PROCEDIMIENTOS PARA LA PUESTA EN PRACTICA DE ESTE DISPOSITIVO.

Dispositivo de regulación térmica para automóvil, del tipo que comprende:

- una bomba de calor (12) que comprende un circuito principal (14) de fluido frigorígeno de compresión que toma calorías de una fuente fría (16) para transferirlas hacia una fuente caliente (18),

- comprendiendo la fuente fría (16) o la fuente caliente (18) un intercambiador térmico (24, 34) fluido frigorígeno/líquido refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal (14) de fluido frigorígeno a un circuito secundario (26, 36) de líquido refrigerante que se puede conectar selectivamente a al menos dos intercambiadores térmicos,

caracterizado porque comprende además medios de enfriamiento de un órgano exotérmico del vehículo que comprenden un circuito de líquido refrigerante (48), llamado circuito de enfriamiento, conectado a un intercambiador térmico de enfriamiento (50), pudiendo el circuito secundario (26, 36) ser conectado selectivamente al intercambiador de enfriamiento (50), a un intercambiador térmico llamado exterior (30) y a un intercambiador térmico llamado frío (32) o caliente (39), estando el intercambiador exterior (30) y el intercambiador de enfriamiento (50) unidos entre sí a fin de formar un único módulo susceptible de ser preensamblado antes del montaje en el vehículo

Dispositivo de regulación térmica para automóvil y procedimientos para la puesta en práctica de este dispositivo.

La presente invención se refiere a un dispositivo de regulación térmica para automóvil y a procedimientos para la puesta en práctica de este dispositivo.

En particular encuentra aplicación en la climatización de un habitáculo del vehículo.

En el estado de la técnica ya se conoce, en particular según el documento FR-2697210, un dispositivo de regulación térmica para automóvil, del tipo que comprende:

- una bomba de calor que comprende un circuito principal de fluido frigorígeno de compresión que toma calorías de una fuente fría para transferirlas hacia una fuente caliente,

- comprendiendo la fuente fría o la fuente caliente un primer intercambiador térmico fluido frigorígeno/líquido refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal de fluido frigorígeno a un circuito secundario de líquido refrigerante que puede ser conectado selectivamente a dos intercambiadores térmicos.

El circuito de compresión suele comprender un evaporador, en intercambio térmico con la fuente fría, y un condensador, en intercambio térmico con la fuente caliente, estando estos elementos conectados entre sí por un compresor y un manorreductor. El fluido frigorígeno se evapora en el evaporador quitando calor a la fuente fría. El compresor aspira el fluido frigorígeno evaporado y lo impulsa dentro del condensador enfriado (por intercambio térmico con la fuente caliente) en cuyo interior se condensa. El manorreductor deja pasar el fluido frigorígeno líquido hacia el evaporador haciendo bajar su presión.

Una bomba de calor se puede utilizar bien para caldear un espacio o un órgano, o bien para enfriar ese espacio o ese órgano.

En el documento FR-2697210, la fuente fría comprende un primer intercambiador térmico fluido frigorígeno/líqui- do refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal de fluido frigorígeno a un primer circuito secundario de líquido refrigerante, y la fuente caliente comprende un segundo intercambiador térmico fluido frigorígeno/líquido refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal de fluido frigorígeno a un segundo circuito secundario de líquido refrigerante. Los circuitos secundarios se pueden conectar selectivamente, por vía de válvulas adecuadas, a un intercambiador térmico exterior, situado en el compartimento del motor del vehículo, y a un intercambiador térmico interior, situado en el habitáculo del vehículo. Por actuación sobre las válvulas, se puede utilizar la bomba de calor bien para refrigerar el habitáculo de un vehículo (en este primer caso, la fuente caliente es el intercambiador térmico exterior y la fuente fría es el intercambiador térmico interior), o bien para calentar el habitáculo (en este segundo caso, la fuente caliente es el intercambiador térmico interior y la fuente fría es el intercambiador térmico exterior).

Se advertirá que, en este último caso, los rendimientos de la bomba de calor se ven limitados por la temperatura del aire exterior. En efecto, durante la estación fría, la temperatura del aire no es suficiente para obtener un rendimiento satisfactorio de la bomba de calor, cuando se utiliza esta última con fines de calefacción del habitáculo. Además, la formación de hielo en la fuente fría durante la estación fría puede perjudicar los rendimientos de funcionamiento de la bomba de calor.

Por otro lado, el carácter reversible de los intercambiadores exterior e interior (ambos usados bien como fuente caliente o bien como fuente fría) trae consigo esencialmente los dos inconvenientes siguientes:

1) el rendimiento de cada intercambiador queda limitado, al no poder ser optimizado para un funcionamiento específico del intercambiador como fuente caliente o bien como fuente fría;

2) la higrometría del aire alrededor del intercambiador térmico interior es difícil de controlar.

El segundo inconveniente se manifiesta de forma destacada en el momento de la climatización del habitáculo del vehículo a mediados de estación. En tal caso, el intercambiador térmico interior es susceptible de experimentar frecuentes alternancias de sus modos de funcionamiento de refrigeración y de calefacción del habitáculo. Así, en régimen de refrigeración, el intercambiador térmico interior se carga con agua. Cuando este último pasa a régimen de calefacción, el agua acumulada en régimen de refrigeración se descarga dentro del habitáculo por evaporación. El documento FR-2697210 propone remediar este inconveniente por medio de un intercambiador térmico auxiliar dispuesto en la proximidad del intercambiador térmico interior. Sin embargo, este intercambiador auxiliar no es funcional en determinados casos, en particular para temperaturas a mediados de estación próximas a 15ºC.

La invención tiene por objetivo especialmente optimizar los rendimientos de un dispositivo de regulación térmica con bomba de calor paticularmente cuando se utiliza para calentar o refrigerar el habitáculo de un automóvil, e incluso cuando se utiliza para regular térmicamente un motor que permite mover el vehículo.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un dispositivo de regulación térmica para automóvil, del tipo descrito en el documento FR-2697210, según se define en la reivindicación 1.

Según unas características de diferentes formas de realización de este dispositivo:

- la fuente fría comprende un primer intercambiador térmico fluido frigorígeno/líquido refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal de fluido frigorígeno a un primer circuito secundario de líquido refrigerante que se puede conectar selectivamente al intercambiador de enfriamiento, al intercambiador exterior y a un intercambiador térmico llamado frío, y la fuente caliente comprende un segundo intercambiador térmico fluido frigorígeno/líquido refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal de fluido frigorígeno a un segundo circuito secundario de líquido refrigerante que se puede conectar selectivamente al intercambiador de enfriamiento, al intercambiador exterior y a un intercambiador térmico llamado caliente;

- los circuitos secundarios primero y segundo son susceptibles de conectarse al circuito de enfriamiento por medio:

1. Dispositivo de regulación térmica para automóvil, del tipo que comprende:

- una bomba de calor (12) que comprende un circuito principal (14) de fluido frigorígeno de compresión que toma calorías de una fuente fría (16) para transferirlas hacia una fuente caliente (18),

- comprendiendo la fuente fría (16) o la fuente caliente (18) un intercambiador térmico (24, 34) fluido frigorígeno/líquido refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal (14) de fluido frigorígeno a un circuito secundario (26, 36) de líquido refrigerante que se puede conectar selectivamente a al menos dos intercambiadores térmicos,

caracterizado porque comprende además medios de enfriamiento de un órgano exotérmico del vehículo que comprenden un circuito de líquido refrigerante (48), llamado circuito de enfriamiento, conectado a un intercambiador térmico de enfriamiento (50), pudiendo el circuito secundario (26, 36) ser conectado selectivamente al intercambiador de enfriamiento (50), a un intercambiador térmico llamado exterior (30) y a un intercambiador térmico llamado frío (32) o caliente (39), estando el intercambiador exterior (30) y el intercambiador de enfriamiento (50) unidos entre sí a fin de formar un único módulo susceptible de ser preensamblado antes del montaje en el vehículo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque:

- la fuente fría (16) comprende un primer intercambiador térmico (24) fluido frigorígeno/líquido refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal de fluido frigorígeno a un primer circuito secundario (26) de líquido refrigerante que se puede conectar selectivamente al intercambiador de enfriamiento (50), al intercambiador exterior (30) y a un intercambiador térmico llamado frío (32), y

- la fuente caliente (18) comprende un segundo intercambiador térmico (34) fluido frigorígeno/líquido refrigerante que acopla térmicamente el circuito principal (14) de fluido frigorígeno a un segundo circuito secundario (36) de líquido refrigerante que se puede conectar selectivamente al intercambiador de enfriamiento (50), al intercambiador exterior (30) y a un intercambiador térmico llamado caliente (14).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los circuitos secundarios primero (26) y segundo (36) son susceptibles de ser conectados al circuito de enfriamiento (48) por medio:

- de una primera válvula de derivación (52), de tipo tres vías, que comprende una primera vía conectada a las salidas de los intercambiadores fluido frigorígeno/líquido refrigerante primero (24) y segundo (34), una segunda vía conectada a la entrada del intercambiador exterior (30) y una tercera vía conectada a una rama del circuito de enfriamiento (48), aguas arriba del intercambiador de enfriamiento (50), y

- de una segunda válvula (54) de derivación, de tipo tres vías, que comprende una primera vía conectada a las entradas de los intercambiadores fluido frigorígeno/líquido refrigerante primero (24) y segundo (34), una segunda vía conectada a una rama del circuito de enfriamiento (48) aguas abajo del intercambiador de enfriamiento (50) y una tercera vía conectada a la salida del intercambiador exterior (30).

4. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los circuitos secundarios primero (26) y segundo (36) son susceptibles de ser conectados al circuito de enfriamiento (48) por medio:

- de una primera válvula de derivación (56), de tipo dos vías, que comprende una primera vía conectada a una rama del circuito de enfriamiento (48), aguas arriba del intercambiador de enfriamiento (50), y una segunda vía conectada a unas ramas de los circuitos secundarios primero (26) y segundo (36), aguas arriba del intercambiador exterior (30), y

- de una segunda válvula de derivación (58), de tipo dos vías, que comprende una primera vía conectada a una rama del circuito de enfriamiento (48), aguas abajo del intercambiador de enfriamiento (50), y una segunda vía conectada a unas ramas de los circuitos secundarios primero (26) y segundo (36), aguas abajo del intercambiador exterior (30).

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el intercambiador de enfriamiento (50) es un intercambiador líquido refrigerante/aire.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el líquido refrigerante del circuito de enfriamiento (48) es una mezcla de agua y de anticongelante.

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el órgano exotérmico es un motor.

8. Procedimiento para la puesta en práctica del dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se hace circular el líquido refrigerante de al menos un circuito secundario (26, 36) a la vez por el intercambiador exterior (30) y el intercambidor de enfriamiento (50).

9. Procedimiento para la puesta en práctica del dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 5 a 6 tomada conjuntamente con la reivindicación 4, caracterizado porque se hace circular el líquido refrigerante del circuito de enfriamiento (48) a la vez por el intercambiador exterior (30) y el intercambiador de enfriamiento (50).