WO2004028841A1 - Installation de climatisation munie d’un dispositif de detection et d’estimation de l’humidite de l’air - Google Patents

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WO2004028841A1
WO2004028841A1 PCT/FR2003/002818 FR0302818W WO2004028841A1 WO 2004028841 A1 WO2004028841 A1 WO 2004028841A1 FR 0302818 W FR0302818 W FR 0302818W WO 2004028841 A1 WO2004028841 A1 WO 2004028841A1
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    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
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    • F24F3/1405—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification in which the humidity of the air is exclusively affected by contact with the evaporator of a closed-circuit cooling system or heat pump circuit
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20—Humidity

Definitions

  • Air conditioning system fitted with a device for detecting and estimating air humidity
  • the invention relates to air conditioning circuits, in particular for motor vehicles.
  • a conventional air conditioning loop comprises a compressor, a cooling member, an expansion member and an evaporator traversed, in this order, by a refrigerant.
  • the evaporator receives an air flow from a blower supplied by an external air flow to produce a flow of air conditioning which is sent to the room to be cooled.
  • the vaporization of the refrigerant in the evaporator is obtained by taking heat from the received air fluid, thus producing the flow of conditioned air.
  • the power absorbed by the compressor is used to produce the flow of air conditioning (sensitive power) but also to condense the water contained in the flow of outside air received by the evaporator. (latent power).
  • the humidity of the air flow received by the evaporator can therefore increase the power consumed by the air conditioning. It is therefore desirable to estimate this humidity to adjust the consumption of the air conditioning circuit.
  • this humidity control must take into account the comfort of the passenger compartment.
  • the humidity of the passenger compartment like the temperature of the passenger compartment, can be responsible for the feeling of comfort or discomfort of the passengers. Indeed, a high temperature is accompanied by a high absolute humidity of the air, which beyond a certain threshold, becomes inconvenient. Similarly, too low humidity is not conducive to passenger comfort. Consequently, the humidity of the air flow in the passenger compartment must be controlled in order to be maintained within a predetermined interval.
  • humidity sensors are used placed in the air conditioning unit in order to evaluate the humidity of the air flow received by the evaporator and / or the humidity of the air in the passenger compartment. . These sensors measure the relative humidity of the air, which corresponds to the ratio, expressed as a percentage, between the mass of water contained in the air and the mass of water that the same volume of air would contain, in the same conditions, if it was saturated with water.
  • sensors have the disadvantage of having a short lifespan and of increasing the cost of the installation.
  • the relative humidity of the air flow blown at the inlet of the evaporator is estimated from a measurement of the temperature of this air flow, of the temperature of the refrigerant in a evaporator area, and the temperature of the air flow blown out of the evaporator.
  • the temperature of the refrigerant varies depending on the measurement point chosen in the evaporator area, and therefore the estimate of the relative humidity is imprecise.
  • the estimation of the relative humidity of the air flow blown at the inlet of the evaporator is carried out from a measurement of the temperature of this air flow, and of a temperature measurement at a point in the air conditioning system pipe, located in the vicinity and upstream of the evaporator.
  • This second measurement is obtained by the use of a heat conductor connected to the pipe in the vicinity and upstream of the evaporator and a temperature probe fixed on this conductor.
  • Such embodiments require a special arrangement to connect the heat conductor.
  • they use three temperature sensors in addition to the sensors installed in conventional air conditioning circuits and provide an estimate of the relative humidity of the air flow blown at the inlet of the evaporator after a start-up time.
  • the object of the invention is to provide an air conditioning system capable of detecting moist air upstream of the evaporator and of estimating the relative humidity of this air flow by simple and economical means.
  • Another object of the present invention is to provide such an installation using no temperature sensors other than those found on conventional air conditioning installations. Another object of the invention is to provide such an installation capable of predicting the evolution of the absolute humidity of the passenger compartment on the basis of this estimation of the relative humidity of the air flow upstream of the evaporator at a given moment.
  • the invention provides an air conditioning installation for a motor vehicle provided with a refrigerant circuit comprising a compressor, a cooling member, an expansion member and an evaporator, the latter receiving an air flow as input. from a blower to produce a flow of air conditioning.
  • the installation also includes an electronic device intended to interact with the refrigerant circuit.
  • the installation includes:
  • first means of estimation capable of providing a value relating to the temperature of the air at the inlet of the evaporator
  • the electronic control device being capable of detecting moist air at the inlet of the evaporator from of the value supplied by the device for estimating the mass flow rate of the refrigerant, and of the values supplied by the first and second means of estimation.
  • the electronic control device is capable of reacting to the detection of humid air at the inlet of the evaporator by estimating the relative humidity of the air at the inlet of the 'evaporator from the value determined by the device for estimating the mass flow rate of the refrigerant and from the values supplied by the first and second means of estimation.
  • the installation is arranged to provide an estimate of the refrigerating power and an estimate of the sensitive power of the air in the evaporator while the electronic control device is capable of detecting moist air at the inlet of the evaporator by comparing said estimate of the refrigerating power with the estimate of the sensitive power of the air.
  • the electronic control device is able to estimate the power refrigeration from the value of the difference in enthalpy of the refrigerant between the inlet and the outlet of the evaporator and the value supplied by the device for estimating the mass flow rate of the refrigerant.
  • the installation also includes estimation means capable of providing:
  • the electronic device being able to calculate the difference in enthalpy of the fluid between the inlet and the outlet of the evaporator from the values supplied by these estimation means .
  • the electronic control device is able to estimate the sensitive power of the air in the evaporator from the values provided by the first and second means of estimation and from the value of the mass flow of air in 1 ' evaporator.
  • the installation advantageously includes a temperature probe capable of supplying the temperature of the outside air to the vehicle while the electronic control device is capable of estimating the value of the mass flow rate of air in the evaporator from the position of the the speed of the vehicle and the temperature of the air outside the vehicle.
  • the installation comprises memory means having a first table with two inputs and one output, this table being filled as a function of prior data on the relationship between the relative humidity of the air, air temperature and air enthalpy.
  • the first table is capable of providing an estimate of the enthalpy of the air at the outlet of the evaporator from the value provided by the second estimation means and from a relative humidity value of the air leaving the evaporator greater than or equal to 80%.
  • the electronic control device is capable of implementing the resolution of an equation to calculate an estimate of the enthalpy of air at the outlet of the evaporator from the value supplied by the second estimation means and a relative humidity value of the air at the outlet of the evaporator greater than or equal to 80%.
  • the electronic control device is capable of providing an estimate of the enthalpy of the air at the inlet of the evaporator from the value of the enthalpy of the air at the outlet of the evaporator and the value of the cooling capacity.
  • the first table is capable of instantly providing an estimate of the relative humidity of the air at the inlet of the evaporator from the estimate of the enthalpy of the air at the input of the evaporator and the value provided by the first means of estimation.
  • the electronic control device is capable of implementing the resolution of an equation to estimate the relative humidity of the air at the inlet of the evaporator from the estimation of the enthalpy of the air at the inlet of the evaporator and of the value supplied by the first estimation means.
  • the memory means can comprise a second table with two inputs and one output, this table being filled as a function of prior data on the relationship between the absolute humidity of the air, the air temperature and air enthalpy, and the second table is capable of providing the value of the absolute humidity of the air at the outlet of the evaporator from the value of the enthalpy of the air blown at the outlet of the evaporator supplied by the first table and the value of the temperature at the inlet of the evaporator.
  • the electronic control device is capable of implementing the resolution of an equation linking the absolute humidity of the air, the temperature of the air and the enthalpy of the air, in order to calculate an estimate of the value of the absolute humidity of the air at the outlet of the evaporator from the value of the enthalpy of the air blown at the outlet of the evaporator and the value of the temperature at the inlet from the evaporator.
  • the electronic control device is then able to implement the resolution of a equation linking the value of the absolute humidity of the air in the passenger compartment and the value of the absolute humidity of the air blown out of the evaporator at a given time, to predict the evolution of the absolute humidity of the air in the passenger compartment as a function of the absolute humidity of the air blown out of the evaporator.
  • the cooling member is a condenser and the device for estimating the mass flow rate of the refrigerant comprises estimation means suitable for providing:
  • the electronic control device is able to estimate the value of the flow rate mass of the refrigerant from the values provided by the estimation means.
  • the first estimation means include a temperature probe capable of supplying the value of the temperature of the air at the inlet of the evaporator, placed upstream of the evaporator.
  • the first estimation means may include a temperature probe capable of supplying the value of the temperature of the air outside the vehicle and in that the electronic control device is capable of estimating the temperature of the air at the evaporator inlet from this value and from a predefined correction factor.
  • the installation may include an air intake flap upstream of the variable position evaporator to allow the mixture of air outside the vehicle and air taken up in the vehicle interior, and in this that the first estimation means comprise two temperature probes capable of providing a measurement of the temperature of the air flow outside the vehicle and a measurement of the temperature of the passenger compartment, the electronic control device being able to estimate the air temperature at the inlet of the evaporator from these values and the position of the air inlet flap.
  • the second estimation means include a temperature probe capable of supplying the value of the temperature of the air leaving the evaporator, placed at the outlet of the evaporator.
  • the installation comprises an air vent connected to the evaporator by an aeration duct to receive the flow of air conditioning produced, and the second estimation means comprise a temperature probe placed on said duct. ventilation, the electronic control device being able to estimate the temperature of the air leaving the evaporator on the basis of the temperature measured by said temperature probe and a predefined correction factor.
  • FIG. 1 b is a diagram of an air conditioning circuit for a supercritical refrigerant
  • FIG. 2 is a diagram of a motor vehicle installation, fitted with the control device according to the invention
  • FIG. 3 is a flow diagram illustrating the various steps carried out by the installation, according to the invention, for detecting moist air at the inlet of the evaporator and estimating the relative humidity of the air,
  • - Figure 4 shows an example of a psychrometric diagram of humid air
  • - Figure 5 is another example of a psyclirometric diagram of humid air showing the differences between very humid air entering the evaporator and little air wet at the evaporator inlet
  • FIG. 6a is a Mollier diagram, which in relation to Figure 5, illustrates the differences in consumption between an air conditioning cycle of a subcritical fluid using very humid air at the inlet of the evaporator and a air conditioning using low humidity air at the evaporator inlet, and
  • FIG. 6b is a Mollier diagram, which in relation to Figure 5, illustrates the differences in consumption between an air conditioning cycle of a super-critical fluid using very humid air at the inlet of the evaporator and a air conditioning using low humidity air at the inlet of the evaporator.
  • Annex A contains the main mathematical equations used in the installation.
  • the air conditioning unit includes a closed refrigerant circuit.
  • the air conditioning apparatus also comprises a compressor 14, a cooling member 11, an expansion member 12 and an evaporator 13, traversed in this order by the refrigerant.
  • the circuit can also include an accumulator 17 placed between the outlet of the evaporator and the inlet of the compressor to avoid liquid blows.
  • the cooling member 11 receives an external air flow 16 to evacuate the heat taken from the passenger compartment, which under certain operating conditions is set in motion by a motor-fan unit 15.
  • the evaporator 13 receives an air flow from a blower 20 supplied by an external air flow 18 and produces a flow of conditioned air 21 which is sent to the passenger compartment of the vehicle.
  • the installation further comprises, upstream of the evaporator, an air inlet box, not shown, into which a quantity of fresh air comes from outside the vehicle and a quantity of recycled air coming from of the passenger compartment.
  • the ratio between the quantity of fresh air and the quantity of recycled air is fixed by an air inlet flap, the position of which is chosen according to the operating conditions of the air conditioning circuit.
  • the water contained in the air condenses under the effect of cooling and is deposited on the fins of the evaporator.
  • the evaporator can be combined with a vase to collect this water which forms on the fins of the evaporator.
  • the air conditioning circuit is traversed by a subcritical refrigerant, for example the refrigerant RI 34a.
  • a subcritical refrigerant for example the refrigerant RI 34a.
  • Such a fluid has a critical pressure higher than the pressure of the hot source.
  • the cooling member 11 is a condenser.
  • the expansion member may for example be a calibrated orifice or a thermostatic expansion valve.
  • the invention is not limited to air conditioning circuits operating with subcritical refrigerants fitted with a condenser type cooling device.
  • the air conditioning circuit may be traversed by a supercritical refrigerant, for example the CO2 refrigerant.
  • a supercritical refrigerant for example the CO2 refrigerant.
  • the high pressure at high temperature is higher than the critical pressure of the fluid.
  • FIG. 1b represents an air conditioning circuit operating with the supercritical fluid CO2.
  • the cooling member 11 is an external cooler ("gas cooler").
  • the expansion member 12 may for example be an electric valve type or a mechanical valve.
  • the circuit includes an evaporator 13, an accumulator 17 and a compressor 14 operating as described above.
  • the circuit also includes an internal heat exchanger 9.
  • the cooling of the fluid after compression does not cause a phase change.
  • the fluid does not go to the liquid state until the expansion.
  • the internal heat exchanger 9 makes it possible to cool very strongly, or even to liquefy the fluid leaving the external cooler 11.
  • FIG. 2 is a diagram showing the installation according to the invention implemented in a motor vehicle.
  • the vehicle is equipped with the air conditioning device 10 described with reference to FIG. La.
  • the installation is provided with an air conditioning computer 40, comprising a cabin regulator 41 and an air conditioning loop regulator 402.
  • the cabin regulator 41 is intended to set the air temperature setpoint. exterior 18 drawn from the inlet of evaporator 13.
  • the evaporator 11 and the blower 20 are located in the passenger compartment 202 and the other elements of the air conditioning unit 10 are located in the engine compartment 201.
  • the Applicant has developed a device capable of detecting humid air at the entrance of the evaporator and if necessary provide an estimate of the relative humidity ⁇ ae of the air at the inlet of the evaporator, from the value of the refrigerant flow rate m, of the value of the temperature T ae of the air flow drawn from the inlet of the evaporator and the temperature T as of the air flow blown out of the evaporator.
  • the Applicant proposes such a device capable of estimating the absolute humidity W ⁇ _, of the passenger compartment in order, in particular, to adjust the consumption of the air conditioning.
  • the cabin regulator 41 and the air conditioning unit 10 are connected to an electronic control device, for example an electronic card 401 for exchanging information.
  • the electronic card 401 is programmed to solve the equations for detecting wet spots and estimating the relative humidity of these spots.
  • the electronic card 401 can be arranged to transmit the information resulting from these estimates to the vehicle injection computer, when the vehicle is provided with it.
  • the electronic card 401 can be considered as an integral part of the air conditioning computer 40 of the vehicle.
  • the air conditioning loop regulator 402 It is linked to the air conditioning loop regulator 402, the latter having in particular the role of adapting the amount of heat taken from the passenger compartment, called cooling power, in order to reach the temperature set point for the air blown at the outlet of the evaporator or the interior sensor setpoint.
  • the electronic card can be connected to memory means comprising a first table with two inputs and an output.
  • the first table contains pre-calculated values of the relative air humidity ⁇ . These values are obtained from an equation relating the relative humidity of the air ⁇ to the temperature and the enthalpy of the air, and each corresponds to a given value of the temperature and the enthalpy of l 'air.
  • the memory means are provided by the air conditioning computer 40 and constitute a kind of mapping corresponding to the psychrometric diagram of humid air.
  • the electronic card can be programmed to implement the resolution of an equation relating the relative humidity of the air ⁇ to the temperature and the enthalpy of the air.
  • the memory means can comprise a second table with two inputs and an output, in which are stored pre-calculated values of the absolute humidity of the air W, as a function of value air temperature and air enthalpy.
  • the memory means can comprise a second table with two inputs and an output, in which are stored pre-calculated values of the absolute humidity of the air W, as a function of value air temperature and air enthalpy.
  • the electronic card can be programmed to implement the resolution of an equation relating the absolute humidity of the air W to the temperature and the enthalpy of the air.
  • the electronic card can therefore interact with the memory means or use the resolution of the equation to estimate the relative humidity ⁇ ae of the air at the inlet of the evaporator and the absolute humidity W of the passenger compartment. .
  • the description below will be made with reference to the first embodiment relating to the memory means.
  • the electronic card 401 interacts with the air conditioning device 10 via the links 30 and 31 to receive information from sensors, and in particular the values of the refrigerant flow rate m, of the temperature T ae of the air flow blown at l input of the evaporator and the temperature T_ of the air flow blown out of the evaporator. These values are transmitted to the electronic card via link 30.
  • the air conditioning installation according to the invention comprises a device for estimating the flow of refrigerant.
  • a device for estimating the flow of refrigerant has been described, for example, in French patent application No. 01 16568.
  • the cooling member is a condenser, which allows the use of a refrigerant under- critical, such as RI 34a refrigerant.
  • the device for estimating the refrigerant flow rate of French patent n ° 01 16568 includes measurement members making it possible to establish values relating to the temperature of the air flow outside the inlet of the condenser T aek and to the pressure HP of the refrigerant at the outlet of the compressor, called high pressure.
  • the electronic card is also part of this device and implements the equation in Appendix A1 to calculate an estimate of the refrigerant flow in the air conditioning circuit from the values of the temperature of the outside air flow blown at the inlet of the condenser T aek , and the pressure of the refrigerant at the outlet of the HP compressor. These values are provided by different sensors.
  • the relation of appendix A1 indicates that knowledge of the condensation temperature T k , the temperature of the outside air at the inlet of the condenser T aek and the constant A make it possible to estimate the mass flow rate m of the fluid refrigerant.
  • the device for estimating the refrigerant flow rate comprises two sensors for measuring the condensation temperature T k , and the temperature of the air outside the condenser input T aek .
  • the condensation temperature T k is linked to the high pressure by the law of saturation of the fluids.
  • the condensation temperature T k can be measured by a temperature probe placed at the inlet of the condenser directly within the refrigerant. This location is chosen such that the refrigerant is in a liquid / vapor mixture state, for example at the end of the first pass of the condenser if the latter contains 4 passes.
  • the condensation temperature T k can be measured indirectly.
  • the sensor 22 of FIG. 2 is used which measures the value of the high pressure HP at the outlet of the compressor.
  • the electronic card 401 will then calculate the value of the condensation temperature T k using the law of saturation of the fluids.
  • the sensor 22 which measures the instantaneous value of the high pressure HP can be placed at any suitable location between the outlet of the compressor and the inlet of the condenser or preferably between the outlet of the condenser and the inlet of the regulator.
  • the temperature T aek of the outside air at the inlet of the condenser 11 is measured a temperature probe 24 placed between the motor-fan unit 15 and the condenser 11.
  • the instantaneous value of the temperature T aek of the outside air at the inlet of the condenser 11 is calculated by the electronic card, on the basis of the instantaneous values of the forward speed Na of the vehicle and of the temperature of 1 outside the vehicle T ext .
  • the device of patent JP 2001-73941 can operate with an air conditioning circuit in which the cooling member is an external cooler ("gas cooler") and the refrigerant is the supercritical fluid CO2 (R744).
  • FIG. 3 is a flow diagram representing the steps implemented by the air conditioning installation according to the invention for detecting humid air at the inlet of the evaporator and estimating the relative humidity of the air.
  • step 100 the device for estimating the refrigerant flow rate estimates the refrigerant flow rate m in the circuit and supplies this estimate to the electronic card 401.
  • step 102 the air conditioning system estimates the temperature T ae of the air drawn from the inlet of the evaporator.
  • the installation for this includes first estimation means.
  • These first estimation means can be a temperature probe 25 placed at the inlet of the evaporator. This probe measures the instantaneous value of the temperature T ae of the air flow drawn from the inlet of the evaporator and supplies this value to the electronic card 401.
  • the first estimation means may include a temperature probe capable of supplying the value of the temperature of the outside air to the vehicle T ext .
  • the electronic card estimates the air temperature at the inlet of the evaporator T ae at from this value and from a predefined correction factor.
  • the first estimation means may comprise two probes measuring respectively the temperature of the outside air T ext and the temperature of the passenger compartment T hab of the vehicle. These values as well as the position of the air inlet flap of the air inlet box are transmitted to the electronic card 401. The latter then calculates an estimate of the temperature T ae of the air drawn at 1 ' entry of the evaporator from these values in accordance with the equation in Annex A2, where designates the proportion of outside air in the air inlet box. This value a is obtained from the position of the air flap of the air inlet box.
  • the air conditioning system estimates the temperature T as of the air blown out of the evaporator.
  • the installation therefore includes second estimation means.
  • these second estimation means comprise a temperature probe 26 placed at the outlet of the evaporator. This probe provides a direct measurement of the instantaneous value of the temperature T_ of the air blown out of the evaporator.
  • the electronic card calculates the enthalpy difference ⁇ H ev of the refrigerant between the inlet and the outlet of the evaporator.
  • the air conditioning circuit may include estimation means, for example pressure sensors capable of supplying a value relating to the high pressure HP, and a value relating to the pressure of the fluid entering the compressor, known as the low pressure. , and provide the electronic card with these values to calculate the enthalpy difference ⁇ H ev of the refrigerant between the inlet and the outlet of the evaporator.
  • FIG. 2 represents pressure sensors 22 and 23 respectively providing a measurement of the high pressure and the low pressure. Other measuring means can be used.
  • the electronic card 401 calculates an estimate of the refrigerating power P f supplied by the air conditioning from the value of the refrigerant flow rate m estimated in step 100, and the value of the difference of enthalpy estimated in step 102, according to the equation in Appendix A3.
  • the electronic card 401 calculates the sensitive power of the air P sense , from the value of the temperature T ae of the air drawn from the inlet of the evaporator, established at step 102, and of the temperature T as of the air blown at the outlet of the evaporator, established in step 104.
  • the electronic card 401 also receives information such as the forward speed of the vehicle N a , the voltage supply of the evaporator blower 20, the temperature of the outside air T ext and the position of the air inlet flap P voIet when this information is available. This last information makes it possible to determine the air flow rate Q air in the evaporator.
  • the equations of appendix A4 are implemented to carry out such a calculation of the sensitive power P sense .
  • step 110 the electronic card 401 compares the cooling power P f obtained in step 108 with the sensitive power P sense obtained in step 109.
  • Annex A5 is a table illustrating, in relation to the psychrometric diagram of the humid air of FIG. 4, the differences between the refrigerating power P f and the sensitive power according to the relative humidity of the air.
  • Figure 4 represents 3 particular points whose characteristic values are given in the table in appendix A5:
  • the electronic card detects moist air upstream of the evaporator when the cooling power P f is very large compared to the sensitive power P sense .
  • steps 112 to 118 are carried out to estimate the relative humidity ⁇ ae of the air drawn from the inlet of the evaporator.
  • this air has already passed through the evaporator, it has already been dried and contains practically no more water to condense.
  • the latent power is reduced, which decreases the power necessary for the compressor to maintain the level of heat comfort in the vehicle.
  • the electronic card 401 detects little humid air and then the management of the air intake flap of the air intake box is carried out by simply comparing the temperature of the passenger compartment of the vehicle T hab at the temperature of the air outside the vehicle T ⁇ ext-
  • Figure 4 shows that around the points of high relative humidity (around ⁇ > 60%), the lines of the same relative humidity approach each other, and therefore, at equal air temperature, a small difference in relative humidity between two very humid points results in a low air enthalpy difference between these points.
  • the lines of the same relative humidity are more spaced apart and consequently a small difference in relative humidity between two points with little humidity results in a greater difference in enthalpy of air.
  • the invention uses this small variation in the enthalpy of air between two very humid points to provide an estimate of the enthalpy of the blown air H as at the outlet of the evaporator.
  • the wetter the air upstream of the evaporator the more water is condensed, which means that the air leaving the evaporator is almost saturated with water.
  • the detection of moist air at the inlet of the evaporator in step 114 indicates that the air at the outlet of the evaporator is almost saturated with water and therefore makes it possible to estimate the enthalpy of the supply air H.
  • ⁇ 100%
  • the electronic card 401 transmits the value of the temperature T as of the blown air at the outlet of the evaporator, obtained in step 104, at the inlet of the first table of the memory means, as well as a value of the relative humidity of the air ⁇ as greater than or equal to 80% to calculate an estimate of the enthalpy of the air H ⁇ at the outlet of the evaporator.
  • the electronic card calculates the difference in air enthalpy ⁇ H air between the inlet and the outlet of the evaporator from the value of the cooling power P f estimated in step 108 and of the air flow in the evaporator.
  • the electronic card 401 determines the air flow rate Q air in the evaporator from the value of the forward speed V a of the vehicle, the supply voltage N p of the blower 20 of the evaporator, the outside air temperature T ext and of the position of the air inlet shutter P shutter when this information is available. This information can be provided by the vehicle's injection computer when fitted.
  • the equation linking the air flow Q air to these quantities is the subject of an abacus which is known during the aerolic study of the air conditioning unit.
  • the corresponding equations for calculating the difference in enthalpy of air are given in Annex A6.
  • step 116 the electronic card 401 uses the value of the enthalpy of F air H as at the outlet of the evaporator, estimated in step 112, and the value of the difference in air enthalpy ⁇ H air between the inlet and the outlet of the evaporator, calculated in step 114, to estimate the enthalpy of air H ae at the inlet of the evaporator, according to the equation in appendix A7.
  • step 118 the electronic card 401 transmits the values of the temperature T ae and of the enthalpy H ae of the air drawn from the inlet of the evaporator, respectively obtained in steps 102 and 116, to the inputs of the first table of memory means.
  • the first table of memory means then instantly supplies the relative humidity ⁇ ae of the air upstream of the evaporator.
  • FIGS. 5 and 6a show the influence of a high humidity of the air upstream of the evaporator on the consumption of the air conditioning for the subcritical refrigerant RI 34a.
  • FIG. 6a represents the air conditioning cycles corresponding respectively to the conditions of point A (curve in dotted lines) and point B (curve in solid lines), in the Mollier diagram, for the subcritical refrigerant RI 34a. It is observed that humid air (point A) at the inlet of the evaporator generates a higher high pressure than dry air, and consequently a higher power consumed by the air conditioning.
  • FIG. 6b represents the air conditioning cycles corresponding respectively to the conditions of point A (curve in dotted lines) and point B (curve in solid lines), in the Mollier diagram, for the super-critical refrigerant R744 (CO2 ).
  • the curve corresponding to humid air in dotted lines
  • the curve corresponding to dry air in solid lines
  • a higher air humidity in the case of a supercritical fluid also generates a higher high pressure, and consequently a higher power consumption by the air conditioning.
  • the humidity increases, the mass flow rate of refrigerant CO2 increases.
  • the temperature at the outlet of the external cooler 11 also increases, thereby generating greater pressure.
  • the electronic card can calculate the absolute humidity W as of the air at the outlet of the evaporator, which represents the quantity of water contained in the air blown outside the evaporator.
  • the electronic card 401 transmits the value of the enthalpy of the blown air at the outlet of the evaporator H_ obtained in step 118 and the value of the temperature at the inlet of the evaporator T_ at the inlet from the second memory means table, which instantaneously supplies as an output the value of the absolute humidity W as of the air at the outlet of the evaporator.
  • This estimate of the absolute humidity W_ of the air at the outlet of the evaporator makes it possible to predict the evolution of the absolute humidity of the passenger compartment over time.
  • the equation in appendix A8-1 represents the water balance of the passenger compartment.
  • the mass of air in the passenger compartment corresponds to M ah
  • the flow of air blown at the outlet of the evaporator corresponds to Q a ⁇ r
  • the flow of water evaporated by the passengers corresponds to M water .
  • This equation links the absolute humidity of the passenger compartment W ⁇ to the humidity of the air at the outlet of the evaporator W ⁇ .
  • Equation in appendix A8-2 shows that, if the outside air is humid, then the humidity management in the passenger compartment is done by imposing a temperature level at the outlet of the evaporator.
  • This detection of the air humidity in the passenger compartment makes it possible to adjust certain control parameters, depending on the risk of fogging at low temperature. For example, in air recirculation mode, it is possible to adjust the proportion of recycled air relative to the proportion of outside air to avoid fogging and minimize the consumption of air conditioning.
  • the equation in appendix A8-3 is an example illustrating an application of the device of the invention by optimizing the operation of the air conditioning.
  • the equation in appendix A8-3 corresponds to an operation of the air conditioning with recycled air.
  • the outside air temperature T ext is low (around 10 °)
  • the air conditioning is not in operation
  • the vehicle is carrying 4 passengers and the recirculation flap is closed (for example for because of pollution).
  • the flow of water evaporated by the passengers M water is therefore high and the humidity of the passenger compartment varies little (dW hab / 3t is negligible).
  • the equation in appendix A8-3 is therefore obtained from equation A8-1, according to these conditions.
  • the air conditioning blows late and at a temperature close to 0 ° C, which strongly dries the air.
  • the device of the invention makes it possible to detect this situation in order to start the air conditioning earlier and at a temperature of around 5 ° C.
  • the device of the invention consumes less power to provide this temperature of 5 ° C than those of the prior art to provide a temperature of 0 ° C.

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Abstract

L'invention propose une installation de climatisation pour véhicule à moteur munie d'un circuit de climatisation (10) et d'un dispositif électronique de contrôle (401). L'installation comprend en outre un dispositif d'estimation du débit massique du fluide frigorigène dans le circuit, des premiers moyens d'estimation (25) propres à fournir une valeur relative à la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur, des deuxièmes moyens d'estimation (26) propres à fournir une valeur relative à la température de l'air à la sortie de l'évaporateur (13). Le dispositif électronique de contrôle est apte à détecter un air humide à l'entrée de l'évaporateur (13) à partir de la valeur fournie par le dispositif d'estimation du débit massique du fluide frigorigène, et les valeurs fournies par les premier et les deuxièmes moyens d'estimation.

Description

Installation de climatisation munie d'un dispositif de détection et d'estimation de l'humidité de l'air
L'invention concerne les circuits de climatisation, notamment pour véhicules à moteur.
Une boucle de climatisation classique comporte un compresseur, un organe de refroidissement, un organe de détente et un évaporateur parcourus, dans cet ordre, par un fluide frigorigène. L'évaporateur reçoit un flux d'air d'un pulseur alimenté par un flux d'air extérieur pour produire un flux d'air climatisé qui est envoyé dans le local à refroidir. La vaporisation du fluide frigorigène dans l'évaporateur est obtenue en prélevant de la chaleur au fluide d'air reçu, produisant ainsi le flux d'air climatisé.
Dans les boucles de climatisation pour véhicule à moteur, la puissance absorbée par le compresseur est utilisée pour produire le flux d'air climatisé (puissance sensible) mais aussi pour condenser l'eau contenue dans le flux d'air extérieur reçu par l'évaporateur (puissance latente). L'humidité du flux d'air reçu par l'évaporateur peut donc augmenter la puissance consommée par la climatisation. Il est donc souhaitable d'estimer cette humidité pour ajuster la consommation du circuit de climatisation.
Par ailleurs, ce contrôle de l'humidité doit tenir compte du confort de l'habitacle. L'humidité de l'habitacle, tout comme la température de l'habitacle, peut être responsable de la sensation de confort ou d'inconfort des passagers. En effet, une température élevée s'accompagne d'une humidité absolue de l'air importante, qui au-delà d'un certain seuil, devient incommodante. De même, une humidité trop faible n' est pas propice au confort des passagers. Par suite, l'humidité du flux d'air dans l'habitacle doit être contrôlée pour être maintenue dans un intervalle prédéterminé.
La connaissance de l'humidité du flux d'air soufflé à l'entrée de l'évaporateur peut permettre d'ajuster le fonctionnement du circuit de climatisation pour réduire la puissance consommée par la climatisation et conserver des conditions de confort acceptables. Dans des réalisations existantes, on utilise des capteurs d'humidité placés dans l'appareil de climatisation afin d'évaluer l'humidité du flux d'air reçu par l'évaporateur et/ou l'humidité de l'air dans l'habitacle. Ces capteurs mesurent l'humidité relative de l'air, qui correspond au rapport, exprimé en pourcentage, entre la masse d'eau contenue dans l'air et la masse d'eau que contiendrait le même volume d'air, dans les mêmes conditions, s'il était saturé d'eau. Mais de tels capteurs ont l'inconvénient d'avoir une durée de vie faible ' et d'augmenter le coût de l'installation.
Dans d'autres réalisations, on estime l'humidité relative du flux d'air soufflé à l'entrée de l'évaporateur à partir d'une mesure de la température de ce flux d'air, de la température du fluide frigorigène dans une zone de l'évaporateur, et de la température du flux d'air soufflé en sortie de 1 ' évaporateur. Cependant, la température du fluide frigorigène varie en fonction du point de mesure choisi dans la zone de l'évaporateur, et par suite l'estimation de l'humidité relative est peu précise.
Dans d'autres réalisations encore, l'estimation de l'humidité relative du flux d'air soufflé à l'entrée de l'évaporateur est réalisée à partir d'une mesure de la température de ce flux d'air, et d'une mesure de la température en un point de la canalisation du circuit de climatisation, situé au voisinage et en amont de l'évaporateur. Cette deuxième mesure est obtenue par l 'utilisation d' un conducteur de chaleur raccordé à la canalisation au voisinage et en amont de l'évaporateur et d'une sonde de température fixée sur ce conducteur. De telles réalisations nécessitent un agencement particulier pour raccorder le conducteur de chaleur. Déplus, elles utilisent trois capteurs de température en plus des capteurs installés dans les circuits de climatisations classiques et fournissent une estimation de l'humidité relative du flux d'air soufflé à l'entrée de l'évaporateur après un temps de mise en route.
Le but de l'invention est de fournir une installation de climatisation capable de détecter un air humide en amont de l'évaporateur et d'estimer l'humidité relative de ce flux d'air par des moyens simples et économiques.
C'est encore un but de la présente invention de fournir une telle installation n'utilisant pas d'autres capteurs de température que ceux qui se trouvent sur les installations de climatisations classiques. Un autre but de l'invention est de fournir une telle installation capable de prédire l'évolution de l'humidité absolue de l'habitacle à partir de cette estimation de l'humidité relative du flux d'air en amont de l'évaporateur à un instant donné.
L'invention propose à cet effet une installation de climatisation pour véhicule à moteur munie d'un circuit de fluide frigorigène comprenant un compresseur, un organe de refroidissement, un organe de détente et un évaporateur, ce dernier recevant en entrée un flux d'air provenant d'un pulseur pour produire en sortie un flux d'air climatisé. L'installation comporte en outre un dispositif électronique destiné à interagir avec le circuit de fluide frigorigène. Avantageusement, l'installation comprend :
- un dispositif d'estimation du débit massique du fluide frigorigène dans le circuit,
- des premiers moyens d' estimation propres à fovrnir une valeur relative à la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur,
- des deuxièmes moyens d'estimation propres à fournir une valeur relative à la température de l'air à la sortie de l'évaporateur, le dispositif électronique de contrôle étant apte à détecter un air humide à l'entrée de l'évaporateur à partir de la valeur fournie par le dispositif d' estimation du débit massique du fluide frigorigène, et des valeurs fournies par les premier et les deuxièmes moyens d'estimation.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif électronique de contrôle est apte à réagir à la détection d'un air humide à l'entrée de l'évaporateur en estimant l'humidité relative de l'air à l'entrée de l'évaporateur à partir de la valeur foiirnie par le dispositif d'estimation du débit massique du fluide frigorigène et des valeurs fournies par les premiers et les deuxièmes moyens d'estimation.
L'installation est agencée pour fournir une estimation de la puissance frigorifique et une estimation de la puissance sensible de l'air dans l'évaporateur tandis que le dispositif électronique de contrôle est capable de détecter un air humide à l'entrée de l'évaporateur en comparant ladite estimation de la puissance frigorifique à l'estimation de la puissance sensible de l'air.
En particulier, le dispositif électronique de contrôle est apte à estimer la puissance frigorifique à partir de la valeur de la différence d'enthalpie du fluide frigorigène entre l'entrée et la sortie de l'évaporateur et de la valeur fournie par le dispositif d'estimation du débit massique du fluide frigorigène.
L'installation comporte en outre des moyens d'estimation propres à fournir :
- une valeur relative à la pression du fluide en sortie du compresseur et
- une valeur relative à la pression du fluide en entrée du compresseur, le dispositif électronique étant apte à calculer la différence d'enthalpie du fluide entre l'entrée et la sortie de l'évaporateur à partir des valeurs fournies par ces moyens d'estimation.
En complément, le dispositif électronique de contrôle est apte à estimer la puissance sensible de l'air dans l'évaporateur à partir des valeurs fournies par les premiers et deuxièmes moyens d ' estimation et de la valeur du débit massique d' air dans 1 ' évaporateur.
L'installation comprend avantageusement une sonde de température propre à fournir la température de l'air extérieur au véhicule tandis que le dispositif électronique de contrôlé est apte à estimer la valeur du débit massique d'air dans l'évaporateur à partir de la position du pulseur, de la vitesse d'avancement du véhicule et de la température de l'air extérieur au véhicule.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'installation comprend des moyens de mémoire ayant une première table à deux entrées et à une sortie, cette table étant remplie en fonction de données préalables sur la relation entre l'humidité relative de l'air, la température de l'air et l'enthalpie de l'air.
En particulier, la première table est apte à fournir une estimation de l'enthalpie de l'air à la sortie de l'évaporateur à partir de la valeur fournie par les deuxièmes moyens d'estimation et d'une valeur d'humidité relative de l'air en sortie de l'évaporateur supérieure ou égale à 80%.
Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif électronique de contrôle est apte à mettre en oeuvre la résolution d'une équation pour calculer une estimation de l'enthalpie de l'air à la sortie de l'évaporateur à partir de la valeur fournie par les deuxièmes moyens d'estimation et d'une valeur d'humidité relative de l'air en sortie de l'évaporateur supérieure ou égale à 80%.
Selon ces modes de réalisation, le dispositif électronique de contrôle est apte à fournir une estimation de l'enthalpie de l'air à l'entrée de l'évaporateur à partir de la valeur de l'enthalpie de l'air à la sortie de l'évaporateur et de la valeur de la puissance frigorifique.
Selon le premier mode de réalisation, la première table est propre à fo tirnir instantanément une estimation de l'humidité relative de l'air à l'entrée de l'évaporateur à partir de l'estimation de l'enthalpie de l'air à l'entrée de l'évaporateur et de la valeur fournie par les premiers moyens d'estimation.
Selon le deuxième mode de réalisation, le dispositif électronique de contrôle est apte à mettre en oeuvre la résolution d'une équation pour estimer l'humidité relative de l'air à l'entrée de l'évaporateur à partir de l'estimation de l'enthalpie de l'air à l'entrée de l'évaporateur et de la valeur fournie par les premiers moyens d'estimation.
En complément, selon le premier mode de réalisation, les moyens de mémoire peuvent comprendre une deuxième table à deux entrées et à une sortie, cette table étant remplie en fonction de données préalables sur la relation entre l'humidité absolue de l'air, la température de l'air et l'enthalpie de l'air, et la deuxième table est apte à fournir la valeur de l'humidité absolue de l'air à la sortie de l'évaporateur à partir de la valeur de l'enthalpie de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur fournie par la première table et de la valeur de la température à l'entrée de l'évaporateur.
En variante, le dispositif électronique de contrôle est apte à mettre en oeuvre la résolution d'une équation liant l'humidité absolue de l'air, la température de l'air et l'enthalpie de l'air, pour calculer une estimation de la valeur de l'humidité absolue de l'air à la sortie de 1 ' évaporateur à partir de la valeur de 1 ' enthalpie de 1 ' air soufflé à la sortie de 1 ' évaporateur et de la valeur de la température à l'entrée de l'évaporateur.
Le dispositif électronique de contrôle est alors apte à mettre en oeuvre la résolution d'une équation liant la valeur de l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle et la valeur de l'humidité absolue de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur à un instant donné, pour prévoir l'évolution de l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle en fonction de l'humidité absolue de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de refroidissement est un condenseur et le dispositif d'estimation du débit massique du fluide frigorigène comprend des moyens d'estimation propres à fournir :
- une valeur relative à la pression du fluide en sortie du compresseur, et - une valeur relative à la température du flux d'air extérieur à l'entrée du condenseur, tandis que le dispositif électronique de contrôle est apte à estimer la valeur du débit massique du fluide frigorigène à partir des valeurs fournies par les moyens d'estimation.
Les premiers moyens d'estimation comprennent une sonde de température propre à fournir la valeur de la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur, placée en amont de l'évaporateur.
En variante, les premiers moyens d'estimation peuvent comprendre une sonde de température propre à fournir la valeur de la température de l'air à l'extérieur du véhicule et en ce que le dispositif électronique de contrôle est apte à estimer la température de l' air à l'entrée de l'évaporateur à partir de cette valeur et d'un facteur de correction prédéfini.
En variante, 1 ' installation peut comporter un volet d' entrée d' air en amont de 1 ' évaporateur à position variable pour permettre le mélange d' air extérieur au véhicule et d' air repris dans l'habitacle du véhicule, et en ce que les premiers moyens d'estimation comprennent deux sondes de température propres à fournir une mesure de la température du flux d'air extérieur au véhicule et une mesure de 'la température de l'habitacle, le dispositif électronique de contrôle étant apte à estimer la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur à partir de ces valeurs et de la position du volet d'entrée d'air.
Les deuxièmes moyens d'estimation comprennent une sonde de température propre à fournir la valeur de la température de l'air en sortie de l'évaporateur, placée à la sortie de l'évaporateur. En variante, l'installation comprend une bouche d'aération reliée à l'évaporateur par un conduit d'aération pour recevoir le flux d'air climatisé produit, et les deuxièmes moyens d'estimation comprennent une sonde de température placée sur ledit conduit d'aération, le dispositif électronique de contrôle étant apte à estimer la température de l'air en sortie de l'évaporateur àpartir de la température mesurée par ladite sonde de température et d'un facteur de correction prédéfini.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels: — la figure la est une vue d'ensemble d'un dispositif de climatisation installé à bord d'un véhicule, pour un fluide frigorigène sous-critique
- la figure 1 b est un schéma d'un circuit de climatisation pour un fluide frigorigène supercritique,
- la figure 2 est un schéma d'une installation de véhicule automobile à moteur, munie du dispositif de contrôle selon l'invention,
- la figure 3 est un organigramme illustrant les différentes étapes réalisées par l'installation, selon l'invention, pour détecter un air humide à l'entrée de l'évaporateur et estimer l'humidité relative de l'air,
- la figure 4 représente un exemple de diagramme psychrométrique de l'air humide, — la figure 5 est un autre exemple de diagramme psyclirométrique de l'air humide montrant les différences entre un air très humide en entrée de l'évaporateur et un air peu humide en entrée de l'évaporateur,
- la figure 6a est un diagramme de Mollier, qui en relation avec la figure 5, illustre les différences de consommation entre un cycle de climatisation d'un fluide sous-critique utilisant un air très humide en entrée de l'évaporateur et un cycle de climatisation utilisant un air peu humide en entrée de l'évaporateur, et
- la figure 6b est un diagramme de Mollier, qui en relation avec la figure 5, illustre les différences de consommation entre un cycle de climatisation d'un fluide super-critique utilisant un air très humide en entrée de l'évaporateur et un cycle de climatisation utilisant un air peu humide en entrée de l'évaporateur.
L' annexe A comporte les équations mathématiques principales utilisées dans l'installation. On se réfère tout d'abord à la figure la qui représente une vue d'ensemble d'un appareil de climatisation intégré à un véhicule. L'appareil de climatisation comprend un circuit fermé de fluide frigorigène. L'appareil de climatisation comprend également un compresseur 14, un organe de refroidissement 11, un organe de détente 12 et un évaporateur 13, parcourus dans cet ordre par le fluide frigorigène. Le circuit peut également comporter un accumulateur 17 placé entre la sortie de l'évaporateur et l'entrée du compresseur pour éviter les coups de liquide.
L'organe de refroidissement 11 reçoit un flux d'air extérieur 16 pour évacuer la chaleur prélevée dans l'habitacle, qui dans certaines conditions de fonctionnement est mis en mouvement par un groupe moto- ventilateur 15.
L'évaporateur 13 reçoit un flux d'air d'un pulseur 20 alimenté par un flux d'air extérieur 18 et produit un flux d'air climatisé 21 qui est envoyé vers l'habitacle du véhicule.
L'installation comprend, en outre, en amont de l'évaporateur une boîte d'entrée d'air, non représentée, dans laquelle arrive une quantité d'air neuf provenant de l'extérieur du véhicule et une quantité d'air recyclé provenant de l'habitacle. Le rapport entre la quantité d'air neuf et la quantité d'air recyclé est fixé par un volet d'entrée d'air dont la position est choisie en fonction des conditions de fonctionnement du circuit de climatisation.
L'eau contenue dans l'air se condense sous l'effet du refroidissement et vient se déposer sur les ailettes de l'évaporateur. L'évaporateur peut être assorti d'un vase pour recueillir cette eau qui se forme sur les ailettes de l'évaporateur.
Dans l'exemple de la figure la, le circuit de climatisation est parcouru par un fluide frigorigène sous-critique, par exemple le fluide frigorigène RI 34a. Un tel fluide a une pression critique supérieure à la pression de la source chaude. Dans les circuits de climatisation utilisant de tels fluides, comme celui représenté sur la figure 1, l'organe de refroidissement 11 est un condenseur . L'organe de détente peut être par exemple un orifice calibré ou un détendeur thermostatique.
Toutefois, l'invention n'est pas limitée à des circuits de climatisation fonctionnant avec des fluides frigorigènes sous-critiques et munis d'un organe de refroidissement du type condenseur.
En particulier, le circuit de climatisation peut-être parcouru par un fluide frigorigène supercritique, par exemple le fluide frigorigène CO2. Pour les fluides supercritiques, la haute pression à forte température est supérieure à la pression critique du fluide. La figure lb représente un circuit de climatisation fonctionnant avec le fluide supercritique CO2. Dans un tel circuit, l'organe de refroidissement 11 est un refroidisseur externe ("gas cooler"). L'organe de détente 12 peut être par exemple une type vanne électrique ou une vanne mécanique. Le circuit comporte un évaporateur 13, un accumulateur 17 et un compresseur 14 fonctionnant tel que décrit ci-avant. Le circuit comporte en outre un échangeur thermique interne 9.
Dans les circuits de climatisation utilisant un fluide supercritique, le refroidissement du fluide après compression n' entraîne pas de changement de phase. Le fluide ne passe à l'état liquide qu'au cours de la détente. L'échangeur thermique interne 9 permet de refroidir très fortement, voire de liquéfier le fluide sortant du refroidisseur externe 11.
Dans la suite, la description sera faite en référence au circuit de climatisation de la figure 1 fonctionnant avec un fluide sous-critique tel que le RI 34a, à titre d'exemple non limitatif.
La figure 2 est un schéma représentant l'installation selon l'invention mise en place dans un véhicule automobile. Le véhicule est équipé de l'appareil de climatisation 10 décrit en référence à la figure la. De plus, l'installation est munie d'un calculateur de climatisation 40, comprenant un régulateur d'habitacle 41 et un régulateur de boucle de climatisation 402. Le régulateur d'habitacle 41 est destiné à fixer la consigne de température de l'air extérieur 18 puisé à l'entrée de l'évaporateur 13.
L'évaporateur 11 ainsi que le pulseur 20 sont situés dans le compartiment habitacle 202 et les autres éléments de l'appareil de climatisation 10 sont situés dans le compartiment moteur 201.
La Demanderesse a mis au point un dispositif capable de détecter un air humide à l'entrée de l'évaporateur et le cas échéant de fournir une estimation de l'humidité relative φae de l'air à l'entrée de l'évaporateur, à partir de la valeur du débit de fluide frigorigène m, de la valeur de la température Tae du flux d'air puisé à l'entrée de l'évaporateur et de la température Tas du flux d'air soufflé en sortie de l'évaporateur.
En complément, la Demanderesse propose un tel dispositif capable d'estimer l'humidité absolue Wι_, de l'habitacle afin, notamment, d'ajuster la consommation de la climatisation.
Pour cela, le régulateur de l'habitacle 41 et l'appareil de climatisation 10 sont reliés à un dispositif électronique de contrôle, par exemple une carte électronique 401 pour un échange d'informations.
La carte électronique 401 est programmée pour résoudre les équations permettant de détecter les points humides et d'estimer l'humidité relative de ces points.
La carte électronique 401 peut être agencée pour transmettre les informations qui résultent de ces estimations au calculateur d'injection du véhicule, lorsque le véhicule en est muni.
La carte électronique 401 peut-être considérée comme partie intégrante du calculateur de climatisation 40 du véhicule.
Elle est en liaison avec le régulateur de boucle de climatisation 402, ce dernier ayant notamment le rôle d'adapter la quantité de chaleur prélevée dans l'habitacle, dite puissance frigorifique, pour atteindre la consigne de température d'air soufflé à la sortie de l'évaporateur ou la consigne de la sonde de l'habitacle.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la carte électronique peut être reliée à des moyens de mémoire comprenant une première table à deux entrées et à une sortie. La première table comporte des valeurs pré-calculées de l'humidité relative de l'air φ. Ces valeurs sont obtenues à partir d'une équation liant l'humidité relative de l'air φ à la température et à l'enthalpie de l'air, et correspondent chacune à une valeur donnée de la température et de l'enthalpie de l'air. Les moyens de mémoire sont fournis par le calculateur de climatisation 40 et constituent une sorte de cartographie correspondant au diagramme psychrométrique de l'air humide.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la carte électronique peut être programmée pour mettre en oeuvre la résolution d'une équation liant l'humidité relative de l'air φ à la température et à l'enthalpie de l'air.
En complément, selon le premier mode de réalisation, les moyens de mémoire peuvent comprendre une deuxième table à deux entrées et une sortie, dans laquelle sont stockées des valeurs pré-calculées de l'humidité absolue de l'air W, en fonction de valeur de la température de l'air et de l'enthalpie de l'air. La description qui suit se référera à ce mode de réalisation.
En variante, selon le deuxième mode de réalisation, la carte électronique peut être programmée pour mettre en oeuvre la résolution d'une équation liant l'humidité absolue de l'air W à la température et à l'enthalpie de l'air.
La carte électronique peut donc interagir avec les moyens de mémoire ou mettre en oeuvre la résolution d'équation pour estimer l'humidité relative φae de l'air à l'entrée de l'évaporateur et l'humidité absolue W de l'habitacle. La description ci-après sera faite en référence au premier mode de réalisation relatif aux moyens de mémoire.
La carte électronique 401 interagit avec l'appareil de climatisation 10 par les liaisons 30 et 31 pour recevoir des informations provenant de capteurs, et notamment les valeurs du débit de fluide frigorigène m, de la température Tae du flux d'air soufflé à l'entrée de l'évaporateur et de la température T_ du flux d'air soufflé en sortie de l'évaporateur. Ces valeurs sont transmises à la carte électronique via la liaison 30.
En complément, l'installation de climatisation selon l'invention comprend un dispositif d' estimation du débit de fluide frigorigène. Un tel dispositif a été décrit, par exemple, dans la demande de brevet français n°01 16568. Dans un tel dispositif, l'organe de refroidissement est un condenseur, ce qui permet l'utilisation d' un fluide frigorigène sous- critique, tel que le fluide frigorigène RI 34a. Le dispositif d'estimation du débit de fluide frigorigène du brevet français n°01 16568 comprend des organes de mesures permettant d'établir des valeurs relatives à la température du flux d'air extérieur à l'entrée du condenseur Taek et à la pression HP du fluide frigorigène en sortie du compresseur, dite haute pression. La carte électronique fait également partie de ce dispositif et met en oeuvre l'équation de l'annexe Al pour calculer une estimation du débit de fluide frigorigène dans le circuit de climatisation à partir des valeurs de la température du flux d'air extérieur soufflé à l'entrée du condenseur Taek, et de la pression du fluide frigorigène en sortie du compresseur HP. Ces valeurs sont fournies par différents capteurs.
La relation de l'annexe Al indique que la connaissance de la température de condensation Tk, de la température de l'air extérieur à l'entrée du condenseur Taek et de la constante A permettent d'estimer le débit massique m du fluide frigorigène.
Dans un mode de réalisation particulier de la demande de brevet français n°01 16568, le dispositif d'estimation du débit de fluide frigorigène comprend deux capteurs pour mesurer la température de condensation Tk, et la température de l'air extérieur à l'entrée du condenseur Taek. La température de condensation Tk est liée à la haute pression par la loi de saturation des fluides.
La température de condensation Tk peut être mesurée par une sonde de température placée à l'entrée du condenseur directement au sein du fluide frigorigène. Cet emplacement est choisi tel que le fluide frigorigène soit dans un état de mélange liquide /vapeur, par exemple à la fin de la première passe du condenseur si ce dernier contient 4 passes.
En variante, la température condensation Tk peut-être mesurée indirectement. Pour cela, on utilise le capteur 22 de la figure 2 qui mesure la valeur de la haute pression HP en sortie du compresseur. La carte électronique 401 calculera alors la valeur de la température de condensation Tk en utilisant la loi de saturation des fluides. Le capteur 22 qui mesure la valeur instantanée de la haute pression HP peut-être placé à tout endroit approprié entre la sortie du compresseur et l'entrée du condenseur ou de préférence entre la sortie du condenseur et l'entrée du détendeur. En référence à la figure 2, la température Taek de l'air extérieur à l'entrée du condenseur 11 est mesurée une sonde de température 24 placée entre le groupe moto-ventilateur 15 et le condenseur 11.
En variante, la valeur instantanée de la température Taek de l'air extérieur à l'entrée du condenseur 11 est calculée par la carte électronique, à partir des valeurs instantanées de la vitesse d' avancement Na du véhicule et de la température de 1 ' air extérieur au véhicule Text.
D'autres dispositifs d'estimation du fluide frigorigène, fonctionnant pour tout type de fluide frigorigène et pour tout type d'organe de refroidissement, peuvent être utilisés. Par exemple, le dispositif du brevet JP 2001-73941 peut fonctionner avec un circuit de climatisation dans lequel l'organe de refroidissement est un refroidisseur externe ("gas cooler") et le fluide frigorigène est le fluide supercritique CO2 (R744).
La figure 3 est un organigramme représentant les étapes mises en oeuvre par l'installation de climatisation selon l'invention pour détecter un air humide à l'entrée de l'évaporateur et estimer l'humidité relative de l'air.
A l'étape 100, le dispositif d'estimation du débit de fluide frigorigène estime le débit de fluide frigorigène m dans le circuit et fournit cette estimation à la carte électronique 401.
A l'étape 102, l'installation de climatisation estime la température Tae de l'air puisé à l'entrée de l'évaporateur. Selon une caractéristique de l'invention, l'installation comprend pour cela des premiers moyens d'estimation.
Ces premiers moyens d'estimation peuvent être une sonde de température 25 placée à l'entrée de l'évaporateur. Cette sonde mesuré la valeur instantanée de la température Tae du flux d'air puisé à l'entrée de l'évaporateur et fournit cette valeur à la carte électronique 401.
En variante, les premiers moyens d'estimation peuvent comprendre une sonde de température propre à fournir la valeur de la température de l'air extérieur au véhicule Text. La carte électronique estime alors la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur Tae à partir de cette valeur et d'un facteur de correction prédéfini.
Selon une autre variante, les premiers moyens d'estimation peuvent comprendre deux sondes mesurant respectivement la température de l'air extérieur Text et la température de l'habitacle Thab du véhicule. Ces valeurs ainsi que la position du volet d'entrée d'air de la boîte d'entrée d'air sont transmises à la carte électronique 401. Cette dernière calcule alors une estimation de la température Tae de 1 ' air puisé à 1 ' entrée de 1 ' évaporateur à partir de ces valeurs conformément à l'équation de l'annexe A2, où désigne la proportion d'air extérieur dans la boîte d'entrée d'air. Cette valeur a est obtenue à partir de la position du volet d'air de la boîte d'entrée d'air.
A l'étape 104, l'installation de climatisation estime la température Tas de l'air soufflé en sortie de l'évaporateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installation comprend pour cela des deuxièmes moyens d'estimation. En particulier, ces deuxièmes moyens d'estimation comprennent une sonde 26 de température placée en sortie de l'évaporateur. Cette sonde fournit une mesure directe de la valeur instantanée de la température T_ de l'air soufflé en sortie de l'évaporateur.
A l'étape 106, la carte électronique calcule la différence d'enthalpie ΔHev du fluide frigorigène entre 1 ' entrée et la sortie de 1 ' évaporateur. Pour cela, le circuit de climatisation peut comporter des moyens d'estimation, par exemple des capteurs de pression propres à fournir une valeur relative à la haute pression HP, et une valeur relative à la pression du fluide en entrée du compresseur, dite basse pression, et fournir à la carte électronique ces valeurs pour calculer la différence d'enthalpie ΔHev du fluide frigorigèrie entre l'entrée et la sortie de l'évaporateur.
Dans la variante de réalisation où le dispositif d'estimation du fluide frigorigène est celui décrit dans la demande de brevet français n°01 16568, notamment pour estimer la puissance consommée par le compresseur, de tels moyens d'estimation sont déjà mis en place. La figure 2 représente des capteurs de pression 22 et 23 fournissant respectivement une mesure de la haute pression et de la basse pression. D'autres rr oyens de mesure peuvent être utilisés. A l'étape 108, la carte électronique 401 calcule une estimation de la puissance frigorifique Pf fournie par la climatisation à partir de la valeur du débit de fluide frigorigène m estimée à l'étape 100, et de la valeur de la différence d'enthalpie estimée à l'étape 102, selon l'équation de l'annexe A3.
Parallèlement, àl'étape 109, la carte électronique 401 calcule la puissance sensible de l'air Psens, à partir de la valeur de la température Tae de l'air puisé à l'entrée de l'évaporateur, établie à l'étape 102, et de la température Tas de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur, établie àl'étape 104. La carte électronique 401 reçoit également des informations telles que la vitesse d'avancement du véhicule Na, la tension d'alimentation du pulseur 20 de 1 ' évaporateur, la température de 1 ' air extérieur Text et la position du volet d'entrée d'air PvoIet lorsque cette information est disponible. Ces dernières informations permettent de déterminer le débit d'air Qair dans l'évaporateur. Les équations de l'annexe A4 sont mises en oeuvre pour effectuer un tel calcul de la puissance sensible Psens.
A l'étape 110, la carte électronique 401 compare la puissance frigorifique Pf obtenue à l'étape 108 à la puissance sensible Psens obtenue à l'étape 109.
L'annexe A5 est un tableau illustrant, en relation avec le diagramme psychrométrique de l'air humide de la figure 4, les écarts entre la puissance frigorifique Pf et la puissance sensible selon l'humidité relative de l'air. La figure 4 représente 3 points particuliers dont les valeurs caractéristiques sont données dans le tableau de l'annexe A5:
- le point 1 correspond à un air très humide (φ=90%) qui subit une forte condensation dans l'évaporateur. Sa puissance latente est très élevée (2570 W). L'écart entre la puissance frigorifique et la puissance sensible est donc très important;
- le point 2 correspond à un air humide (φ=60%) qui subit une condensation moins importante dans l'évaporateur. Sapuissanc'e latente est également élevée (1372 W). L'écart entre la puissance frigorifique et la puissance sensible est important;
- le point 3 correspond à un air sec (φ=25%) qui subit une très faible condensation dans l'évaporateur. Sa puissance latente est donc faible (5 W). L'écart entre la puissance frigorifique et la puissance sensible est faible.
Ainsi, un air très chargé en humidité engendre une puissance latente importante et dans ce cas la puissance frigorifique Pf est très grande devant la puissance sensible Pseπs. Inversement un air peu humide ou sec a une puissance frigorifique Pf légèrement supérieure à la puissance sensible Psens.
Par suite, la carte électronique détecte un air humide en amont de l'évaporateur lorsque la puissance frigorifique Pf est très grande devant la puissance sensible Psens. Dans ce cas, les étapes 112 à 118 sont réalisées pour estimer l'humidité relative φae de l'air puisé à l'entrée de l'évaporateur. On peut alors réduire la consommation de la climatisation en fermant le volet d'entrée d'air. En effet, en fermant ce volet, on oblige le pulseur à prélever tout ou une partie de l'air à l'intérieur de l'habitacle. Comme cet air a déjà traversé l'évaporateur, il a déjà été asséché et ne contient pratiquement plus d'eau à condenser. Par suite, la puissance latente est réduite, ce qui diminue la puissance nécessaire au compresseur pour maintenir le niveau de confort calorifique dans le véhicule.
Dans le cas contraire, la carte électronique 401 détecte un air peu humide et alors la gestion du volet d'entrée d'air de la boîte d'entrée d'air est effectuer en comparant simplement la température de l'habitacle du véhicule Thab à la température de l'air extérieur au véhicule T ± ext-
La figure 4 montre qu'autour des points de forte humidité relative (environ φ > 60%), les lignes de même humidité relative se rapprochent, et par suite, à égale température d'air, une petite différence d'humidité relative entre deux points très humide entraîne une différence d'enthalpie d'air faible entre ces points. En revanche, autour des points de faible humidité relative, les lignes de même humidité relative sont plus espacées et par suite une petite différence d'humidité relative entre deux points peu humides entraîne une différence d'enthalpie d'air plus importante.
»
L'invention utilise cette faible variation de l'enthalpie d'air entre deux points très humides pour fournir une estimation de l'enthalpie de l'air soufflé Has en sortie de l'évaporateur. En effet, plus l'air en amont de l'évaporateur est humide, plus il y a de condensation d'eau, ce qui signifie que l'air en sortie de l'évaporateur est presque saturé d'eau. Ainsi, la détection d'un air humide à l'entrée de l'évaporateur à l'étape 114 indique que l'air en sortie de l'évaporateur est presque saturé d'eau et permet donc d'estimer l'enthalpie de l'air soufflé H.,, en sortie de l'évaporateur sur une courbe d'humidité relative supérieure ou égale à 80%. Plus on s'approche de la courbe de saturation (φ=100%), plus la précision de l'estimation est fine.
Ainsi, à l'étape 118, la carte électronique 401 transmet la valeur de la température Tas de l'air soufflé en sortie de l'évaporateur, obtenue à l'étape 104, en entrée de la première table des moyens de mémoire, ainsi qu'une valeur de l'humidité relative de l'air φas supérieure ou égale à 80% pour calculer une estimation de l'enthalpie de l'air H^ en sortie de l'évaporateur.
A l'étape 114, la carte électronique calcule ensuite la différence d'enthalpie d'air ΔHair entre l'entrée et la sortie de l'évaporateur à partir de la valeur de la puissance frigorifique Pf estimée à l'étape 108 et du débit d'air dans l'évaporateur. La carte électronique 401 détermine le débit d'air Qair dans l'évaporateur à partir de la valeur de la vitesse d'avancement Va du véhicule, de la tension d'alimentation Np du pulseur 20 de l'évaporateur, de la température de l'air extérieur Text et de la position du volet d'entrée d'air Pvolet lorsque cette information est disponible. Ces informations peuvent être fournies par le calculateur d'injection du véhicule lorsqu'il en est muni. L'équation liant le débit d'air Qair à ces grandeurs fait l'objet d'un abaque qui est connu lors de l'étude aérolique de l'appareil de climatisation. Les équations correspondantes pour calculer la différence d'enthalpie d'air sont données dans l'annexe A6.
A 1 ' étape 116, 1a carte électronique 401 utilise la valeur de 1 ' enthalpie de F air Has en sortie de l'évaporateur, estimée à l'étape 112, et la valeur de la différence d'enthalpie d'air ΔHair entre 1 ' entrée et la sortie de 1 ' évaporateur, calculée à 1 ' étape 114, pour estimer 1 ' enthalpie de l'air Hae à l'entrée de l'évaporateur, selon l'équation de l'annexe A7.
A l'étape 118, la carte électronique 401 transmet les valeurs de la température Tae et de l'enthalpie Hae de l'air puisé à l'entrée de l'évaporateur, respectivement obtenues aux étapes 102 et 116, aux entrées de la première table des moyens de mémoire. La première table des moyens de mémoire fournit alors instantanément l'humidité relative φae de l'air en amont de l'évaporateur. Les figures 5 et 6a montrent l'influence d'une humidité importante de l'air en amont de l'évaporateur sur la consommation de la climatisation pour le fluide frigorigène sous- critique RI 34a.
En référence à la figure 5, le point A représente un air humide (φ=60% ) en entrée de l'évaporateur alors que le point B représente un air sec (φ=30%) en entrée de l'évaporateur.
La figure 6a représente les cycles de climatisation correspondant respectivement aux conditions du point A (courbe en pointillés) et du point B (courbe en traits pleins), dans le diagramme de Mollier, pour le fluide frigorigène sous-critique RI 34a. On observe qu'un air humide (point A) en entrée de l'évaporateur engendre une haute pression plus importante qu'un air sec, et par suite une puissance consommée par la climatisation plus importante.
De même, la figure 6b représente les cycles de climatisation correspondant respectivement aux conditions du point A (courbe en pointillés) et du point B (courbe en traits pleins), dans le diagramme de Mollier, pour le fluide frigorigène super-critique R744 (CO2). On observe que la courbe correspondant à un air humide (en pointillés) est au dessus de la courbe correspondant à un air sec (en traits pleins) et donc qu'une humidité de l'air plus importante dans le cas d'un fluide supercritique engendre également une haute pression plus importante, et par suite une puissance consommée par la climatisation plus importante. Ceci s'explique par le fait que lorsque l'humidité augmente, le débit massique de fluide frigorigène CO2 augmente. Par suite la température en sortie du refroidisseur externe 11 ("gaz cooler") augmente aussi, engendrant ainsi une pression plus importante.
Ces différences de consommation entre un air humide en amont de l'évaporateur et un air sec en amont de l'évaporateur sont encore plus importantes lorsque la température de l'air extérieur au véhicule est élevée. Une réduction de la consommation de la climatisation peut donc être obtenue en gérant l'entrée d'air extérieur en amont de l'évaporateur et donc en ajustant la position du volet d'entrée d'air de la boîte d'entrée d'air. En particulier, il convient de recycler au maximum l'air de l'habitacle car l'air de l'habitacle est plus sec que l'air extérieur. Ceci a pour effet de réduire la charge thermique sur l'évaporateur et notamment la charge latente. En complément, à partir de la valeur de l'enthalpie H_ de l'air en sortie de l'évaporateur obtenue àl'étape 118 et de la valeur de la température Tas de l'air en sortie de l'évaporateur obtenue à l'étape 104, la carte électronique peut calculer l'humidité absolue Was de l'air à la sortie de l'évaporateur, qui représente la quantité d'eau contenue dans l'air soufflé à l'extérieur de l'évaporateur. Pour cela, la carte électronique 401 transmet la valeur de l'enthalpie de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur H_ obtenue à l'étape 118 et la valeur de la température à l'entrée de l'évaporateur T_ en entrée de la deuxième table des moyens de mémoire, laquelle fournit instantanément en sortie la valeur de l'humidité absolue Was de l'air à la sortie de l'évaporateur.
Cette estimation de l'humidité absolue W_ de l'air à la sortie de l'évaporateur permet de prévoir l'évolution de l'humidité absolue de l'habitacle dans le temps. L'équation de l'annexe A8-1 représente le bilan d'eau de l'habitacle. La masse d'air dans l'habitacle correspond à Mah, le débit d'air soufflé à la sortie de l'évaporateur correspond à Qaιr et le débit d'eau évaporée par les passagers correspond à Meau. Cette équation lie l'humidité absolue de l'habitacle W^ à l'humidité de l'air à la sortie de l'évaporateur W^.
La quantité d'eau évaporée par un passager est en moyenne de 80g/h et est donc faible par rapport au taux de renouvellement en air neuf dans l'habitacle qui est d'environ 300 kg/h. La quantité d'eau évaporée par les passagers étant négligeable, l'équation de l'annexe A8- 1 peut être résolue sous la forme donnée par l'annexe A8-2. Selon l'équation de l'annexe A8-2, il est possible de prévoir l'évolution de l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle Whab, à un instant donné, en fonction de l'humidité absolue de l'air en sortie de l'évaporateur W_ à partir de la valeur de l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle hab(0) à un instant initial t=0 et du débit d'air dans l'habitacle Qaιr.
Par exemple, en appliquant l'équation de l'annexe A8-2, avec un débit d'air en renouvellement Qair de 400 kg/h et une masse d'air dans l'habitacle Mah d'environ 7 kg, on obtient une constante de temps τ d'environ 60 secondes. On peut donc en déduire que l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle Whab atteint l'humidité absolue de l'air soufflé en sortie de l'évaporateur Was au bout d'environ 3 minutes.
Ainsi, quelle que soit la valeur initiale de l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle Whab(0), l'air soufflé en sortie de l'évaporateur impose au bout d'environ 3 minutes l'humidité dans l'habitacle.
En conséquent, l'équation de l'annexe A8-2 montre que, si l'air extérieur est humide, alors la gestion de l'humidité dans l'habitacle se fait en imposant un niveau de température en sortie de l'évaporateur.
Cette détection de l'humidité de l'air dans l'habitacle permet d'ajuster certains paramètres de contrôle, selon le risque d'embuage à faible température. Par exemple, en mode de recirculation d'air, il est possible d'ajuster la proportion d'air recyclé par rapport à la proportion d'air extérieur pour éviter l'embuage et minimiser la consommation de la climatisation.
L'équation de l'annexe A8-3 est un exemple illustrant une application du dispositif de l'invention par mise en fonctionnement optimisé de la climatisation. L'équation de l'annexe A8-3 correspond à un fonctionnement de la climatisation en air recyclé. Selon les hypothèses initiales de cet exemple, la température de l'air extérieur Text est faible (environ 10°), la climatisation n'est pas en fonctionnement, le véhicule transporte 4 passagers et le volet de recirculation est fermé (par exemple pour cause de pollution). Le débit d'eau évaporée par les passagers Meau est donc important et l'humidité de l'habitacle varie peu (dWhab/3t est négligeable). L'équation de l'annexe A8-3 est donc obtenue à partir de l'équation A8-1, selon ces conditions.
Très rapidement, les vitres du véhicules deviennent embuées et il devient nécessaire de mettre la climatisation en route. Dans l'art antérieur, la climatisation souffle tardivement et à une température proche de 0°C, ce qui assèche fortement l'air. Le dispositif de l'invention permet de détecter cette situation pour mettre en route la climatisation plus tôt et à une température d'environ 5°C. Ainsi, le dispositif de l'invention consomme une puissance moins importante pour fournir cette température de 5°C que ceux de l'art antérieur pour fournir une température de 0°C. Annexe A
Al .Estimation du débit massique de fluide frigorigène m = A.(Tk - Taek) Tk = fonction(HP)
A2.Exemple d'estimation de la température de l'air en entrée de l'évaporateur (T_. Tae = (1 - α).Thab + α. Text
A3. Calcul de la puissance frigorifique Pf Pf = m . ΔHev
A4.Calcul de la puissance sensible P.,
"sens — * **'°'air ' ae~ ' as/ Qair = f( p; Text, Va; Pvoιet)
A5. Points caractéristiques du diagramme de l'air humide
Figure imgf000023_0001
A6. Calcul de la différence d'enthalpie de l'air en amont de l'évaporateur ΔHair = Pf / Qair
«air H * p» •*• ext' " as "volet)
A7. Calcul de l'enthalpie de l'air en amont de l'évaporateur
H,., -H-,- - ΔH, A8. Estimation de l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle A8-1 -Bilan d'eau dans l'habitacle .Whab
Mah * — — = Qair(Was - Whab) + Meau ai
A8-2- Forme résolue du bilan d'eau Whab(t) = Whab(t=0) + (W t) - Whab(t=0)).(1 - exp(-t/τ)) τ = Mah/Qair
A8-3- Forme résolue du bilan d'eau hab(t) = Was(t) + Meau/Qair

Claims

Revendications
1. Installation de climatisation pour véhicule à moteur munie d'un circuit de fluide frigorigène comprenant un compresseur (14), un organe de refroidissement (11), un organe de détente (12) et un évaporateur (13), ce dernier recevant en entrée un flux d'air (18) provenant d'un pulseur (20) pour produire en sortie un flux d'air climatisé
(21), l'installation comportant un dispositif électronique (401) destiné à interagir avec le circuit de fluide frigorigène (10), caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un dispositif d'estimation du débit massique (m) du fluide frigorigène dans le circuit,
- des premiers moyens d'estimation propres à fournir une valeur relative à la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur (Tae), — des deuxièmes moyens d'estimation propres à fournir une valeur relative à la température de l'air à la sortie de l'évaporateur (T- , le dispositif électronique de contrôle étant apte à détecter un air humide à l'entrée de l'évaporateur à partir de la valeur fournie par le dispositif d'estimation du débit massique (m) du fluide frigorigène, et des valeurs fournies par les premier et les deuxièmes moyens d'estimation (Tae, T^).
2. Installation de climatisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif électronique de contrôle est apte à réagir à la détection d'un air humide à l'entrée de l'évaporateur en estimant l'humidité relative de l'air à l'entrée de l'évaporateur (φae) à partir de la valeur fournie par le dispositif d'estimation du débit massique (m) du fluide frigorigène et des valeurs fournies par les premiers et les deuxièmes moyens d'estimation (Tae, Tas).
3. Installation de climatisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est agencée pour fournir une estimation de la puissance frigorifique (Pf) et une estimation de la puissance sensible de l'air (Psens) dans l'évaporateur et en ce que le dispositif électronique de contrôle (401) est capable de détecter un air humide à l'entrée de l'évaporateur en comparant ladite estimation de la puissance frigorifique (Pf) avec ladite estimation de la puissance sensible de l'air (Psens).
4. Installation de climatisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif électronique de contrôle (401) est apte à estimer la puissance frigorifique (Pf) à partir de la valeur de la différence d' enthalpie du fluide frigorigène entre l' entrée et la sortie de l'évaporateur (ΔHev) et de la valeur fournie par le dispositif d'estimation du débit massique du fluide frigorigène (m).
5. Installation de climatisation selon 1 ' une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comporte en outre des moyens d'estimation propres à fournir :
- une valeur relative à la pression du fluide en sortie du compresseur et
- une valeur relative à la pression du fluide en entrée du compresseur, le dispositif électronique étant apte à calculer la différence d'enthalpie du fluide frigorigène entre l'entrée et la sortie de l'évaporateur (ΔHev) à partir des valeurs fournies par ces dits moyens d'estimation.
6. Installation de climatisation selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le dispositif électronique de contrôle (401) est apte à estimer la puissance sensible de l'air (Psens) dans l'évaporateur à partir des valeurs fournies par les premiers et deuxièmes moyens d' estimation (Tae, T^) et de la valeur du débit massique d' air dans l'évaporateur (Qair).
7. Installation de climatisation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend une sonde de température propre à fournir la température de l'air extérieur au véhicule (Text) et en ce que le dispositif électronique de contrôle (401) est apte à estimer la valeur du débit massique d'air dans l'évaporateur (Qair) à partir de la position du pulseur, de la vitesse d'avancement du véhicule (N_) et de la température de l'air extérieur au véhicule (Text).
8. Installation de climatisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'installation comprend en outre des moyens de mémoire ayant une première table à deux entrées et à une sortie, cette table étant remplie en fonction de données préalables sur la relation entre l'humidité relative de l'air (φ), la température de l'air et l'enthalpie de l'air.
9. Installation de climatisation selon la revendication 8 , caractérisée en ce que la première table est apte à fournir une estimation de l'enthalpie de l'air à la sortie de l'évaporateur (H_) à partir de la valeur fournie par les deuxièmes moyens d' estimation (T..) et d'une valeur d'humidité relative de l'air en sortie de l'évaporateur supérieure ou égale à 80%
(φ -
10. Installation de climatisation selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que le dispositif électronique de contrôle est apte à mettre en oeuvre la résolution d'une équation liant l'enthalpie de l'air, l'humidité relative de l'air et la température de l'air, pour calculer une estimation de l'enthalpie de l'air à la sortie de l'évaporateur (H_) à partir de la valeur fourme par les deuxièmes moyens d' estimation (T_) et d'une valeur d'humidité relative de l'air en sortie de l'évaporateur supérieure ou égale à 80% (φ_).
11. Installation de climatisation selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que le dispositif électronique de contrôle est apte à fournir une estimation de l'enthalpie de l'air à l'entrée de l'évaporateur (Hae) à partir de la valeur de l'enthalpie de l'air à la sortie de l'évaporateur (H.,.) et de la valeur de la puissance frigorifique (Pf).
12. Installation de climatisation selon la revendication 11 prise en combinaison avec la revendication 9, caractérisée en ce que la première table est propre à fournir instantanément une estimation de l'humidité relative de l'air àl'entrée de l'évaporateur (φae) à partir de l'estimation de l'enthalpie de l'air à l'entrée de l'évaporateur (Hae) et de la valeur fournie par les premiers moyens d'estimation (Tae).
13. Installation de climatisation selon la revendication 11 prise en combinaison avec la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif électronique de contrôle est apte à mettre en oeuvre la résolution d'une équation pour estimer l 'humidité relative de l' air à 1 ' entrée de 1 ' évaporateur (φae) à partir de l' estimation de 1 ' enthalpie de l' air à l' entrée de l'évaporateur (Hae) et de la valeur fournie par les premiers moyens d'estimation (Tae).
14. Installation de climatisation selon l'une des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de mémoire comprennent une deuxième table à deux entrées et à une sortie, cette table étant remplie en fonction de données préalables sur la relation entre l'humidité absolue de l'air (W), la température de l'air et l'enthalpie de l'air et en ce que la deuxième table est apte à fournir la valeur de l'humidité absolue de l'air (Was) à la sortie de l'évaporateur à partir de la valeur de l'enthalpie de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur (H^) fournie par la première table et de la valeur de la température à l'entrée de l'évaporateur (T^).
15. Installation de climatisation selon l'une des revendications 1 à 13 prise en combinaison avec la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif électronique de contrôle est apte à mettre en oeuvre la résolution d'une équation liant l'humidité absolue de l'air, la température de l'air et l'enthalpie de l'air, pour calculer une estimation de la valeur de l'humidité absolue de l'air (Was) à la sortie de l'évaporateur à partir de la valeur de l'enthalpie de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur (H^) et de la valeur de la température à l'entrée de l'évaporateur (T.J.
16. Installation de climatisation selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisée en ce que le dispositif électronique de contrôle est apte à mettre en oeuvre la résolution d'une équation liant la valeur de l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle (W_) et la valeur de l'humidité absolue de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur à un instant donné pour calculer l'humidité absolue de l'air dans l'habitacle (Whab) à partir de la valeur de l'humidité absolue de l'air soufflé à la sortie de l'évaporateur (W_).
17. Installation de climatisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'organe de refroidissement est un condenseur et en ce que le dispositif d'estimation du débit massique (m) du fluide frigorigène comprend des moyens d'estimation propres à fournir : - une valeur relative à la pression du fluide frigorigène en sortie du compresseur (HP), et - une valeur relative à la température du flux d'air extérieur à l'entrée du condenseur et en ce que le dispositif électronique de contrôle (401) est apte à estimer la valeur du débit massique du fluide frigorigène (m) à partir des valeurs fournies par lesdits moyens d'estimation.
18. Installation de climatisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les premiers moyens d'estimation comprennent une sonde de température (25) propre à fournir la valeur de la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur (Tae), placée en amont de l'évaporateur.
19. Installation de climatisation selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que les premiers moyens d'estimation comprennent une sonde de température propre à fournir la valeur de la température de l' air à l' extérieur du véhicule (Text) et en ce que le dispositif électronique de contrôle (401) est apte à estimer la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur (Tae) à partir de cette valeur et d'un facteur de correction prédéfini.
20. Installation de climatisation selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que l'installation comporte un volet d'entrée d'air en amont de l'évaporateur àposition variable pour permettre le mélange d'air extérieur au véhicule et d'air repris dans l'habitacle du véhicule, et en ce que les premiers moyens d'estimation comprennent deux sondes de température propres à fournir une mesure de la température du flux d'air extérieur au véhicule (Text) et une mesure de la température de l'habitacle (Thab), le dispositif électronique de contrôle (401) étant apte à estimer la température de l'air à l'entrée de l'évaporateur (Tae) à partir de ces valeurs et de la position du volet d'entrée d'air.
21. Installation de climatisation selon l'une 'des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deuxièmes moyens d'estimation comprennent une sonde de température (26), placée à la sortie de l'évaporateur, propre à fournir la valeur de la température de l'air en sortie de l'évaporateur (Tas).
22. Installation de climatisation selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisée en ce que 1 ' installation comprend une bouche d ' aération reliée à 1 ' évaporateur par un conduit d'aération propre à recevoir le flux d'air climatisé produit en sortie de l'évaporateur, et en ce que les deuxièmes moyens d'estimation comprennent une sonde de température placée sur ledit conduit d'aération, le dispositif électronique de contrôle (401) étant apte à estimer la température de l'air en sortie de l'évaporateur (T_) àpartir de la température mesurée par ladite sonde de température et d'un facteur de correction prédéfini.
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