EP4507907A1 - Système de conditionnement thermique - Google Patents

Système de conditionnement thermique

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Publication number
EP4507907A1
EP4507907A1 EP23717546.8A EP23717546A EP4507907A1 EP 4507907 A1 EP4507907 A1 EP 4507907A1 EP 23717546 A EP23717546 A EP 23717546A EP 4507907 A1 EP4507907 A1 EP 4507907A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connection point
heat exchanger
branch
refrigerant fluid
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23717546.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Roland AKIKI
Bertrand Nicolas
Rody El Chammas
Muriel Porto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP4507907A1 publication Critical patent/EP4507907A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
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    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
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    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3229—Cooling devices using compression characterised by constructional features, e.g. housings, mountings, conversion systems
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    • B60H1/323—Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
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    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow

Definitions

  • the present invention relates to the field of thermal conditioning systems.
  • Such systems can, for example, be fitted to motor vehicles. These systems ensure thermal regulation of different organs, such as the passenger compartment or an electrical energy storage battery, when the vehicle is electrically powered.
  • Heat exchanges are managed mainly by the compression and expansion of a refrigerant fluid circulating in a circuit in which several heat exchangers are arranged.
  • a compressor allows the refrigerant fluid to pass at high pressure and circulate it in the circuit.
  • the refrigerant circuit usually includes a main loop and several branch branches which make it possible to achieve multiple combinations of refrigerant circulation. Numerous operating modes can thus be obtained, for example cooling the air in the passenger compartment, heating the air in the passenger compartment, dehumidifying the air in the passenger compartment, or even cooling the vehicle batteries. It is well known to have a heat exchanger downstream of the compressor which can operate as a condenser, that is to say which can ensure the condensation of the refrigerant fluid at high pressure and high temperature at the outlet of the compressor.
  • the present invention proposes a thermal conditioning system for a motor vehicle comprising a refrigerant fluid circuit configured to circulate a refrigerant fluid, the refrigerant fluid circuit comprising:
  • a main loop comprising successively according to the direction of circulation of the refrigerant fluid: -- a compressor
  • a first heat exchanger configured to exchange heat with a first heat transfer fluid
  • a second heat exchanger configured to exchange heat with a flow of air outside a passenger compartment of the vehicle
  • a first branch branch connecting a first connection point arranged on the main loop between the first exchanger and the refrigerant fluid accumulation device to a second connection point arranged on the main loop between the second exchanger and an inlet of the compressor
  • a second branch branch connecting a third connection point arranged on the main loop between the first connection point and the refrigerant fluid accumulation device to a fourth connection point arranged on the main loop between the fluid accumulation device refrigerant and the second heat exchanger,
  • the third branch branch comprises a third expansion device and a third heat exchanger configured to operate as an evaporator.
  • the first heat transfer fluid is an air flow inside the passenger compartment of a motor vehicle.
  • the first heat transfer fluid is a heat transfer liquid.
  • the thermal conditioning system includes a heat transfer liquid circuit configured to circulate a heat transfer liquid.
  • the first heat exchanger is a two-fluid heat exchanger arranged jointly on the refrigerant fluid circuit and on the heat transfer fluid circuit so as to allow heat exchange between the refrigerant fluid and the heat transfer liquid.
  • the third heat exchanger is for example configured to exchange heat with a flow of air inside the passenger compartment of the vehicle.
  • the refrigerant accumulation device is a desiccant bottle.
  • the first expansion device is arranged on the main loop between the first connection point and the third connection point, and the second expansion device is arranged on the main loop between the fifth connection point and the fourth connection point.
  • the first expansion device is a calibrated orifice.
  • the second expansion device is an electronic expansion valve.
  • the second branch branch comprises a fourth expansion device.
  • the fourth expansion device is a calibrated orifice.
  • the first expansion device is arranged on the main loop between the first connection point and the third connection point, and the second expansion device is arranged on the loop main between the fourth connection point and the second heat exchanger.
  • the first expansion device is a calibrated orifice.
  • the second expansion device is an electronic expansion valve.
  • the first expansion device is arranged on the main loop between the third connection point and an inlet of the refrigerant accumulation device, and the second expansion device is arranged on the main loop between the fifth connection point and the fourth connection point.
  • the first expansion device is an electronic expansion valve.
  • the second expansion device is an electronic expansion valve.
  • the first expansion device is arranged on the main loop between the first connection point and the third connection point
  • the second expansion device is arranged on the main loop between the fourth connection point and the second heat exchanger.
  • the first expansion device is an electronic expansion valve.
  • the second expansion device is an electronic expansion valve.
  • the second branch branch comprises a first non-return valve configured to block a circulation of refrigerant fluid from the third connection point to the fourth connection point.
  • the first non-return valve prevents the high pressure refrigerant fluid at the inlet of the accumulation device from flowing back towards the fourth connection point by circulating in the second branch of diversion.
  • the main loop comprises a second non-return valve configured to block a circulation of refrigerant fluid from the sixth connection point to the second connection point.
  • the main loop comprises a third non-return valve configured to block a circulation of refrigerant fluid from the fourth connection point to the fifth connection point.
  • the third branch branch comprises a fourth non-return valve configured to block a circulation of refrigerant fluid from the eighth connection point to the third heat exchanger.
  • the main loop includes a shut-off valve disposed between the second connection point and the sixth connection point.
  • the main loop comprises a first internal heat exchanger configured to allow heat exchange between the refrigerant fluid downstream of the first expansion device and the refrigerant fluid downstream of the second heat exchanger.
  • the first internal heat exchanger ensures overheating of the refrigerant fluid entering the compressor, that is to say, avoids the presence of droplets of liquid refrigerant at the compressor inlet.
  • the third branch branch comprises a second internal heat exchanger configured to allow heat exchange between the refrigerant fluid upstream of the third expansion device and the refrigerant fluid downstream of the third heat exchanger.
  • the second internal heat exchanger makes it possible to increase the enthalpy variation between the inlet and outlet of the third heat exchanger. Cooling performance is improved.
  • the thermal conditioning system comprises a fourth branch of diversion in parallel with the third expansion device and the third heat exchanger, the fourth branch of branch comprising a fifth expansion device and a fourth heat exchanger heat.
  • the fourth branch of diversion connects a seventh connection point arranged on the third branch of branch between the fifth connection point and the third expansion device to an eighth connection point arranged on the third branch of branch between the third exchanger heat and the sixth connection point.
  • the fourth heat exchanger is thermally coupled with an element of a traction chain of a motor vehicle.
  • the fourth heat exchanger thus makes it possible to control the operating temperature of the vehicle's traction chain element.
  • the element of the electric powertrain of the vehicle may include an electrical energy storage battery.
  • the battery can provide the energy needed to drive the vehicle.
  • the element of the vehicle's electric traction chain may comprise an electric vehicle traction motor.
  • the element of the electric traction chain of the vehicle may comprise an electronic unit for controlling the electric traction motor of the vehicle.
  • the fourth heat exchanger is thermally coupled with the element via a heat transfer liquid circulating in a secondary heat transfer liquid loop.
  • the heat transfer liquid circulating in the secondary heat transfer liquid loop may be a dielectric fluid.
  • the fourth heat exchanger is in contact with the element of the vehicle's traction chain.
  • the heat transfer liquid circuit may include a fifth heat exchanger configured to exchange heat with a flow of air inside a passenger compartment of the vehicle.
  • the thermal conditioning system may include a three-way valve arranged jointly on the main loop and on the first bypass branch, the three-way valve being configured to selectively:
  • the three-way valve and the first expansion device form a single-piece assembly.
  • the invention also relates to a method of operating a thermal conditioning system as described above, in a so-called heating mode, in which:
  • a flow of refrigerant fluid at low pressure circulates in the compressor where it passes to high pressure, then circulates successively in the first heat exchanger, giving up heat to the first heat transfer fluid, in the first expansion device where it undergoes expansion to an intermediate pressure, in the second heat exchanger, in the refrigerant fluid accumulation device, in the second expansion device where it passes to low pressure, in the second heat exchanger heat where it evaporates by absorbing heat from the outside air flow, and returns to the compressor.
  • the invention also relates to a method of operating a thermal conditioning system as described above, in a so-called cooling mode, in which:
  • a flow of refrigerant fluid at low pressure circulates in the compressor where it passes to high pressure, then circulates successively in the first heat exchanger, giving up heat to the first heat transfer fluid in the first branch of diversion, in the second heat exchanger heat in the second expansion device where it undergoes expansion to an intermediate pressure, in the second bypass branch, in the refrigerant accumulation device, in the third bypass branch, in the third expansion device where it passes at low pressure, into the third heat exchanger where it evaporates by absorbing heat, and returns to the compressor.
  • the invention also relates to a method of operating a thermal conditioning system according to another embodiment, in a so-called cooling mode, in which:
  • a flow of refrigerant fluid at low pressure circulates in the compressor where it passes to high pressure, then circulates successively in the first heat exchanger, giving up heat to the first heat transfer fluid, in the first branch of diversion, in the second exchanger of heat, in the second branch of diversion, in the second expansion device where it undergoes expansion to an intermediate pressure, in the device for accumulating refrigerant fluid, in the third branch of diversion, in the third device of expansion where it passes at low pressure, into the third heat exchanger where it evaporates by absorbing heat, and returns to the compressor.
  • FIG. 1 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a variant of the first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a schematic view of a thermal conditioning system according to a variant of the third embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a schematic view of the thermal conditioning system according to the second embodiment, operating according to a first mode of operation, called heating mode,
  • FIG. 8 is a schematic view of the thermal conditioning system according to the second embodiment, operating in a second mode of operation, called cooling mode,
  • FIG. 9 is a schematic view of the thermal conditioning system according to the third embodiment, operating in a second mode of operation, called cooling mode,
  • FIG. 10 is a pressure, enthalpy diagram of a thermal conditioning system in particular according to the second embodiment, operating according to the second mode of operation, called cooling mode.
  • a first element upstream of a second element means that the first element is placed before the second element with respect to the direction of circulation, or travel, of a fluid.
  • a first element downstream of a second element means that the first element is placed after the second element with respect to the direction of circulation, or travel, of the fluid considered.
  • the term "a first element is upstream of a second element” means that the refrigerant fluid successively travels through the first element, then the second element, without passing through the compression device, also called compressor.
  • the refrigerant fluid leaves the compressor, possibly passes through one or more elements, then passes through the first element, then the second element, then returns to the compressor, possibly after passing through other elements.
  • a second element is placed between a first element and a third element means that the shortest path to go from the first element to the third element passes through the second element.
  • An electronic control unit 45 receives information from different sensors measuring in particular the characteristics of the refrigerant fluid at various points of the circuit.
  • the electronic control unit 45 also receives instructions issued by the occupants of the vehicle, such as for example the desired temperature inside the passenger compartment.
  • the electronic control unit 45 can also receive instructions from other electronic subsystems, such as for example the management system for electrical energy storage batteries.
  • the electronic control unit 45 implements control laws allowing the control of the different actuators, in order to ensure the control of the thermal conditioning system 100 so as to ensure the instructions received.
  • the refrigerant fluid circuit 10 forms a closed circuit in which the refrigerant fluid can circulate.
  • the refrigerant fluid circuit 10 is sealed when it is in a nominal operating state, that is to say without defects or leaks.
  • Each connection point of circuit 10 allows the refrigerant fluid to pass into one or other of the circuit portions joining at this connection point.
  • the distribution of the refrigerant fluid between the circuit portions joining at a connection point is done by adjusting the opening or closing of the stop valves, non-return valves or expansion devices placed on each of the branches.
  • each connection point is a means of redirecting the refrigerant arriving at this connection point.
  • Various shut-off valves and non-return valves thus make it possible to selectively direct the refrigerant fluid into the different branches of the refrigerant circuit, in order to ensure different operating modes, as will be described later.
  • the refrigerant fluid used by the refrigerant fluid circuit 10 is here a chemical fluid such as R1234yf.
  • Other refrigerants can also be used instead, such as R134a, or R290.
  • Interior air flow Fi means a flow of air intended for the passenger compartment of the motor vehicle.
  • This interior air flow Fi can circulate in a heating, ventilation and/or air conditioning installation, frequently referred to by the English term “HVAC”, for “Heating, Ventilating and Air Conditioning”. This installation has not been shown in the various figures.
  • a first motor-fan group, not shown, is placed in the heating, ventilation and/or air conditioning installation in order to increase, if necessary, the flow rate of the interior air flow Fi.
  • external air flow Fe is meant an air flow which is not intended for the passenger compartment of the vehicle. In other words, this air flow Fe remains outside the passenger compartment of the vehicle.
  • a second motor-fan group also not shown, can be activated in order to increase, if necessary, the flow rate of the exterior air flow Fe.
  • the flow rate provided by the first motor-fan group as well as by the second motor-fan group can be adjusted in real time according to the heat exchange needs, for example by the electronic unit 45 for controlling the thermal conditioning system 100.
  • the present invention proposes a thermal conditioning system 100 for a motor vehicle, comprising a refrigerant fluid circuit 10 configured to circulate a refrigerant fluid.
  • the refrigerant circuit 10 includes:
  • a main loop A comprising successively according to the direction of circulation of the refrigerant fluid:
  • first heat exchanger 21 configured to exchange heat with a first heat transfer fluid F1
  • a second heat exchanger 22 configured to exchange heat with an air flow Fe outside a passenger compartment of the vehicle
  • a first branch B connecting a first connection point 1 1 arranged on the main loop A between the first exchanger 21 and the refrigerant fluid accumulation device 2 to a second connection point 12 arranged on the main loop A between the second exchanger 22 and an inlet 1a of compressor 1,
  • a second branch C connecting a third connection point 13 arranged on the main loop A between the first connection point 11 and the refrigerant accumulation device 2 to a fourth connection point 14 arranged on the main loop A between the refrigerant accumulation device 2 and the second heat exchanger 22,
  • a third branch D connecting a fifth connection point 15 arranged on the main loop A between the refrigerant accumulation device 2 and the fourth connection point 14 to a sixth connection point connection 16 arranged on the main loop A between the second connection point 12 and the inlet 1a of the compressor 1.
  • the main loop A includes:
  • the third branch D comprises a third expansion device 33 and a third heat exchanger 23 configured to operate as an evaporator.
  • This configuration makes it possible to achieve partial expansion of the refrigerant fluid between the outlet of the first heat exchanger 21 and the inlet of the accumulation device 2.
  • the refrigerant fluid having undergone this partial expansion thus has a lower enthalpy than at the outlet of the first heat exchanger 21. This difference in enthalpy makes it possible to improve the performance of the thermal conditioning system, in particular by increasing the maximum cooling power.
  • Figure 1 represents a first embodiment of the thermal conditioning system 100.
  • the first heat transfer fluid F1 is an interior air flow Fi in a passenger compartment of a motor vehicle.
  • the first heat exchanger 21 is an internal condenser and is arranged in the heating, ventilation and/or air conditioning installation of the vehicle.
  • the first heat transfer fluid F1 is a heat transfer liquid.
  • the thermal conditioning system comprises a heat transfer liquid circuit 40 configured to circulate a heat transfer liquid.
  • the first heat exchanger 21 is a two-fluid heat exchanger arranged jointly on the refrigerant fluid circuit 10 and on the heat transfer fluid circuit 40 so as to allow heat exchange between the refrigerant fluid and the heat transfer liquid.
  • the heat transfer liquid circuit 40 comprises a fifth heat exchanger 25 configured to exchange heat with an interior air flow Fi in a passenger compartment of the vehicle.
  • the fifth heat exchanger 25 is arranged in the heating, ventilation and/or air conditioning installation.
  • the liquid circuit heat transfer 40 includes a pump 42 for circulating the heat transfer liquid.
  • the pump 42 can be selectively activated and deactivated, for example by a command from the electronic control unit 45.
  • the heat transfer liquid circuit 40 also includes a sixth heat exchanger, not shown, configured to exchange heat with the flow of outside air Fe.
  • the first heat exchanger 21 is a condenser.
  • the heat provided by the condensation of the refrigerant fluid is dissipated in the interior air flow Fi, or in the heat transfer liquid of circuit 40.
  • the second heat exchanger 22 is an evapo-condenser. In other words, the second heat exchanger 22 can selectively operate either as an evaporator or as a condenser.
  • the third heat exchanger 23 is configured to exchange heat with an air flow Fi inside the vehicle passenger compartment.
  • the third heat exchanger 23 is an evaporator placed in the heating, ventilation and/or air conditioning installation.
  • the refrigerant accumulation device 2 is a desiccant bottle.
  • the term “accumulation device” is equivalent to the term “refrigerant accumulation device”.
  • the desiccant bottle 2 can receive at its inlet 2a a two-phase mixture of refrigerant fluid. In steady state, the refrigerant arriving at the inlet of the desiccant bottle is in the state of saturated liquid and the refrigerant fluid leaving the outlet 2b of the desiccant bottle is in the state of saturated liquid.
  • the thermal conditioning system 100 comprises a fourth branch E in parallel with the third expansion device 33 and the third heat exchanger 23, the fourth branch of diversion E comprising a fifth expansion device 35 and a fourth heat exchanger 24. This fourth branch of branch E as well as the associated components is optional.
  • the fourth branch E connects a seventh connection point 17 arranged on the third branch D between the fifth connection point 15 and the third expansion device 33 to an eighth connection point 18 arranged on the third branch bypass D between the third heat exchanger 23 and the sixth connection point 16.
  • the fourth heat exchanger 24 is thermally coupled with an element 30 of a traction chain of a motor vehicle.
  • the fourth heat exchanger 24 thus ensures control of the operating temperature of element 30 of the vehicle's traction chain.
  • Element 30 of the vehicle's electric traction chain may include an electrical energy storage battery.
  • the battery can provide the energy needed to drive the vehicle.
  • Element 30 of the vehicle's electric traction chain may comprise an electric vehicle traction motor.
  • the element 30 of the electric traction chain of the vehicle may comprise an electronic unit for controlling the electric traction motor of the vehicle.
  • the fourth heat exchanger 24 is here thermally coupled with the element 30 via a heat transfer liquid circulating in a secondary loop 41 of heat transfer liquid.
  • the heat transfer liquid circulating in the secondary heat transfer liquid loop 41 may be a dielectric fluid.
  • the heat transfer liquid circulating in the secondary heat transfer liquid loop 41 can be a mixture of water and glycol.
  • the fourth heat exchanger 24 is in contact with the element 30 of the vehicle's traction chain.
  • a wall of fourth heat exchanger 24 is thus in contact with a wall of the first element 25.
  • a paste aimed at improving the heat transfer between the two walls can be placed between these two walls.
  • the first expansion device 31 is arranged on the main loop A between the first connection point 11 and the third connection point 13
  • the second expansion device 32 is arranged on the main loop A between the fifth connection point 15 and the fourth connection point 14.
  • the first expansion device 31 is, in this first embodiment, a calibrated orifice.
  • a calibrated orifice is a passive component.
  • a calibrated orifice has a constant passage section, which cannot be modified over time.
  • the second expansion device 32 is an electronic expansion valve.
  • the passage section for passing the refrigerant fluid can be adjusted continuously between a closed position and a maximum open position.
  • the control unit 45 of the thermal conditioning system 100 can for example control an electric motor which moves a movable shutter controlling the passage section offered to the refrigerant fluid. Controlling the position of the moving shutter allows you to control the trigger.
  • the expansion of the refrigerant fluid in the second expansion device 32 can be modified in real time.
  • the second branch C comprises a fourth expansion device 34.
  • the fourth expansion device 34 is here a calibrated orifice.
  • Figure 3 represents a second embodiment of the thermal conditioning system 100.
  • the first expansion device 31 is arranged on the main loop A between the first connection point 11 and the third point of connection. connection 13.
  • the second device expansion valve 32 is arranged on the main loop A between the fourth connection point 14 and the second heat exchanger 22.
  • the first expansion device 31 is here a calibrated orifice.
  • the second expansion device 32 is an electronic expansion valve.
  • the second branch C does not include an expansion device.
  • Figure 4 represents a third embodiment of the thermal conditioning system 100.
  • the first expansion device 31 is arranged on the main loop A between the third connection point 13 and an inlet 2a of the refrigerant accumulation device 2.
  • the second expansion device 32 is arranged on the main loop A between the fifth connection point 15 and the fourth connection point 14.
  • the second branch C does not include an expansion device.
  • the first expansion device 31 is an electronic expansion valve.
  • the second expansion device 32 is an electronic expansion valve.
  • Figure 5 represents a fourth embodiment of the thermal conditioning system 100.
  • the first expansion device is arranged on the main loop A between the first connection point 1 1 and the third connection point 13.
  • the second expansion device is arranged on the main loop A between the fourth connection point 14 and the second heat exchanger 22.
  • the second branch C does not does not have a trigger device.
  • the first expansion device 31 is an electronic expansion valve.
  • the second expansion device 32 is an electronic expansion valve.
  • the second branch of derivation C comprises a first non-return valve 3 configured to block a circulation of refrigerant fluid from the third connection point 13 to the fourth connection point 14.
  • the first non-return valve 3 prevents the refrigerant fluid at high pressure from entering the device accumulation point 2 does not flow back towards the fourth connection point 14 by circulating in the second branch of diversion C.
  • the first non-return valve 3 is configured to authorize a circulation of refrigerant from the fourth connection point 14 towards the third point of connection 13.
  • the main loop A comprises a second non-return valve 4 configured to block a circulation of refrigerant fluid from the sixth connection point 16 to the second connection point 12.
  • the second non-return valve 4 is configured to allow circulation of refrigerant fluid from the second connection point 12 to the sixth connection point 16.
  • the main loop A comprises a third non-return valve 5 configured to block a circulation of refrigerant fluid from the fourth connection point 14 towards the fifth connection point 15.
  • the third non-return valve 5 is configured to allow circulation of refrigerant fluid from the fifth connection point 15 to the fourth connection point 14.
  • the third branch D comprises a fourth non-return valve 9 configured to block a circulation of refrigerant fluid from the eighth connection point 18 to the third heat exchanger 23.
  • the fourth anti-return valve -return 9 is configured to allow circulation of refrigerant fluid from the third heat exchanger 23 to the eighth connection point 18.
  • each non-return valve 3, 4, 5, 9 can be replaced by a stop valve.
  • the stop valve(s) are controlled electrically, for example by the electronic control unit 45.
  • the main loop A comprises a stop valve 6 arranged between the second connection point 12 and the sixth connection point 16.
  • the stop valve 6 makes it possible to selectively interrupt the circulation of refrigerant fluid in the main loop A, from the second connection point 12 to the sixth connection point 16.
  • the refrigerant fluid circulating in the first branch B then circulates from second connection point 12 towards the fourth connection point 14 passing through the second heat exchanger 22.
  • the stop valve 6 is present in all the illustrated embodiments.
  • the main loop A comprises a first internal heat exchanger 7 configured to allow heat exchange between the refrigerant fluid downstream of the first expansion device 31 and the refrigerant fluid downstream of the second heat exchanger 22.
  • the first internal heat exchanger 7 ensures overheating of the refrigerant fluid at the inlet of the compressor 1, that is to say it makes it possible to avoid the presence of droplets of liquid refrigerant at the inlet of the compressor 1 .
  • the first internal heat exchanger 7 comprises a first heat exchange section 7a arranged on the main loop A downstream of the fifth connection point 15 and upstream of the second expander 32, as well as a second heat exchange section 7b arranged on the main loop A downstream of the second connection point 12.
  • the first internal heat exchanger 7 is configured to allow heat exchange between the refrigerant in the first heat exchange section 7a and the refrigerant in the second heat exchange section 7b.
  • the refrigerant fluid circulating at high pressure in the main loop A can thus transfer heat to the refrigerant fluid circulating at a lower pressure in the main loop A, after having been expanded in the second expander 32 and having passed into the second heat exchanger. heat 22.
  • the third branch D also comprises a second internal heat exchanger 8 configured to allow heat exchange between the refrigerant fluid upstream of the third expansion device 33 and the refrigerant fluid downstream of the third exchanger heat exchanger 23.
  • the second internal heat exchanger 8 makes it possible to increase the enthalpy variation between the inlet and outlet of the third heat exchanger 23. The cooling performance is improved.
  • the fourth heat exchanger 24 is used, the second internal exchanger 8 also makes it possible to improve its performance.
  • the second internal heat exchanger 8 comprises a first heat exchange section 8a arranged on the third branch of diversion D upstream of the third regulator 33 and a second heat exchange section 8b arranged on the third branch of diversion D downstream of the third heat exchanger 23.
  • the second internal heat exchanger 8 is configured to allow heat exchange between the refrigerant in the first heat exchange section 8a and the refrigerant in the second heat exchange section 8b .
  • the refrigerant fluid circulating at high pressure in the third branch D can thus transfer heat to the refrigerant fluid circulating at a lower pressure in the third branch D, after expansion in the third expander 33.
  • the two internal heat exchangers 7, 8 can be added to the thermal conditioning system according to the first, second and third embodiment.
  • the thermal conditioning system 100 comprises a single internal heat exchanger.
  • the single internal heat exchanger can be the first internal exchanger 7, or the second internal exchanger 8.
  • the refrigerant fluid coming from the first heat exchanger 21 and arriving at the first connection point 1 1 can be directed towards the first branch branch B, or continue to circulate in the main loop A.
  • different types of valves can be used.
  • the thermal conditioning system 100 may include a three-way valve 20 arranged jointly on the main loop A and on the first branch B.
  • the three-way valve 20 is configured to selectively: - authorize circulation of the refrigerant fluid in outlet of the first exchanger 21 towards the third connection point 13 and prohibit circulation of the fluid refrigerant leaving the first exchanger 21 towards the second connection point 12, or
  • the three-way valve 20 is present in the first, second and fourth embodiment, illustrated respectively in Figures 1, 3 and 5. According to an example of implementation, the three-way valve 20 and the first control device trigger 31 form a one-piece assembly. Integration into the thermal conditioning system is thus facilitated.
  • the thermal conditioning system 100 can include two two-way valves 19a, 19b.
  • a first two-way valve 19a is arranged on the main loop A between the first connection point 1 1 and the third connection point 13.
  • a second two-way valve 19b is arranged on the first branch branch B.
  • the second valve two-way valve 19b is arranged between the first connection point 11 and the second connection point 12.
  • Each two-way valve 19a, 19b is electrically controlled.
  • Each two-way valve 19a, 19b makes it possible to selectively allow fluid communication between its inlet and its outlet, or prohibit fluid communication between its inlet and its outlet.
  • Each two-way valve 19a, 19b is a valve for stopping the circulation of refrigerant fluid.
  • the combination of the two stop valves 19a, 19b is present on the variant of the first embodiment and on the third embodiment, illustrated respectively in Figure 2 and Figure 4.
  • Figure 7 represents an operating method of a thermal conditioning system 100 according to the second embodiment, in a so-called heating mode, in which:
  • a flow rate Qr of refrigerant fluid at low pressure circulates in the compressor 1 where it passes to high pressure, then circulates successively in the first heat exchanger 21 by transferring heat to the first heat transfer fluid F1, in the first expansion device 31 where it undergoes expansion up to an intermediate pressure, in the second heat exchanger 22, in the accumulation device 2 of refrigerant fluid, in the second expansion device 32 where it passes at low pressure, in the second heat exchanger 22 where it evaporates by absorbing heat from the external air flow Fe, and returns to the compressor 1.
  • the heat from the exterior air flow Fe contributes to heating the vehicle interior.
  • the intermediate expansion carried out by the first expansion device 31 makes it possible to increase the quantity of heat extracted from the external air flow Fe.
  • Figure 8 represents an operating method of a thermal conditioning system 100 according to the second embodiment, in a so-called cooling mode, in which:
  • a flow rate Qr' of refrigerant fluid at low pressure circulates in the compressor 1 where it passes at high pressure, then circulates successively in the first heat exchanger 21 while giving up heat to the first heat transfer fluid F1, in the first branch of diversion B, in the second heat exchanger 22, in the second expansion device 32 where it undergoes expansion to an intermediate pressure, in the second branch of diversion C, in the accumulation device 2 of refrigerant fluid, in the third branch D, in the third expansion device 33 where it passes at low pressure, in the third heat exchanger 23 where it evaporates by absorbing heat, and returns to the compressor 1.
  • the thermal conditioning system 100 When the thermal conditioning system 100 operates in the so-called cooling operating mode, the second heat exchanger 22 is traveled in a direction of travel opposite to the first direction of travel. followed in heating mode.
  • the refrigerant fluid undergoes a first level of expansion between the outlet of the first exchanger 21 and the inlet of the accumulation device 22, both during operation in heating mode and during operation in cooling mode. All embodiments make it possible to obtain a partial expansion of the refrigerant fluid downstream of the first heat exchanger 21 and upstream of the refrigerant accumulation device 2.
  • the three-way valve 1 1 directs the flow Qr' of refrigerant fluid coming from the first heat exchanger 21 to the first branch B.
  • the refrigerant fluid does not circulate between the first connection point 11 and the third connection point 13.
  • the refrigerant fluid joins the main loop A and circulates in the second heat exchanger 22.
  • stop valve 6 is in the closed position and prevents the refrigerant fluid from circulating towards the sixth connection point 16.
  • the refrigerant fluid having carried out a heat exchange with the external air flow Fe at the level of the second exchanger 22 undergoes an intermediate expansion by crossing the second regulator 32.
  • the third non-return valve 5 prevents the refrigerant from circulating towards the fifth connection point 15.
  • the refrigerant circulates in the second branch of diversion C, joined the main loop A at the third connection point 13 and passes through the accumulation device 2.
  • the refrigerant fluid circulates in the third branch D and joins the third expansion device 33 where it undergoes an expansion causing it to pass from the intermediate pressure to a low pressure state.
  • the refrigerant fluid evaporates in the third exchanger 23, joins the main loop A at the sixth connection point 16, and joins the inlet 1a of the compressor 1, which completes the thermodynamic cycle.
  • FIG. 10 illustrates this operating process by a pressure, enthalpy diagram.
  • the point p1 a represents the state of the refrigerant fluid at low pressure PO at the inlet of the compressor 1.
  • the point p1 b represents the state of the refrigerant fluid at high pressure P2 and high temperature at the outlet of the compressor 1.
  • Point p2b represents the state of the refrigerant fluid leaving the desiccant bottle 2.
  • Point p2b is on the saturation curve S characteristic of the refrigerant fluid used, for the intermediate pressure P1.
  • Point p23 corresponds to the state of the refrigerant fluid entering the third heat exchanger 23.
  • the arrow Q23 represents the variation in enthalpy of the refrigerant fluid during its evaporation in the third exchanger 23.
  • the cooling power of the interior air flow Fi is proportional to the schematized quantity by Q23.
  • the arrow Q23' represents the variation in enthalpy of the refrigerating fluid for a conditioning system that does not make it possible to carry out an intermediate expansion between the outlet of the first exchanger 21 and the bottle 2.
  • the enthalpy of the refrigerating fluid in outlet of bottle 2 corresponds to the saturation point at pressure P2.
  • the dotted arrow schematizes the expansion phase by the third regulator 33. In such a case, the enthalpy variation is less than in the thermal conditioning system proposed here.
  • the available cooling power is also lower.
  • Arrow G schematizes the gain obtained in the enthalpy variation thanks to the intermediate expansion carried out by the proposed thermal conditioning system.
  • Figure 9 represents an operating method of a thermal conditioning system 100 according to the third embodiment, in a so-called cooling mode, in which:
  • a flow rate Qr” of refrigerant fluid at low pressure circulates in the compressor 1 where it passes to high pressure, then circulates successively in the first heat exchanger 21 while giving up heat to the first heat transfer fluid F1, in the first branch of diversion B, in the second heat exchanger 22, in the second branch C, in the second expansion device 32 where it undergoes expansion to an intermediate pressure, in the refrigerant accumulation device 2, in the third branch D, in the third expansion device 33 where it passes at low pressure, in the third heat exchanger 23 where it evaporates by absorbing heat, and returns to the compressor 1.
  • the second two-way valve 19b is open while the first two-way valve 19a is closed.
  • the refrigerant fluid leaving the compressor 1 at high pressure and high temperature circulates in the first branch B.
  • the stop valve 6 is closed, so that at the second point connection 12 the refrigerant fluid is redirected towards the main loop A and condenses at the level of the second exchanger 22 by dissipating heat in the external air flow Fe.
  • the second regulator 32 is in the closed position, so that the refrigerant having carried out a heat exchange in the second heat exchanger 22 takes, at the fourth connection point 14, the second branch of diversion C.
  • the first expansion device 31 achieves partial expansion of the refrigerant fluid before it enters the bottle 2.
  • the third expansion device 33 expands the refrigerant fluid to a low pressure, and the evaporation of the refrigerant fluid at the third exchanger 23 cools the interior air flow Fi.
  • the low pressure refrigerant fluid joins the inlet 1a of the compressor 1.
  • the second non-return valve 4 prevents the refrigerant fluid from circulating towards the second connection point 12.

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Abstract

Système de conditionnement thermique (100) pour véhicule automobile comportant : - Une boucle principale (A) de circulation de fluide réfrigérant comprenant successivement : - un compresseur (1), - un premier échangeur thermique (21), - un dispositif d'accumulation (2) de fluide réfrigérant, - un deuxième échangeur thermique (22), - Une première branche de dérivation (B) reliant un premier point de raccordement (11) à un deuxième point de raccordement (12) - Une deuxième branche de dérivation (C) reliant un troisième point de raccordement (13) à un quatrième point de raccordement (14), - Une troisième branche de dérivation (D) reliant un cinquième point de raccordement (15) à un sixième point de raccordement (16), la boucle principale (A) comportant : - un premier détendeur (31) disposé entre le premier point de raccordement (11) et le dispositif d'accumulation (2), - un deuxième détendeur (22) disposé entre le cinquième point de raccordement (15) et le deuxième échangeur (22), et la troisième branche de dérivation (D) comportant un troisième détendeur (33) et un troisième échangeur thermique (23).

Description

SYSTÈME DE CONDITIONNEMENT THERMIQUE
Domaine technique
[1] La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de conditionnement thermique. De tels systèmes peuvent par exemple équiper des véhicules automobiles. Ces systèmes permettent d’assurer une régulation thermique de différents organes, comme par exemple l’habitacle ou une batterie de stockage d’énergie électrique, lorsque le véhicule est à propulsion électrique. Les échanges de chaleur sont gérés principalement par la compression et la détente d’un fluide réfrigérant circulant dans un circuit dans lequel sont disposés plusieurs échangeurs de chaleur. Un compresseur permet de faire passer le fluide réfrigérant à haute pression et de le faire circuler dans le circuit.
Technique antérieure
[2] Le circuit de fluide réfrigérant comporte habituellement une boucle principale et plusieurs branches de dérivation qui permettent de réaliser de multiples combinaisons de circulation du fluide réfrigérant. De nombreux modes de fonctionnement peuvent ainsi être obtenus, par exemple le refroidissement de l’air de l’habitacle, le chauffage de l’air de l’habitacle, la déshumidification de l’air de l’habitacle, ou encore le refroidissement des batteries du véhicule. Il est bien connu de disposer en aval du compresseur un échangeur de chaleur pouvant fonctionner en condenseur, c’est-à-dire pouvant assurer la condensation du fluide réfrigérant à haute pression et haute température en sortie du compresseur.
[3] Il est aussi connu d’implanter, en aval de ce condenseur, un échangeur permettant d’assurer un sous-refroidissement du fluide réfrigérant, afin d’améliorer les performances thermodynamiques du système du conditionnement thermique. Toutefois, l’ajout d’un tel échangeur peut être délicate voire impossible.
[4] Il existe donc un besoin de disposer de systèmes aux performances améliorées dans tous les modes de fonctionnement sans avoir recours à un échangeur de sous- refroidissement. Résumé
[5] A cette fin, la présente invention propose un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant, le circuit de fluide réfrigérant comportant:
Une boucle principale comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant: -- un compresseur,
-- un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier fluide caloporteur,
-- un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant,
-- un deuxième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur à un habitacle du véhicule,
Une première branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le premier échangeur et le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le deuxième échangeur et une entrée du compresseur,
Une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le premier point de raccordement et le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant à un quatrième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant et le deuxième échangeur de chaleur,
- Une troisième branche de dérivation reliant un cinquième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant et le quatrième point de raccordement à un sixième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le deuxième point de raccordement et l’entrée du compresseur, dans lequel la boucle principale comprend :
- un premier dispositif de détente disposé entre le premier point de raccordement et une entrée du dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant,
- un deuxième dispositif de détente disposé entre le cinquième point de raccordement et le deuxième échangeur de chaleur, et dans lequel la troisième branche de dérivation comporte un troisième dispositif de détente et un troisième échangeur de chaleur configuré pour fonctionner en évaporateur.
[6] Cette configuration permet de réaliser un premier niveau de détente du fluide réfrigérant entre la sortie du premier échangeur de chaleur et l’entrée du dispositif d’accumulation. Le fluide réfrigérant ayant subi la détente partielle a ainsi une enthalpie plus basse qu’en sortie du premier échangeur de chaleur. Les performances du système de conditionnement thermique sont ainsi améliorées par rapport à un fonctionnement sans détente partielle.
[7] Les caractéristiques listées dans les paragraphes suivant peuvent être mises en oeuvre indépendamment les unes des autres ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
[8] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le premier fluide caloporteur est un flux d’air intérieur à un habitacle d’un véhicule automobile.
[9] Selon une variante de réalisation du système de conditionnement thermique, le premier fluide caloporteur est un liquide caloporteur. Le système de conditionnement thermique comporte un circuit de liquide caloporteur configuré pour faire circuler un liquide caloporteur. Le premier échangeur de chaleur est un échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de fluide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur.
[10] Le troisième échangeur de chaleur est par exemple configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule.
[11] Le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant est une bouteille déshydratante.
[12] Selon un premier mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le premier dispositif de détente est disposé sur la boucle principale entre le premier point de raccordement et le troisième point de raccordement, et le deuxième dispositif de détente est disposé sur la boucle principale entre le cinquième point de raccordement et le quatrième point de raccordement.
[13] Le premier dispositif de détente est un orifice calibré. Le deuxième dispositif de détente est un détendeur électronique.
[14] La deuxième branche de dérivation comprend un quatrième dispositif de détente.
[15] Le quatrième dispositif de détente est un orifice calibré.
[16] L’ utilisation d’orifices calibrés permet de réaliser le premier niveau de détente, entre le premier échangeur de chaleur et la bouteille déshydratante, par un composant peu onéreux.
[17] Selon un deuxième mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le premier dispositif de détente est disposé sur la boucle principale entre le premier point de raccordement et le troisième point de raccordement, et le deuxième dispositif de détente est disposé sur la boucle principale entre le quatrième point de raccordement et le deuxième échangeur de chaleur.
[18] Le premier dispositif de détente est un orifice calibré. Le deuxième dispositif de détente est un détendeur électronique.
[19] Selon un troisième mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le premier dispositif de détente est disposé sur la boucle principale entre le troisième point de raccordement et une entrée du dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant, et le deuxième dispositif de détente est disposé sur la boucle principale entre le cinquième point de raccordement et le quatrième point de raccordement.
[20] Le premier dispositif de détente est un détendeur électronique. Le deuxième dispositif de détente est un détendeur électronique.
[21] L’ utilisation de détendeurs électroniques permet d’adapter en temps réel l’amplitude du premier niveau de détente à toutes les conditions rencontrées.
[22] Selon un quatrième mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le premier dispositif de détente est disposé sur la boucle principale entre le premier point de raccordement et le troisième point de raccordement, et le deuxième dispositif de détente est disposé sur la boucle principale entre le quatrième point de raccordement et le deuxième échangeur de chaleur.
[23] Le premier dispositif de détente est un détendeur électronique. Le deuxième dispositif de détente est un détendeur électronique.
[24] Selon un aspect du système de conditionnement thermique, la deuxième branche de dérivation comprend un premier clapet anti-retour configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du troisième point de raccordement vers le quatrième point de raccordement.
[25] Le premier clapet-anti-retour permet d’éviter que le fluide réfrigérant à haute pression en entrée du dispositif d’accumulation ne reflue vers le quatrième point de raccordement en circulant dans la deuxième branche de dérivation.
[26] Selon un exemple de mise en oeuvre, la boucle principale comprend un deuxième clapet anti-retour configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du sixième point de raccordement vers le deuxième point de raccordement.
[27] Selon un mode de réalisation, la boucle principale comprend un troisième clapet anti-retour configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du quatrième point de raccordement vers le cinquième point de raccordement.
[28] Selon un exemple de mise en oeuvre, la troisième branche de dérivation comprend un quatrième clapet anti-retour configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du huitième point de raccordement vers le troisième échangeur de chaleur.
[29] La boucle principale comprend une vanne d’arrêt disposée entre le deuxième point de raccordement et le sixième point de raccordement.
[30] Selon une variante de réalisation du système de conditionnement thermique, la boucle principale comprend un premier échangeur de chaleur interne configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en aval du premier dispositif de détente et le fluide réfrigérant en aval du deuxième échangeur de chaleur. [31] Le premier échangeur de chaleur interne permet d’assurer une surchauffe du fluide réfrigérant en entrée du compresseur, c’est-à-dire permet d’éviter la présence de gouttelettes de réfrigérant liquide à l’entrée du compresseur.
[32] Selon une variante, la troisième branche de dérivation comprend un deuxième échangeur de chaleur interne configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en amont du troisième dispositif de détente et le fluide réfrigérant en aval du troisième échangeur de chaleur.
[33] Le deuxième échangeur de chaleur interne permet d’augmenter la variation d’enthalpie entre l’entrée et la sortie du troisième échangeur de chaleur. Les performances de refroidissement sont améliorées.
[34] Selon une variante de réalisation, le système de conditionnement thermique comporte une quatrième branche de dérivation en parallèle du troisième dispositif de détente et du troisième échangeur de chaleur, la quatrième branche de dérivation comportant un cinquième dispositif de détente et un quatrième échangeur de chaleur.
[35] La quatrième branche de dérivation relie un septième point de raccordement disposé sur la troisième branche de dérivation entre le cinquième point de raccordement et le troisième dispositif de détente à un huitième point de raccordement disposé sur la troisième branche de dérivation entre le troisième échangeur de chaleur et le sixième point de raccordement.
[36] Selon un exemple de réalisation, le quatrième échangeur de chaleur est couplé thermiquement avec un élément d’une chaîne de traction d’un véhicule automobile.
[37] Le quatrième échangeur de chaleur permet ainsi d’assurer un contrôle de la température de fonctionnement de l’élément de la chaîne de traction du véhicule.
[38] L’ élément de la chaîne de traction électrique du véhicule peut comprendre une batterie de stockage d’énergie électrique.
[39] La batterie peut fournir l’énergie nécessaire à la traction du véhicule.
[40] L’ élément de la chaîne de traction électrique du véhicule peut comprendre un moteur électrique de traction du véhicule. [41] L’ élément de la chaîne de traction électrique du véhicule peut comprendre une unité électronique de contrôle du moteur électrique de traction du véhicule.
[42] Le quatrième échangeur de chaleur est couplé thermiquement avec l’élément par l’intermédiaire d’un liquide caloporteur circulant dans une boucle secondaire de liquide caloporteur.
[43] Le liquide caloporteur circulant dans la boucle secondaire de liquide caloporteur peut être un fluide diélectrique.
[44] Selon une variante de réalisation, le quatrième échangeur de chaleur est en contact avec l’élément de la chaîne de traction du véhicule.
[45] Le circuit de liquide caloporteur peut comporter un cinquième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur à un habitacle du véhicule.
[46] Le système de conditionnement thermique peut comporter une vanne trois voies disposée conjointement sur la boucle principale et sur la première branche de dérivation, la vanne trois voies étant configurée pour sélectivement :
- autoriser une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur vers le troisième point de raccordement et interdire une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur vers le deuxième point de raccordement, ou
- autoriser une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur vers le deuxième point de raccordement et interdire une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur vers le troisième point de raccordement.
[47] Selon un exemple de mise en oeuvre, la vanne trois voies et le premier dispositif de détente forment un ensemble monobloc.
[48] L’intégration dans le système de conditionnement thermique est ainsi facilitée.
[49] L’ invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, dans un mode dit de chauffage, dans lequel :
- un débit de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur, dans le premier dispositif de détente où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans le deuxième échangeur de chaleur, dans le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant, dans le deuxième dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur où il s’évapore en absorbant de la chaleur du flux d’air extérieur, et regagne le compresseur.
[50] L’ invention concerne aussi un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, dans un mode dit de refroidissement, dans lequel :
- un débit de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur dans la première branche de dérivation, dans le deuxième échangeur de chaleur dans le deuxième dispositif de détente où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans la deuxième branche de dérivation, dans le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant, dans la troisième branche de dérivation, dans le troisième dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le troisième échangeur de chaleur où il s’évapore en absorbant de la chaleur, et regagne le compresseur.
[51] L’ invention se rapporte aussi à un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique selon un autre mode de réalisation, dans un mode dit de refroidissement, dans lequel :
- un débit de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur, dans la première branche de dérivation, dans le deuxième échangeur de chaleur, dans la deuxième branche de dérivation, dans le deuxième dispositif de détente où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant, dans la troisième branche de dérivation, dans le troisième dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le troisième échangeur de chaleur où il s’évapore en absorbant de la chaleur, et regagne le compresseur.
Brève description des dessins [52] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[53] [Fig. 1 ] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon un premier mode de réalisation de l’invention,
[54] [Fig. 2] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une variante du premier mode de réalisation de l’invention,
[55] [Fig. 3] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
[56] [Fig. 4] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon un troisième mode de réalisation de l’invention,
[57] [Fig. 5] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon un quatrième mode de réalisation de l’invention,
[58] [Fig. 6] est une vue schématique d’un système de conditionnement thermique selon une variante du troisième mode de réalisation de l’invention,
[59] [Fig. 7] est une vue schématique du système de conditionnement thermique selon le deuxième mode de réalisation, fonctionnant suivant un premier mode de fonctionnement, dit mode de chauffage,
[60] [Fig. 8] est une vue schématique du système de conditionnement thermique selon le deuxième mode de réalisation, fonctionnant suivant un deuxième mode de fonctionnement, dit mode dit de refroidissement,
[61] [Fig. 9] est une vue schématique du système de conditionnement thermique selon le troisième mode de réalisation, fonctionnant suivant un deuxième mode de fonctionnement, dit mode dit de refroidissement,
[62] [Fig. 10] est un diagramme pression, enthalpie d’un système de conditionnement thermique notamment selon le deuxième mode de réalisation, fonctionnant selon le deuxième mode de fonctionnement, dit mode de refroidissement.
Description des modes de réalisation [63] Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c'est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, ou paramètre par rapport à un autre et on peut interchanger les dénominations.
[64] Dans la description qui suit, le terme " un premier élément en amont d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé avant le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, d'un fluide. De manière analogue, le terme " un premier élément en aval d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé après le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, du fluide considéré. Dans le cas du circuit de fluide réfrigérant, le terme « un premier élément est en amont d’un deuxième élément » signifie que le fluide réfrigérant parcourt successivement le premier élément, puis le deuxième élément, sans passer par le dispositif de compression, encore appelé compresseur. Autrement dit, le fluide réfrigérant sort du compresseur, traverse éventuellement ou plusieurs éléments, puis traverse le premier élément, puis le deuxième élément, puis regagne le compresseur, éventuellement après avoir traversé d’autres éléments.
[65] Le terme « un deuxième élément est placé entre un premier élément et un troisième élément » signifie que le plus court trajet pour passer du premier élément au troisième élément passe par le deuxième élément.
[66] Quand il est précisé qu'un sous-système comporte un élément donné, cela n'exclut pas la présence d'autres éléments dans ce sous-système.
[67] Une unité électronique de contrôle 45 reçoit des informations de différents capteurs mesurant notamment les caractéristiques du fluide réfrigérant en divers points du circuit. L’unité électronique de contrôle 45 reçoit également des consignes émises par les occupants du véhicule, comme par exemple la température souhaitée à l’intérieur de l’habitacle. L’unité électronique de contrôle 45 peut aussi recevoir des consignes provenant d’autres sous-systèmes électroniques, comme par exemple le système de gestion des batteries de stockage d’énergie électrique. L’unité électronique de contrôle 45 met en oeuvre des lois de contrôle permettant le pilotage des différents actionneurs, afin d’assurer le contrôle du système de conditionnement thermique 100 de façon à assurer les consignes reçues.
[68] Le circuit de fluide réfrigérant 10 forme un circuit fermé dans lequel peut circuler le fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant 10 est étanche lorsque celui-ci est dans un état nominal de fonctionnement, c’est-à-dire sans défaut ou fuite. Chaque point de raccordement du circuit 10 permet au fluide réfrigérant de passer dans l’une ou l’autre des portions de circuit se rejoignant à ce point de raccordement. La répartition du fluide réfrigérant entre les portions de circuit se rejoignant en un point de raccordement se fait en jouant sur l’ouverture ou la fermeture des vannes d’arrêt, clapets anti-retour ou dispositifs de détente disposés sur chacune des branches. Autrement dit, chaque point de raccordement est un moyen de redirection du fluide réfrigérant arrivant à ce point de raccordement. Diverses vannes d’arrêt et clapets antiretour permettent ainsi de diriger sélectivement le fluide réfrigérant dans les différentes branches du circuit de réfrigérant, afin d’assurer différents modes de fonctionnement, comme il sera décrit ultérieurement.
[69] Le fluide réfrigérant utilisé par le circuit de fluide réfrigérant 10 est ici un fluide chimique tel que le R1234yf. D’autres fluides réfrigérants peuvent aussi être employés à la place, comme par exemple le R134a, ou le R290.
[70] On entend par flux d’air intérieur Fi un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Ce flux d’air intérieur Fi peut circuler dans une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, désignée fréquemment par le terme Anglais « HVAC », pour « Heating, Ventilating and Air Conditioning >>. Cette installation n’a pas été représentée sur les différentes figures. Un premier groupe moto-ventilateur, non représenté, est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation afin d’augmenter au besoin le débit du flux d’air intérieur Fi.
[71] On entend par flux d’air extérieur Fe un flux d’air qui n’est pas à destination de l’habitacle du véhicule. Autrement dit, ce flux d’air Fe reste à l’extérieur de l’habitacle du véhicule. Un deuxième groupe moto-ventilateur, également non représenté, peut être activé afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air extérieur Fe. Le débit assuré par le premier groupe moto-ventilateur ainsi que par le deuxième groupe moto-ventilateur peut être ajusté en temps réel en fonction des besoins d’échanges thermiques, par exemple par l’unité électronique 45 de contrôle du système de conditionnement thermique 100.
[72] Le terme « échangeur » est équivalent au terme « échangeur de chaleur », et les deux termes pourront être indifféremment employés dans la description qui suit.
[73] La présente invention propose un système de conditionnement thermique 100 pour véhicule automobile, comportant un circuit de fluide réfrigérant 10 configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 comporte:
Une boucle principale A comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant:
- un compresseur 1 ,
- un premier échangeur de chaleur 21 configuré pour échanger de la chaleur avec un premier fluide caloporteur F1 ,
- un dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant,
- un deuxième échangeur de chaleur 22 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air Fe extérieur à un habitacle du véhicule,
Une première branche de dérivation B reliant un premier point de raccordement 1 1 disposé sur la boucle principale A entre le premier échangeur 21 et le dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant à un deuxième point de raccordement 12 disposé sur la boucle principale A entre le deuxième échangeur 22 et une entrée 1 a du compresseur 1 ,
Une deuxième branche de dérivation C reliant un troisième point de raccordement 13 disposé sur la boucle principale A entre le premier point de raccordement 1 1 et le dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant à un quatrième point de raccordement 14 disposé sur la boucle principale A entre le dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant et le deuxième échangeur de chaleur 22,
- Une troisième branche de dérivation D reliant un cinquième point de raccordement 15 disposé sur la boucle principale A entre le dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant et le quatrième point de raccordement 14 à un sixième point de raccordement 16 disposé sur la boucle principale A entre le deuxième point de raccordement 12 et l’entrée 1 a du compresseur 1 .
La boucle principale A comprend :
- un premier dispositif de détente 31 disposé entre le premier point de raccordement 11 et une entrée 2a du dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant,
- un deuxième dispositif de détente 32 disposé entre le cinquième point de raccordement 15 et le deuxième échangeur de chaleur 22.
La troisième branche de dérivation D comporte un troisième dispositif de détente 33 et un troisième échangeur de chaleur 23 configuré pour fonctionner en évaporateur.
[74] Cette configuration permet de réaliser une détente partielle du fluide réfrigérant entre la sortie du premier échangeur de chaleur 21 et l’entrée du dispositif d’accumulation 2. Le fluide réfrigérant ayant subi cette détente partielle possède ainsi une enthalpie plus basse qu’en sortie du premier échangeur de chaleur 21 . Cette différence d’enthalpie permet d’améliorer les performances du système de conditionnement thermique, notamment en augmentant la puissance maximale de refroidissement.
[75] La figure 1 représente un premier mode de réalisation du système de conditionnement thermique 100. Le premier fluide caloporteur F1 est un flux d’air intérieur Fi à un habitacle d’un véhicule automobile. Le premier échangeur de chaleur 21 est un condenseur interne et est disposée dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation du véhicule.
[76] Selon une variante du premier mode de réalisation, illustrée sur la figure 2, le premier fluide caloporteur F1 est un liquide caloporteur. Le système de conditionnement thermique comporte un circuit de liquide caloporteur 40 configuré pour faire circuler un liquide caloporteur. Le premier échangeur de chaleur 21 est un échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant 10 et sur le circuit de fluide caloporteur 40 de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur.
[77] Le circuit de liquide caloporteur 40 comporte un cinquième échangeur de chaleur 25 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur Fi à un habitacle du véhicule. Le cinquième échangeur de chaleur 25 est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Le circuit de liquide caloporteur 40 comprend une pompe 42 de circulation du liquide caloporteur. La pompe 42 peut être sélectivement activée et désactivée, par exemple par une commande de l’unité électronique de contrôle 45. Le circuit de liquide caloporteur 40 comprend également un sixième échangeur de chaleur, non représenté, configuré pour échanger de la chaleur avec le flux d’air extérieur Fe.
[78] Dans le premier mode de réalisation comme dans sa variante, le premier échangeur de chaleur 21 est un condenseur. Suivant le mode de réalisation, la chaleur fournie par la condensation du fluide réfrigérant est dissipée dans le flux d’air intérieur Fi, ou dans le liquide caloporteur du circuit 40.
[79] Lorsque la chaleur dégagée par la condensation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur 21 est dissipée dans le flux d’air intérieur Fi, le chauffage de l’habitacle est dit direct. Lorsque la chaleur dégagée par la condensation du fluide réfrigérant dans le premier échangeur 21 est dissipée d’abord dans le liquide caloporteur du circuit 40, puis dans le flux d’air intérieur Fi par l’intermédiaire du cinquième échangeur 25, le chauffage de l’habitacle est dit indirect.
[80] Le deuxième échangeur de chaleur 22 est un évapo-condenseur. Autrement dit, le deuxième échangeur de chaleur 22 peut sélectivement fonctionner soit en évaporateur, soit en condenseur.
[81] Dans les exemples représentés, le troisième échangeur de chaleur 23 est configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air Fi intérieur à l’habitacle du véhicule. Le troisième échangeur de chaleur 23 est un évaporateur disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
[82] Le dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant est une bouteille déshydratante. Le terme « dispositif d’accumulation » est équivalent au terme « dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant ».
[83] La bouteille déshydratante 2 peut recevoir à son entrée 2a un mélange diphasique de fluide réfrigérant. En régime permanent, le fluide réfrigérant parvenant à l’entrée de la bouteille déshydratante est à l’état de liquide saturé et le fluide réfrigérant sortant de la sortie 2b de la bouteille déshydratante est à l’état de liquide saturé. [84] Selon la variante du premier mode de réalisation illustrée sur la figure 2, ainsi que sur les autres modes de réalisation illustrés, le système de conditionnement thermique 100 comporte une quatrième branche de dérivation E en parallèle du troisième dispositif de détente 33 et du troisième échangeur de chaleur 23, la quatrième branche de dérivation E comportant un cinquième dispositif de détente 35 et un quatrième échangeur de chaleur 24. Cette quatrième branche de dérivation E ainsi que les composants associés est optionnelle.
[85] La quatrième branche de dérivation E relie un septième point de raccordement 17 disposé sur la troisième branche de dérivation D entre le cinquième point de raccordement 15 et le troisième dispositif de détente 33 à un huitième point de raccordement 18 disposé sur la troisième branche de dérivation D entre le troisième échangeur de chaleur 23 et le sixième point de raccordement 16.
[86] Le quatrième échangeur de chaleur 24 est couplé thermiquement avec un élément 30 d’une chaîne de traction d’un véhicule automobile. Le quatrième échangeur de chaleur 24 permet ainsi d’assurer un contrôle de la température de fonctionnement de l’élément 30 de la chaîne de traction du véhicule.
[87] L’ élément 30 de la chaîne de traction électrique du véhicule peut comprendre une batterie de stockage d’énergie électrique. La batterie peut fournir l’énergie nécessaire à la traction du véhicule.
[88] L’ élément 30 de la chaîne de traction électrique du véhicule peut comprendre un moteur électrique de traction du véhicule. L’élément 30 de la chaîne de traction électrique du véhicule peut comprendre une unité électronique de contrôle du moteur électrique de traction du véhicule.
[89] Le quatrième échangeur de chaleur 24 est ici couplé thermiquement avec l’élément 30 par l’intermédiaire d’un liquide caloporteur circulant dans une boucle secondaire 41 de liquide caloporteur. Le liquide caloporteur circulant dans la boucle secondaire 41 de liquide caloporteur peut être un fluide diélectrique. Alternativement, le liquide caloporteur circulant dans la boucle secondaire 41 de liquide caloporteur peut être un mélange d’eau et de glycol.
[90] Selon une autre variante de réalisation, le quatrième échangeur de chaleur 24 est en contact avec l’élément 30 de la chaîne de traction du véhicule. Une paroi du quatrième échangeur de chaleur 24 est ainsi en contact avec une paroi du premier élément 25. Une pâte visant à améliorer le transfert thermique entre les deux parois peut être disposée entre ces deux parois.
[91] Selon le premier mode de réalisation du système de conditionnement thermique 100, illustré sur la figure 1 , le premier dispositif de détente 31 est disposé sur la boucle principale A entre le premier point de raccordement 1 1 et le troisième point de raccordement 13. Le deuxième dispositif de détente 32 est disposé sur la boucle principale A entre le cinquième point de raccordement 15 et le quatrième point de raccordement 14.
[92] Le premier dispositif de détente 31 est, dans ce premier mode de réalisation, un orifice calibré. Un orifice calibré est un composant passif. Un orifice calibré présente une section de passage constante, ne pouvant être modifiée au cours du temps. Le deuxième dispositif de détente 32 est un détendeur électronique. Dans un détendeur électronique, la section de passage permettant de faire passer le fluide réfrigérant peut être ajustée de manière continue entre une position de fermeture et une position d’ouverture maximale. Pour cela, l’unité de contrôle 45 du système de conditionnement thermique 100 peut par exemple piloter un moteur électrique qui déplace un obturateur mobile contrôlant la section de passage offerte au fluide réfrigérant. Le contrôle de la position de l’obturateur mobile permet de contrôler la détente. La détente du fluide réfrigérant dans le deuxième dispositif de détente 32 peut être modifiée en temps réel.
[93] La deuxième branche de dérivation C comprend un quatrième dispositif de détente 34. Le quatrième dispositif de détente 34 est ici un orifice calibré.
[94] L’ utilisation d’orifices calibrés permet de réaliser le premier niveau de détente, entre le premier échangeur de chaleur 21 et la bouteille déshydratante 2, par un composant peu onéreux.
[95] La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation du système de conditionnement thermique 100. Dans ce mode de réalisation, le premier dispositif de détente 31 est disposé sur la boucle principale A entre le premier point de raccordement 11 et le troisième point de raccordement 13. Le deuxième dispositif de détente 32 est disposé sur la boucle principale A entre le quatrième point de raccordement 14 et le deuxième échangeur de chaleur 22.
[96] Le premier dispositif de détente 31 est ici un orifice calibré. Le deuxième dispositif de détente 32 est un détendeur électronique. Dans ce mode de réalisation, la deuxième branche de dérivation C ne comporte pas de dispositif de détente.
[97] La figure 4 représente un troisième mode de réalisation du système de conditionnement thermique 100. Dans ce troisième mode de réalisation, le premier dispositif de détente 31 est disposé sur la boucle principale A entre le troisième point de raccordement 13 et une entrée 2a du dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant. Le deuxième dispositif de détente 32 est disposé sur la boucle principale A entre le cinquième point de raccordement 15 et le quatrième point de raccordement 14. Dans ce mode de réalisation, la deuxième branche de dérivation C ne comporte pas de dispositif de détente.
[98] Le premier dispositif de détente 31 est un détendeur électronique. Le deuxième dispositif de détente 32 est un détendeur électronique.
[99] L’ utilisation de détendeurs électroniques permet d’adapter en temps réel l’amplitude de la détente partielle du fluide réfrigérant à toutes les conditions de fonctionnement rencontrées. Le fonctionnement du système de conditionnement thermique peut ainsi être optimisé.
[100] La figure 5 représente un quatrième mode de réalisation du système de conditionnement thermique 100. Selon ce quatrième mode de réalisation du système de conditionnement thermique 100, le premier dispositif de détente est disposé sur la boucle principale A entre le premier point de raccordement 1 1 et le troisième point de raccordement 13. Le deuxième dispositif de détente est disposé sur la boucle principale A entre le quatrième point de raccordement 14 et le deuxième échangeur de chaleur 22. Dans ce mode de réalisation, la deuxième branche de dérivation C ne comporte pas de dispositif de détente.
[101] Le premier dispositif de détente 31 est un détendeur électronique. Le deuxième dispositif de détente 32 est un détendeur électronique.
[102] Sur les quatre modes de réalisation principaux présentés ainsi que les variantes associées, la deuxième branche de dérivation C comprend un premier clapet anti-retour 3 configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du troisième point de raccordement 13 vers le quatrième point de raccordement 14. Le premier clapet-anti-retour 3 permet d’éviter que le fluide réfrigérant à haute pression en entrée du dispositif d’accumulation 2 ne reflue vers le quatrième point de raccordement 14 en circulant dans la deuxième branche de dérivation C. Le premier clapet anti-retour 3 est configuré pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant du quatrième point de raccordement 14 vers le troisième point de raccordement 13.
[103] Sur les quatre modes de réalisation illustrés et les variantes associées, la boucle principale A comprend un deuxième clapet anti-retour 4 configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du sixième point de raccordement 16 vers le deuxième point de raccordement 12. Le deuxième clapet anti-retour 4 est configuré pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant du deuxième point de raccordement 12 vers le sixième point de raccordement 16.
[104] Selon le deuxième et le quatrième mode de réalisation, illustrés respectivement sur la figure 3 et la figure 5, la boucle principale A comprend un troisième clapet anti-retour 5 configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du quatrième point de raccordement 14 vers le cinquième point de raccordement 15. Le troisième clapet anti-retour 5 est configuré pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant du cinquième point de raccordement 15 vers le quatrième point de raccordement 14.
[105] Selon les modes de réalisation illustrés, la troisième branche de dérivation D comprend un quatrième clapet anti-retour 9 configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du huitième point de raccordement 18 vers le troisième échangeur de chaleur 23. Le quatrième clapet anti-retour 9 est configuré pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant du troisième échangeur de chaleur 23 vers le huitième point de raccordement 18.
[106] Selon des variantes non représentées, chaque clapet anti-retour 3, 4, 5, 9 peut être remplacé par une vanne d’arrêt. La ou les vannes d’arrêt sont commandées électriquement, par exemple par l’unité électronique de contrôle 45.
[107] La boucle principale A comprend une vanne d’arrêt 6 disposée entre le deuxième point de raccordement 12 et le sixième point de raccordement 16. La vanne d’arrêt 6 permet d’interrompre sélectivement la circulation de fluide réfrigérant dans la boucle principale A, depuis le deuxième point de raccordement 12 vers le sixième point de raccordement 16. Le fluide réfrigérant circulant dans la première branche de dérivation B circule alors du deuxième point de raccordement 12 vers le quatrième point de raccordement 14 en traversant le deuxième échangeur de chaleur 22. La vanne d’arrêt 6 est présente sur tous les modes de réalisation illustrés.
[108] Selon une variante du troisième mode de réalisation du système de conditionnement thermique 100, illustrée sur la figure 6, la boucle principale A comprend un premier échangeur de chaleur interne 7 configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en aval du premier dispositif de détente 31 et le fluide réfrigérant en aval du deuxième échangeur de chaleur 22.
[109] Le premier échangeur de chaleur interne 7 permet d’assurer une surchauffe du fluide réfrigérant en entrée du compresseur 1 , c’est-à-dire permet d’éviter la présence de gouttelettes de réfrigérant liquide à l’entrée du compresseur 1 .
[110] Le premier échangeur de chaleur interne 7 comporte une première section d’échange thermique 7a disposée sur la boucle principale A en aval du cinquième point de raccordement 15 et amont du deuxième détendeur 32, ainsi qu’une deuxième section d’échange thermique 7b disposée sur la boucle principale A en aval du deuxième point de raccordement 12. Le premier échangeur de chaleur interne 7 est configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant dans la première section d’échange thermique 7a et le fluide réfrigérant dans la deuxième section d’échange thermique 7b. Le fluide réfrigérant circulant à haute pression dans la boucle principale A peut ainsi céder de la chaleur au fluide réfrigérant circulant à une pression plus faible dans la boucle principale A, après avoir été détendu dans le deuxième détendeur 32 et être passé dans le deuxième échangeur de chaleur 22.
[111] Dans cette variante, la troisième branche de dérivation D comprend aussi un deuxième échangeur de chaleur interne 8 configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en amont du troisième dispositif de détente 33 et le fluide réfrigérant en aval du troisième échangeur de chaleur 23. Le deuxième échangeur de chaleur interne 8 permet d’augmenter la variation d’enthalpie entre l’entrée et la sortie du troisième échangeur de chaleur 23. Les performances de refroidissement sont améliorées. Lorsque le quatrième échangeur de chaleur 24 est utilisé, le deuxième échangeur interne 8 permet également d’améliorer ses performances.
[112] Le deuxième échangeur de chaleur interne 8 comporte une première section d’échange thermique 8a disposée sur la troisième branche de dérivation D en amont du troisième détendeur 33 et une deuxième section d’échange thermique 8b disposée sur la troisième branche de dérivation D en aval du troisième échangeur de chaleur 23. Le deuxième échangeur de chaleur interne 8 est configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant dans la première section d’échange thermique 8a et le fluide réfrigérant dans la deuxième section d’échange thermique 8b. Le fluide réfrigérant circulant à haute pression dans la troisième branche de dérivation D peut ainsi céder de la chaleur au fluide réfrigérant circulant à une pression plus faible dans la troisième branche de dérivation D, après détente dans le troisième détendeur 33.
[113] Les deux échangeurs de chaleur interne 7, 8 peuvent être ajoutés au système de conditionnement thermique selon le premier, le deuxième et le troisième mode de réalisation.
[114] Selon des variantes non représentées, le système de conditionnement thermique 100 comprend un unique échangeur de chaleur interne. L’unique échangeur de chaleur interne peut être le premier échangeur interne 7, ou le deuxième échangeur interne 8.
[115] Suivant les modes de réalisation, le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur de chaleur 21 et parvenant au premier point de raccordement 1 1 peut être dirigé vers la première branche de dérivation B, ou continuer à circuler dans la boucle principale A. Pour cela, différents types de vannes peuvent être employés.
[116] Le système de conditionnement thermique 100 peut comporter une vanne trois voies 20 disposée conjointement sur la boucle principale A et sur la première branche de dérivation B. La vanne trois voies 20 est configurée pour sélectivement : - autoriser une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur 21 vers le troisième point de raccordement 13 et interdire une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur 21 vers le deuxième point de raccordement 12, ou
- autoriser une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur 21 vers le deuxième point de raccordement 12 et interdire une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur 21 vers le troisième point de raccordement 13.
[117] La vanne trois voies 20 est présente sur les premier, deuxième et quatrième mode de réalisation, illustrés respectivement sur les figures 1 , 3 et 5. Selon un exemple de mise en oeuvre, la vanne trois voies 20 et le premier dispositif de détente 31 forment un ensemble monobloc. L’intégration dans le système de conditionnement thermique est ainsi facilitée.
[118] A la place de la vanne trois voies 20, le système de conditionnement thermique 100 peut comporter deux vannes deux-voies 19a, 19b. Une première vanne deux-voies 19a est disposée sur la boucle principale A entre le premier point de raccordement 1 1 et le troisième point de raccordement 13. Une deuxième vanne deux-voies 19b est disposée sur la première branche de dérivation B. La deuxième vanne deux-voies 19b est disposée entre le premier point de raccordement 1 1 et le deuxième point de raccordement 12. Chaque vanne deux-voies 19a, 19b est commandée électriquement. Chaque vanne deux-voies 19a, 19b permet de sélectivement permettre une communication fluidique entre son entrée et sa sortie, ou interdire une communication fluidique entre son entrée et sa sortie. Chaque vanne deux-voies 19a, 19b est une vanne d’arrêt de la circulation de fluide réfrigérant. La combinaison des deux vannes d’arrêt 19a, 19b est présente sur la variante du premier mode de réalisation et sur le troisième mode de réalisation, illustrés respectivement sur la figure 2 et la figure 4.
[119] On décrira maintenant quelques modes de fonctionnement possibles du système de conditionnement thermique 100.
[120] La figure 7 représente un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 selon le deuxième mode de réalisation, dans un mode dit de chauffage, dans lequel :
- un débit Qr de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur 1 où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur 21 en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur F1 , dans le premier dispositif de détente 31 où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans le deuxième échangeur de chaleur 22, dans le dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant, dans le deuxième dispositif de détente 32 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur 22 où il s’évapore en absorbant de la chaleur du flux d’air extérieur Fe, et regagne le compresseur 1 .
[121] Lorsque le système de conditionnement thermique 100 fonctionne selon ce mode de fonctionnement, le deuxième échangeur de chaleur 22 est parcouru selon un premier sens de parcours. Ce mode de fonctionnement a été représenté sur la base du deuxième mode de réalisation, et est applicable à l’ensemble des modes de réalisation.
[122] Dans ce mode de chauffage, la chaleur du flux d’air extérieur Fe contribue à chauffer l’habitacle du véhicule. La détente intermédiaire réalisée par le premier dispositif de détente 31 permet d’augmenter la quantité de chaleur extraite du flux d’air extérieur Fe.
[123] La figure 8 représente un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 selon le deuxième mode de réalisation, dans un mode dit de refroidissement, dans lequel :
- un débit Qr’ de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur 1 où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur 21 en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur F1 , dans la première branche de dérivation B, dans le deuxième échangeur de chaleur 22, dans le deuxième dispositif de détente 32 où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans la deuxième branche de dérivation C, dans le dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant, dans la troisième branche de dérivation D, dans le troisième dispositif de détente 33 où il passe à basse pression, dans le troisième échangeur de chaleur 23 où il s’évapore en absorbant de la chaleur, et regagne le compresseur 1 .
[124] Lorsque le système de conditionnement thermique 100 fonctionne selon le mode de fonctionnement dit de refroidissement, le deuxième échangeur de chaleur 22 est parcouru selon un sens de parcours inverse du premier sens de parcours suivi en mode chauffage. Le fluide réfrigérant subit un premier niveau de détente entre la sortie du premier échangeur 21 et l’entrée du dispositif d’accumulation 22, aussi bien lors du fonctionnement en mode chauffage que lors du fonctionnement en mode refroidissement. Tous les modes de réalisation permettent d’obtenir une détente partielle du fluide réfrigérant en aval du premier échangeur de chaleur 21 et en amont du dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant.
[125] La vanne trois-voies 1 1 dirige vers la première branche de dérivation B le débit Qr’ de fluide réfrigérant provenant du premier échangeur de chaleur 21 . Le fluide réfrigérant ne circule pas entre le premier point de raccordement 1 1 et le troisième point de raccordement 13. Au niveau du deuxième point de raccordement 12, le fluide réfrigérant rejoint la boucle principale A et circule dans le deuxième échangeur de chaleur 22. La vanne d’arrêt 6 est en position fermée et interdit au fluide réfrigérant de circuler vers le sixième point de raccordement 16. Le fluide réfrigérant ayant réalisé un échange thermique avec le flux d’air extérieur Fe au niveau du deuxième échangeur 22 subit une détente intermédiaire en traversant le deuxième détendeur 32. Au niveau du quatrième point de raccordement 14, le troisième clapet anti-retour 5 empêche le fluide réfrigérant de circuler vers la cinquième point de raccordement 15. Le fluide réfrigérant circule dans la deuxième branche de dérivation C, rejoint la boucle principale A au niveau du troisième point de raccordement 13 et traverse le dispositif d’accumulation 2. Le fluide réfrigérant circule dans la troisième branche de dérivation D et rejoint le troisième dispositif de détente 33 où il subit une détente le faisant passer de la pression intermédiaire à un état de basse pression. Le fluide réfrigérant s’évapore dans le troisième échangeur 23, rejoint la boucle principale A au sixième point de raccordement 16, et rejoint l’entrée 1 a du compresseur 1 , ce qui boucle le cycle thermodynamique.
[126] La figure 10 illustre ce procédé de fonctionnement par un diagramme pression, enthalpie. Le point p1 a représente l’état du fluide réfrigérant à basse pression PO en entrée du compresseur 1 . Le point p1 b représente l’état du fluide réfrigérant à haute pression P2 et haute température en sortie du compresseur 1 . Le point p2b représente l’état du fluide réfrigérant en sortie de la bouteille déshydratante 2. Le point p2b est sur la courbe de saturation S caractéristique du fluide réfrigérant employé, pour la pression intermédiaire P1. Le point p23 correspond à l’état du fluide réfrigérant en entrée du troisième échangeur de chaleur 23. La flèche Q23 représente la variation d’enthalpie du fluide réfrigérant lors de son évaporation dans le troisième échangeur 23. La puissance de refroidissement du flux d’air intérieur Fi est proportionnelle à la quantité schématisée par Q23. La flèche Q23’ représente la variation d’enthalpie du fluide réfrigérant pour un système de conditionnement ne permettant pas de réaliser une détente intermédiaire entre la sortie du premier échangeur 21 et la bouteille 2. Dans un tel système, l’enthalpie du fluide réfrigérant en sortie de la bouteille 2 correspond au point de saturation à la pression P2. La flèche pointillée schématise la phase de détente par le troisième détendeur 33. Dans un tel cas, la variation d’enthalpie est moindre que dans le système de conditionnement thermique proposé ici. La puissance de refroidissement disponible est également inférieure. La flèche G schématise le gain obtenu sur la variation d’enthalpie grâce à la détente intermédiaire réalisée par le système de conditionnement thermique proposé.
[127] La figure 9 représente un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 selon le troisième mode de réalisation, dans un mode dit de refroidissement, dans lequel :
- un débit Qr” de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur 1 où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur 21 en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur F1 , dans la première branche de dérivation B, dans le deuxième échangeur de chaleur 22, dans la deuxième branche de dérivation C, dans le deuxième dispositif de détente 32 où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans le dispositif d’accumulation 2 de fluide réfrigérant, dans la troisième branche de dérivation D, dans le troisième dispositif de détente 33 où il passe à basse pression, dans le troisième échangeur de chaleur 23 où il s’évapore en absorbant de la chaleur, et regagne le compresseur 1 .
[128] La deuxième vanne deux-voies 19b est ouverte tandis que la première vanne deux-voies 19a est fermée. Au niveau du premier point de raccordement 1 1 , le fluide réfrigérant sortant du compresseur 1 à haute pression et haute température circule dans la première branche de dérivation B. La vanne d’arrêt 6 est fermée, de sorte qu’au niveau du deuxième point de raccordement 12 le fluide réfrigérant est redirigé vers la boucle principale A et se condense au niveau du deuxième échangeur 22 en dissipant de la chaleur dans le flux d’air extérieur Fe. Le deuxième détendeur 32 est en position fermée, de sorte que le fluide réfrigérant ayant réalisé un échange de chaleur dans le deuxième échangeur de chaleur 22 emprunte, au niveau du quatrième point de raccordement 14, la deuxième branche de dérivation C. Le premier dispositif de détente 31 réalise une détente partielle du fluide réfrigérant avant que celui-ci entre dans la bouteille 2. Le troisième dispositif de détente 33 détend le fluide réfrigérant jusqu’à une basse pression, et l’évaporation du fluide réfrigérant au niveau du troisième échangeur 23 refroidit le flux d’air intérieur Fi. Le fluide réfrigérant à basse pression rejoint l’entrée 1 a du compresseur 1 . Au niveau du sixième point de raccordement 16, le deuxième clapet anti-retour 4 empêche le fluide réfrigérant de circuler vers le deuxième point de raccordement 12.
De nombreux autres modes de fonctionnement, non illustrés, sont également possibles. Par exemple, il est possible de faire passer un débit de fluide réfrigérant en parallèle dans le troisième échangeur 3 et dans le quatrième échangeur 4 de façon à refroidir conjointement le flux d’air intérieur Fi et l’élément 30 de la chaîne de traction du véhicule. Le degré d’ouverture respective du troisième détendeur 33 et du cinquième détendeur 35 permet de répartir la puissance de refroidissement entre ces deux échangeurs de chaleur.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Système de conditionnement thermique (100) pour véhicule automobile comportant un circuit de fluide réfrigérant (10) configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant, le circuit de fluide réfrigérant (10) comportant:
Une boucle principale (A) comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant: -- un compresseur (1 ),
-- un premier échangeur de chaleur (21 ) configuré pour échanger de la chaleur avec un premier fluide caloporteur (F1 ),
-- un dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant,
-- un deuxième échangeur de chaleur (22) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air (Fe) extérieur à un habitacle du véhicule,
Une première branche de dérivation (B) reliant un premier point de raccordement (1 1 ) disposé sur la boucle principale (A) entre le premier échangeur
(21 ) et le dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant à un deuxième point de raccordement (12) disposé sur la boucle principale (A) entre le deuxième échangeur
(22) et une entrée (1 a) du compresseur (1 ),
Une deuxième branche de dérivation (C) reliant un troisième point de raccordement (13) disposé sur la boucle principale (A) entre le premier point de raccordement (1 1 ) et le dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant à un quatrième point de raccordement (14) disposé sur la boucle principale (A) entre le dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant et le deuxième échangeur de chaleur (22),
- Une troisième branche de dérivation (D) reliant un cinquième point de raccordement (15) disposé sur la boucle principale (A) entre le dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant et le quatrième point de raccordement (14) à un sixième point de raccordement (16) disposé sur la boucle principale (A) entre le deuxième point de raccordement (12) et l’entrée (1 a) du compresseur (1 ), dans lequel la boucle principale (A) comprend :
- un premier dispositif de détente (31 ) disposé entre le premier point de raccordement (11 ) et une entrée (2a) du dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant, - un deuxième dispositif de détente (32) disposé entre le cinquième point de raccordement (15) et le deuxième échangeur de chaleur (22), et dans lequel la troisième branche de dérivation (D) comporte un troisième dispositif de détente (33) et un troisième échangeur de chaleur (23) configuré pour fonctionner en évaporateur.
[Revendication 2] Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication 1 , dans lequel le premier fluide caloporteur (F1 ) est un liquide caloporteur, le système de conditionnement thermique comportant un circuit de liquide caloporteur (40) configuré pour faire circuler un liquide caloporteur, et dans lequel le premier échangeur de chaleur (21 ) est un échangeur de chaleur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant (10) et sur le circuit de fluide caloporteur (40) de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur.
[Revendication 3] Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier dispositif de détente (31 ) est un orifice calibré disposé sur la boucle principale (A) entre le premier point de raccordement (1 1 ) et le troisième point de raccordement (13), dans lequel le deuxième dispositif de détente (32) est un détendeur électronique disposé sur la boucle principale (A) entre le cinquième point de raccordement (15) et le quatrième point de raccordement (14), et dans lequel la deuxième branche de dérivation (C) comprend un quatrième dispositif de détente (34).
[Revendication 4] Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier dispositif de détente (31 ) est un orifice calibré disposé sur la boucle principale (A) entre le premier point de raccordement (1 1 ) et le troisième point de raccordement (13), et dans lequel le deuxième dispositif de détente (32) est un détendeur électronique disposé sur la boucle principale (A) entre le quatrième point de raccordement (14) et le deuxième échangeur de chaleur (22).
[Revendication 5] Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier dispositif de détente (31 ) est un détendeur électronique disposé sur la boucle principale (A) entre le troisième point de raccordement (13) et une entrée (2a) du dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant, et dans lequel le deuxième dispositif de détente (32) est un détendeur électronique disposé sur la boucle principale (A) entre le cinquième point de raccordement (15) et le quatrième point de raccordement (14).
[Revendication 6] Système de conditionnement thermique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la deuxième branche de dérivation (C) comprend un premier clapet anti-retour (3) configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du troisième point de raccordement (13) vers le quatrième point de raccordement (14).
[Revendication 7] Système de conditionnement thermique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la boucle principale (A) comprend un deuxième clapet anti-retour (4) configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du sixième point de raccordement (16) vers le deuxième point de raccordement (12) , et/ou un troisième clapet anti-retour (5) configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du quatrième point de raccordement (14) vers le cinquième point de raccordement (15).
[Revendication 8] Système de conditionnement thermique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la troisième branche de dérivation (D) comprend un quatrième clapet anti-retour (9) configuré pour bloquer une circulation de fluide réfrigérant du huitième point de raccordement (18) vers le troisième échangeur de chaleur (23).
[Revendication 9] Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier dispositif de détente (31 ) est un détendeur électronique disposé sur la boucle principale (A) entre le premier point de raccordement (1 1 ) et le troisième point de raccordement (13), et dans lequel le deuxième dispositif de détente (32) est un détendeur électronique disposé sur la boucle principale (A) entre le quatrième point de raccordement (14) et le deuxième échangeur de chaleur (22).
[Revendication 10] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la boucle principale (A) comprend un premier échangeur de chaleur interne (7) configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en aval du premier dispositif de détente (31 ) et le fluide réfrigérant en aval du deuxième échangeur de chaleur (22), et dans lequel la troisième branche de dérivation (D) comprend un deuxième échangeur de chaleur interne (8) configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant en amont du troisième dispositif de détente (33) et le fluide réfrigérant en aval du troisième échangeur de chaleur (23).
[Revendication 11] Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, comportant une quatrième branche de dérivation (E) en parallèle du troisième dispositif de détente (33) et du troisième échangeur de chaleur (23), la quatrième branche de dérivation (E) comportant un cinquième dispositif de détente (35) et un quatrième échangeur de chaleur (24), dans lequel le quatrième échangeur de chaleur (24) est couplé thermiquement avec un élément (30) d’une chaîne de traction d’un véhicule automobile.
[Revendication 12] Système de conditionnement thermique (100) selon la revendications précédentes, comportant une vanne trois voies (20) disposée conjointement sur la boucle principale (A) et sur la première branche de dérivation (B), la vanne trois voies (20) étant configurée pour sélectivement :
- autoriser une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur (21 ) vers le troisième point de raccordement (13) et interdire une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur (21 ) vers le deuxième point de raccordement (12), ou
- autoriser une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur (21 ) vers le deuxième point de raccordement (12) et interdire une circulation du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur (21 ) vers le troisième point de raccordement (13), dans lequel la vanne trois voies (20) et le premier dispositif de détente (31 ) forment un ensemble monobloc.
[Revendication 13] Procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications 1 à 12, dans un mode dit de chauffage, dans lequel :
- un débit (Q) de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur (1 ) où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur (21 ) en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur (F1 ), dans le premier dispositif de détente (31 ) où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans le deuxième échangeur de chaleur (22), dans le dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant, dans le deuxième dispositif de détente (32) où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur de chaleur (22) où il s’évapore en absorbant de la chaleur du flux d’air extérieur (Fe), et regagne le compresseur (1 ).
[Revendication 14] Procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications 9 à 12 en combinaison avec la revendication 7 ou la revendication 9, dans un mode dit de refroidissement, dans lequel :
- un débit (Q) de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur (1 ) où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur (21 ) en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur (F1 ), dans la première branche de dérivation (B), dans le deuxième échangeur de chaleur (22), dans le deuxième dispositif de détente (32) où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans la deuxième branche de dérivation (C), dans le dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant, dans la troisième branche de dérivation (D), dans le troisième dispositif de détente (33) où il passe à basse pression, dans le troisième échangeur de chaleur (23) où il s’évapore en absorbant de la chaleur, et regagne le compresseur (1 ).
[Revendication 15] Procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications 9 à 12 en combinaison avec la revendication 5, dans un mode dit de refroidissement, dans lequel :
- un débit (Q) de fluide réfrigérant à basse pression circule dans le compresseur (1 ) où il passe à haute pression, puis circule successivement dans le premier échangeur de chaleur (21 ) en cédant de la chaleur au premier fluide caloporteur (F1 ), dans la première branche de dérivation (B), dans le deuxième échangeur de chaleur (22), dans la deuxième branche de dérivation (C), dans le deuxième dispositif de détente (32) où il subit une détente jusqu’à une pression intermédiaire, dans le dispositif d’accumulation (2) de fluide réfrigérant, dans la troisième branche de dérivation (D), dans le troisième dispositif de détente (33) où il passe à basse pression, dans le troisième échangeur de chaleur (33) où il s’évapore en absorbant de la chaleur, et regagne le compresseur (1 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR3154653B1 (fr) * 2023-10-27 2026-04-24 Valeo Systemes Thermiques Procédé de contrôle d’un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile
FR3158261B1 (fr) * 2024-01-16 2026-01-30 Valeo Systemes Thermiques Procédé de contrôle d’un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2999689A1 (fr) * 2012-12-14 2014-06-20 Valeo Systemes Thermiques Circuit et procede de conditionnement d'air, notamment pour vehicule automobile
FR3076342B1 (fr) * 2018-01-04 2019-11-22 Valeo Systemes Thermiques Circuit de conditionnement thermique
DE102020106626B4 (de) * 2020-03-11 2023-09-28 Audi Aktiengesellschaft Kältemittelkreislauf für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines solchen Kältemittelkreislaufs
WO2021204915A1 (fr) * 2020-04-08 2021-10-14 Valeo Systemes Thermiques Systeme de conditionnement thermique pour vehicule automobile

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