FR2823498A1 - Thermal management of reformer for production of fuel for fuel cell of electrically propelled motor vehicle comprises obtaining energy from condensation of refrigerant fluid - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé de gestion thermique d'un reformeur deThe invention relates to a process for thermal management of a reformer of
production d'un combustible destiné à une pile à combustible d'un véhicule automobile à propuision électrique, ledit procédé étant apte à fournir de l'énergie production of a fuel intended for a fuel cell of an electrically propelled motor vehicle, said method being capable of supplying energy
calorifique en fonction des besoins calorifiques dudit reformeur. calorific according to the calorific needs of said reformer.
Classiquement, un reformeur produit un combustible, par exemplé de l'hydrogène, à partir d'un carburant tel que, par exemple, le propane, le butane, le méthanol, I 'essence, le gasoi l, le kérosène ou si m i laires. Mais le reformeu r ne fonctionne pas correctement quand sa température sort d'une plage de fonctionnement déterminée. Or, les réactions chimiques conduisant, à partir de carburant et d'air, à la production du combustible ne permettent pas toujours à elles seules de maintenir la température du reformeur dans cette plage de fonctionnement. Le reformeur doit alors recevoir de l'énergie thermique, sous la forme d'énergie calorifique ou d'énergie Conventionally, a reformer produces a fuel, for example hydrogen, from a fuel such as, for example, propane, butane, methanol, petrol, diesel, kerosene or so on. . However, the reformer does not operate correctly when its temperature leaves a determined operating range. However, the chemical reactions leading, from fuel and air, to the production of the fuel do not always alone enable the temperature of the reformer to be maintained within this operating range. The reformer must then receive thermal energy, in the form of heat energy or energy
frigorifique, d'une source extérieure. from an outside source.
Le document EP 1014464 A2 décrit un dispositif dans lequel un mélange gazeux de carburant et de vapeur d'eau destiné au reformeur est préalablement réchauffé à une température prédéterminée par un brûleur avant d'être injecté dans le reformeur. Le reformage de ce mélange réchauffé conduit à la température souhaitée Document EP 1014464 A2 describes a device in which a gaseous mixture of fuel and water vapor intended for the reformer is previously reheated to a predetermined temperature by a burner before being injected into the reformer. Reforming this heated mixture leads to the desired temperature
dans le reformeur.in the reformer.
Au démarrage à froid du véhicule, le reformeur monte cependant lentement en température, la durée de montée en température étant classiquement de l'ordre d'une quinzaine de minutes. Pendant cette phase, le reformeur ne peut fonctionner de manière satisfaisante, ce qui est à l'origine d'une pollution gazeuse supplémentaire et When the vehicle is started cold, the reformer however rises slowly in temperature, the duration of temperature rise being conventionally of the order of fifteen minutes. During this phase, the reformer cannot function satisfactorily, which is the source of additional gas pollution and
d'un rendement énergétique médiocre. poor energy efficiency.
En outre, le dispositif décrit dans EP 1014464 A2 ne permet pas de refroidir le In addition, the device described in EP 1014464 A2 does not make it possible to cool the
reformeur. Il n'est pas donc pas adapté aux reformeurs exothermiques. reformer. It is therefore not suitable for exothermic reformers.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de gestion thermique d'un reformeur qui permette d'accélérer le chauffage du reformeur, notamment lors du The object of the invention is to provide a process for thermal management of a reformer which makes it possible to accelerate the heating of the reformer, in particular during the
démarrage à froid, et qui soit aussi adapté pour refroidir le reformeur. cold start, and which is also suitable for cooling the reformer.
On atteint ce but au moyen d'un procédé de gestion thermique d'un reformeur de production d'un combustible destiné à une pile à combustible d'un véhicule automobile à propuision électrique, ledit procédé étant apte à fournir de l'énergie calorifique en fonction des besoins calorifiques dudit reformeur, remarquable en ce qu'il consiste à produire au moins une partie de ladite énergie calorifique par This object is achieved by a thermal management method of a reformer for producing a fuel intended for a fuel cell of an electrically propelled motor vehicle, said method being capable of supplying heat energy by function of the calorific needs of said reformer, remarkable in that it consists in producing at least part of said calorific energy by
condensation d'un fluide frigorigène. condensation of a refrigerant.
Selon d'autres caractéristiques du procédé selon l'invention, - en cas de besoins frigorifiques dudit reformeur, on produit de l'énergie frigorifique par une évaporation dudit fluide frigorigène, puis on transfère audit reformeur au moins une partie de ladite énergie frigorifique, - on ajuste la quantité dudit fluide frigorigène condensé ou évaporé pour fixer la quantité d'énergie calorifique ou frigorifique, respectivement, transférée audit reformeur. Grâce à ces caractéristiques, il est possible de fournir de l'énergie calorifique pouvant éventuellement venir en complément de celle apportée par le brûleur lors du démarrage à froid. Le procédé selon l'invention est également capable de fournir de l'énergie frigorifique au reformeur, et donc utilisable pour des reformeurs exothermiques. L'invention concerne également un dispositif de gestion de la température d'un reformeur de production d'un combustible destiné à une pile à combustible d'un véhicule automobile à propuision électrique, ledit dispositif étant apte à fournir de l'énergie calorifique en fonction des besoins calorifiques dudit reformeur, remarquable en ce qu'il comporte un circuit frigorigène dans lequel circule un fluide frigorigène, ledit circuit frigorigène comportant au moins un compresseur, un premier échangeur en relation de transfert thermique avec ledit reformeur, un moyen de détente et un deuxième échangeur, ledit circuit frigorigène étant agencé de manière que ledit fluide frigorigène se condense dans ledit premier échangeur en produisant au moins une According to other characteristics of the process according to the invention, - in the event of the refrigeration requirements of said reformer, refrigeration energy is produced by evaporation of said refrigerant, then at least part of said refrigeration energy is transferred to said reformer, - the amount of said condensed or evaporated refrigerant is adjusted to fix the amount of heat or cooling energy, respectively, transferred to said reformer. Thanks to these characteristics, it is possible to supply heat energy which may possibly complement that provided by the burner during cold starting. The method according to the invention is also capable of supplying cooling energy to the reformer, and therefore usable for exothermic reformers. The invention also relates to a device for managing the temperature of a reformer for producing a fuel intended for a fuel cell of an electrically propelled motor vehicle, said device being capable of supplying heat energy as a function the heat requirements of said reformer, remarkable in that it comprises a refrigerant circuit in which a refrigerant circulates, said refrigerant circuit comprising at least one compressor, a first exchanger in heat transfer relation with said reformer, an expansion means and a second exchanger, said refrigerant circuit being arranged so that said refrigerant condenses in said first exchanger producing at least one
partie de ladite énergie calorifique, et s'évapore dans ledit deuxième échangeur. part of said heat energy, and evaporates in said second exchanger.
Selon d'autres caractéristiques optionnelles du dispositif selon l'invention, - ledit circuit frigorigène comporte une branche commune à moyenne pression connectée, par l'intermédiaire de branches de détente sur lesquelles sont insérés un moyen de détente, à des premières entrées d'au moins deux échangeurs dudit circuit frigorigène, une branche commune à basse pression connectée à l'aspiration d ud it compresseur et, par l 'i ntermédiai re de branches à basse pression, à des deuxièmes entrées desdits échangeurs, et une branche commune à haute pression connectée à la sortie dudit compresseur et, par l'intermédiaire de branches à haute pression, également connectée aux dites deuxièmes entrées, ledit circuit frigorigène comportant en outre des moyens de réglage du débit dudit fluide frigorigène dans 1: lesdites branches de détente, à haute, et à basse pressions, et une unité de commande électronique commandant lesdits moyens de réglage de manière que, selon leurs positions, le fluide frigorigène traversant un échangeur provienne de ladite branche à haute pression ou de ladite branche à moyenne pression et s'y condense ou s'y évapore en produisant des calories ou des frigories, respectivement, lesdits moyens de réglage du débit dudit fluide frigorigène comportent des vannes haute pression et des vannes à basse pression insérées dans lesdites branches à haute et à basse pressions, respectivement, - le degré d'ouverture desdites vannes à haute et à basse pressions est réglable en continu, - lesdits moyens de réglage du débit dudit fluide frigorigène comportent au moins une vanne à trois voies insérées à une jonction entre une branche à haute pression, une branche à basse pression et une première entrée d'un échangeur, - lesUits moyens de réglage du déhit dudit fluide frigorigène comportent un compresseur à débit réglable en continu, lesdits moyens de réglage du débit dudit fluide frigorigène comportent des moyens de détente à débit variable en continue, - ledit circuit frigorigène comporte une boucle principale dans laquelle sont insérés en série ledit premier échangeur, un moyen de détente, ledit deuxième échangeur et une vanne à quatre voies, ladite vanne à quatre voies étant également insérée dans u ne boucle d 'inversion dans laquel le est inséré led it compresseur, la position de ladite vanne à quatre voies déterminant le sens de circulation dudit fluide frigorigène dans ladite boucle principale, et ainsi la fonction de condenseur ou According to other optional characteristics of the device according to the invention, - said refrigerant circuit includes a common branch at medium pressure connected, by means of expansion branches on which are inserted expansion means, to first inputs of at least two exchangers of said refrigerant circuit, a common low pressure branch connected to the suction of a compressor and, by means of low pressure branches, to second inputs of said exchangers, and a common high pressure branch connected to the outlet of said compressor and, via high pressure branches, also connected to said second inlets, said refrigerant circuit further comprising means for adjusting the flow rate of said refrigerant in 1: said expansion branches, at high , and at low pressures, and an electronic control unit controlling said adjustment means so that, depending on their positions, the refrigerant passing through an exchanger comes from said high-pressure branch or from said medium-pressure branch and condenses or evaporates therein producing calories or frigories, respectively, said adjustment means of the flow rate of said refrigerant include high pressure valves and low pressure valves inserted into said high and low pressure branches, respectively, - the degree of opening of said high and low pressure valves is continuously adjustable, - said means for adjusting the flow rate of said refrigerant comprise at least one three-way valve inserted at a junction between a high-pressure branch, a low-pressure branch and a first inlet of a heat exchanger, the said means for adjusting the flow of said fluid refrigerant comprises a compressor with continuously adjustable flow, said means for adjusting the flow of said refrigerant include expansion means with continuously variable flow, - said refrigerant circuit includes a main loop in which are inserted in series said first exchanger, expansion means, said second exchanger and a four-way valve, said four-way valve being also inserted in a reversing loop in which the compressor led is inserted, the position of said four-way valve determining the direction of circulation of said refrigerant in said main loop, and thus the function of condenser or
d'évaporateur desdits échangeurs.evaporator of said exchangers.
L'invention concerne enfin un véhicule comportant un reformeur, remarquable en ce que ce véhicule comporte en outre un dispositif de gestion thermique dudit reformeur conforme à la présente invention, ou en ce que la température dudit reformeur est gérée selon un procédé conforme à la présente invention. D'autres caractéristiques de l'invention appara tront à la lecture de la The invention finally relates to a vehicle comprising a reformer, remarkable in that this vehicle further comprises a device for thermal management of said reformer in accordance with the present invention, or in that the temperature of said reformer is managed according to a process in accordance with the present invention. Other characteristics of the invention will appear on reading the
description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: description which follows and on examination of the appended drawings in which:
- la figure 1 représente schématiquement le mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention; - Figure 1 schematically shows the preferred embodiment of the device according to the invention;
............
- - la figure 2 représente schématiquement un autre mode de réalisation du dispositif - - Figure 2 schematically shows another embodiment of the device
selon l'invention;.according to the invention ;.
- les figures 3 et 4 représentent schématiquement deux variantes du dispositif illustré - Figures 3 and 4 schematically represent two variants of the device illustrated
sur la figure 1.in figure 1.
Des notations identiques ont été données aux organes remplissant des rôles Identical ratings have been given to bodies fulfilling roles
analogues sur différentes figures.analogs in different figures.
Un véhicule automobile à propuision électrique V (figure 1) incorpore un reformeur 1 destiné à fournir du combustible à une pile à combustible P. par l'intermédiaire d'une canalisation C. La température du reformeur 1 est maintenue dans une plage appropriée au moyen d'un circuit frigorigène primaire, globalement référencé par 15, parcouru par un fluide frigorigène primaire et comportant un premier échangeur 2' en relation de transfert thermique avec le reformeur 1 et un échangeur externe 2: en relation de transfert thermique avec l'extérieur du véhicule V. Les premières entrées des échangeurs 2. et 22 sont connectées à une branche commune à moyenne pression 28, notée " MP ", par l'intermédiaire de branches de détente, 29, et 292 respectivement, sur lesquelles sont insérés des détendeurs 30, et An electrically propelled motor vehicle V (FIG. 1) incorporates a reformer 1 intended to supply fuel to a fuel cell P. via a line C. The temperature of the reformer 1 is kept within an appropriate range by means a primary refrigerant circuit, generally referenced by 15, traversed by a primary refrigerant and comprising a first exchanger 2 'in heat transfer relation with the reformer 1 and an external exchanger 2: in heat transfer relation with the outside of the vehicle V. The first inputs of the exchangers 2. and 22 are connected to a common medium-pressure branch 28, denoted "MP", by means of expansion branches, 29, and 292 respectively, on which regulators 30 are inserted. , and
302, respectivement.302, respectively.
Dans l'exemple de dispositif illustré sur la figure 1, les détendeurs 30, et 30: pourraient être remplacés par un détendeur unique, mais pour que le circuit primaire puisse être utilisé pour gérer la température d'autres organes que le reformeur 1, il est préférable de prévoir un détendeur par échangeur. Le sens de cette remarque In the example of a device illustrated in FIG. 1, the regulators 30, and 30: could be replaced by a single regulator, but so that the primary circuit can be used to manage the temperature of other organs than the reformer 1, it it is preferable to provide one regulator per exchanger. The meaning of this remark
appara'^tra plus clairement lors de la description de la figure 3. will appear more clearly when describing FIG. 3.
Les deuxièmes entrées des échangeurs 2, et 2: sont connectées à une branche commune à haute pression 32, notée " HP ", par l'intermédiaire de branches à haute pression, 34, et 342 respectivement, sur lesquelles sont insérées des vannes à haute The second inputs of exchangers 2, and 2: are connected to a common high-pressure branch 32, denoted "HP", by means of high-pressure branches, 34, and 342 respectively, on which high-pressure valves are inserted.
pression, 36, et 362 respectivement, de préférence à débit réglable en continu. pressure, 36, and 362 respectively, preferably with continuously adjustable flow.
D'autre part, les deuxièmes entrées des échangeurs 2, et 22 sont connectées à une branche commune à basse pression 38, notée " BP ", par l'intermédiaire de branches à basse pression, 40, et 402 respectivement, sur lesquelles sont insérées des vannes à basse pression, 42, et 422 respectivement, de préférence à débit réglable en continu. Les haute, moyenne et basse pressions ont des valeurs dépendant de la nature On the other hand, the second inputs of the exchangers 2, and 22 are connected to a common low pressure branch 38, denoted "BP", by means of low pressure branches, 40, and 402 respectively, on which are inserted. low pressure valves, 42, and 422 respectively, preferably with continuously adjustable flow. High, medium and low pressures have values depending on the nature
du fluide frigorigène.refrigerant.
Une branche de compression 44 connectant les branches communes à basse et à haute pressions, 38 et 32 respectivement, incorpore un compresseur primaire 46, A compression branch 44 connecting the common branches at low and high pressures, 38 and 32 respectively, incorporates a primary compressor 46,
de préférence à débit réglable en continu. preferably with continuously adjustable flow.
Une unité de commande électronique 47 commande les vannes à haute pression 36, et 362 par l'intermédiaire de lignes électriques 48, et 482, respectivement, commande les vannes à basse pression 42, et 422 par l'intermédiaire de lignes électriques 50, et 502, respectivement, ainsi que le compresseur primaire 46, par An electronic control unit 47 controls the high pressure valves 36, and 362 via electrical lines 48, and 482, respectively, controls the low pressure valves 42, and 422 via electrical lines 50, and 502, respectively, as well as the primary compressor 46, by
l'intermédiaire d'une ligne électrique 52. through a power line 52.
Un capteur de température 54 mesure la température du reformeur 1 et en informe, par l'intermédiaire d'une ligne électrique 56, I'unité de commande A temperature sensor 54 measures the temperature of the reformer 1 and informs it, via an electric line 56, of the control unit
électronique 47.electronics 47.
Le fonctionnement du dispositif schématisé sur la figure 1 est décrit ci dessous. L'unité de commande électronique 47 compare la température réelle mesurée par le capteur 54 dans le reformeur 1 à la plage de température de fonctionnement du reformeur 1, initialement mémorisée. Elle en débuit si le reformeur 1 doit être chauffé, The operation of the device shown diagrammatically in FIG. 1 is described below. The electronic control unit 47 compares the actual temperature measured by the sensor 54 in the reformer 1 with the operating temperature range of the reformer 1, initially stored. It begins if the reformer 1 must be heated,
refroidi, ou s'il ne nécessite aucun apport de frigories ou de calories supplémentaire. cooled, or if it requires no additional intake of frigories or calories.
Dans l'exemple de fonctionnement illustré par la figure 1, le reformeur 1 doit In the operating example illustrated in FIG. 1, the reformer 1 must
être réchauffé.to be reheated.
L'unité de commande électronique 47 commande l'ouverture, notée " O ", de la vanne à haute pression 36, et de la vanne à basse pression 422, ainsi que la fermeture, notée " F ", de la vanne à basse pression 42, et de la vanne à haute pression 362. Le fluide frigorigène primaire provenant de la branche commune à haute pression 32, dans un état thermodynamique condensable, c'est-à-dire sous une forme essentiellement gazeuse et à une haute pression, traverse l'échangeur 2, en s'y condensant, et donc en produisant des calories au moins en partie transférées au reformeur 1. Après détente dans le détendeur 30" il reloint la branche commune à moyenne pression 28, puis est détendu à la basse pression par le détendeur 302.11 pénètre alors, dans un état thermodynamique évaporable, c'est-à-dire sous une forme essentiellement liquide à basse pression, dans l'échangeur externe 22 o il s'évapore en produisant des frigories évacuées vers l'extérieur du véhicule V. Après évaporation, le fluide frigorigène primaire, sous une forme essentiellement gazeuse et à basse pression, rejoint la branche commune à basse The electronic control unit 47 controls the opening, denoted "O", of the high pressure valve 36, and of the low pressure valve 422, as well as the closing, denoted "F", of the low pressure valve 42, and the high pressure valve 362. The primary refrigerant coming from the common high pressure branch 32, in a thermodynamic condensable state, that is to say in an essentially gaseous form and at high pressure, passes through the exchanger 2, by condensing there, and therefore by producing calories at least partially transferred to the reformer 1. After expansion in the regulator 30 "it joins the common branch at medium pressure 28, then is relaxed at low pressure by the regulator 302.11 then enters, in an evaporable thermodynamic state, that is to say in an essentially liquid form at low pressure, into the external exchanger 22 o it evaporates producing frigories evacuated towards the outside of the vehicle V. A after evaporation, the primary refrigerant, in an essentially gaseous form and at low pressure, joins the common branch at low
pression 38 avant d'être recomprimé par le compresseur primaire 46. pressure 38 before being recompressed by the primary compressor 46.
La compression du fluide frigorigène primaire permet sa réutilisation. Elle lui fournit en effet l'énergie transférée, sous une forme calorifique, lors de la condensation The compression of the primary refrigerant allows its reuse. It provides it with the energy transferred, in a calorific form, during condensation
dans l'échangeur 2,.in exchanger 2 ,.
Après compression, le fluide frigorigène primaire rejoint la branche commune à haute pression 32. En inversant la position des vannes 36, 362, 40" et 402, I'unité de commande électronique 47 inverse le sens de circulation du fluide frigorigène primaire dans le circuit 15 et permute les rôles de condenseur ou d'évaporateur des échangeurs 2' et 22, déterminant ainsi le réchauffement ou le refroidissement du reformeur 1. Le réglage des débits à travers les échangeurs, au moyen des vannes ouvertes et/ou du compresseur primaire 46, permet à l'unité de commande électronique 47 de fixer la After compression, the primary refrigerant joins the common high-pressure branch 32. By reversing the position of the valves 36, 362, 40 "and 402, the electronic control unit 47 reverses the direction of circulation of the primary refrigerant in the circuit 15 and switches the roles of condenser or evaporator of the exchangers 2 'and 22, thus determining the heating or cooling of the reformer 1. The adjustment of the flow rates through the exchangers, by means of open valves and / or of the primary compressor 46 , allows the electronic control unit 47 to fix the
quantité d'énergie calorifique ou frigorifique délivrée au reformeur 1. amount of heat or cooling energy delivered to the reformer 1.
Pour éviter tout mélange entre des fluides frigorigènes primaires à haute et à basse pressions, I'unité de commande électronique 47 empêche l'ouverture simultanée To avoid mixing between primary refrigerants at high and low pressures, the electronic control unit 47 prevents simultaneous opening
des vannes 36, et 362, ainsi que des vannes 40,, et 402. valves 36, and 362, as well as valves 40 ,, and 402.
La figure 2 illustre un autre moyen de permuter les rôles des échangeurs 2, et 22. Le circuit primaire 15 comporte une boucle principale 57a et une boucle d'inversion 57b. La boucle principale 57a comporte un réseau de canalisations 58 dans lequel sont insérés en série l'échangeur 2, un détendeur 59, I'échangeur externe 22 et une vanne à quatre voies 60. La vanne à quatre voies 60, commandée par l'unité de commande électronique 47 par l'intermédiaire d'une ligne électrique 61, est par ailleurs insérée dans la boucle d'inversion 57b comportant un réseau de canalisations 64 dans lequel est inséré le compresseur primaire 46. Les autres organes de la figure 2 FIG. 2 illustrates another means of permuting the roles of the exchangers 2, and 22. The primary circuit 15 comprises a main loop 57a and an inversion loop 57b. The main loop 57a comprises a network of pipes 58 into which the heat exchanger 2, a pressure regulator 59, the external heat exchanger 22 and a four-way valve 60 are inserted in series. The four-way valve 60, controlled by the unit electronic control 47 via an electrical line 61, is also inserted in the reversing loop 57b comprising a network of pipes 64 in which the primary compressor 46 is inserted. The other members of FIG. 2
sont identiques à ceux décrits précédemment. are identical to those described above.
Un changement de position de la vanne à quatre voies 60 change le sens de circulation du fluide primaire dans les échangeurs 2 et 22, ce qui inverse leurs fonctions thermiques respectives, le condenseur devenant évaporateur et réciproquement. En commandant la vanne à quatre voies 60, I'unité de commande électronique 47 peut ainsi provoquer le chauffage ou le refroidissement du reformeur 1. La figure 3 illustre une variante de la figure 1 dans laquelle un troisième échangeur 2a est inséré dans le circuit primaire 15 parallèlement aux autres échangeurs A change in position of the four-way valve 60 changes the direction of circulation of the primary fluid in the exchangers 2 and 22, which reverses their respective thermal functions, the condenser becoming an evaporator and vice versa. By controlling the four-way valve 60, the electronic control unit 47 can thus cause heating or cooling of the reformer 1. FIG. 3 illustrates a variant of FIG. 1 in which a third exchanger 2a is inserted in the primary circuit 15 parallel to the other exchangers
2, et22.2, and 22.
-; La première entrée de l'échangeur 23 est connectée à la branche commune à moyenne pression 28 par l'intermédiaire d'une branche de détente 293 sur laquelle est inséré un détendeur 303. Sa deuxième entrée est connectée d'une part à la branche commune à haute pression 32 par l'intermédiaire d'une branche à haute pression 343 sur laquelle est insérée une vanne à haute pression 363, de préférence à débit réglable en continu, et d'autre part à la branche commune à basse pression 38 par l'intermédiaire d'une branche à basse pression 403 sur laquelle est insérée une vanne à -; The first inlet of the exchanger 23 is connected to the common medium-pressure branch 28 by means of an expansion branch 293 on which a regulator 303 is inserted. Its second inlet is connected on the one hand to the common branch at high pressure 32 via a high pressure branch 343 on which is inserted a high pressure valve 363, preferably with continuously adjustable flow rate, and on the other hand to the common low pressure branch 38 by l intermediate of a low pressure branch 403 on which a gate valve is inserted
basse pression 423, de préférence à débit réglable en continu. low pressure 423, preferably with continuously adjustable flow.
L'unité de commande électronique 47 commande la vanne à haute pression 363 par l'intermédiaire d'une ligne électrique 483 et la vanne à basse pression 423 par The electronic control unit 47 controls the high pressure valve 363 via an electrical line 483 and the low pressure valve 423 through
l'intermédiaire d'une ligne électrique 50. through a power line 50.
L'échangeur 23 est. par exemple, en relation de transfert thermique avec la pile à combustible P. cette dernière exprimant à l'unité de commande électronique 47, The exchanger 23 is. for example, in relation to thermal transfer with the fuel cell P. the latter expressing to the electronic control unit 47,
par des moyens non représentés, ses besoins thermiques. by means not shown, its thermal requirements.
Le fonctionnement du dispositif illustré sur la figure 3 est le suivant. The operation of the device illustrated in Figure 3 is as follows.
Dans l'exemple de fonctionnement illustré sur cette figure, le reformeur 1 doit In the operating example illustrated in this figure, the reformer 1 must
être réchauffé et la pile à combustible P doit être refroidie. be heated and the fuel cell P must be cooled.
Pour chauffer le reformeur 1, I'unité de commande électronique 47 procède en ouvrant la vanne à haute pression 361 et en fermant la vanne à basse pression 42 To heat the reformer 1, the electronic control unit 47 proceeds by opening the high pressure valve 361 and closing the low pressure valve 42
comme expliqué lors de la description de la figure 1. as explained in the description of Figure 1.
Pour refroidir la pile à combustible P. I'unité de commande électronique 47 commande la fermeture de la vanne à haute pression 363 et l'ouverture de la vanne à basse pression 423. Le fluide frigorigène primaire en provenance de la branche commune à moyenne pression 28 est détendu à la basse pression par le détendeur 303 puis pénètre, dans un état thermodynamique évaporable, c'est-à-dire sous une forme essentiellement liquide à basse pression, dans l'échangeur 2s o il s'évapore en produisant des frigories au moins en partie transférées à la pile à combustible P. Après évaporation, le fluide frigorigène primaire, sous une forme essentiellement gazeuse et à basse pression, rejoint la branche commune à basse pression 38 avant d'être recomprimé par le compresseur primaire 46 et de rejoindre la To cool the fuel cell P. the electronic control unit 47 controls the closing of the high pressure valve 363 and the opening of the low pressure valve 423. The primary refrigerant coming from the common branch at medium pressure 28 is expanded at low pressure by the regulator 303 and then enters, in an evaporable thermodynamic state, that is to say in an essentially liquid form at low pressure, into the exchanger 2s where it evaporates producing frigories at least partly transferred to the fuel cell P. After evaporation, the primary refrigerant, in an essentially gaseous form and at low pressure, joins the common branch at low pressure 38 before being recompressed by the primary compressor 46 and join the
branche commune à haute pression 32. high pressure common branch 32.
En commandant les positions ouvertes ou fermées respectives des vannes associées à un échangeur, I'unité de commande électronique 47 détermine donc si le fluide frigorigène primaire s'y condense ou s'y évapore, et ainsi réchauffe ou refroidit le consommateur en relation de transfert thermique avec cet échangeur. Le réglage des débits à travers les échangeurs, au moyen des vannes et/ou du compresseur primaire 46, permet à l'unité de commande électronique 47 de fixer la quantité d'énergie By controlling the respective open or closed positions of the valves associated with an exchanger, the electronic control unit 47 therefore determines whether the primary refrigerant condenses or evaporates there, and thus heats or cools the consumer in transfer relationship. thermal with this exchanger. The adjustment of the flow rates through the exchangers, by means of the valves and / or of the primary compressor 46, allows the electronic control unit 47 to fix the amount of energy.
calorifique ou frigorifique ainsi délivrée. heat or refrigeration thus delivered.
11 apparat clairement que le dispositif permet de gérer, indépendamment les unes des autres, les températures d'une pluralité de consommateurs en relation de transfert thermique avec des échangeurs insérés comme les échangeurs 2, et 2, dans le circuit 15. En particulier, le climatiseur de l'habitacle du véhicule V peut être branché dans le circuit primaire 15. Le circuit frigorigène primaire 15 peut alors résulter d'une 11 clearly appears that the device makes it possible to manage, independently of each other, the temperatures of a plurality of consumers in heat transfer relation with exchangers inserted like exchangers 2, and 2, in the circuit 15. In particular, the vehicle interior air conditioner V can be connected to the primary circuit 15. The primary refrigerant circuit 15 can then result from a
simple adaptation du circuit de climatisation de cet habitacle. simple adaptation of the air conditioning circuit of this cabin.
L'unité de commande éiectronique 47 règle les vannes 362 et 42: commandant le fonctionnement en condenseur ou en évaporateur de l'échangeur externe 2:, de man ière que l'énergie reçue par le flu ide frigorigène à travers le compresseur 46 et les échangeurs du circuit fonctionnant en évaporateur, ici I'échangeur 2s, soit sensiblement égale à l'énergie fournie par le fluide frigorigène à travers les échangeurs du circuit fonctionnant en condenseur. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, on a supposé que l'unité de commande électronique 47 devait ainsi transformer l'échangeur externe 22 en condenseur en fermant la vanne à basse pression The electronic control unit 47 regulates the valves 362 and 42: controlling the operation of the condenser or evaporator of the external exchanger 2:, so that the energy received by the refrigerant through the compressor 46 and the exchangers of the circuit operating as an evaporator, here the exchanger 2s, being substantially equal to the energy supplied by the refrigerant through the exchangers of the circuit operating as a condenser. In the example illustrated in FIG. 3, it has been assumed that the electronic control unit 47 should thus transform the external exchanger 22 into a condenser by closing the low pressure valve
42: et en ouvrant la vanne à haute pression 36. 42: and by opening the high pressure valve 36.
La relation de transfert thermique entre le fluide frigorigène primaire et le reformeur 1 peut être établie de différentes manières. Par exemple, le reformeur 1 peut constituer l'échangeur 2, lui-même ou l'incorporer dans sa structure, comme The heat transfer relationship between the primary refrigerant and the reformer 1 can be established in different ways. For example, the reformer 1 can constitute the exchanger 2, itself or incorporate it into its structure, as
schématisé sur les figures 1, 2 et 3. shown schematically in Figures 1, 2 and 3.
Il peut également, dans un mode de réalisation non représenté, être en relation de transfert thermique avec l'échangeur 2, par l'intermédiaire d'un circuit secondaire dans lequel circuie un fluide secondaire caloporteur, par exemple de l'air, de l'huile ou de l'eau, ce fluide recevant de l'énergie thermique à travers l'échangeur 2, et la transportant jusqu'au reformeur 1, ce qui est utile par exemple en cas d 'i ncompatibi l ité entre le flu ide frigorigène pri maire et le reformeur 1 ou si I'architecture du véhicule V ne permet pas au circuit frigorigène primaire 15 It can also, in an embodiment not shown, be in heat transfer relation with the exchanger 2, by means of a secondary circuit in which circulates a secondary heat-transfer fluid, for example air, l oil or water, this fluid receiving thermal energy through the exchanger 2, and transporting it to the reformer 1, which is useful for example in the event of an incompatibility between the fluid primary refrigerant and reformer 1 or if the architecture of the vehicle V does not allow the primary refrigerant circuit 15
d'incorporer le reformeur 1.to incorporate the reformer 1.
Le circuit secondaire peut être ouvert et le fluide secondaire, par exemple de The secondary circuit can be opened and the secondary fluid, for example
l'air, être évacué à l'extérieur du véhicule V après son passage par le reformeur 1. the air, be evacuated outside the vehicle V after it has passed through the reformer 1.
La figure 4 illustre un dispositif comportant un circuit frigorigène secondaire permettant de condenser ou d'évaporer un fluide secondaire frigorigène dans un échangeur 21 en relation de transfert thermique directe avec le reformeur 1 selon les FIG. 4 illustrates a device comprising a secondary refrigerant circuit making it possible to condense or evaporate a secondary refrigerant fluid in an exchanger 21 in direct heat transfer relation with the reformer 1 according to the
besoins thermiques de ce dernier.thermal requirements of the latter.
Un circuit secondaire 65 comporte une boucle principale 67 traversant successivement le premier échangeur 2 en relation de transfert thermique directe avec le reformeur 1, une vanne à quatre voies 69 de connexion à une boucle d'inversion 71, un deuxième échangeur 72 dit " intermédiaire " également traversé par le fluide frigorigène primaire, et un détendeur 73. La boucle d'inversion 71 comporte un A secondary circuit 65 comprises a main loop 67 successively passing through the first exchanger 2 in direct heat transfer relation with the reformer 1, a four-way valve 69 for connection to an inversion loop 71, a second exchanger 72 called "intermediate" also crossed by the primary refrigerant, and a pressure reducing valve 73. The reversing loop 71 includes a
compresseur secondaire 75.secondary compressor 75.
Quand cela est techniquement possible, le fluide secondaire peut être avantageusement en contact direct avec le reformeur 1, le premier échangeur 2, étant supprimé. La figure 4 illustre une situation de chauffage du reformeur 1. Le fluide secondaire, comprimé à la haute pression dans le compresseur secondaire 75, entre dans le premier échangeur 2, s'y condense en libérant des calories, se détend ensuite dans le détendeur 73 jusqu'à la basse pression, s'évapore dans l'échangeur intermédiaire 72, puis retourne en entrée du compresseur secondaire 75 pour y être à When this is technically possible, the secondary fluid can advantageously be in direct contact with the reformer 1, the first exchanger 2 being eliminated. FIG. 4 illustrates a heating situation of the reformer 1. The secondary fluid, compressed at high pressure in the secondary compressor 75, enters the first exchanger 2, condenses there by releasing calories, then expands in the regulator 73 until low pressure, evaporates in the intermediate exchanger 72, then returns to the inlet of the secondary compressor 75 to be there
nouveau compressé.again compressed.
Les frigories produites par l'évaporation du fluide secondaire dans l'échangeur intermédiaire 72 sont en partie récupérées par le fluide frigorigène primaire, ce dernier The frigories produced by the evaporation of the secondary fluid in the intermediate exchanger 72 are partly recovered by the primary refrigerant, the latter
se condensant dans ce même échangeur. condensing in this same exchanger.
Un changement de position de la vanne à quatre voies 69 change le sens de circulation du fluide secondaire dans le circuit secondaire 65, ce qui inverse les fonctions thermiques respectives de l'échangeur 2, et de l'échangeur intermédiaire 72, le condenseur devenant évaporateur et réciproquement. En commandant la vanne à quatre voies 69, I'unité de commande électronique 47 peut ainsi provoquer le A change in position of the four-way valve 69 changes the direction of circulation of the secondary fluid in the secondary circuit 65, which reverses the respective thermal functions of the exchanger 2, and of the intermediate exchanger 72, the condenser becoming an evaporator. and reciprocally. By controlling the four-way valve 69, the electronic control unit 47 can thus cause the
chauffage ou le refroidissement du reformeur 1. heating or cooling the reformer 1.
Comme cela appara^'t clairement à présent, le procédé selon l'invention permet de gérer la température d'un reformeur en lui apportant, à la demande, de l'énergie calorifique ou frigorifique. Il est donc adapté à tous les types de reformeurs, y As is now clearly apparent, the method according to the invention makes it possible to manage the temperature of a reformer by supplying it, on demand, with heat or cooling energy. It is therefore suitable for all types of reformers, including
compris aux reformeurs exothermiques. included in exothermic reformers.
En outre, le chauffage ou le refroidissement du reformeur 1 est rapide, les effets thermiques associés à la condensation et à l'évaporation d'un fluide frigorigène étant immédiats. Le procédé selon l'invention est donc particulièrement adapté pour In addition, the heating or cooling of the reformer 1 is rapid, the thermal effects associated with the condensation and evaporation of a refrigerant being immediate. The method according to the invention is therefore particularly suitable for
accélérer le chauffage du reformeur, notamment lors du démarrage à froid. accelerate the heating of the reformer, especially during cold start.
Le dispositif selon l'invention présente encore de nombreux autres avantages: - L'efficacité du refroidissement du reformeur n'est pas affecté par la vitesse du véhicule, ce qui n'est généralement pas le cas des dispositifs de refroidissement à air. - Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif selon l'invention permet de gérer les besoins thermiques d'une pluralité de consommateurs d'énergie thermique. La gestion globale des besoins thermiques de tous les consommateurs lO par l'unité de commande électronique 47, certains se refroidissant pendant que d'autres se réchauffent, limite le débit global de fluide frigorigène primaire nécessaire, et donc la puissance du compresseur primaire 46 et, le cas échéant, du The device according to the invention also has many other advantages: - The cooling efficiency of the reformer is not affected by the speed of the vehicle, which is generally not the case with air cooling devices. - In the embodiment illustrated in FIG. 3, the device according to the invention makes it possible to manage the thermal needs of a plurality of consumers of thermal energy. The overall management of the thermal needs of all consumers 10 by the electronic control unit 47, some cooling while others heat up, limits the overall flow of primary refrigerant required, and therefore the power of the primary compressor 46 and , if applicable, from
compresseur secondaire 75.secondary compressor 75.
- Les équipements utilisés pour réguler la température du reformeur 1 sont simples, connus et facilement disponibles. En outre, le dispositif selon l'invention peut résulter d'une simple adaptation du circuit de climatisation de l'habitacle du véhicule. - Les compresseurs 46 et 75 respectivement et la pompe 56, de préférence électriques, présentent l'avantage de fonctionner indépendamment de la nature du - The equipment used to regulate the temperature of the reformer 1 is simple, known and readily available. In addition, the device according to the invention can result from a simple adaptation of the air conditioning circuit of the passenger compartment of the vehicle. - The compressors 46 and 75 respectively and the pump 56, preferably electric, have the advantage of operating independently of the nature of the
carburant utilisé par le reformeur 1. fuel used by the reformer 1.
- Enfin, il est possible de faire varier la quantité d'énergie thermique transférée à un consommateur en faisant varier le débit du fluide frigorigène à travers l'échangeur qui lui est associé. Pour cela, il suffit de modifier le degré d'ouverture de la vanne - Finally, it is possible to vary the amount of thermal energy transferred to a consumer by varying the flow rate of the refrigerant through the exchanger associated with it. To do this, simply change the degree of opening of the valve
ouverte associée à cet échangeur ou la vitesse du ou des compresseurs. open associated with this exchanger or the speed of the compressor (s).
Bien entendu, I'invention n'est pas limitée au procédé et au dispositif décrits Of course, the invention is not limited to the method and the device described.
et illustrés, fournis à titre d'exemple non limitatif. and illustrated, provided by way of nonlimiting example.
Selon qu'un échangeur condense ou évapore le fluide frigorigène primaire, le détendeur qui lui est associé (figures 1, 3 et 4) détend à la moyenne pression un fluide lui parvenant de l'échangeur à la haute pression ou, respectivement, détend à la basse pression un fluide destiné à l'échangeur lui parvenant à la moyenne pression. Si un unique détendeur ne peut effectuer ces deux détentes, il pourra par exemple être remplacé par un autre moyen de détente comme un montage à deux branches parallèles comportant chacune un détendeur adapté à une des détentes et monté en Depending on whether an exchanger condenses or evaporates the primary refrigerant, the associated pressure regulator (Figures 1, 3 and 4) expands at medium pressure a fluid reaching it from the exchanger at high pressure or, respectively, expands to at low pressure a fluid intended for the exchanger reaching it at medium pressure. If a single regulator cannot perform these two detents, it may for example be replaced by another means of expansion such as an assembly with two parallel branches each comprising a regulator adapted to one of the detents and mounted in
série avec un clapet anti-retour.series with a non-return valve.
Les vannes à haute et à basse pressions associées à un échangeur peuvent aussi être remplacées par d'autres moyens de réglage du débit du fluide frigorigène primaire à travers cet échangeur, par exemple par une vanne à trois voies à la jonction entre la branche à haute pression, la branche à basse pression et la deuxième entrée de cet échangeur. Les moyens d'inversion du sens de traversée de l'échangeur 2, et de l'échangeur intermédiaire 72 par le fluide frigorigène secondaire (figure 4), c'est-àdire la boucle d'inversion 71 et la vanne à quatre voies 69, pourraient également être différents de ceux illustrés. On pourrait, par exemple, utiliser un circuit frigorigène secondaire d'architecture similaire à celle du circuit frigorigène primaire 15 des figures The high and low pressure valves associated with an exchanger can also be replaced by other means of adjusting the flow rate of the primary refrigerant through this exchanger, for example by a three-way valve at the junction between the high branch pressure, the low pressure branch and the second inlet of this exchanger. The means for reversing the direction of passage of the exchanger 2, and of the intermediate exchanger 72 by the secondary refrigerant (FIG. 4), that is to say the reversing loop 71 and the four-way valve 69 , could also be different from those illustrated. One could, for example, use a secondary refrigerant circuit of architecture similar to that of the primary refrigerant circuit 15 of the figures
l et3.l and 3.
La détermination des besoins thermiques du reformeur 1 par l'unité de commande électronique 47 n'est pas limitée à la détermination telle qu'elle est décrite, The determination of the thermal requirements of the reformer 1 by the electronic control unit 47 is not limited to the determination as described,
au moyen du capteur de température 54. by means of the temperature sensor 54.
Enfin, la pile à combustible P est un exemple de consommateurs parmi d'autres, comme l'habitacle du véhicule, des batteries, des composants électroniques, etc. Si un consommateur n'a jamais besoin que de calories ou de frigories, la branche à basse ou à haute pression, respectivement, associée à l'échangeur correspondant peut Finally, the fuel cell P is an example of consumers among others, such as the vehicle interior, batteries, electronic components, etc. If a consumer never needs more than calories or frigories, the low or high pressure branch, respectively, associated with the corresponding exchanger can
être avantageusement supprimée.advantageously be deleted.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03155056A (en) * | 1989-11-14 | 1991-07-03 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Portable fuel cell power source device |
EP1014464A2 (en) * | 1998-12-24 | 2000-06-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for a fuel reforming apparatus |
JP2000327303A (en) * | 1999-05-11 | 2000-11-28 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel reforming apparatus |
-
2001
- 2001-04-11 FR FR0104974A patent/FR2823498B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03155056A (en) * | 1989-11-14 | 1991-07-03 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Portable fuel cell power source device |
EP1014464A2 (en) * | 1998-12-24 | 2000-06-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for a fuel reforming apparatus |
JP2000327303A (en) * | 1999-05-11 | 2000-11-28 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel reforming apparatus |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 387 (E - 1117) 30 September 1991 (1991-09-30) * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 14 5 March 2001 (2001-03-05) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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