FR2943731A1 - Ligne d'echappement de vehicule automobile avec un cycle ferme de recuperation de l'energie thermique des gaz d'echappement,et procede de controle associe - Google Patents
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Abstract
Ligne d'échappement de véhicule automobile, comprenant : - un échangeur de chaleur, présentant un premier côté (49) de circulation des gaz d'échappement et un second côté (51) de circulation d'un fluide d'échange thermique ; - un cycle fermé de récupération d'une partie de l'énergie thermique des gaz d'échappement, dans lequel circule ledit fluide d'échange thermique, le second côté (51) de l'échangeur de chaleur étant intercalé dans le cycle fermé ; caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur comporte une paroi intermédiaire (47) interposée entre les premier et second côtés (49, 51) de l'échangeur de chaleur (7), la paroi intermédiaire (47) comprenant au moins une cavité fermée (53) contenant un matériau à changement de phase, la paroi intermédiaire (47) présentant une première surface d'échange (55) en contact thermique avec les gaz d'échappement, et une seconde surface d'échange (57) en contact thermique avec le fluide d'échange thermique.
Description
Ligne d'échappement de véhicule automobile avec un cycle fermé de récupération de l'énergie thermique des gaz d'échappement, et procédé de contrôle associé L'invention concerne en général la récupération d'énergie dans les lignes d'échappement de véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne selon un premier aspect une ligne d'échappement de véhicule automobile, du type comprenant : - un échangeur de chaleur, présentant un premier côté de circulation des gaz d'échappement et un second côté de circulation d'un fluide d'échange thermique ; - un cycle fermé de récupération d'une partie de l'énergie thermique des gaz d'échappement, dans lequel circule ledit fluide d'échange thermique, le second côté de l'échangeur de chaleur étant intercalé dans le cycle fermé.
Une telle ligne d'échappement est connue de US A-2006/0201153. Dans une telle ligne d'échappement, les moyens de récupération de l'énergie thermique des gaz d'échappement n'ont pas ou peu d'inertie thermique. L'énergie récupérée par le cycle fermé est presque directement proportionnelle à l'énergie disponible dans les gaz d'échappement. Or, un véhicule automobile fonctionne à charge variable, la puissance demandée par le conducteur au moteur pouvant varier par exemple entre 0 kW, quand le moteur est au ralenti, 10 kW, quand le véhicule roule à 40 km/h, et jusqu'à 100 kW, lors d'accélérations violentes. Lorsque peu d'énergie est disponible à l'échappement, c'est-à-dire quant la puissance demandée par le conducteur au moteur est faible, il y a un risque de désamorçage du cycle fermé de récupération d'énergie thermique. Le réamorçage du cycle fermé est long, ce qui entraîne une perte importante pour le rendement de récupération de l'énergie thermique des gaz d'échappement. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer une ligne d'échappement dans laquelle la récupération de l'énergie thermique des gaz d'échappement est effectuée avec un meilleur rendement. A cette fin, l'invention porte sur une ligne d'échappement du type précité, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur comporte une paroi intermédiaire interposée entre les premier et second côtés de l'échangeur de chaleur, la paroi intermédiaire comprenant au moins une cavité fermée contenant un matériau à changement de phases, la paroi présentant une première surface d'échange en contact thermique avec les gaz d'échappement, et une seconde surface d'échange en contact thermique avec le fluide d'échange thermique. La ligne d'échappement peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la paroi intermédiaire comprend une pluralité de cavités fermées contenant chacune une quantité de matériau à changement de phase, les cavités fermées étant isolées les unes des autres ; - le matériau à changement de phase comprend un ou plusieurs sels inorganiques, choisis dans le groupe comprenant NaOH, KOH, LiOH, NaNO2, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2, LiNO3, KCI, LiCI, NaCl, MgCl2, CaCl2, Na2CO3, K2CO3, Li2CO3, KF, LiF ; - le matériau à changement de phase comprend un ou plusieurs métaux choisis dans le groupe comprenant Sn, Pb et Zn ; - le matériau à changement de phase présente une température de fusion comprise entre 100°C et 500 °C ; - le matériau à changement de phase présente une chaleur latente de fusion comprise entre 100 et 300 kJ/kg ; - la paroi intermédiaire comprend une masse de matériau à changement de phase choisie pour permettre le stockage d'une énergie thermique comprise entre 0,1 kWh et 10 kWh ; - le cycle fermé est un cycle de Rankine ou un cycle de Hirn ; - le cycle fermé comprend un arbre moteur, et un organe d'entraînement en rotation de l'arbre moteur par le fluide d'échange thermique ; - le fluide d'échange thermique comprend essentiellement de l'eau ; - le cycle fermé est dimensionné pour que le fluide d'échange thermique présente en sortie de l'échangeur de chaleur une température de référence, le matériau à changement de phase présentant une température de fusion comprise entre la température de référence et la température de référence plus 100°C.
La ligne d'échappement comprend comprend : - un conduit amont de circulation des gaz d'échappement, raccordé fluidiquement à une entrée du premier côté de l'échangeur de chaleur ; - un conduit aval de circulation des gaz d'échappement, raccordé fluidiquement à une sortie du premier côté de l'échangeur de chaleur ; - un conduit de bipasse reliant le conduit amont au conduit aval en bipassant l'échangeur thermique, - un organe d'orientation des gaz d'échappement apte à orienter une fraction des gaz d'échappement vers l'échangeur de chaleur et une autre fraction des gaz d'échappement vers le conduit de bipasse, - un organe de commande de l'organe d'orientation, apte à contrôler sélectivement ladite fraction des gaz d'échappement orientée vers l'échangeur de chaleur et ladite autre fraction des gaz d'échappement orientée vers le conduit de bipasse. Selon un second aspect, l'invention porte sur un procédé de contrôle d'une ligne d'échappement présentant les caractéristiques ci-dessus, le procédé comprenant les étapes suivantes : - évaluer une première grande représentative d'une quantité d'énergie thermique apportée par les gaz d'échappement sortant d'un moteur thermique du véhicule ; - acquérir au moins une seconde grandeur représentative d'une température du fluide d'échange thermique dans le cycle fermé ; - évaluer une troisième grandeur représentative d'une quantité d'énergie thermique stockée dans le matériau à changement de phases de la paroi intermédiaire ; - déterminer la fraction des gaz d'échappement orientée vers le conduit principal, en fonction au moins des première, second et troisième grandeurs ; - commander l'organe d'orientation en fonction de la fraction déterminée.
Le procédé peut en outre présenter les caractéristiques ci-dessous : - évaluer une première grandeur représentative d'une quantité d'énergie thermique apportée par les gaz d'échappement sortant d'un moteur thermique du véhicule ; - acquérir au moins une seconde grandeur représentative d'une température du fluide d'échange thermique dans le cycle fermé ; - évaluer une troisième grandeur représentative d'une quantité d'énergie thermique stockée dans le matériau à changement de phase de la paroi intermédiaire ; - déterminer la fraction des gaz d'échappement orientée vers l'échangeur en fonction au moins des première, seconde et troisième grandeurs ; - commander l'organe d'orientation en fonction de la fraction déterminée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous à titre indicatif et uniquement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'une ligne d'échappement conforme à l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique de l'échangeur de chaleur de la ligne d'échappement de la figure 1 ; - la figure 3 est un diagramme d'étapes indiquant les principales étapes du procédé de contrôle de la ligne d'échappement de la figure 1 ; et - les figures 4 et 5 sont des représentations graphiques et schématiques de courbes indiquant la fraction du flux de gaz d'échappement orientée vers l'échangeur de chaleur en fonction de l'énergie disponible à l'échappement. La ligne d'échappement 1 représentée de manière simplifiée sur la figure 1 comporte : - un collecteur 3 prévu pour capter les gaz d'échappement sortant des chambres de combustion du moteur thermique 5 du véhicule automobile ; - un échangeur de chaleur 7, présentant un premier côté de circulation des gaz d'échappement et un second côté de circulation d'un fluide d'échange thermique ; - un conduit amont 9 de circulation des gaz d'échappement, raccordant le collecteur 3 à une entrée 10 du premier côté de l'échangeur de chaleur 7 ; - un conduit aval 11 de circulation des gaz d'échappement, raccordé à une sortie 12 du premier côté de l'échangeur de chaleur 7 ; - un conduit de bipasse 13, raccordant un point du conduit amont à un point du conduit aval 11 en bipassant l'échangeur thermique 7 ; - un organe 15 d'orientation des gaz d'échappement sélectivement vers l'échangeur de chaleur 7 et/ou vers le conduit de bipasse 13 ; - un organe 17 de commande de l'organe d'orientation 15 et ; - un cycle fermé 19 de récupération d'une partie de l'énergie thermique des gaz d'échappement. Le conduit de bipasse 13 raccorde une intersection en T 21 ménagée dans le conduit amont à une autre intersection T 23 ménagée dans le conduit aval 11. Des équipements non représentés tels qu'un turbo compresseur, peuvent être interposés entre le collecteur 3 et l'intersection en T 21. Le conduit aval 11 est raccordé fluidiquement à la canule (non représentée) de relargage des gaz d'échappement purifiés dans l'atmosphère. D'autres organes non représentés, tels qu'un silencieux et des organes de purification des gaz d'échappement, sont interposés entre l'intersection T 23 et la canule. Le cycle fermé 19 de récupération d'une partie de l'énergie thermique des gaz d'échappement est par exemple un cycle de Rankine. Le cycle de Rankine comporte une turbine 25, un condenseur 27, et une pompe 29. Une tuyauterie 31 raccorde une sortie 33 du second côté de l'échangeur de chaleur à une entrée haute pression de la turbine 25. Une tuyauterie 37 raccorde une sortie basse pression de la turbine 25 à une entrée du condenseur 27. Une tuyauterie 37 raccorde une sortie du condenseur 27 à une entrée d'aspiration de la pompe 29.
Enfin, une tuyauterie 39 raccorde une sortie de refoulement de la pompe 29 à une entrée 41 du second côté de l'échangeur de chaleur 7. La turbine 25 entraîne un arbre moteur 43 en rotation, celui-ci étant par exemple relié à une génératrice électrique 45. Alternativement, l'arbre 43 peut entraîner un organe mécanique du véhicule. Par ailleurs, la turbine 25 peut être remplacée par un moteur à vapeur couplé à l'arbre moteur 43. Le fluide thermique qui circule dans le cycle fermé 19 comprend typiquement essentiellement de l'eau. Le fluide peut comporter divers additifs, par exemple en vue de limiter la corrosion ou éviter le gel. Le fluide thermique est vaporisé dans l'échangeur de chaleur 7, sous l'effet de la chaleur cédée par les gaz d'échappement. Le fluide thermique peut également être un fluide organique adapté à un cycle comme le cycle de Rankine. Le fluide peut être par exemple du Genetron 245FA, commercialisé par Honeywell.
Comme visible sur la figure 2, l'échangeur de chaleur 7 comporte une paroi intermédiaire 47 interposée entre les premier et second côté 49 et 51 de l'échangeur de chaleur. La paroi intermédiaire 47 comporte une pluralité de cavités 53 contenant chacune une quantité d'un matériau à changement de phase. La paroi intermédiaire 47 est typiquement constituée essentiellement d'un matériau conduisant bien la chaleur, par exemple de l'aluminium, un alliage d'aluminium ou un acier. Chaque cavité 53 est entièrement fermée, et isolée des autres cavités 53. Ainsi, le matériau à changement de phases contenu dans la cavité 53 est entièrement isolé du milieu extérieur à la cavité. Les cavités 53 sont réparties, de préférence uniformément, sur la plus grande partie de la surface de la paroi 47. De préférence, les cavités 53 sont uniformément réparties sur toute la surface de la paroi 47. La paroi intermédiaire 47 présente une première surface d'échange 55 en contact thermique avec les gaz d'échappement, et une seconde surface d'échange 57 en contact thermique avec le fluide d'échange thermique. Les surfaces 55 et 57 constituent les deux grandes faces opposées de la paroi intermédiaire. Typiquement, la première surface d'échange 55 est en contact direct avec les gaz d'échappement circulant du premier côté de l'échangeur de chaleur. La surface 55 délimite partiellement le premier côté de l'échangeur de chaleur. De même, la seconde surface d'échange thermique 57 est de préférence en contact direct avec le fluide d'échange thermique circulant de second côté. La surface 57 délimite partiellement le second côté de l'échangeur de chaleur. Ainsi, l'échangeur de chaleur 7 est construit de manière à mettre en contact thermique les gaz d'échappement avec le premier fluide d'échange thermique, les gaz d'échappement cédant à travers la paroi intermédiaire une partie de leur énergie thermique au fluide d'échange thermique. Le matériau à changement de phases comprend typiquement un ou plusieurs sels inorganiques. Ces sels inorganiques sont choisis dans le groupe comprenant NaOH, KOH, LiOH, NaNO2, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2, LiNO3, KCI, LiCI, NaCl, MgCl2, CaCl2, Na2CO3, K2CO3, Li2CO3, KF, LiF. Par exemple, le matériau à changement de phases est constitué d'un de ces sels inorganiques ou d'un mélange de deux ou trois de ces sels inorganiques. Le matériau à changement de phase peut également comprendre un ou plusieurs métaux, choisis parmi Sn, Pb et Zn. Avantageusement, ledit matériaux est constitué d'un ou plusieurs métaux choisis parmi Sn, Pb et Zn. Le matériau à changement de phase présente une température de fusion comprise entre 100°C et 500° C, de préférence entre 150 et 400°C, et encore de préférence entre 200 et 350°C.
Le matériau à changement de phases présente typiquement une chaleur latente de fusion comprise entre 100 et 300 kJ/kg, comprise par exemple entre 150 et 250 kJ/kg. Par exemple, le matériau à changement de phases est un sel binaire comprenant environ 60 % de NaNO3, et 40 % de KNO3. Alternativement, le matériaux à changement de phase peut être le sel vendu commercialement sous le nom HitecXL, qui est un sel ternaire comprenant environ 48 % de Ca(NO3)2, 7 % de NaNO3, et 45 % de KNO3. Le matériau à changement de phase contenu dans la paroi intermédiaire est prévu pour constituer une capacité tampon d'énergie thermique.
Ainsi, quand l'énergie thermique apportée par les gaz d'échappement au premier côté de l'échangeur est plus grande que l'énergie que peut absorber le cycle fermé de récupération, une partie de l'énergie excédentaire est stockée dans le matériau à changement de phase de la paroi intermédiaire. Comme indiqué ci-dessus, ces matériaux présentent une chaleur latente de fusion relativement élevée, l'énergie excédentaire permettant de faire fondre ledit matériau à changement de phase. Inversement, quand l'énergie apportée par les gaz d'échappement au premier côté de l'échangeur est inférieure à l'énergie récupérée par le cycle fermé, le matériau à changement de phases restitue l'énergie thermique stockée, par solidification du matériau préalablement fondu. La masse de matériau à changement de phases incorporée dans la paroi intermédiaire est choisie pour permettre le stockage d'une énergie thermique totale comprise entre 0,1 et 10 kWh, de préférence entre 0,5 kWh et 5 kWh. Par exemple, la masse est choisie pour permettre le stockage d'une énergie comprise entre 1 et 2 kWh. Par ailleurs, le cycle de Rankine 19 a un rendement, en fonction de la température, présentant une forme de courbe en cloche. La température considérée ici est la température du fluide d'échange thermique en sortie de l'échangeur de chaleur 7. Ce rendement est nul en dessous de la température de début de vaporisation du fluide d'échange thermique. Il augmente jusqu'à une température de référence Tref, pour laquelle le cycle est dimensionné. Le matériau à changement de phase est choisi de telle sorte que sa température de fusion corresponde sensiblement à la température optimale de fonctionnement du cycle de Rankine. Par exemple ladite température de fusion est comprise entre Tref et Tref + 100°C, de préférence entre Tref et Tref + 50°C. L'organe d'orientation 15 est une vanne 3 voies, montée à l'intersection en T 21. Elle est pilotée par le calculateur 17. La vanne 3 voies est susceptible sélectivement d'orienter le totalité des gaz d'échappement vers l'échangeur de chaleur 7, d'orienter la totalité des gaz d'échappement vers le conduit de bipasse 13, ou d'orienter une fraction déterminée des gaz d'échappement vers l'échangeur 7, et le reste des gaz d'échappement vers le conduit de bipasse. Ladite fraction est déterminée par le calculateur 17, comme décrit ci-dessous.
La ligne d'échappement est par ailleurs équipée d'une sonde 47 de mesure de la température des gaz d'échappement et d'une sonde 49 de mesure du débit des gaz d'échappement, implantées par exemple dans le conduit amont 9. Ces sondes renseignent le calculateur 17. La ligne d'échappement comprend encore une sonde 51 de mesure de la température du fluide d'échange thermique, et une sonde 53 de mesure de la pression dudit fluide d'échange thermique, implantées sur le conduit 31 reliant la sortie 33 du second côté de l'échangeur thermique 7 à la turbine 25. Ces sondes renseignent le calculateur 17.
Comme indiqué ci-dessus, le moteur d'un véhicule automobile fonctionne à charge variable. Quand le moteur est au ralenti, la puissance demandée par le conducteur est environ 0 kW. Quand le véhicule roule à une vitesse de 40 km/h, la puissance demandée par le conducteur est d'environ 10 kW. En cas d'accélération violente, la puissance demandée au moteur peut monter jusqu'à 100 kW. Le cycle fermé 19 est dimensionné pour la récupération d'une puissance thermique d'environ 40 kW dans les gaz d'échappement. Ainsi, dans les phases où le moteur thermique fonctionne à forte charge, la puissance thermique disponible dans les gaz d'échappement sortant du moteur est par exemple de 60 kW. Dans ce cas, le cycle fermé récupère environ 40 kW de puissance thermique dans les gaz d'échappement, et une partie des 20 kW excédentaires est prélevée et stockée par le matériau à changement de phase. Inversement, dans les phases où le moteur thermique fonctionne à faible charge, la puissance thermique disponible dans les gaz d'échappement n'est par exemple que de 20 kW. La capacité tampon constituée par le matériau à changement de phase, se vide alors, une partie de l'énergie thermique stockée dans le matériau à changement de phase étant transférée au fluide d'échange thermique du cycle fermé. Le pilotage de la ligne d'échappement décrite ci-dessus va maintenant être détaillé, en référence à la figure 3. A l'étape S1, le calculateur acquiert la température T et le débit Q du flux de gaz d'échappement en sortie du collecteur 3 par l'intermédiaire des sondes 47 et 49. A partir de ces valeurs, le calculateur évalue à l'étape S2 l'énergie thermique Edispo disponible dans les gaz d'échappement, et susceptible d'être récupérée par le cycle fermé 19 dans l'échangeur thermique 7. A l'étape S3, le calculateur acquiert auprès des sondes 51 et 53 la pression P et la température T du fluide d'échange thermique du cycle de Rankine. A partir des valeurs de pression et de température acquises, le calculateur évalue à l'étape S4 l'énergie thermique Econso effectivement reçue par le cycle de Rankine. Cette énergie thermique est convertie en énergie mécanique par la turbine ou perdue. A l'étape S5, le calculateur évalue la charge du matériau à changement de phase. Par charge, on entend ici la quantité d'énergie thermique stockée dans le matériau à changement de phase à l'instant courant. Cette charge peut être exprimée en pourcentage de la capacité de stockage totale en énergie thermique du matériau à changement de phase. La charge peut également être exprimée directement comme une énergie stockée. La charge du matériau à changement de phase est calculée par exemple en faisant périodiquement des bilans d'énergie pour le matériau à changement de phase. La charge du matériau à changement de phase à l'instant t + 1 est égale à la charge du matériau à changement de phase à l'instant t augmentée de l'énergie effectivement cédée par les gaz d'échappement dans l'échangeur, diminuée de l'énergie Econso effectivement reçue par le cycle fermé. L'énergie effectivement cédée par les gaz d'échappement dans l'échangeur est évaluée par le calculateur entre autres à partir de l'énergie thermique disponible dans les gaz d'échappement Edispo, de la fraction du flux de gaz d'échappement orientée vers l'échangeur de la pression et de la température du fluide thermique dans le cycle fermé acquise à l'étape S3.
A l'étape S6, le calculateur détermine la fraction du flux de gaz d'échappement qui doit être orientée vers l'échangeur de chaleur 7, en fonction de l'énergie thermique Edispo apportée par les gaz d'échappement évalué à l'étape S2, de la température T fluide du fluide d'échange thermique du cycle fermé, acquise par l'intermédiaire de la sonde 51, et/ou de la charge du matériau à changement de phase évaluée à l'étape S5. La fraction du flux de gaz d'échappement qui n'est pas orientée vers l'échangeur de chaleur 7 est orientée vers le conduit de bipasse. Le calculateur commande ensuite le déplacement du clapet de la vanne 3 voies 15 jusqu'à une position dans laquelle le flux de gaz d'échappement est réparti vers l'échangeur et vers le conduit de bipasse comme déterminé à l'étape S6. La position du clapet est lue par le calculateur dans des tables ou sur des courbes prédéterminées, en fonction au moins du débit de gaz d'échappement sortant du collecteur et de la fraction du flux de gaz d'échappement à orienter vers l'échangeur.
La fraction du flux de gaz d'échappement orientée vers l'échangeur de chaleur est déterminée par le calculateur par exemple en utilisant le graphique de la figure 4. Sur cette figure, on a représenté un réseau de courbes, paramétré en fonction de la charge du matériau à changement de phase. Chaque courbe correspond à un état de charge différents du matériau à changement de phase. Seules trois courbes ont été matérialisées ici, mais la mémoire du calculateur peut contenir un nombre de courbes beaucoup plus grand. La courbe en trait plein correspond à une charge de 0%, et les deux courbes en traits interrompus à 50% et 100% de charge. Chaque courbe indique la fraction du flux de gaz d'échappement orientée vers l'échangeur, en fonction de l'énergie thermique apportée par les gaz d'échappement sortant du moteur. Il ressort de la figure 4 que, quand l'énergie apportée par les gaz d'échappement est inférieure à une énergie de référence Eref, 100% des gaz d'échappement sont orientés vers l'échangeur de chaleur 7. Eref correspond par exemple à l'énergie thermique pour laquelle le cycle fermé de récupération est dimensionné. Par exemple Eref vaut 40 kW. Quand l'énergie apportée par les gaz d'échappement est supérieure à Eref, la fraction du flux de gaz d'échappement orientée vers l'échangeur de chaleur est progressivement diminuée. La rapidité avec laquelle cette fraction diminue est fonction de la charge du matériau à changement de phase. Quand la charge est de 0%, la fraction diminue relativement plus lentement. Quand la charge est de 50%, cette fraction diminue plus vite, et quand la charge est de 100%, la fraction diminue encore plus vite.
Les portions des courbes au-delà de Eref ont été représentées linéaires. Toutefois, ces portions pourraient avoir une autre forme et être arquée ou comporter des portions arquées. Les courbes de la figure 4, en pratique, sont déterminées par simulation et/ou expérimentalement.
Alternativement, la fraction du flux de gaz d'échappement orientée vers l'échangeur peut être déterminée à l'étape S6 par le calculateur à l'aide du graphique de la figure 5. Ce graphique comporte un réseau de courbes paramétré en fonction de la température du fluide thermique à la sortie de l'échangeur. Chaque courbe correspond à une température acquise différente pour le fluide d'échange thermique du cycle fermé 19. La courbe en trait plein correspond à la température du fluide d'échange thermique pour lequel le cycle fermé a été dimensionné. Si le fluide d'échange thermique est de l'eau, cette température peut être par exemple de 250°C. Cette température peut également être significativement différente de 250°C. La courbe en traits mixtes correspond à une température acquise inférieure à la température de référence. La courbe en traits interrompus correspond à une température acquise supérieure à la température de référence. On a représenté que trois courbes sur la figure 5, mais il et possible d'en intégrer beaucoup plus dans la mémoire du calculateur. Comme sur la figure 4, 100% du flux de gaz d'échappement est orienté vers l'échangeur de chaleur quand l'énergie apportée par les gaz d'échappement est inférieure à une énergie de référence. Quand l'énergie apportée est supérieure à l'énergie de référence, la fraction du flux de gaz d'échappement orientée vers l'échangeur décroît progressivement. Cette fraction décroît à une vitesse moyenne quand la température acquise correspond à la température de référence pour le dimensionnement du cycle fermé. Cette fraction décroît moins vite quant la température acquise est inférieure à la température de référence. Cette fraction décroît plus vite quand la température acquise est supérieure à la température de référence. Dans une autre variante non représentée, le calculateur peut déterminer la fraction du flux de gaz d'échappement orientée vers l'échangeur à l'aide d'un réseau de courbes paramétré en fonction à la fois de la charge du matériau à changement de phase et de la température acquise du fluide d'échange de chaleur. La ligne d'échappement décrite ci-dessus présente de multiples avantages. Du fait que l'échangeur de chaleur comporte une paroi intermédiaire interposée entre les premier et second côtés de l'échangeur de chaleur, la paroi intermédiaire comprenant au moins une cavité fermée contenant un matériau à changement de phase, la paroi présentant une première surface d'échange en contact thermique avec les gaz d'échappement et une seconde surface d'échange en contact thermique avec le fluide d'échange thermique, le cycle fermé de récupération présente une inertie thermique significative, permettant d'amortir les variations de la quantité d'énergie thermique apportée par les gaz d'échappement sortant du moteur.
Une certaine quantité d'énergie thermique peut être stockée à l'intérieur même de l'échangeur de chaleur. Quand l'énergie disponible à l'échappement est supérieure à l'énergie que le cycle fermé peut récupérer et valoriser, le matériau à changement de phase se charge. Ce chargement est réalisé par fusion du matériau à changement de phase, celui-ci étant converti de l'état solide à l'état liquide. Un tel changement de phase absorbe une quantité d'énergie thermique importante, correspondant à la chaleur latente de fusion dudit matériau. Au contraire, quand la quantité d'énergie disponible à l'échappement est inférieure à la puissance que peut récupérer et valoriser le cycle fermé, le matériau à changement de phase libère une fraction de l'énergie thermique stockée, transférant un surcroît d'énergie au fluide d'échange thermique du cycle fermé. Le cycle fermé de récupération peut ainsi continuer à fonctionner pendant une certaine durée, même si l'énergie apportée par les gaz d'échappement est réduite. En revanche, si l'énergie apportée par les gaz d'échappement se maintient durablement à un niveau faible, le cycle fermé sera désamorcé une fois le matériau à changement de phase entièrement déchargé en énergie thermique. Ce désamorçage se produit quand le fluide d'échange thermique sort de l'échangeur de chaleur 7 à une température inférieure à sa température de vaporisation. L'invention permet de repousser le moment du désamorçage du cycle fermé. Par ailleurs, l'utilisation de matériau à changement de phase constituant un tampon d'énergie thermique dans l'échangeur permet de faire fonctionner le cycle fermé le plus proche possible de sa température de référence. En effet, la température de fusion du matériau à changement de phase est choisie proche de la température de référence du fluide d'échange thermique. Quand la température du fluide d'échange thermique en sortie de l'échangeur de chaleur diminue et devient inférieure à la température de référence, une partie de l'énergie thermique stockée dans le matériau à changement de phase est transférée au fluide d'échange thermique. Inversement, quand la température du fluide d'échange thermique en sortie de l'échangeur est supérieure à la température de référence, le matériau à changement de phase va augmenter sa charge en prélevant une partie de l'énergie thermique transférée des gaz d'échappement au fluide d'échange thermique. Ce mécanisme peut contribuer à maintenir le fluide d'échange thermique proche de sa température de référence, c'est-à-dire à une température à laquelle le rendement du cycle fermé est optimal.
Il est à noter que l'organe d'orientation pourrait être disposée à l'intersection en T située en aval de l'échangeur de chaleur. Par ailleurs cet organe pourrait ne pas être une vanne trois voies, mais comprendre deux vannes proportionnelles à deux voies, l'une sur le conduit de bipasse, et l'autre en série avec l'échangeur pour moduler le flux de gaz d'échappement à travers l'échangeur.
Le cycle fermé de récupération d'énergie peut ne pas être un cycle de Rankine, mais être un cycle de Hirn, ou tout autre cycle adapté.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1.- Ligne d'échappement de véhicule automobile, la ligne d'échappement (1) comprenant : - un échangeur de chaleur (7), présentant un premier côté (49) de circulation des gaz d'échappement et un second côté (51) de circulation d'un fluide d'échange thermique ; - un cycle fermé (19) de récupération d'une partie de l'énergie thermique des gaz d'échappement, dans lequel circule ledit fluide d'échange thermique, le second côté (51) de l'échangeur de chaleur (7) étant intercalé dans le cycle fermé (19); caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (7) comporte une paroi intermédiaire (47) interposée entre les premier et second côtés (49, 51) de l'échangeur de chaleur (7), la paroi intermédiaire (47) comprenant au moins une cavité fermée (53) contenant un matériau à changement de phase, la paroi intermédiaire (47) présentant une première surface d'échange (55) en contact thermique avec les gaz d'échappement, et une seconde surface d'échange (57) en contact thermique avec le fluide d'échange thermique.
- 2.- Ligne d'échappement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi intermédiaire (47) comprend une pluralité de cavités fermées (53) contenant chacune une quantité de matériau à changement de phase, les cavités fermées (53) étant isolées les unes des autres.
- 3.- Ligne d'échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau à changement de phase comprend un ou plusieurs sels inorganiques, choisis dans le groupe comprenant NaOH, KOH, LiOH, NaNO2, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2, LiNO3, KCI, LiCI, NaCl, MgCl2, CaCl2, Na2CO3, K2CO3, Li2CO3, KF, LiF.
- 4. Ligne d'échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau à changement de phase comprend un ou plusieurs métaux choisis dans le groupe comprenant Sn, Pb et Zn.
- 5.- Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau à changement de phase présente une température de fusion comprise entre 100°C et 500°C.
- 6.- Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau à changement de phase présente une chaleur latente de fusion comprise entre 100 et 300 kJ/kg.
- 7.- Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi intermédiaire (47) comprend une masse de matériau à changement de phase choisie pour permettre le stockage d'une énergie thermique comprise entre 0,1 kWh et 10 kWh.
- 8.- Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cycle fermé (19) est un cycle de Rankine ou un cycle de Hirn.
- 9.- Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cycle fermé (19) comprend un arbre moteur (43), et un organe (25) d'entraînement en rotation de l'arbre moteur (43) par le fluide d'échange thermique.
- 10.- Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fluide d'échange thermique comprend essentiellement de l'eau.
- 11.- Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cycle fermé (19) est dimensionné pour que le fluide d'échange thermique présente en sortie de l'échangeur de chaleur (7) une température de référence, le matériau à changement de phase présentant une température de fusion comprise entre la température de référence et la température de référence plus 100°C.
- 12.- Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un conduit amont (9) de circulation des gaz d'échappement, raccordé fluidiquement à une entrée (10) du premier côté (49) de l'échangeur de chaleur (7) ;- un conduit aval (11) de circulation des gaz d'échappement, raccordé fluidiquement à une sortie (12) du premier côté (49) de l'échangeur de chaleur (7); - un conduit de bipasse (13) reliant le conduit amont (9) au conduit aval (11) en bipassant l'échangeur thermique (7), - un organe (15) d'orientation des gaz d'échappement apte à orienter une fraction des gaz d'échappement vers l'échangeur de chaleur (7) et une autre fraction des gaz d'échappement vers le conduit de bipasse (13), - un organe (17) de commande de l'organe d'orientation (15), apte à contrôler sélectivement ladite fraction des gaz d'échappement orientée vers l'échangeur de chaleur (7) et ladite autre fraction des gaz d'échappement orientée vers le conduit de bipasse (13).
- 13.- Procédé de contrôle d'une ligne d'échappement selon la revendication 12, le procédé comprenant les étapes suivantes : - évaluer une première grandeur représentative d'une quantité d'énergie thermique apportée par les gaz d'échappement sortant d'un moteur thermique (5) du véhicule ; - acquérir au moins une seconde grandeur représentative d'une température du fluide d'échange thermique dans le cycle fermé (19); - évaluer une troisième grandeur représentative d'une quantité d'énergie thermique stockée dans le matériau à changement de phase de la paroi intermédiaire (47); - déterminer la fraction des gaz d'échappement orientée vers l'échangeur (7) en fonction au moins des première, seconde et troisième grandeurs ; - commander l'organe d'orientation (15) en fonction de la fraction déterminée.
- 14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la troisième grandeur représentative de la quantité d'énergie thermique stockée dans le matériau à changement de phase de la paroi intermédiaire (47) est évaluée en : - évaluant une quatrième grandeur représentative d'une quantité d'énergie thermique effectivement reçue par le cycle fermé (19) dans l'échangeur de chaleur (7) ;- déduisant la troisième grandeur au moins à partir de la première grandeur et de la quatrième grandeur.5
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012113824A1 (fr) | 2011-02-25 | 2012-08-30 | Bombardier Transportation Gmbh | Fonctionnement d'un moteur à combustion interne |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2815086B1 (fr) * | 2012-02-16 | 2017-10-04 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Dispositif pour l'utilisation de chaleur residuelle avec un cycle de rankine |
| DE102012006632A1 (de) * | 2012-03-31 | 2013-10-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und System zur Wärmeübertragung für ein Fahrzeug |
| US9322300B2 (en) | 2012-07-24 | 2016-04-26 | Access Energy Llc | Thermal cycle energy and pumping recovery system |
| DE102012107839B4 (de) | 2012-08-24 | 2015-09-24 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Vier-Wege-Abgasklappe |
| EP2986830A1 (fr) * | 2013-04-18 | 2016-02-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Appareil de transfert de chaleur |
| US9540961B2 (en) | 2013-04-25 | 2017-01-10 | Access Energy Llc | Heat sources for thermal cycles |
| DE102013011519A1 (de) | 2013-07-09 | 2015-01-15 | Volkswagen Ag | Wärmetauschvorrichtung und Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug |
| GB2523787B (en) * | 2014-03-03 | 2016-10-19 | Psj Tech Ltd | Apparatus and method for thermal energy recovery |
| DE102015214728A1 (de) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Robert Bosch Gmbh | Abwärmenutzungsanordnung einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb der Abwärmenutzungsanordnung |
| DE102015224987A1 (de) * | 2015-12-11 | 2017-06-14 | Mahle International Gmbh | Abwärmenutzungseinrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs |
| FR3062715A1 (fr) * | 2017-02-09 | 2018-08-10 | Valeo Systemes Thermiques | Procede de controle d'un echange thermique |
| DE102017213213B4 (de) * | 2017-08-01 | 2020-03-26 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zur Steuerung eines Abgaswärmemanagementsystems, Abgaswärmemanagementsystem, Kraftfahrzeug sowie Computerprogrammprodukt |
| GB2565818B (en) * | 2017-08-24 | 2020-03-11 | Jaguar Land Rover Ltd | Waste heat recovery and storage system |
| US10428713B2 (en) | 2017-09-07 | 2019-10-01 | Denso International America, Inc. | Systems and methods for exhaust heat recovery and heat storage |
| JP7334405B2 (ja) * | 2018-09-28 | 2023-08-29 | いすゞ自動車株式会社 | ランキンサイクルシステム |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5327987A (en) * | 1992-04-02 | 1994-07-12 | Abdelmalek Fawzy T | High efficiency hybrid car with gasoline engine, and electric battery powered motor |
| US5351487A (en) * | 1992-05-26 | 1994-10-04 | Abdelmalek Fawzy T | High efficiency natural gas engine driven cooling system |
| US20080066890A1 (en) * | 2000-03-14 | 2008-03-20 | Intel Corporation | Apparatus and method for passive phase change thermal management |
| EP2108910A1 (fr) * | 2008-04-10 | 2009-10-14 | Valeo Systèmes Thermiques | Echangeur interne comportant un moyen de stockage thermique et boucle incorporant un tel échangeur |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2330700C2 (de) * | 1972-06-23 | 1983-04-14 | Nikolaus 7148 Remseck Laing | Wandelelement zur Speicherung von Wärme durch Aufnahme von Sonnenenergie und/oder zur Abstrahlung von Überschußwärme im infraroten Bereich des Spektrums |
| US4099489A (en) * | 1975-10-06 | 1978-07-11 | Bradley Curtis E | Fuel regenerated non-polluting internal combustion engine |
| US4119556A (en) * | 1977-06-01 | 1978-10-10 | Chubb Talbot A | Thermal energy storage material comprising mixtures of sodium, potassium and magnesium chlorides |
| JPS576296A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-13 | Nissan Motor Co Ltd | Heat accumulator |
| JPS6136696A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-21 | Hitachi Zosen Corp | 定常熱発生用熱交換器 |
| US4807696A (en) * | 1987-12-10 | 1989-02-28 | Triangle Research And Development Corp. | Thermal energy storage apparatus using encapsulated phase change material |
| FI89969C (fi) * | 1989-12-21 | 1993-12-10 | Waertsilae Diesel Int | Foerfarande och arrangemang foer effektivering av tillvaratagande av avgasernas vaermeenergi vid stora dieselmotorer |
| DE4121462C2 (de) * | 1991-06-28 | 1994-09-01 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Hochtemperaturwärmespeichersystem |
| US6370908B1 (en) * | 1996-11-05 | 2002-04-16 | Tes Technology, Inc. | Dual evaporator refrigeration unit and thermal energy storage unit therefore |
| IL130545A0 (en) * | 1999-06-18 | 2000-06-01 | Yeda Res & Dev | Safety system for storage of high temperature heat |
| JP2005016326A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Denso Corp | 発熱体の廃熱利用装置 |
| DE102004052106B4 (de) * | 2004-10-26 | 2008-01-10 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Kombination eines Katalysators mit einem Wärmespeicher |
| US7406998B2 (en) * | 2005-02-17 | 2008-08-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Heat storing device |
| JP2006249988A (ja) | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Honda Motor Co Ltd | ランキンサイクル装置 |
| JP4231518B2 (ja) * | 2006-10-24 | 2009-03-04 | トヨタ自動車株式会社 | 熱交換装置 |
| EP1925806B1 (fr) * | 2006-11-24 | 2017-10-04 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Système doté d'un cycle organique de Rankine destiné à l'entraînement d'au moins une machine d'expansion, échangeur thermique destiné à l'entraînement d'une machine d'expansion, procédé de fonctionnement d'au moins une machine d'expansion |
-
2009
- 2009-03-25 FR FR0951920A patent/FR2943731A1/fr not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-03-25 US US13/259,564 patent/US20120090293A1/en not_active Abandoned
- 2010-03-25 JP JP2012501360A patent/JP2012522920A/ja active Pending
- 2010-03-25 WO PCT/FR2010/050545 patent/WO2010109145A2/fr active Application Filing
- 2010-03-25 DE DE201011001357 patent/DE112010001357T5/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5327987A (en) * | 1992-04-02 | 1994-07-12 | Abdelmalek Fawzy T | High efficiency hybrid car with gasoline engine, and electric battery powered motor |
| US5351487A (en) * | 1992-05-26 | 1994-10-04 | Abdelmalek Fawzy T | High efficiency natural gas engine driven cooling system |
| US20080066890A1 (en) * | 2000-03-14 | 2008-03-20 | Intel Corporation | Apparatus and method for passive phase change thermal management |
| EP2108910A1 (fr) * | 2008-04-10 | 2009-10-14 | Valeo Systèmes Thermiques | Echangeur interne comportant un moyen de stockage thermique et boucle incorporant un tel échangeur |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012113824A1 (fr) | 2011-02-25 | 2012-08-30 | Bombardier Transportation Gmbh | Fonctionnement d'un moteur à combustion interne |
| US9091203B2 (en) | 2011-02-25 | 2015-07-28 | Bombardier Transportation Gmbh | Operation of an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE112010001357T5 (de) | 2012-05-24 |
| WO2010109145A2 (fr) | 2010-09-30 |
| WO2010109145A3 (fr) | 2015-08-06 |
| US20120090293A1 (en) | 2012-04-19 |
| JP2012522920A (ja) | 2012-09-27 |
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