FR2977656A1 - THERMAL EXCHANGE SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THERMAL POWER DEVELOPED BY SUCH THERMAL EXCHANGE SYSTEM - Google Patents

THERMAL EXCHANGE SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THERMAL POWER DEVELOPED BY SUCH THERMAL EXCHANGE SYSTEM Download PDF

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Abstract

Système d'échange thermique (1) comprenant : -deux échangeurs de chaleur (5, 15) formant l'un un évaporateur et l'autre un condenseur, -un circuit de fluide caloporteur comprenant au moins des premier (21) et deuxième (22) étages de compression agencés en série, le premier étage de compression (21) refoulant le fluide caloporteur dans le deuxième étage de compression (22), - une unité de commande connectée au circuit de fluide caloporteur, dans lequel le premier étage de compression (21) présente une capacité variable par pas et le deuxième étage de compression (22) présente une capacité variable en continu, l'unité de commande étant adaptée pour réguler une puissance thermique développée par le système d'échange thermique (1) à partir de variations des capacités des premier (21) et deuxième (22) étages de compression.Heat exchange system (1) comprising: -two heat exchangers (5, 15) forming one an evaporator and the other a condenser, -a heat transfer fluid circuit comprising at least first (21) and second ( 22) compression stages arranged in series, the first compression stage (21) discharging the coolant in the second compression stage (22), - a control unit connected to the coolant circuit, in which the first compression stage (21) has a variable capacity in steps and the second compression stage (22) has a continuously variable capacitance, the control unit being adapted to regulate a thermal power developed by the heat exchange system (1) from variations in the capacitances of the first (21) and second (22) compression stages.

Description

2977656 Système d'échanqe thermique et procédé de réqulation d'une puissance thermique développée par un tel système d'échanqe thermique 2977656 Heat exchange system and method for the equation of thermal power developed by such a heat exchange system

L'invention se rapporte à un système d'échange thermique et à un procédé de régulation de la puissance thermique développée par un tel système d'échange thermique. The invention relates to a heat exchange system and to a method of regulating the thermal power developed by such a heat exchange system.

En particulier, l'invention se rapporte à un système d'échange thermique adapté pour réaliser des échanges thermiques entre de l'air extérieur situé à l'extérieur d'un espace et un milieu intérieur circulant à l'intérieur de l'espace, ledit système d'échange thermique comprenant : - des premier et deuxième échangeurs de chaleur pour échanger de la chaleur respectivement avec l'air extérieur et le milieu intérieur, lesdits premier et deuxième échangeurs de chaleur présentant chacun une entrée et une sortie et formant l'un un évaporateur et l'autre un condenseur, - un circuit de fluide caloporteur adapté pour faire circuler un fluide caloporteur entre l'évaporateur et le condenseur, ledit circuit de fluide caloporteur comprenant une unité de compression placée entre la sortie de l'évaporateur et l'entrée du condenseur, et une unité de détente placée entre la sortie du condenseur et l'entrée de l'évaporateur, - une unité de commande connectée au circuit de fluide caloporteur. In particular, the invention relates to a heat exchange system adapted to perform heat exchange between outside air located outside a space and an internal medium flowing inside the space, said heat exchange system comprising: - first and second heat exchangers for exchanging heat respectively with the outside air and the indoor medium, said first and second heat exchangers each having an inlet and an outlet and forming the an evaporator and the other a condenser, a coolant circuit adapted to circulate a heat transfer fluid between the evaporator and the condenser, said coolant circuit comprising a compression unit placed between the outlet of the evaporator and the condenser inlet, and an expansion unit placed between the condenser outlet and the evaporator inlet, - a control unit connected to the circulator it coolant.

L'invention s'applique, en particulier, à la régulation d'une puissance thermique développée par le système d'échange thermique, notamment dans un fonctionnement comme pompe à chaleur associée à un espace ou un bâtiment, pour permettre de maintenir une consigne de température à l'intérieur de l'espace ou du bâtiment en apportant à cet espace ou ce bâtiment une puissance thermique équivalente aux pertes thermiques (apports internes et externes déduits). The invention applies, in particular, to the regulation of a thermal power developed by the heat exchange system, in particular in an operation as a heat pump associated with a space or a building, to allow to maintain an instruction of temperature inside the space or the building by bringing to this space or this building a thermal power equivalent to the thermal losses (internal and external contributions deducted).

Par exemple, une pompe à chaleur air/eau à compression de vapeur récupère de la chaleur sur l'air extérieur à une température extérieure, puis elle transmet cette chaleur à l'espace à une température d'un circuit d'eau de chauffage. Si l'unité de compression a une capacité constante (débit d'aspiration constant), la puissance thermique du cycle va diminuer avec la température extérieure (la densité du fluide caloporteur à l'aspiration de l'unité de compression diminue, donc, le débit massique du fluide caloporteur dans le cycle diminue, et la puissance thermique transportée par le fluide caloporteur d'une source froide à laquelle l'évaporateur prélève de la chaleur vers un puits chaud auquel le condenseur transfère la chaleur prélevée diminue). 2 2977656 Pour une pompe à chaleur à capacité constante associée à un bâtiment, la demande calorifique du bâtiment et la production calorifique de la pompe à chaleur sont donc en opposition. Si la pompe à chaleur est dimensionnée pour répondre aux besoins à 5 une température extérieure donnée, elle sera surpuissante aux températures extérieures plus élevées avec, pour inconvénients, des pertes de performance liées au cyclage de la pompe à chaleur (marche/arrêt) et au surplus de chaleur transporté (pertes échangeurs, pertes de charge). For example, a vapor compression air / water heat pump recovers heat from outside air at an outside temperature, and then transmits this heat to the space at a temperature of a heating water circuit. If the compression unit has a constant capacity (constant suction flow), the thermal power of the cycle will decrease with the outside temperature (the density of the heat transfer fluid at the suction of the compression unit decreases, therefore, the mass flow rate of the coolant in the cycle decreases, and the thermal power carried by the heat transfer fluid of a cold source to which the evaporator draws heat to a hot well to which the condenser transfers the heat removed decreases). 2 2977656 For a constant capacity heat pump associated with a building, the calorific demand of the building and the heat production of the heat pump are therefore in opposition. If the heat pump is sized to meet the needs at a given outdoor temperature, it will be overpowered at higher outdoor temperatures with, for cons, performance losses related to cycling of the heat pump (on / off) and excess heat transported (heat exchanger losses, pressure losses).

10 Pour maximiser le rendement de la pompe à chaleur, il est donc intéressant de pouvoir réguler la puissance thermique pour coller aux besoins de l'espace ou du bâtiment. In order to maximize the efficiency of the heat pump, it is therefore advantageous to be able to regulate the thermal power to meet the needs of the space or the building.

Le document US 5 927 088 décrit un système d'échange thermique dans lequel 15 l'unité de compression comprend un compresseur additionnel utilisé en série avec un compresseur primaire comme appoint lorsque le compresseur primaire ne peut satisfaire un besoin, notamment en chauffage. US 5,927,088 discloses a heat exchange system in which the compression unit comprises an additional compressor used in series with a primary compressor as a back-up when the primary compressor can not satisfy a need, in particular for heating.

Le système d'échange thermique connu ne permet toutefois pas de réaliser de 20 manière simple une régulation précise de la puissance thermique développée par le système d'échange thermique. The known heat exchange system does not, however, make it possible in simple fashion to precisely regulate the thermal power developed by the heat exchange system.

L'invention vient améliorer la situation. The invention improves the situation.

25 A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un système d'échange thermique adapté pour réaliser des échanges thermiques entre de l'air extérieur situé à l'extérieur d'un espace et un milieu intérieur circulant à l'intérieur de l'espace, ledit système d'échange thermique comprenant : - des premier et deuxième échangeurs de chaleur pour échanger de la chaleur 30 respectivement avec l'air extérieur et le milieu intérieur, lesdits premier et deuxième échangeurs de chaleur présentant chacun une entrée et une sortie et formant l'un un évaporateur et l'autre un condenseur, - un circuit de fluide caloporteur adapté pour faire circuler un fluide caloporteur entre l'évaporateur et le condenseur, ledit circuit de fluide caloporteur comprenant une 35 unité de compression placée entre la sortie de l'évaporateur et l'entrée du condenseur, et une unité de détente placée entre la sortie du condenseur et l'entrée de l'évaporateur, ladite unité de compression comprenant au moins des premier et deuxième étages de 3 2977656 compression agencés en série, le premier étage de compression refoulant le fluide caloporteur dans le deuxième étage de compression, - une unité de commande connectée au circuit de fluide caloporteur, dans lequel le premier étage de compression présente une capacité variable par 5 pas et le deuxième étage de compression présente une capacité variable en continu, l'unité de commande étant adaptée pour réguler une puissance thermique développée par le système d'échange thermique à partir de variations des capacités des premier et deuxième étages de compression. For this purpose, according to a first aspect, the invention proposes a heat exchange system adapted to perform heat exchanges between outside air located outside a space and an indoor environment circulating inside. space, said heat exchange system comprising: first and second heat exchangers for exchanging heat with the outside air and the indoor medium respectively, said first and second heat exchangers each having an inlet and a an outlet and forming one an evaporator and the other a condenser, - a coolant circuit adapted to circulate a heat transfer fluid between the evaporator and the condenser, said coolant circuit comprising a compression unit placed between the evaporator outlet and the condenser inlet, and an expansion unit placed between the condenser outlet and the evaporator inlet, said condenser unit; pressure device comprising at least first and second compression stages arranged in series, the first compression stage discharging the heat transfer fluid into the second compression stage; a control unit connected to the heat transfer fluid circuit, in which the first stage compression device has a variable capacity by 5 steps and the second compression stage has a continuously variable capacity, the control unit being adapted to regulate a thermal power developed by the heat exchange system from variations in the capabilities of the first and second compression stages.

10 Ainsi, le système d'échange thermique selon l'invention présente une structure simple dont la puissance thermique peut être régulée de manière précise en fonction de la demande calorifique de l'espace. Thus, the heat exchange system according to the invention has a simple structure whose thermal power can be regulated precisely according to the heat demand of the space.

Le premier étage de compression peut comprendre une pluralité de compresseurs 15 à capacité fixe connectés en parallèle, ladite pluralité de compresseurs à capacité fixe présentant une pluralité de configurations différentes définissant les pas de capacité, et le deuxième étage de compression peut comprendre au moins un compresseur à capacité variable. The first compression stage may comprise a plurality of fixed capacity compressors connected in parallel, said plurality of fixed capacity compressors having a plurality of different configurations defining the capacitance steps, and the second compression stage may comprise at least one compressor with variable capacity.

20 Par ailleurs, l'unité de compression peut comprendre une conduite de dérivation connectée en parallèle du premier étage de compression, l'unité de commande étant adaptée pour commander : - un fonctionnement multi-étagé dans lequel les premier et deuxième étages de compression fonctionnent en série, le fluide caloporteur circulant successivement dans les 25 premier et deuxième étages de compression, - un fonctionnement mono-étagé dans lequel le deuxième étage de compression fonctionne, le premier étage de compression étant arrêté, le fluide caloporteur circulant successivement dans la conduite de dérivation et dans le deuxième étage de compression. 30 Dans un mode de réalisation, le système d'échange thermique peut comprendre en outre un échangeur de sous-refroidissement placé entre les premier et deuxième échangeurs de chaleur, et une conduite d'injection connectant le deuxième échangeur de chaleur à une entrée d'aspiration du deuxième étage de compression au travers de 35 l'échangeur de sous-refroidissement, l'unité de commande étant adaptée pour, en fonctionnement multi-étagé, faire circuler une première partie du fluide caloporteur depuis la sortie du deuxième échangeur de chaleur formant le condenseur vers l'entrée 4 2977656 d'aspiration du deuxième étage de compression par la conduite d'injection, et une deuxième partie du fluide caloporteur depuis la sortie du deuxième échangeur de chaleur formant le condenseur vers l'entrée du premier échangeur de chaleur formant l'évaporateur. De telles dispositions permettent d'améliorer le rendement et la capacité du cycle. Furthermore, the compression unit may comprise a bypass line connected in parallel with the first compression stage, the control unit being adapted to control: a multi-stage operation in which the first and second compression stages operate in series, the coolant circulating successively in the first and second compression stages, - a single-stage operation in which the second compression stage operates, the first compression stage being stopped, the heat transfer fluid circulating successively in the pipe of bypass and in the second compression stage. In one embodiment, the heat exchange system may further comprise a subcooling exchanger located between the first and second heat exchangers, and an injection line connecting the second heat exchanger to an inlet. suction of the second compression stage through the sub-cooling exchanger, the control unit being adapted to, in multi-stage operation, circulating a first portion of the coolant from the outlet of the second heat exchanger forming the condenser to the suction inlet 2977656 of the second compression stage through the injection pipe, and a second portion of the heat transfer fluid from the outlet of the second heat exchanger forming the condenser to the inlet of the first heat exchanger forming the evaporator. Such provisions improve the performance and capacity of the cycle.

L'unité de commande peut être adaptée pour : - régler un niveau de puissance thermique du système d'échange thermique en 10 choisissant l'un parmi une pluralité de pas de capacité du premier étage de compression, et - moduler la puissance thermique du système d'échange thermique autour du niveau réglé en utilisant la capacité du deuxième étage de compression. The control unit may be adapted to: - adjust a thermal power level of the heat exchange system by selecting one of a plurality of capacitance steps of the first compression stage, and - modulate the thermal power of the system heat exchange around the adjusted level using the capacity of the second compression stage.

15 Dans un mode de réalisation, le système d'échange thermique peut comprendre en outre un circuit d'air et un circuit d'eau auxquels les premier et deuxième échangeurs de chaleur sont respectivement associés, et dans lequel l'unité de commande peut être adaptée pour mesurer une température d'eau dans le circuit d'eau et pour déterminer une température d'eau de consigne dans le circuit d'eau, l'unité de commande étant adaptée 20 pour successivement et en continu : - choisir l'un des pas de capacité du premier étage de compression, - faire varier la capacité du deuxième étage de compression pour réduire un écart entre la température d'eau mesurée et la température d'eau de consigne, - si la capacité du deuxième étage de compression atteint une borne et si l'écart 25 reste supérieur à un écart seuil, changer le pas de capacité du premier étage de compression. In one embodiment, the heat exchange system may further comprise an air circuit and a water circuit to which the first and second heat exchangers are respectively associated, and wherein the control unit may be adapted to measure a water temperature in the water circuit and to determine a set water temperature in the water circuit, the control unit being adapted for successively and continuously: - choose one capacity steps of the first compression stage, - varying the capacity of the second compression stage to reduce a difference between the measured water temperature and the set water temperature, - if the capacity of the second compression stage reaches a terminal and if the difference 25 remains greater than a threshold difference, change the capacity step of the first compression stage.

L'unité de commande peut alors être adaptée pour mesurer une température d'air dans le circuit d'air, l'unité de commande étant adaptée pour choisir un pas de capacité 30 initial du premier étage de compression au moins en fonction de la température d'air. The control unit can then be adapted to measure an air temperature in the air circuit, the control unit being adapted to select an initial capacity step of the first compression stage at least as a function of the temperature. air.

Par ailleurs, l'unité de commande peut être adaptée pour sélectionner une capacité initiale du deuxième étage de compression au moins en fonction du pas de capacité du premier étage de compression. 5 35 5 2977656 En outre, l'unité de commande est adaptée pour changer le pas de capacité du premier étage de compression si la capacité du deuxième étage de compression est dans une plage déterminée. Furthermore, the control unit can be adapted to select an initial capacity of the second compression stage at least as a function of the capacity step of the first compression stage. In addition, the control unit is adapted to change the capacity step of the first compression stage if the capacity of the second compression stage is in a determined range.

5 Dans un autre mode de réalisation, le système d'échange thermique peut comprendre en outre un circuit d'air et un circuit d'eau auxquels les premier et deuxième échangeurs de chaleur sont respectivement associés, et dans lequel l'unité de commande peut être adaptée pour mesurer une température d'eau dans le circuit d'eau et pour déterminer une température d'eau de consigne dans le circuit d'eau, l'unité de commande 10 étant adaptée pour successivement et en continu : - déterminer une pluralité de couples de capacités comprenant chacun l'un des pas de capacité du premier étage de compression et l'une des capacités du deuxième étage de compression, - choisir l'un des couples de capacités pour réduire un écart entre la température 15 d'eau mesurée et la température d'eau de consigne, - si l'écart reste supérieur à un écart seuil, changer le couple de capacités. In another embodiment, the heat exchange system may further comprise an air circuit and a water circuit to which the first and second heat exchangers are respectively associated, and wherein the control unit can be adapted to measure a water temperature in the water circuit and to determine a set water temperature in the water circuit, the control unit 10 being adapted for successively and continuously: - determine a plurality capacitance pairs each comprising one of the capacity steps of the first compression stage and one of the capabilities of the second compression stage; selecting one of the capacitance pairs to reduce a difference between the water temperature measured and the target water temperature, - if the difference remains greater than a threshold difference, change the capacity pair.

L'unité de commande peut alors être adaptée pour mesurer une température d'air dans le circuit d'air et pour déterminer une puissance thermique cible, l'unité de 20 commande étant adaptée pour déterminer la pluralité de couples de capacités en fonction de la température d'air et de la puissance thermique cible. The control unit can then be adapted to measure an air temperature in the air circuit and to determine a target thermal power, the control unit being adapted to determine the plurality of capacitance pairs according to the air temperature and target thermal power.

Dans l'un comme dans l'autre des modes de réalisation, l'unité de commande peut être adaptée pour borner la capacité du deuxième étage de compression entre une 25 capacité minimale et une capacité maximale, lesdites capacités minimale et maximale étant choisies pour maintenir les premier et deuxième étages de compression dans des enveloppes de fonctionnement respectives et pour obtenir un coefficient de performance supérieur ou égale à un coefficient de performance minimum déterminé. In either embodiment, the control unit may be adapted to limit the capacity of the second compression stage between a minimum capacity and a maximum capacity, said minimum and maximum capacities being chosen to maintain the first and second compression stages in respective operating envelopes and to obtain a coefficient of performance greater than or equal to a determined minimum coefficient of performance.

30 En particulier, l'unité de commande peut être adaptée pour faire varier les capacités minimale et maximale du deuxième étage de compression en fonction du pas de capacité du premier étage de compression. In particular, the control unit can be adapted to vary the minimum and maximum capacities of the second compression stage as a function of the capacity step of the first compression stage.

L'unité de commande peut être adaptée pour réduire la capacité du deuxième 35 étage de compression lorsqu'une grandeur représentative d'un état de fonctionnement du deuxième étage de compression atteint une valeur critique, en particulier ladite grandeur est choisie parmi une température mesurée en sortie du deuxième étage de compression, 6 2977656 une pression mesurée en sortie du deuxième étage de compression, un courant électrique alimentant le deuxième étage de compression et un taux de compression supporté par le deuxième étage de compression The control unit can be adapted to reduce the capacity of the second compression stage when a magnitude representative of an operating state of the second compression stage reaches a critical value, in particular said magnitude is selected from a temperature measured in output of the second compression stage, 2977656 a measured pressure at the output of the second compression stage, an electric current supplying the second compression stage and a compression ratio supported by the second compression stage

5 Selon un deuxième aspect l'invention propose un procédé de régulation d'une puissance thermique développé par un système d'échange thermique, ledit procédé mettant en ceuvre un système d'échange thermique adapté pour réaliser des échanges thermiques entre de l'air extérieur situé à l'extérieur d'un espace et un milieu intérieur circulant à l'intérieur de l'espace, ledit système d'échange thermique comprenant : 10 - des premier et deuxième échangeurs de chaleur pour échanger de la chaleur respectivement avec l'air extérieur et le milieu intérieur, lesdits premier et deuxième échangeurs de chaleur présentant chacun une entrée et une sortie et formant l'un un évaporateur et l'autre un condenseur, - un circuit de fluide caloporteur adapté pour faire circuler un fluide caloporteur 15 entre l'évaporateur et le condenseur, ledit circuit de fluide caloporteur comprenant une unité de compression placée entre la sortie de l'évaporateur et l'entrée du condenseur, et une unité de détente placée entre la sortie du condenseur et l'entrée de l'évaporateur, ladite unité de compression comprenant au moins des premier et deuxième étages de compression agencés en série, le premier étage de compression refoulant le fluide 20 caloporteur dans le deuxième étage de compression, le premier étage de compression présentant une capacité variable par pas et le deuxième étage de compression présentant une capacité variable en continu, - une unité de commande connectée au circuit de fluide caloporteur, ledit procédé de régulation prévoyant de réguler la puissance thermique 25 développée par le système d'échange thermique à partir de variations des capacités des premier et deuxième étages de compression. According to a second aspect, the invention proposes a method of regulating a thermal power developed by a heat exchange system, said method implementing a heat exchange system adapted to perform heat exchanges between outside air. located outside a space and an interior medium flowing inside the space, said heat exchange system comprising: first and second heat exchangers for exchanging heat respectively with the air external and internal medium, said first and second heat exchangers each having an inlet and an outlet and forming one an evaporator and the other a condenser, a coolant circuit adapted to circulate a heat transfer fluid 15 between evaporator and the condenser, said coolant circuit comprising a compression unit placed between the evaporator outlet and the inlet of the cone denser, and an expansion unit placed between the outlet of the condenser and the inlet of the evaporator, said compression unit comprising at least first and second compression stages arranged in series, the first compression stage discharging the heat transfer fluid 20 in the second compression stage, the first compression stage having a stepwise variable capacitance and the second compression stage having a continuously variable capacitance; a control unit connected to the heat transfer fluid circuit, said regulating method providing for regulating the thermal power 25 developed by the heat exchange system from variations in the capacities of the first and second compression stages.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de régulation met en ceuvre un système d'échange thermique tel que défini précédemment. 30 En particulier, le procédé de régulation peut prévoir de régler un niveau de puissance thermique du système d'échange thermique en choisissant l'un parmi une pluralité de pas de capacité du premier étage de compression, et de moduler la puissance thermique du système d'échange thermique autour du niveau réglé en utilisant la capacité 35 du deuxième étage de compression. 7 2977656 L'unité de compression peut comprendre une conduite de dérivation connectée en parallèle du premier étage de compression. Le procédé de régulation peut alors prévoir de commander : - un fonctionnement multi-étagé dans lequel les premier et deuxième étages de 5 compression fonctionnent en série, le fluide caloporteur circulant successivement dans les premier et deuxième étages de compression, - un fonctionnement mono-étagé dans lequel le deuxième étage de compression fonctionne, le premier étage de compression étant arrêté, le fluide caloporteur circulant successivement dans la conduite de dérivation et dans le deuxième étage de 10 compression. In a particular embodiment, the control method implements a heat exchange system as defined above. In particular, the control method may provide for setting a thermal power level of the heat exchange system by selecting one of a plurality of capacitance steps of the first compression stage, and modulating the thermal power of the heat exchange system. heat exchange around the set level using the capacity of the second compression stage. The compression unit may comprise a branch line connected in parallel with the first stage of compression. The control method may then provide for controlling: a multi-stage operation in which the first and second compression stages operate in series, the coolant flowing successively in the first and second compression stages, a single-stage operation wherein the second compression stage operates, the first compression stage being stopped, the heat transfer fluid flowing successively in the bypass line and in the second compression stage.

Dans un mode de réalisation, le système d'échange thermique peut comprendre en outre un échangeur de sous-refroidissement placé entre les premier et deuxième échangeurs de chaleur, et une conduite d'injection connectant le premier échangeur de 15 chaleur à une entrée d'aspiration du deuxième étage de compression au travers de l'échangeur de sous-refroidissement. Le procédé de régulation peut alors prévoir de, en fonctionnement multi-étagé, faire circuler une première partie du fluide caloporteur depuis la sortie du premier échangeur de chaleur formant le condenseur vers l'entrée d'aspiration du deuxième étage de compression par la conduite d'injection, et une deuxième partie du 20 fluide caloporteur depuis la sortie du premier échangeur de chaleur formant le condenseur vers l'entrée du deuxième échangeur de chaleur formant l'évaporateur. In one embodiment, the heat exchange system may further comprise a subcooling exchanger located between the first and second heat exchangers, and an injection line connecting the first heat exchanger to an inlet. suction of the second compression stage through the subcooling exchanger. The control method can then provide, in multi-stage operation, to circulate a first portion of the heat transfer fluid from the outlet of the first heat exchanger forming the condenser to the suction inlet of the second compression stage by the control pipe. injection, and a second portion of the coolant from the outlet of the first heat exchanger forming the condenser to the inlet of the second heat exchanger forming the evaporator.

Dans un mode de réalisation, le système d'échange thermique peut comprendre en outre un circuit d'air et un circuit d'eau auxquels les premier et deuxième échangeurs 25 de chaleur sont respectivement associés, le procédé de régulation pouvant prévoir de : - mesurer une température d'eau dans le circuit d'eau et déterminer une température d'eau de consigne dans le circuit d'eau, et - réaliser successivement et en continu les étapes consistant à : choisir l'un des pas de capacité du premier étage de compression, 30 faire varier la capacité du deuxième étage de compression pour réduire un écart entre la température d'eau mesurée et la température d'eau de consigne, si la capacité du deuxième étage de compression atteint une borne et si l'écart reste supérieur à un écart seuil, changer le pas de capacité du premier étage de compression. 35 Le procédé de régulation peut prévoir de : - mesurer une température d'air dans le circuit d'air et 8 2977656 - choisir un pas de capacité initial du premier étage de compression au moins en fonction de la température d'air. In one embodiment, the heat exchange system may further comprise an air circuit and a water circuit to which the first and second heat exchangers are respectively associated, the control method being able to provide: a water temperature in the water circuit and determine a set water temperature in the water circuit, and - successively and continuously carry out the steps of: choosing one of the first stage capacity steps compression, the capacity of the second compression stage is varied to reduce a difference between the measured water temperature and the set water temperature, if the capacity of the second compression stage reaches a limit and the difference remains greater than a threshold difference, change the capacity step of the first compression stage. The control method may include: measuring an air temperature in the air circuit; and selecting an initial capacity step of the first compression stage at least as a function of the air temperature.

Le procédé de régulation peut prévoir de sélectionner une capacité initiale du 5 deuxième étage de compression au moins en fonction du pas de capacité du premier étage de compression. The control method may provide for selecting an initial capacity of the second compression stage at least as a function of the capacity step of the first compression stage.

Le procédé de régulation peut prévoir de changer le pas de capacité du premier étage de compression si la capacité du deuxième étage de compression est dans une 10 plage déterminée. The control method may provide for changing the capacity step of the first compression stage if the capacity of the second compression stage is in a determined range.

Dans un autre mode de réalisation, le système d'échange thermique peut comprendre en outre un circuit d'air et un circuit d'eau auxquels les premier et deuxième échangeurs de chaleur sont respectivement associés, le procédé de régulation pouvant 15 prévoir de : - mesurer une température d'eau dans le circuit d'eau et déterminer une température d'eau de consigne dans le circuit d'eau, et - réaliser successivement et en continu les étapes consistant à : déterminer une pluralité de couples de capacités comprenant chacun l'un 20 des pas de capacité du premier étage de compression et l'une des capacités du deuxième étage de compression, choisir l'un des couples de capacités pour réduire un écart entre la température d'eau mesurée et la température d'eau de consigne, si l'écart reste supérieur à un écart seuil, changer le couple de capacités. 25 Le procédé de régulation peut prévoir de : - mesurer une température d'air dans le circuit d'air et de déterminer une puissance thermique cible, - déterminer la pluralité de couples de capacités en fonction de la température 30 d'air et de la puissance thermique cible. In another embodiment, the heat exchange system may further comprise an air circuit and a water circuit to which the first and second heat exchangers are respectively associated, the control method being able to provide: measuring a water temperature in the water circuit and determining a set water temperature in the water circuit, and - successively and continuously performing the steps of: determining a plurality of capacitance pairs each comprising the one of the capacity steps of the first compression stage and one of the capacities of the second compression stage, choose one of the capacitance pairs to reduce a difference between the measured water temperature and the water temperature of setpoint, if the difference remains greater than a threshold difference, change the capacity pair. The control method may include: measuring an air temperature in the air circuit and determining a target thermal power; determining the plurality of capacitance pairs as a function of the air temperature and the target thermal power.

Dans l'un ou l'autre des modes de réalisation, le procédé de régulation peut prévoir de borner la capacité du deuxième étage de compression entre une capacité minimale et une capacité maximale, lesdites capacités minimale et maximale étant 35 choisies pour maintenir les premier et deuxième étages de compression dans des enveloppes de fonctionnement respectives et pour obtenir un coefficient de performance déterminé. 9 2977656 Le procédé de régulation peut prévoir de faire varier les capacités minimale et maximale du deuxième étage de compression en fonction du pas de capacité du premier étage de compression. 5 Le procédé de régulation peut prévoir de réduire la capacité du deuxième étage de compression lorsqu'une grandeur représentative d'un état de fonctionnement du deuxième étage de compression atteint une valeur critique, en particulier ladite grandeur est choisie parmi une température mesurée en sortie du deuxième étage de compression, 10 une pression mesurée en sortie du deuxième étage de compression, un courant électrique alimentant le deuxième étage de compression et un taux de compression supporté par le deuxième étage de compression. In either embodiment, the control method may provide for limiting the capacity of the second compression stage between a minimum capacity and a maximum capacity, said minimum and maximum capacitances being selected to maintain the first and second capacitors. second compression stages in respective operating envelopes and to obtain a determined coefficient of performance. The control method may provide for varying the minimum and maximum capacities of the second compression stage according to the capacity step of the first compression stage. The control method can provide for reducing the capacity of the second compression stage when a quantity representative of an operating state of the second compression stage reaches a critical value, in particular said quantity is chosen from a temperature measured at the output of the second compression stage. second compression stage, a pressure measured at the output of the second compression stage, an electric current supplying the second compression stage and a compression ratio supported by the second compression stage.

D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la 15 description qui suit de modes de réalisation particuliers de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatif, la description étant faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un système d'échange thermique selon un mode de réalisation de l'invention, le système d'échange thermique 20 comprenant une unité de compression bi-étagée, l'unité de compression comprenant un premier étage de compression à capacité variable par pas et un deuxième étage de compression en série à capacité variable en continu, le système d'échange thermique fonctionnant selon un mode climatiseur, - la figure 2 est une représentation schématique du système d'échange thermique 25 de la figure 1 fonctionnant selon un mode pompe à chaleur, - la figure 3 est une représentation schématique de quatre configurations du premier étage de compression du système d'échange thermique de la figure 2, les configurations permettant d'obtenir des puissances thermiques différentes développées par le système d'échange thermique, 30 - la figure 4 est un graphe illustrant schématiquement l'évolution de la puissance thermique développée par chacune des configurations de la figure 3 en fonction d'une température extérieure situé à l'extérieur d'un espace à chauffer, - la figure 5 est un diagramme illustrant les étapes d'un premier mode de réalisation d'un procédé de régulation de la puissance thermique développée par le 35 système d'échange thermique de la figure 2, le procédé de régulation prévoyant de réguler la puissance thermique en choisissant un pas de capacité du premier étage de compression puis en faisant varier la capacité du deuxième étage de compression, 10 2977656 - la figure 6 illustre une étape de sélection de la configuration initiale du premier étage de compression dans le procédé de régulation de la figure 5, la sélection étant faite en fonction de la température extérieure, - la figure 7 illustre une variante de l'étape de sélection de la configuration initiale 5 du premier étage de compression dans le procédé de régulation de la figure 5, la sélection étant faite à partir d'abaques donnant la configuration initiale en fonction de la température extérieure, d'une température d'eau de consigne et d'une puissance thermique cible, - la figure 8 est un diagramme illustrant les étapes d'un deuxième mode de 10 réalisation du procédé de régulation de la puissance thermique développée par le système d'échange thermique de la figure 2, le procédé de régulation prévoyant de réguler la puissance thermique en choisissant l'un parmi une pluralité de couples de capacités comprenant chacun l'un des pas de capacité du premier étage de compression et l'une des capacités du deuxième étage de compression, 15 - la figure 9 illustre une étape de sélection du couple comprenant la configuration du premier étage de compression et la capacité du deuxième étage de compression dans le procédé de régulation de la figure 8, la sélection étant faite à partir d'abaques donnant le couple en fonction de la température extérieure, d'une température d'eau de consigne et d'un indicateur de puissance. 20 Sur les figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues. Other objects and advantages of the invention will appear on reading the following description of particular embodiments of the invention given by way of non-limiting example, the description being made with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 is a schematic representation of a heat exchange system according to one embodiment of the invention, the heat exchange system 20 comprising a two-stage compression unit, the compression unit comprising a first compression stage with variable capacity per step and a second series compression stage in continuously variable capacity, the heat exchange system operating in an air conditioner mode; FIG. 2 is a schematic representation of the heat exchange system 25 of FIG. 1 operating in a heat pump mode; FIG. 3 is a diagrammatic representation of four configurations of the first compressor stage; 2, the configurations making it possible to obtain different thermal powers developed by the heat exchange system; FIG. 4 is a graph schematically illustrating the evolution of the thermal power developed by FIG. each of the configurations of FIG. 3 as a function of an outside temperature situated outside a space to be heated; FIG. 5 is a diagram illustrating the steps of a first embodiment of a control method of the thermal power developed by the heat exchange system of FIG. 2, the control method providing for regulating the thermal power by selecting a capacity step of the first compression stage and then varying the capacity of the second compression stage, FIG. 6 illustrates a step of selecting the initial configuration of the first compression stage in the method of FIG. 7 illustrates a variant of the step of selecting the initial configuration of the first compression stage in the control process of FIG. 5, the selection being made from abacuses giving the initial configuration as a function of the outside temperature, a target water temperature and a target thermal power; FIG. 8 is a diagram illustrating the steps of a second embodiment of the method for regulating the thermal power developed by the heat exchange system of FIG. 2, the regulation method providing for regulating the thermal power by choosing one of a plurality of pairs of capacitors each comprising one of the capacity steps of the first compression stage and one of the capabilities of the second compression stage; FIG. 9 illustrates a step torque selection system comprising the configuration of the first compression stage and the capacity of the second compression stage in the control method of FIG. 8, the selection being made from abacuses giving the torque as a function of the outside temperature, a set water temperature and a power indicator. In the figures, the same references designate identical or similar elements.

Les figures 1 et 2 représentent un système d'échange thermique 1 respectivement 25 pour le refroidissement et le chauffage d'un milieu intérieur, par exemple de l'eau, circulant dans un espace 2, tel qu'une pièce d'une habitation, un local technique ou autre. En variante, le milieu intérieur pourrait être autre que de l'eau, et notamment de l'air. Le système d'échange thermique 1 permet soit de chauffer l'eau en prélevant de la chaleur à de l'air extérieur situé à l'extérieur de l'espace 2 (source froide) et en transférant à l'eau 30 (source chaude/puits chaud) la chaleur prélevée (figure 2), soit de refroidir l'eau en lui prélevant de la chaleur (source froide) et en transférant à l'air extérieur (source chaude/puits chaud) la chaleur prélevée (figure 1). FIGS. 1 and 2 show a heat exchange system 1 respectively for cooling and heating an interior medium, for example water, circulating in a space 2, such as a part of a dwelling, a technical room or other. Alternatively, the internal environment could be other than water, including air. The heat exchange system 1 allows either to heat the water by drawing heat from outside air located outside the space 2 (cold source) and transferring to the water 30 (hot source hot well) the heat taken (Figure 2), either to cool the water by taking heat (cold source) and transferring to the outside air (hot source / hot well) the heat taken (Figure 1) .

Le système d'échange thermique 1 comprend : 35 - un premier échangeur de chaleur 5, formant sélectivement un évaporateur ou un condenseur, destiné à réaliser des échanges thermiques avec l'air extérieur, le premier 11 2977656 échangeur de chaleur 5 présentant une première extrémité 6 et une deuxième extrémité 7 qui forment l'une une entrée E et l'autre une sortie S, - un deuxième échangeur de chaleur 15, formant sélectivement un évaporateur ou un condenseur, destiné à réaliser des échanges thermiques avec l'eau, le deuxième 5 échangeur de chaleur 15 présentant une première extrémité 16 et une deuxième extrémité 17 qui forment l'une une entrée E et l'autre une sortie S, - un circuit de fluide caloporteur connecté aux premier 5 et deuxième 15 échangeurs de chaleur et adapté pour faire circuler un fluide caloporteur, tel qu'un fluide frigorigène, entre le premier échangeur de chaleur 5 et le deuxième échangeur de chaleur 10 15. The heat exchange system 1 comprises: a first heat exchanger 5, selectively forming an evaporator or a condenser, for heat exchange with the outside air, the first heat exchanger having a first end; 6 and a second end 7 which form one an inlet E and the other an outlet S, - a second heat exchanger 15, selectively forming an evaporator or a condenser, intended to perform heat exchanges with the water, the second heat exchanger 15 having a first end 16 and a second end 17 which form one an inlet E and the other an outlet S; - a heat transfer fluid circuit connected to the first and second heat exchangers 15 and adapted for circulating a coolant, such as a refrigerant, between the first heat exchanger 5 and the second heat exchanger 10 15.

Le circuit de fluide caloporteur comprend une unité de compression multi-étagée 20 et une unité de détente 10. The heat transfer fluid circuit comprises a multi-stage compression unit 20 and an expansion unit 10.

15 Sur les figures 1 et 2, l'unité de compression 20 est bi-étagée et comprend un premier étage de compression 21 et un deuxième étage de compression 22 agencés en série. En variante, l'unité de compression 20 pourrait comprendre plus de deux étages de compression agencés en série. In Figures 1 and 2, the compression unit 20 is bi-staged and includes a first compression stage 21 and a second compression stage 22 arranged in series. Alternatively, the compression unit 20 could comprise more than two compression stages arranged in series.

20 Le premier étage de compression ou étage de compression basse pression (BP) 21 présente une capacité variable par pas, c'est-à-dire qu'il présente une pluralité de valeurs de capacité discrètes définissant chacune un pas de capacité. Pour ce faire, l'étage de compression basse pression 21 comprend uniquement plusieurs compresseurs à capacité fixe connectés en parallèle, et est dépourvu de compresseur à capacité 25 variable. Dans le mode de réalisation représenté, l'étage de compression basse pression 21 comprend deux premiers compresseurs ou compresseurs basse pression (BP) 23a, 23b connectés en parallèle. De manière avantageuse, les compresseurs basse pression 23a, 23b présentent respectivement des cylindrées différentes. En particulier, le compresseur basse pression 23b présente une capacité plus élevée que celle du 30 compresseur basse pression 23a. En variante, l'étage de compression basse pression 21 pourrait comprendre un ou plus de deux compresseurs basse pression 23 en parallèle. The first compression stage or low pressure (LP) stage 21 has a variable pitch capacitance, i.e. it has a plurality of discrete capacitance values each defining a capacitance step. For this purpose, the low-pressure compression stage 21 comprises only a plurality of fixed-capacity compressors connected in parallel, and is devoid of a variable-capacity compressor. In the embodiment shown, the low pressure compression stage 21 comprises two first compressors or low pressure compressors (LP) 23a, 23b connected in parallel. Advantageously, the low-pressure compressors 23a, 23b respectively have different displacements. In particular, the low-pressure compressor 23b has a higher capacity than that of the low-pressure compressor 23a. Alternatively, the low pressure compression stage 21 could comprise one or more two low pressure compressors 23 in parallel.

Le deuxième étage de compression ou étage de compression haute pression (HP) 22 présente une capacité variable en continu, c'est-à-dire qu'il présente une pluralité de 35 valeurs de capacité dans un intervalle déterminé. Pour ce faire, l'étage de compression haute pression 22 comprend un ou plusieurs compresseurs à vitesse variable. Dans le mode de réalisation représenté, l'étage de compression haute pression 22 est dépourvu 12 2977656 de compresseur à capacité fixe et comprend un unique deuxième compresseur ou compresseur haute pression (HP) 24. En variante, l'étage de compression haute pression 22 pourrait comprendre plusieurs compresseurs haute pression 24 en parallèle dont au moins un est a capacité variable en continu. 5 Chacun des compresseurs basse pression 23a, 23b et haute pression 24 présente une entrée d'aspiration 25 et une sortie de refoulement 26. Dans le mode de réalisation représenté, les entrées d'aspiration 25 des compresseurs basse pression 23a, 23b sont connectées à une même ligne d'aspiration 27 et les sorties de refoulement 26 des 10 compresseurs basse pression 23a, 23b sont connectées à une même ligne de refoulement 28. Les compresseurs basse pression 23a, 23b et haute pression 24 sont agencés en série, c'est-à-dire que la ligne de refoulement 28 des compresseurs basse pression 23a, 23b est connectée à l'entrée d'aspiration 25 du compresseur haute pression 24. Par ailleurs, comme il apparaîtra de la suite de la description, la ligne d'aspiration 27 15 des compresseurs basse pression 23a, 23b est connectée à la sortie S de celui des premier 5 et deuxième 15 échangeurs de chaleur qui forme l'évaporateur, et la sortie de refoulement 26 du compresseur haute pression 24 est connectée à l'entrée E de celui des premier 5 et deuxième 15 échangeurs de chaleur qui forme le condenseur. The second compression stage or high pressure (HP) compression stage 22 has a continuously variable capacitance, i.e. it has a plurality of capacitance values in a given range. To do this, the high pressure compression stage 22 comprises one or more variable speed compressors. In the embodiment shown, the high pressure compression stage 22 is devoid of fixed capacity compressor and comprises a single second compressor or high pressure compressor (HP) 24. Alternatively, the high pressure compression stage 22 could include several high-pressure compressors 24 in parallel of which at least one is continuously variable capacity. Each of the low pressure compressors 23a, 23b and high pressure 24 has a suction inlet 25 and a discharge outlet 26. In the embodiment shown, the suction inlets 25 of the low pressure compressors 23a, 23b are connected to a same suction line 27 and the discharge outlets 26 of the low-pressure compressors 23a, 23b are connected to the same discharge line 28. The low-pressure compressors 23a, 23b and high pressure 24 are arranged in series, it is that is, the discharge line 28 of the low pressure compressors 23a, 23b is connected to the suction inlet 25 of the high pressure compressor 24. Moreover, as will be apparent from the rest of the description, the line of suction 27 of the low pressure compressors 23a, 23b is connected to the output S of that of the first 5 and second 15 heat exchangers which forms the evaporator, and the discharge outlet 26 of the high pressure compressor The ion 24 is connected to the input E of the first and second heat exchangers which forms the condenser.

20 Pour permettre un fonctionnement mono-étagé en plus d'un fonctionnement biétagé qui seront décrit plus loin, l'unité de compression 20 comprend une conduite de dérivation 11 pourvue d'un clapet 12 connectée en parallèle de l'étage de compression basse pression 21, avec une extrémité amont connectée en amont de la ligne d'aspiration 27 et une extrémité aval connectée en aval de la ligne de refoulement 28 des 25 compresseurs basse pression 23a, 2311 La conduite de dérivation 11 permet de contourner l'étage de compression basse pression 21 pour n'utiliser que l'étage de compression haute pression 22 dans le fonctionnement mono-étagé. To enable single-stage operation in addition to two-stage operation to be described later, the compression unit 20 comprises a bypass line 11 provided with a valve 12 connected in parallel with the low pressure compression stage. 21, with an upstream end connected upstream of the suction line 27 and a downstream end connected downstream of the discharge line 28 of the low pressure compressors 23a, 2311 The bypass line 11 bypasses the compression stage low pressure 21 to use only the high pressure compression stage 22 in the single-stage operation.

Comme représenté, une conduite de dérivation 3 pourvue d'un clapet 4 peut 30 également être prévue en parallèle de l'étage de compression haute pression 22, avec une extrémité amont connectée en amont de l'entrée d'aspiration 25 et une extrémité aval connectée en aval de la sortie de refoulement 26 du compresseur haute pression 24. Cette conduite de dérivation 3 a un rôle de protection contre d'éventuelles hautes pressions en cas de panne du compresseur haute pression 24 alors que les 35 compresseurs basse pression 23a, 23b sont en marche. 13 2977656 Dans le mode de réalisation représenté, le système d'échange thermique, utilisé dans mode pompe à chaleur décrit plus loin et selon le fonctionnement bi-étagé, fonctionne selon un cycle à injection avec un échangeur de sous-refroidissement 45 ou économiseur. 5 Pour ce faire, l'échangeur de sous-refroidissement 45 est relié à la première extrémité 6 du premier échangeur de chaleur 5 et à la deuxième extrémité 17 du deuxième échangeur de chaleur 15. Le système d'échange thermique 1 comprend outre une conduite d'injection 46 connectant la deuxième extrémité 17 du deuxième échangeur 10 de chaleur 15 à l'entrée d'aspiration 25 du compresseur haute pression 24 au travers de l'échangeur de sous-refroidissement 45. Un détendeur 47 est placé dans la conduite d'injection 46, entre le deuxième échangeur de chaleur 15 et l'échangeur de sous-refroidissement. Dans ce mode de réalisation, un receveur de liquide 48 peut être prévu. On peut ainsi réaliser un refroidissement du fluide caloporteur entre l'étage de 15 compression basse pression 21 et l'étage de compression haute pression 22 pour limiter la température à la sortie de refoulement 26 de l'étage de compression haute pression 22 et ainsi atteindre une pression de condensation plus élevée. Le refroidissement est ici réalisé en prélevant du fluide caloporteur condensé, en sortie du condenseur, et en la réinjectant entre la ligne de refoulement 28 de l'étage de compression basse pression 21 20 et l'entrée d'aspiration 25 de l'étage de compression haute pression 22. As shown, a bypass line 3 provided with a valve 4 may also be provided in parallel with the high pressure compression stage 22, with an upstream end connected upstream of the suction inlet 25 and a downstream end. connected downstream of the discharge outlet 26 of the high-pressure compressor 24. This bypass pipe 3 has a role of protection against possible high pressures in the event of failure of the high-pressure compressor 24 while the low-pressure compressors 23a, 23b are running. In the embodiment shown, the heat exchange system, used in heat pump mode described below and according to the two-stage operation, operates according to an injection cycle with a subcooling exchanger 45 or economizer. To do this, the subcooling exchanger 45 is connected to the first end 6 of the first heat exchanger 5 and to the second end 17 of the second heat exchanger 15. The heat exchange system 1 further comprises a pipe injection valve 46 connecting the second end 17 of the second heat exchanger 15 to the suction inlet 25 of the high pressure compressor 24 through the subcooling exchanger 45. An expander 47 is placed in injection 46, between the second heat exchanger 15 and the subcooling exchanger. In this embodiment, a liquid receiver 48 may be provided. It is thus possible to cool the heat transfer fluid between the low pressure compression stage 21 and the high pressure compression stage 22 to limit the temperature at the discharge outlet 26 of the high pressure compression stage 22 and thereby achieve a higher condensation pressure. Cooling is carried out here by taking condensed heat transfer fluid at the outlet of the condenser and re-injecting it between the discharge line 28 of the low pressure compression stage 21 and the suction inlet 25 of the cooling stage. high pressure compression 22.

L'invention n'est toutefois pas limitée à un système d'échange thermique mettant en ceuvre un cycle à injection avec un échangeur de sous-refroidissement et s'applique à un système d'échange thermique mettant en ceuvre par exemple un cycle à injection 25 totale, un cycle à injection partielle ou un cycle en cascade, le système d'échange thermique étant adapté en conséquence. The invention is however not limited to a heat exchange system implementing an injection cycle with a subcooling exchanger and applies to a heat exchange system implementing for example an injection cycle 25, a partial injection cycle or a cascade cycle, the heat exchange system being adapted accordingly.

Le circuit de fluide caloporteur comprend également un circuit de distribution 40 permettant de faire circuler le fluide caloporteur depuis l'unité de compression 20 vers le 30 premier échangeur de chaleur 5 ou depuis l'unité de compression 20 vers le deuxième échangeur de chaleur 15 afin d'assurer la réversibilité, ou l'inversibilité, du système d'échange thermique 1. The heat transfer fluid circuit also comprises a distribution circuit 40 for circulating the coolant from the compression unit 20 to the first heat exchanger 5 or from the compression unit 20 to the second heat exchanger 15 so that to ensure the reversibility, or invertibility, of the heat exchange system 1.

En particulier, le circuit de distribution 40 comporte une boucle de compression 41 35 dans laquelle les compresseurs basse pression 23a, 23b et haute pression 24 sont placés, et une vanne quatre voies 42 reliant la boucle de compression 41 aux premier 5 et deuxième 15 échangeurs de chaleur. La vanne quatre voies 42 est adaptée pour faire 14 2977656 circuler le fluide caloporteur provenant de l'un des premier 5 et deuxième 15 échangeurs de chaleur et entrant dans la boucle de compression 41 vers la ligne d'aspiration 27 des compresseurs basse pression 23a, 23b, et pour distribuer le fluide caloporteur provenant de la sortie de refoulement 26 du compresseur haute pression 24 vers l'autre échangeur 5 de chaleur 5, 15. In particular, the distribution circuit 40 comprises a compression loop 41 35 in which the low pressure compressors 23a, 23b and high pressure 24 are placed, and a four-way valve 42 connecting the compression loop 41 to the first 5 and second 15 exchangers heat. The four-way valve 42 is adapted to circulate the coolant from one of the first 5 and second 15 heat exchangers and entering the compression loop 41 to the suction line 27 of the low pressure compressors 23a, 23b, and to distribute the heat transfer fluid from the discharge outlet 26 of the high pressure compressor 24 to the other heat exchanger 5, 15.

L'unité de détente 10 comprend un détendeur reliant, par l'intermédiaire d'une ou plusieurs conduites, la sortie de celui des premier 5 et deuxième 15 échangeurs de chaleur qui forme le condenseur et l'entrée de celui des premier 5 et deuxième 15 10 échangeurs de chaleur qui forme l'évaporateur. The expansion unit 10 comprises an expansion valve connecting, via one or more pipes, the outlet of that of the first 5 and second 15 heat exchangers which forms the condenser and the inlet of that of the first 5 and second 10 heat exchangers which forms the evaporator.

Le système d'échange thermique 1 comprend également un circuit d'air 35 associé au premier échangeur de chaleur 5 pour réaliser un échange thermique entre le fluide caloporteur et l'air extérieur, et un circuit d'eau 36 associé au deuxième échangeur 15 de chaleur 15 pour réaliser un échange thermique entre le fluide caloporteur et l'eau circulant à l'intérieur de l'espace 2. En particulier, le circuit d'air 35 peut comprendre des conduites, non représentées, reliées à une entrée d'air et à une sortie d'air , et un ventilateur 39 adapté pour faire circuler l'air entre l'entrée d'air et la sortie d'air au travers du premier échangeur de chaleur 5. Le circuit d'eau 36, par exemple d'une installation de 20 chauffage sanitaire ou de plancher chauffant, peut comprendre des conduites reliées à un système de pompage assurant la circulation de l'eau dans les conduites. The heat exchange system 1 also comprises an air circuit 35 associated with the first heat exchanger 5 for effecting a heat exchange between the coolant and the outside air, and a water circuit 36 associated with the second heat exchanger 15. heat 15 to achieve a heat exchange between the coolant and the water flowing inside the space 2. In particular, the air circuit 35 may comprise pipes, not shown, connected to an air inlet and an air outlet, and a fan 39 adapted to circulate the air between the air inlet and the air outlet through the first heat exchanger 5. The water circuit 36, for example of a sanitary or floor heating installation, may comprise pipes connected to a pumping system ensuring the circulation of water in the pipes.

En fonction du sens de circulation du fluide caloporteur, le système d'échange thermique 1 peut fonctionner selon un mode climatiseur (figure 1) ou selon un mode 25 pompe à chaleur (figure 2). Un pilotage du système d'échange thermique 1 entre les différents modes est assuré par une unité de commande connectée au circuit de fluide caloporteur. L'unité de commande comprend par exemple un microprocesseur électronique auquel une sonde de température adaptée pour mesurer une température extérieure (Text) de l'air extérieur est connectée. D'autres capteurs ou instruments de 30 mesure de l'unité de commande peuvent être connectés au microprocesseur électronique. En particulier, l'unité de commande peut comprendre une sonde de température adaptée pour mesurer une température intérieure (Tint) de l'air intérieur situé à l'intérieur de l'espace 2, une sonde de température adaptée pour mesurer la température d'eau (Tw) dans le circuit d'eau 36. L'unité de commande peut également 35 comprendre une mémoire dans laquelle différentes données, et notamment une température seuil pour la température extérieure et une température d'eau de consigne 15 2977656 (Tw c) pour le circuit d'eau 36 ou encore, comme il apparaîtra dans la suite de la description, des abaques ou des lois d'eau, sont mémorisées. Depending on the direction of circulation of the coolant, the heat exchange system 1 can operate in an air conditioner mode (Figure 1) or in a heat pump mode (Figure 2). A control of the heat exchange system 1 between the different modes is provided by a control unit connected to the coolant circuit. The control unit comprises for example an electronic microprocessor to which a temperature sensor adapted to measure an outside temperature (Text) of the outside air is connected. Other sensors or measuring instruments of the control unit may be connected to the electronic microprocessor. In particular, the control unit may comprise a temperature probe adapted to measure an internal temperature (Tint) of the indoor air located inside the space 2, a temperature probe adapted to measure the temperature of water (Tw) in the water circuit 36. The control unit may also comprise a memory in which different data, and in particular a threshold temperature for the outside temperature and a set water temperature 2977656 (Tw c ) for the water circuit 36 or, as will appear in the following description, charts or water laws, are stored.

Le pilotage du système d'échange thermique 1 selon le mode climatiseur et le 5 mode pompe à chaleur peut être réalisé en fonction du besoin en refroidissement ou en chauffage du milieu intérieur. Le besoin en refroidissement ou en chauffage peut être déterminé de toute manière appropriée. Par exemple, un opérateur peut choisir le mode en agissant directement sur une interface d'entrée de l'unité de commande. En variante, l'unité de commande peut comprendre un thermostat mesurant une température du milieu 10 intérieur et déterminant le mode du système d'échange thermique 1 à partir d'une température de consigne pour le milieu intérieur. Selon une autre variante, l'unité de commande peut déterminer le mode du système d'échange thermique 1 à partir de la température extérieure, notamment par l'intermédiaire d'une loi d'eau mémorisée dans la mémoire de l'unité de commande. 15 Ainsi, lorsqu'il existe un besoin en refroidissement du milieu intérieur, le système d'échange thermique 1 est en mode climatiseur, représenté sur la figure 1. Le fluide caloporteur circule alors en boucle fermée : - depuis l'unité de compression 20 vers la deuxième extrémité 7, formant l'entrée 20 E, du premier échangeur de chaleur 5, puis - depuis la première extrémité 6, formant la sortie S, du premier échangeur de chaleur 5 vers la deuxième extrémité 17, formant l'entrée E, du deuxième échangeur de chaleur 15 au travers de l'unité de détente 10 et de l'échangeur de sous-refroidissement 45, puis 25 - depuis la première extrémité 16, formant la sortie S, du deuxième échangeur de chaleur 15 vers l'unité de compression 20. The control of the heat exchange system 1 according to the air conditioner mode and the heat pump mode can be achieved according to the need for cooling or heating of the indoor environment. The need for cooling or heating can be determined in any suitable manner. For example, an operator can choose the mode by acting directly on an input interface of the control unit. Alternatively, the control unit may comprise a thermostat measuring a temperature of the interior medium and determining the mode of the heat exchange system 1 from a set temperature for the indoor environment. According to another variant, the control unit can determine the mode of the heat exchange system 1 from the outside temperature, in particular by means of a water law stored in the memory of the control unit. . Thus, when there is a need for cooling of the internal environment, the heat exchange system 1 is in air conditioner mode, shown in FIG. 1. The heat transfer fluid then circulates in a closed loop: from the compression unit towards the second end 7, forming the inlet 20 E, of the first heat exchanger 5, then - since the first end 6, forming the outlet S, of the first heat exchanger 5 towards the second end 17, forming the inlet E , the second heat exchanger 15 through the expansion unit 10 and the subcooling exchanger 45, then 25 - from the first end 16, forming the output S, the second heat exchanger 15 to the compression unit 20.

Le deuxième échangeur de chaleur 15 forme l'évaporateur prélevant de la chaleur au milieu intérieur et le premier échangeur de chaleur 5 forme le condenseur transférant 30 la chaleur à l'air extérieur, de sorte à refroidir le milieu intérieur. The second heat exchanger 15 forms the evaporator which draws heat into the interior and the first heat exchanger 5 forms the condenser transferring the heat to the outside air so as to cool the internal environment.

Lorsqu'il existe un besoin de chauffage du milieu intérieur, le système d'échange thermique 1 est en mode pompe à chaleur, représenté sur la figure 2. Le fluide caloporteur circule alors en boucle fermée : 35 - depuis l'unité de compression 20 vers la première extrémité 16, formant l'entrée E, du deuxième échangeur de chaleur 15, puis 16 2977656 - depuis la deuxième extrémité 17, formant la sortie S, du deuxième échangeur de chaleur 15 vers la première extrémité 6, formant l'entrée E, du premier échangeur de chaleur 5 au travers de l'unité de détente 10 et de l'échangeur de sous-refroidissement 45, puis 5 - depuis la deuxième extrémité 7, formant la sortie S, du premier échangeur de chaleur 5 vers l'unité de compression 20. When there is a need for heating the indoor environment, the heat exchange system 1 is in heat pump mode, shown in Figure 2. The heat transfer fluid then flows in a closed loop: - from the compression unit 20 to the first end 16, forming the inlet E, the second heat exchanger 15, and then 2977656 - from the second end 17, forming the outlet S, the second heat exchanger 15 to the first end 6, forming the inlet E, the first heat exchanger 5 through the expansion unit 10 and the subcooling exchanger 45, then 5 - from the second end 7, forming the output S, the first heat exchanger 5 to the compression unit 20.

Le premier échangeur de chaleur 5 forme l'évaporateur prélevant de la chaleur à l'air extérieur et le deuxième échangeur de chaleur 15 forme le condenseur transférant la 10 chaleur milieu intérieur, de sorte à chauffer le milieu intérieur. The first heat exchanger 5 forms the evaporator which draws heat from the outside air and the second heat exchanger 15 forms the heat transfer condenser, thereby heating the interior medium.

Le système d'échange thermique décrit précédemment permet d'assurer notamment un fonctionnement en mode pompe à chaleur dans lequel un niveau de puissance thermique peut être réglée en agissant sur le pas de capacité de l'étage de 15 compression basse pression 21, la capacité de l'étage de compression haute pression 22, variable en continu, étant modulée pour réguler la puissance thermique de la pompe à chaleur (autour d'une valeur fixée par le pas de capacité de l'étage de compression basse pression 21). The heat exchange system described above makes it possible in particular to ensure operation in heat pump mode in which a thermal power level can be adjusted by acting on the capacity step of the low pressure compression stage 21, the capacity the continuously variable high pressure compression stage 22 being modulated to regulate the thermal power of the heat pump (around a value set by the capacity step of the low pressure compression stage 21).

20 En effet, comme représenté sur les figures 3 et 4, en fonction des compresseurs basse pression 23a, 23b et haute pression 24 en fonctionnement, l'unité de compression 20 peut délivrer une pression de condensation plus ou moins élevée de manière à réguler la puissance thermique développée par le système d'échange thermique. Indeed, as shown in FIGS. 3 and 4, as a function of the low pressure compressors 23a, 23b and high pressure 24 in operation, the compression unit 20 can deliver a more or less high condensing pressure so as to regulate the pressure. thermal power developed by the heat exchange system.

25 Dans le fonctionnement mono-étagé, identifié Config.1 sur les figures 3 et 4, seule le compresseur haute pression 24 fonctionne permettant au système d'échange thermique de développer une puissance thermique dans une première plage en fonction notamment de la vitesse du compresseur haute pression 24 et d'une température extérieure de l'air extérieur. 30 Dans un premier fonctionnement bi-étagé, identifié Config.2 sur les figures 3 et 4, le compresseur basse pression 23a de plus faible capacité fonctionne en série avec le compresseur haute pression 24 permettant au système d'échange thermique de développer une puissance thermique dans une deuxième plage, supérieure à la première 35 plage, en fonction notamment de la vitesse du compresseur haute pression 24 et d'une température extérieure de l'air extérieur. 17 2977656 Dans un deuxième fonctionnement bi-étagé, identifié Config.3 sur les figures 3 et 4, le compresseur basse pression 23b de plus haute capacité fonctionne en série avec le compresseur haute pression 24 permettant au système d'échange thermique de développer une puissance thermique dans une troisième plage, supérieure aux première 5 et deuxième plages, en fonction notamment de la vitesse du compresseur haute pression 24 et d'une température extérieure de l'air extérieur. In the single-stage operation, identified as Config.1 in FIGS. 3 and 4, only the high-pressure compressor 24 functions allowing the heat exchange system to develop a thermal power in a first range, in particular as a function of the speed of the compressor. high pressure 24 and an outside temperature of the outside air. In a first two-stage operation, identified Config.2 in FIGS. 3 and 4, the low-pressure compressor 23a of smaller capacity operates in series with the high-pressure compressor 24 enabling the heat exchange system to develop a thermal power. in a second range, greater than the first range, depending in particular on the speed of the high-pressure compressor 24 and an outside temperature of the outside air. In a second two-stage operation, identified Config.3 in FIGS. 3 and 4, the higher-capacity 23b low-pressure compressor operates in series with the high-pressure compressor 24 enabling the heat exchange system to develop power. thermal in a third range, greater than the first 5 and second ranges, depending in particular on the speed of the high pressure compressor 24 and an outside temperature of the outside air.

Dans un troisième fonctionnement bi-étagé, identifié Config.4 sur les figures 3 et 4, les deux compresseurs basse pression 23a, 23b fonctionnent en série avec le 10 compresseur haute pression 24 permettant au système d'échange thermique de développer une puissance thermique dans une quatrième plage, supérieure aux première, deuxième et troisième plages, en fonction notamment de la vitesse du compresseur haute pression 24 et d'une température extérieure de l'air extérieur. In a third two-stage operation, identified Config.4 in FIGS. 3 and 4, the two low-pressure compressors 23a, 23b operate in series with the high-pressure compressor 24 enabling the heat exchange system to develop a thermal power in a fourth range, greater than the first, second and third ranges, depending in particular on the speed of the high-pressure compressor 24 and an outside temperature of the outside air.

15 A titre d'exemple, un dimensionnement relatif des compresseurs basse pression 23a, 23b et haute pression 24 pour le troisième fonctionnement bi-étagé offrant un coefficient de performance optimisé est : - pour l'étage de compression haute pression 22, un compresseur à vitesse variable 24 de capacité variant de X à 100%, avec X inférieur à 50°/O, 20 - pour l'étage de compression basse pression 21, deux compresseurs à vitesse fixe 23a, 23b de capacités fixes à 800/0 et 120°/O. By way of example, a relative dimensioning of the low-pressure compressors 23a, 23b and high-pressure 24 for the third two-stage operation offering an optimized coefficient of performance is: for the high-pressure compression stage 22, a supercharger variable speed 24 of capacity varying from X to 100%, with X less than 50 ° / 0, 20 - for the low pressure compression stage 21, two fixed speed compressors 23a, 23b of fixed capacities at 800/0 and 120 ° / O.

Dans chacun des premier, deuxième et troisième fonctionnements bi-étagé, pour améliorer le rendement et la capacité de la pompe à chaleur, l'unité de commande agit 25 sur le circuit de fluide caloporteur pour qu'une première partie du fluide caloporteur circule depuis la deuxième extrémité 17 (sortie) du deuxième échangeur de chaleur 15 (condenseur) vers l'entrée d'aspiration 25 du compresseur haute pression 24 par la conduite d'injection 46, et une deuxième partie du fluide caloporteur depuis la deuxième extrémité 17 (sortie) du deuxième échangeur de chaleur 15 (condenseur) vers la première 30 extrémité 6 (entrée) du premier échangeur de chaleur 5 (évaporateur). In each of the first, second and third two-stage operations, to improve the efficiency and capacity of the heat pump, the control unit acts on the heat transfer fluid circuit so that a first portion of the heat transfer fluid circulates from the second end 17 (outlet) of the second heat exchanger 15 (condenser) towards the suction inlet 25 of the high-pressure compressor 24 via the injection pipe 46, and a second part of the heat-transfer fluid from the second end 17 ( outlet) of the second heat exchanger 15 (condenser) to the first end 6 (inlet) of the first heat exchanger 5 (evaporator).

Le système d'échange thermique selon l'invention permet alors de mettre en ceuvre un procédé de régulation qui permet, pour chaque pas de capacité du premier étage de compression 21 définissant un niveau de puissance principal (déterminé par la 35 configuration de compresseurs basse pression 23a, 23b en marche), de bénéficier d'une plage de régulation de la puissance thermique de la pompe à chaleur, en agissant sur la vitesse du compresseur haute pression 24. On peut ainsi réguler plus finement la 18 2977656 puissance thermique de la pompe à chaleur et réduire les pertes liées aux changements de configurations et au fonctionnement en surpuissance. Le procédé de régulation ne vise, en revanche, pas à maximiser le coefficient de performance (COP) instantané du système d'échange thermique 1. En relation avec les figures 5 à 7, un premier mode de réalisation du procédé de régulation est décrit. The heat exchange system according to the invention then makes it possible to implement a regulation method which allows, for each capacity step of the first compression stage 21 defining a main power level (determined by the configuration of low pressure compressors 23a, 23b in operation), to benefit from a range of regulation of the thermal power of the heat pump, by acting on the speed of the high-pressure compressor 24. It is thus possible to regulate more finely the thermal power of the pump. heat and reduce losses due to configuration changes and overpowering operation. On the other hand, the regulation method does not aim at maximizing the instantaneous coefficient of performance (COP) of the heat exchange system 1. In relation to FIGS. 5 to 7, a first embodiment of the regulation method is described.

Dans ce procédé de régulation, il y a deux boucles de régulation : 10 - une boucle de régulation principale qui gère le choix des compresseurs basse pression 23a, 23b en fonctionnement, c'est-à-dire le choix de la configuration de l'étage de compression basse pression 21, ou encore le choix du pas de capacité de l'étage de compression basse pression 21, et - une boucle de régulation secondaire qui régule la vitesse du compresseur haute 15 pression 24 afin de moduler le niveau de puissance calorifique de la pompe à chaleur autour du niveau principal. In this regulation method, there are two control loops: a main control loop which manages the choice of the low-pressure compressors 23a, 23b in operation, that is to say the choice of the configuration of the low pressure compression stage 21, or the choice of the capacity step of the low pressure compression stage 21, and a secondary regulation loop which regulates the speed of the high pressure compressor 24 in order to modulate the heat output level. of the heat pump around the main level.

La configuration initiale de l'étage de compression basse pression 21 est sélectionnée (étape S1). 20 Dans une première variante, la sélection de la configuration initiale se fait en fonction de la température extérieure uniquement Text. Comme représenté sur la figure 6, chaque configuration Config.1, Config.2, Config.3 et Config. 4 peut correspondre alors à une plage de température extérieur Text définie, par exemple respectivement entre 5°C et 25 15 °C, entre 0 °C et 5 °C, entre -5 °C et 0 °C et entre -10 °C et -5 °C. The initial configuration of the low pressure compression stage 21 is selected (step S1). In a first variant, the selection of the initial configuration is made according to the outside temperature only Text. As shown in FIG. 6, each configuration Config.1, Config.2, Config.3 and Config. 4 can then correspond to a defined external temperature range Text, for example respectively between 5 ° C and 25 15 ° C, between 0 ° C and 5 ° C, between -5 ° C and 0 ° C and -10 ° C and -5 ° C.

Dans une deuxième variante, la sélection de la configuration de démarrage se fait en fonction d'abaques, représentées sur la figure 7, ou de fonctions d'interpolation mémorisées dans l'unité de commande et donnant la configuration de démarrage en 30 fonction de la température extérieure Text, et, éventuellement, en fonction la température d'eau de consigne Tw_c (fixée par une loi d'eau mémorisée dans l'unité de commande, en fonction de la température extérieure Text, Tw_c=f(Text)) et de la puissance thermique cible à délivrer (obtenue notamment par une loi de puissance, en fonction de la température extérieure Text). Dans le cas où aucune configuration ne correspond au point 35 de démarrage, la première configuration disponible de capacité supérieure peut être sélectionnée. Dans le cas où plusieurs configurations sont disponibles, la configuration 5 19 2977656 qui présente le meilleur rendement énergétique instantané au point considéré (toujours grâce aux abaques ou aux fonctions d'interpolation) peut être sélectionnée. In a second variant, the selection of the starting configuration is based on charts, shown in FIG. 7, or interpolation functions stored in the control unit and giving the starting configuration as a function of the external temperature Text, and optionally, the set water temperature Tw_c (set by a water law stored in the control unit, as a function of the outside temperature Text, Tw_c = f (Text)) and the target thermal power to be delivered (obtained in particular by a power law, as a function of the external temperature Text). In the case where no configuration corresponds to the start point, the first available higher capacity configuration may be selected. In the case where multiple configurations are available, the configuration which has the best instantaneous energy efficiency at the point under consideration (again by means of the charts or the interpolation functions) can be selected.

La configuration au démarrage peut éventuellement être modulée par l'erreur 5 mesure/consigne sur la température d'eau Tw au démarrage. The startup configuration can optionally be modulated by the error 5 measurement / setpoint on the water temperature Tw at startup.

La vitesse initiale du compresseur haute pression 24 est ensuite sélectionnée (étape S2). The initial speed of the high pressure compressor 24 is then selected (step S2).

10 Dans une première variante, la sélection de la vitesse initiale se fait en fonction de la configuration de l'étage de compression basse pression 21 uniquement (typiquement valeur médiane de la plage de variation). In a first variant, the selection of the initial speed is based on the configuration of the low pressure compression stage 21 only (typically median value of the range of variation).

Dans une deuxième variante, la sélection de la vitesse initiale se fait à partir 15 d'abaques ou de fonctions d'interpolation mémorisées dans l'unité de commande et donnant la vitesse initiale du compresseur haute pression 24 en fonction de la configuration des compresseurs basse pression 23a, 23b, de la puissance thermique estimée et de la température extérieure Text (et éventuellement de la température d'eau de consigne Tw_c). 20 Dans une troisième variante, la sélection de la vitesse initiale se fait de façon mixte, en fonction de la configuration des compresseurs basse pression 23a, 23b pour les fonctionnements bi-étagés, et en fonction de la puissance thermique estimée et de la température extérieure Text (et éventuellement de la température d'eau de consigne 25 Tw_c) pour le fonctionnement mono-étagé. In a second variant, the selection of the initial speed is made from abacuses or interpolation functions stored in the control unit and giving the initial speed of the high-pressure compressor 24 as a function of the configuration of the low compressors. pressure 23a, 23b, the estimated thermal power and the external temperature Text (and possibly the set water temperature Tw_c). In a third variant, the selection of the initial speed is done in a mixed manner, as a function of the configuration of the low-pressure compressors 23a, 23b for the two-stage operations, and as a function of the estimated thermal power and the outside temperature. Text (and possibly the set water temperature Tw_c) for single-stage operation.

Les compresseurs de l'étage de compression basse pression 21 sont ensuite actionnés selon la configuration initiale sélectionnée (étape S3). The compressors of the low pressure compression stage 21 are then actuated according to the initial configuration selected (step S3).

30 On entre ensuite dans la boucle de régulation secondaire dans laquelle la vitesse du compresseur haute pression 24 est gérée par un régulateur de l'unité de commande visant à réduire l'écart entre la température d'eau mesurée Tw_mesurée et la température d'eau de consigne Tw_c (étape S4).Cet écart est déterminé par la valeur absolue de la différence entre la température d'eau mesurée Tw_mesurée et la température d'eau de 35 consigne Tw_c (abs(Tw_mesurée-Tw_c)). La température d'eau mesurée Tw mesurée peut être la température de départ d'eau (en sortie de pompe à chaleur), la température de retour d'eau (en entrée de pompe à chaleur) ou une combinaison des deux. 20 2977656 Le régulateur utilisé peut être un contrôleur de type PID, PI, logique floue, espace d'état, etc. The secondary control loop is then entered in which the speed of the high pressure compressor 24 is controlled by a regulator of the control unit to reduce the difference between the measured water temperature Twmeasured and the water temperature. This deviation is determined by the absolute value of the difference between the measured water temperature Tw_measured and the set water temperature Tw_c (abs (Tw_measured-Tw_c)). The measured water temperature Tw can be the water flow temperature (at the heat pump output), the water return temperature (at the heat pump inlet) or a combination of both. The controller used can be a PID, PI, fuzzy logic, state space, etc. controller.

5 Le régulateur a pour entrée l'erreur mesure/consigne, avec généralement l'évolution de cette erreur, en prenant éventuellement en compte la température extérieure Text et son évolution. The regulator has as its input the measurement / reference error, with generally the evolution of this error, possibly taking into account the external temperature Text and its evolution.

La vitesse du compresseur haute pression 24 est, de préférence, bornée entre une 10 vitesse ou capacité maximale et une vitesse ou capacité minimale pour garantir le fonctionnement des compresseurs dans leurs enveloppes de fonctionnement respectives et un coefficient de performance (COP) instantané supérieur ou égal à un coefficient de performance minimum déterminé et jugé acceptable. Les bornes peuvent être : - soit fixes et dépendantes de la configuration de l'étage de compression basse 15 pression 21 uniquement, - soit dynamiques, pour adapter les limites de fonctionnement à des conditions de fonctionnement mesurées, telles que les pressions d'aspiration et de refoulement des compresseurs basse pression 23a, 23b et/ou haute pression 24, les températures de refoulement des compresseurs basse pression 23a, 23b et/ou haute pression 24, intensité 20 du courant dans les compresseurs et les taux de compression supportés par les compresseurs basse pression et/ou haute pression. The speed of the high pressure compressor 24 is preferably limited between a maximum speed or capacity and a minimum speed or capacity to guarantee the operation of the compressors in their respective operating envelopes and an instantaneous higher or equal instantaneous coefficient of performance (COP). a minimum coefficient of performance determined and deemed acceptable. The terminals may be: either fixed and dependent on the configuration of the low pressure compression stage only, or dynamic, to adapt the operating limits to measured operating conditions, such as the suction and discharge of the low-pressure compressors 23a, 23b and / or high-pressure 24, the discharge temperatures of the low-pressure compressors 23a, 23b and / or high-pressure 24, the intensity of the current in the compressors and the compression ratios supported by the compressors low pressure and / or high pressure.

Un niveau de régulation supplémentaire peut être prévu pour réduire la vitesse du compresseur haute pression 24 lorsque l'une des conditions de fonctionnement précitées 25 atteint une valeur critique, et en particulier lorsque : - la température de refoulement du compresseur haute pression 24 s'approche d'une valeur maximale (en agissant sur la consigne de la boucle de régulation secondaire), - le courant dans le compresseur haute pression 24 s'approche d'une valeur 30 maximale (en agissant sur la consigne de la boucle secondaire). - la pression de condensation en sortie du compresseur haute pression 24 s'approche d'une valeur maximale (en agissant sur la consigne de la boucle principale). An additional level of regulation may be provided to reduce the speed of the high pressure compressor 24 when one of the above operating conditions reaches a critical value, and particularly when: the discharge temperature of the high pressure compressor approaches by a maximum value (by acting on the setpoint of the secondary regulation loop), the current in the high-pressure compressor 24 approaches a maximum value (by acting on the setpoint of the secondary loop). - The condensing pressure at the output of the high pressure compressor 24 approaches a maximum value (by acting on the setpoint of the main loop).

La boucle de régulation principale agit ensuite sur le niveau de puissance 35 calorifique principal de la pompe à chaleur qui est régulée pour que la température d'eau Tw dans le circuit d'eau 36 approche la température d'eau de consigne Tw_c. Le choix de la configuration de l'étage de compression basse pression 21 est géré par une boucle 21 2977656 simple qui incrémente ou décrémente la configuration lorsque la température d'eau Tw sort d'une plage Tw _c +/- 4Tw (étapes S5 et S6, S7 et S8). The main control loop then acts on the main heat pump level of the heat pump which is regulated so that the water temperature Tw in the water circuit 36 approaches the set water temperature Tw_c. The choice of the configuration of the low pressure compression stage 21 is managed by a simple loop which increments or decrements the configuration when the water temperature Tw exits a range Tw _c +/- 4Tw (steps S5 and S6, S7 and S8).

La boucle de régulation principale est préférentiellement assurée par un contrôleur 5 de type PID à sortie discrétisée, éventuellement avec de l'hystérésis et/ou une durée minimale entre deux changements de configuration. Ce contrôleur peut éventuellement inclure un point de fonctionnement, c'est-à-dire une configuration estimée calculée (abaques) en fonction de la température extérieure, et, éventuellement, en fonction la température de consigne de boucle d'eau (loi d'eau) et de la puissance thermique à 10 délivrer (loi de puissance). Dans ce cas, le contrôleur PID module la configuration estimée en fonction de l'erreur mesure/consigne sur la température d'eau Tw. The main control loop is preferably provided by a discrete output PID type controller 5, possibly with hysteresis and / or a minimum duration between two configuration changes. This controller may optionally include an operating point, that is to say a calculated estimated configuration (charts) as a function of the outside temperature, and, possibly, depending on the water loop setpoint temperature (law of water) and the thermal power to be delivered (power law). In this case, the PID controller modulates the estimated configuration according to the measurement / setpoint error on the water temperature Tw.

Dans une alternative plus simple, le contrôleur de la boucle de régulation principale peut gérer la succession des configurations de l'étage de compression basse 15 pression 21 pour maintenir la température d'eau Tw dans une plage définie autour de la consigne Tw c, avec de l'hystérésis et/ou une durée minimale entre deux changements de configuration. In a simpler alternative, the controller of the main control loop can manage the succession of configurations of the low pressure compression stage 21 to maintain the water temperature Tw in a defined range around the setpoint Tw c, with hysteresis and / or a minimum time between two configuration changes.

En particulier, lorsque la vitesse du compresseur haute pression 24 atteint une 20 vitesse maximale Vmax et que la température d'eau mesurée Tw mesurée reste inférieure à la température d'eau de consigne Tw c, dans une certaine mesure OTw prédéfinie, la prochaine configuration de plus haute capacité disponible est sélectionnée (étapes S5 et S6). In particular, when the speed of the high pressure compressor 24 reaches a maximum speed Vmax and the measured measured water temperature Tw remains lower than the set water temperature Tw c, to a certain extent OT w preset, the next configuration higher available capacity is selected (steps S5 and S6).

25 Parallèlement, lorsque la vitesse du compresseur haute pression 24 atteint une vitesse minimale Vmin et si la température d'eau mesurée Tw mesurée reste supérieure à la température d'eau de consigne Tw c, dans une certaine mesure OTw prédéfinie, la prochaine configuration de plus basse capacité disponible est sélectionnée (étapes S7 et S8). En fonction des conditions de fonctionnement, certaines configuration peuvent 30 toutefois ne pas être disponibles. Par exemple, le fonctionnement mono-étagée n'est pas disponible lorsque le taux de compression global est trop important pour être supporté par le seul compresseur haute pression 24. At the same time, when the speed of the high-pressure compressor 24 reaches a minimum speed Vmin and if the measured measured water temperature Tw remains above the set water temperature Tw c, to a certain extent OT w, the next configuration of lowest available capacity is selected (steps S7 and S8). Depending on the operating conditions, some configurations may not be available. For example, single-stage operation is not available when the overall compression ratio is too great to be supported by the single high-pressure compressor 24.

En outre, il peut y avoir une condition sur la vitesse du compresseur haute 35 pression 24 pour le changement de configuration de l'étage de compression basse pression 21, la vitesse compresseur haute pression 24 devant être dans une plage 22 2977656 déterminée pour changer le pas de capacité du l'étage de compression basse pression 21. In addition, there may be a condition on the speed of the high pressure compressor 24 for the configuration change of the low pressure compression stage 21, the high pressure compressor speed 24 to be in a range 22 to determine the no capacity of the low pressure compression stage 21.

La méthode de régulation peut être réalisée en continu, en mesurant en continu 5 les grandeurs de contrôle telles que les températures extérieure et d'eau et en réalisant successivement les étapes décrites précédemment. The control method can be carried out continuously, continuously measuring the control variables such as the external and water temperatures and successively carrying out the steps described above.

En relation avec les figures 8 et 9, un deuxième mode de réalisation de la méthode de régulation est décrit. 10 Dans cette méthode de régulation, il n'y a qu'une boucle de régulation, le choix de la configuration de l'étage de compression basse pression 21 et la vitesse du compresseur haute pression 24 étant régulés dans la même boucle par un même régulateur de l'unité de commande. Les contraintes de fonctionnement liées aux 15 enveloppes des compresseurs et au maintien d'un coefficient de performance instantané acceptable sont intégrées à la boucle de régulation. In connection with FIGS. 8 and 9, a second embodiment of the control method is described. In this control method, there is only one control loop, the choice of the configuration of the low pressure compression stage 21 and the speed of the high pressure compressor 24 being regulated in the same loop by the same one. controller of the control unit. The operating constraints related to the compressor casings and the maintenance of an acceptable instantaneous coefficient of performance are integrated in the control loop.

Cette méthode est basée sur la connaissance de la cartographie de fonctionnement complète de la pompe à chaleur, sous forme d'abaques, représentées sur 20 la figure 9, ou de fonctions d'interpolation mémorisées dans l'unité de commande. This method is based on the knowledge of the complete functioning mapping of the heat pump, in the form of charts, shown in FIG. 9, or of interpolation functions stored in the control unit.

La puissance demandée à la pompe à chaleur par le régulateur est donnée par un indicateur de capacité 1 qui varie en continu dans le même sens que la puissance thermique fournie par la pompe à chaleur. Cet indicateur 1 est traduit, grâce à la 25 cartographie complète, en un couple comprenant un pas de capacité correspondant à une configuration de l'étage de compression basse pression 21, et une vitesse du compresseur haute pression 24, le couple ainsi déterminé étant appliqué à la pompe à chaleur. Le régulateur contrôle cet indicateur 1 pour agir sur la puissance thermique de la pompe à chaleur. 30 Le régulateur utilisé peut être de type PID, P1, logique floue, espace d'état, etc. The power demanded by the regulator from the heat pump is given by a capacity indicator 1 which varies continuously in the same direction as the thermal power supplied by the heat pump. This indicator 1 is translated, thanks to the complete mapping, into a pair comprising a capacity step corresponding to a configuration of the low-pressure compression stage 21, and a speed of the high-pressure compressor 24, the torque thus determined being applied. at the heat pump. The controller controls this indicator 1 to affect the heat output of the heat pump. The controller used may be PID, P1, fuzzy logic, state space, etc.

Le régulateur contrôle l'indicateur de capacité 1 pour réduire l'écart entre la température d'eau mesurée Tw_mesurée et la température d'eau de consigne Tw_c 35 (abs(tw_mesurée-Tw_c)) (étape S1'). 23 2977656 Le régulateur a pour entrée l'écart entre la température d'eau mesurée Tw mesurée et la température d'eau de consigne Tw c, avec généralement l'évolution de cet écart, en prenant éventuellement en compte la température extérieure Text et son évolution. L'indicateur de capacité 1 est ensuite traduit en un choix de configuration de l'étage de compression basse pression 21 et une vitesse du compresseur haute pression 24, en prenant en compte la température extérieure Text et la température d'eau Tw (étape S2'). The controller controls the capacity indicator 1 to reduce the difference between the measured water temperature Tw_measured and the set water temperature Tw_c 35 (abs (tw_measured-Tw_c)) (step S1 '). 23 2977656 The input of the controller is the difference between the measured measured water temperature Tw and the set water temperature Tw c, with generally the evolution of this difference, possibly taking into account the outside temperature Text and its evolution. The capacity indicator 1 is then translated into a configuration choice of the low pressure compression stage 21 and a speed of the high pressure compressor 24, taking into account the external temperature Text and the water temperature Tw (step S2 ').

10 C'est cette étape qui se base sur la connaissance détaillée de la pompe à chaleur, dont la cartographie de fonctionnement est représentée par des fonctions d'interpolation ou des abaques (figure 9). En particulier, pour chaque point (1, Text, Tw), l'unité de commande détermine les couples comprenant le pas de capacité de l'étage de compression basse pression 21 et la vitesse du compresseur haute pression 24 15 disponibles, c'est-à-dire compatible avec les enveloppes de fonctionnement des compresseurs et avec un coefficient de performance instantané suffisant. Parmi les couples disponibles, un couple est sélectionné. Si la configuration de l'étage de compression basse pression 21 en cours est disponible, elle est sélectionnée. Si la configuration en cours n'est plus disponible, la configuration disponible suivante est 20 sélectionnée. Eventuellement, une condition supplémentaire peut imposer un temps minimum entre deux changements de configuration. It is this step which is based on the detailed knowledge of the heat pump, whose operation map is represented by interpolation functions or charts (FIG. 9). In particular, for each point (1, Text, Tw), the control unit determines the torques comprising the capacity step of the low-pressure compression stage 21 and the speed of the high-pressure compressor 24 available. that is compatible with the operating envelopes of the compressors and with a sufficient instantaneous coefficient of performance. Of the couples available, a couple is selected. If the configuration of the low pressure compression stage 21 in progress is available, it is selected. If the current configuration is no longer available, the next available configuration is selected. Optionally, an additional condition may impose a minimum time between two configuration changes.

Si la configuration sélectionnée est différent de la configuration en cours, les compresseurs basse pression 23a, 23b sont activés ou désactivés selon la configuration 25 sélectionnée (étapes S3' et S4'). En revanche, si la configuration sélectionnée n'est pas différente de la configuration en cours, seule la vitesse du compresseur haute pression 24 est modifiée pour atteindre la vitesse sélectionnée. If the selected configuration is different from the current configuration, the low pressure compressors 23a, 23b are turned on or off according to the selected configuration (steps S3 'and S4'). On the other hand, if the selected configuration is not different from the current configuration, only the speed of the high pressure compressor 24 is changed to reach the selected speed.

L'étape de sélection du couple comprenant le pas de capacité de l'étage de 30 compression basse pression 21 et la vitesse du compresseur haute pression 24 peut être traitée de plusieurs façons, notamment avec ou sans hystérésis, avec ou sans conditions supplémentaires sur la durée minimum entre deux changements de configuration, etc. The step of selecting the torque comprising the capacity step of the low pressure compression stage 21 and the speed of the high pressure compressor 24 can be processed in several ways, in particular with or without hysteresis, with or without additional conditions on the minimum time between two configuration changes, etc.

En outre, comme dans la méthode de régulation décrite précédemment, il peut y 35 avoir ou non une régulation dynamique complémentaire des bornes de la vitesse du compresseur haute pression 24 pour maintenir les compresseurs dans leurs enveloppes de fonctionnement respectives.In addition, as in the control method described above, there may or may not be a complementary dynamic regulation of the speed terminals of the high pressure compressor 24 to maintain the compressors in their respective operating envelopes.

5 24 2977656 La méthode de régulation peut être réalisée en continu, en mesurant en continu les grandeurs de contrôle telles que les températures extérieure et d'eau et en réalisant successivement les étapes décrites précédemment. 5 25 The control method can be carried out continuously, continuously measuring the control variables such as the outdoor and water temperatures and successively performing the steps described above. 5 25

Claims (16)

REVENDICATIONS1. Système d'échange thermique (1) adapté pour réaliser des échanges thermiques entre de l'air extérieur situé à l'extérieur d'un espace (2) et un milieu intérieur circulant à l'intérieur de l'espace (2), ledit système d'échange thermique (1) comprenant : - des premier (5) et deuxième (15) échangeurs de chaleur pour échanger de la chaleur respectivement avec l'air extérieur et le milieu intérieur, lesdits premier (5) et deuxième (15) échangeurs de chaleur présentant chacun une entrée (E) et une sortie (S) et formant l'un un évaporateur et l'autre un condenseur, - un circuit de fluide caloporteur adapté pour faire circuler un fluide caloporteur entre l'évaporateur et le condenseur, ledit circuit de fluide caloporteur comprenant une unité de compression (20) placée entre la sortie (S) de l'évaporateur et l'entrée (E) du condenseur, et une unité de détente (10) placée entre la sortie (S) du condenseur et l'entrée (E) de l'évaporateur, ladite unité de compression (20) comprenant au moins des premier (21) et deuxième (22) étages de compression agencés en série, le premier étage de compression (21) refoulant le fluide caloporteur dans le deuxième étage de compression (22), - une unité de commande connectée au circuit de fluide caloporteur, ledit système d'échange thermique étant caractérisé en ce que le premier étage de compression (21) présente une capacité variable par pas et le deuxième étage de compression (22) présente une capacité variable en continu, l'unité de commande étant adaptée pour réguler une puissance thermique développée par le système d'échange thermique (1) à partir de variations des capacités des premier (21) et deuxième (22) étages de compression. REVENDICATIONS1. Heat exchange system (1) adapted to perform heat exchange between outside air outside a space (2) and an interior medium flowing inside the space (2), said heat exchange system (1) comprising: - first (5) and second (15) heat exchangers for exchanging heat with the outside air and the indoor environment respectively, said first (5) and second (15) heat exchangers each having an inlet (E) and an outlet (S) and forming one an evaporator and the other a condenser, a heat transfer fluid circuit adapted to circulate a heat transfer fluid between the evaporator and the condenser , said heat transfer fluid circuit comprising a compression unit (20) placed between the evaporator outlet (S) and the condenser inlet (E), and an expansion unit (10) placed between the outlet (S) of the condenser and the inlet (E) of the evaporator, said compressor unit ession (20) comprising at least first (21) and second (22) compression stages arranged in series, the first compression stage (21) discharging the coolant in the second compression stage (22), - a unit of control connected to the coolant circuit, said heat exchange system being characterized in that the first compression stage (21) has a variable capacity in steps and the second compression stage (22) has a continuously variable capacitance, control unit being adapted to regulate a thermal power developed by the heat exchange system (1) from variations of the capacitances of the first (21) and second (22) compression stages. 2. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 1, dans lequel le premier étage de compression (21) comprend une pluralité de compresseurs à capacité fixe (23a, 23b) connectés en parallèle, ladite pluralité de compresseurs à capacité fixe (23a, 23b) présentant une pluralité de configurations différentes définissant les pas de capacité, et le deuxième étage de compression (22) comprend au moins un compresseur à capacité variable (24). The heat exchange system (1) according to claim 1, wherein the first compression stage (21) comprises a plurality of fixed capacity compressors (23a, 23b) connected in parallel, said plurality of fixed capacity compressors ( 23a, 23b) having a plurality of different configurations defining the capacitance steps, and the second compression stage (22) comprises at least one variable capacity compressor (24). 3. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'unité de compression (20) comprend une conduite de dérivation (11) connectée en parallèle du premier étage de compression (21), l'unité de commande étant adaptée pour commander : 26 2977656 - un fonctionnement multi-étagé dans lequel les premier (21) et deuxième (22) étages de compression fonctionnent en série, le fluide caloporteur circulant successivement dans les premier (21) et deuxième (22) étages de compression, - un fonctionnement mono-étagé dans lequel le deuxième étage de compression 5 (22) fonctionne, le premier étage de compression (21) étant arrêté, le fluide caloporteur circulant successivement dans la conduite de dérivation (11) et dans le deuxième étage de compression (22). The heat exchange system (1) according to claim 1 or 2, wherein the compression unit (20) comprises a bypass line (11) connected in parallel with the first compression stage (21), the unit control unit being adapted to control: 26 2977656 - multi-stage operation in which the first (21) and second (22) compression stages operate in series, the coolant circulating successively in the first (21) and second (22) compression stages, - a single-stage operation in which the second compression stage (22) operates, the first compression stage (21) being stopped, the coolant circulating successively in the branch pipe (11) and in the second compression stage (22). 4. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 3, comprenant en 10 outre un échangeur de sous-refroidissement (45) placé entre les premier (5) et deuxième (15) échangeurs de chaleur, et une conduite d'injection (46) connectant le deuxième échangeur de chaleur (15) à une entrée d'aspiration (25) du deuxième étage de compression (22) au travers de l'échangeur de sous-refroidissement (45), l'unité de commande étant adaptée pour, en fonctionnement multi-étagé, faire circuler une première 15 partie du fluide caloporteur depuis la sortie (S) du deuxième échangeur de chaleur (15) formant le condenseur vers l'entrée d'aspiration (25) du deuxième étage de compression (22) par la conduite d'injection (46), et une deuxième partie du fluide caloporteur depuis la sortie (S) du deuxième échangeur de chaleur (15) formant le condenseur vers l'entrée (E) du premier échangeur de chaleur (15) formant l'évaporateur. 20 The heat exchange system (1) according to claim 3, further comprising a sub-cooling exchanger (45) located between the first (5) and second (15) heat exchangers, and an injection line. (46) connecting the second heat exchanger (15) to a suction inlet (25) of the second compression stage (22) through the subcooling exchanger (45), the control unit being adapted for, in multi-stage operation, circulating a first portion of the coolant from the outlet (S) of the second heat exchanger (15) forming the condenser to the suction inlet (25) of the second compression stage ( 22) through the injection line (46), and a second part of the coolant from the outlet (S) of the second heat exchanger (15) forming the condenser to the inlet (E) of the first heat exchanger (15). ) forming the evaporator. 20 5. Système d'échange thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'unité de commande est adaptée pour : - régler un niveau de puissance thermique du système d'échange thermique (1) en choisissant l'un parmi une pluralité de pas de capacité du premier étage de compression 25 (21), et - moduler la puissance thermique du système d'échange thermique (1) autour du niveau réglé en utilisant la capacité du deuxième étage de compression (22). 5. heat exchange system (1) according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit is adapted to: - set a thermal power level of the heat exchange system (1) by choosing one of a plurality of capacitance steps of the first compression stage (21), and - modulating the thermal power of the heat exchange system (1) about the adjusted level using the capacity of the second compression stage (22). ). 6. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 5, comprenant en 30 outre un circuit d'air (35) et un circuit d'eau (36) auxquels les premier (5) et deuxième (15) échangeurs de chaleur sont respectivement associés, et dans lequel l'unité de commande est adaptée pour mesurer une température d'eau dans le circuit d'eau (36) et pour déterminer une température d'eau de consigne dans le circuit d'eau (36), l'unité de commande étant adaptée pour successivement et en continu : 35 - choisir l'un des pas de capacité du premier étage de compression (21), - faire varier la capacité du deuxième étage de compression (22) pour réduire un écart entre la température d'eau mesurée et la température d'eau de consigne, 27 2977656 - si la capacité du deuxième étage de compression (22) atteint une borne et si l'écart reste supérieur à un écart seuil, changer le pas de capacité du premier étage de compression (21). 5 The heat exchange system (1) according to claim 5, further comprising an air circuit (35) and a water circuit (36) to which the first (5) and second (15) heat exchangers are respectively associated, and wherein the control unit is adapted to measure a water temperature in the water circuit (36) and to determine a set water temperature in the water circuit (36), the control unit being adapted for successively and continuously: selecting one of the capacity steps of the first compression stage (21); varying the capacity of the second compression stage (22) to reduce a difference between the measured water temperature and the set water temperature, 2977656 - if the capacity of the second compression stage (22) reaches a limit and if the difference remains greater than a threshold difference, change the capacity step of the first compression stage (21). 5 7. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 6, dans lequel l'unité de commande est adaptée pour mesurer une température d'air dans le circuit d'air (35), l'unité de commande étant adaptée pour choisir un pas de capacité initial du premier étage de compression (21) au moins en fonction de la température d'air. 10 7. Heat exchange system (1) according to claim 6, wherein the control unit is adapted to measure an air temperature in the air circuit (35), the control unit being adapted to choose an initial capacity step of the first compression stage (21) at least as a function of the air temperature. 10 8. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l'unité de commande est adaptée pour sélectionner une capacité initiale du deuxième étage de compression (22) au moins en fonction du pas de capacité du premier étage de compression (21). 15 8. heat exchange system (1) according to claim 6 or 7, wherein the control unit is adapted to select an initial capacity of the second compression stage (22) at least according to the capacity step of the first stage compression (21). 15 9. Système d'échange thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel l'unité de commande est adaptée pour changer le pas de capacité du premier étage de compression (21) si la capacité du deuxième étage de compression (22) est dans une plage déterminée. 20 9. heat exchange system (1) according to any one of claims 6 to 8, wherein the control unit is adapted to change the capacity step of the first compression stage (21) if the capacity of the second stage compression (22) is in a determined range. 20 10. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 5, comprenant en outre un circuit d'air (35) et un circuit d'eau (36) auxquels les premier (5) et deuxième (15) échangeurs de chaleur sont respectivement associés, et dans lequel l'unité de commande est adaptée pour mesurer une température d'eau dans le circuit d'eau (36) et pour déterminer une température d'eau de consigne dans le circuit d'eau (36), l'unité de 25 commande étant adaptée pour successivement et en continu : - déterminer une pluralité de couples de capacités comprenant chacun l'un des pas de capacité du premier étage de compression (21) et l'une des capacités du deuxième étage de compression (22), - choisir l'un des couples de capacités pour réduire un écart entre la température 30 d'eau mesurée et la température d'eau de consigne, - si l'écart reste supérieur à un écart seuil, changer le couple de capacités. The heat exchange system (1) according to claim 5, further comprising an air circuit (35) and a water circuit (36) to which the first (5) and second (15) heat exchangers are respectively associated, and wherein the control unit is adapted to measure a water temperature in the water circuit (36) and to determine a set water temperature in the water circuit (36), control unit being adapted for successively and continuously: - determining a plurality of capacitance pairs each comprising one of the capacitance steps of the first compression stage (21) and one of the capacitances of the second compression stage ( 22), - choose one of the capacitance pairs to reduce a difference between the measured water temperature and the set water temperature, - if the difference remains greater than a threshold difference, change the capacity pair . 11. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 10, dans lequel l'unité de commande est adaptée pour mesurer une température d'air dans le circuit d'air (35) et 35 pour déterminer une puissance thermique cible, l'unité de commande étant adaptée pour déterminer la pluralité de couples de capacités en fonction de la température d'air et de la puissance thermique cible. 2977656 2s The heat exchange system (1) according to claim 10, wherein the control unit is adapted to measure an air temperature in the air circuit (35) and to determine a target thermal power, control unit being adapted to determine the plurality of capacitance pairs as a function of the air temperature and the target thermal power. 297656 2s 12. Système d'échange thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, dans lequel l'unité de commande est adaptée pour borner la capacité du deuxième étage de compression (22) entre une capacité minimale et une capacité maximale, lesdites capacités minimale et maximale étant choisies pour maintenir les premier et deuxième étages de compression dans des enveloppes de fonctionnement respectives et pour obtenir un coefficient de performance déterminé. 12. Heat exchange system (1) according to any one of claims 5 to 11, wherein the control unit is adapted to limit the capacity of the second compression stage (22) between a minimum capacity and a maximum capacity , said minimum and maximum capacities being chosen to maintain the first and second compression stages in respective operating envelopes and to obtain a determined coefficient of performance. 13. Système d'échange thermique (1) selon la revendication 12, dans lequel l'unité de commande est adaptée pour faire varier les capacités minimale et maximale du deuxième étage de compression (22) en fonction du pas de capacité du premier étage de compression (21). The heat exchange system (1) according to claim 12, wherein the control unit is adapted to vary the minimum and maximum capacities of the second compression stage (22) according to the capacity step of the first stage of compression (21). 14. Système d'échange thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, dans lequel l'unité de commande est adaptée pour réduire la capacité du deuxième étage de compression (22) lorsqu'une grandeur représentative d'un état de fonctionnement du deuxième étage de compression (22) atteint une valeur critique, en particulier ladite grandeur est choisie parmi une température mesurée en sortie du deuxième étage de compression (22), une pression mesurée en sortie du deuxième étage de compression (22) et un courant électrique alimentant le deuxième étage de compression (22). 14. Heat exchange system (1) according to any one of claims 5 to 13, wherein the control unit is adapted to reduce the capacity of the second compression stage (22) when a magnitude representative of a operating state of the second compression stage (22) reaches a critical value, in particular said magnitude is selected from a temperature measured at the output of the second compression stage (22), a pressure measured at the output of the second compression stage (22) and an electric current supplying the second compression stage (22). 15. Procédé de régulation d'une puissance thermique développée par un système d'échange thermique (1), ledit procédé mettant en oeuvre un système d'échange thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 et prévoyant de réguler la puissance thermique développée par le système d'échange thermique (1) à partir de variations des capacités des premier (21) et deuxième (22) étages de compression. 15. A method of regulating a thermal power developed by a heat exchange system (1), said method implementing a heat exchange system (1) according to any one of claims 1 to 14 and providing for regulating the thermal power developed by the heat exchange system (1) from variations in the capacities of the first (21) and second (22) compression stages. 16. Procédé de régulation selon la revendication 15, prévoyant de régler un niveau de puissance thermique du système d'échange thermique (1) en choisissant l'un parmi une pluralité de pas de capacité du premier étage de compression (21), et de moduler la puissance thermique du système d'échange thermique (1) autour du niveau réglé en utilisant la capacité du deuxième étage de compression (22). 16. The regulation method according to claim 15, providing for adjusting a thermal power level of the heat exchange system (1) by choosing one of a plurality of capacity steps of the first compression stage (21), and of modulating the thermal power of the heat exchange system (1) around the set level using the capacity of the second compression stage (22).
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