FR2983285A1 - Procede de degivrage d'un dispositif de gestion thermique de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de dégivrage d'un échangeur de chaleur (4) intégré à une boucle de climatisation (A), dans laquelle circule un fluide réfrigérant, en liaison thermique avec une boucle de régulation thermique (B), dans laquelle circule un fluide caloporteur. Le procédé de dégivrage comprend au moins : - une étape de détection du givrage au niveau de l'échangeur de chaleur (4) par un contrôleur de givrage (25), et - une étape de transfert d'énergie calorifique de la boucle de régulation thermique (B) vers la boucle de climatisation (A).

Description

Procédé de dégivrage d'un dispositif de gestion thermique de véhicule automobile.

L'invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles, et plus particulièrement aux dispositifs de gestion thermique de véhicules électriques et au procédé de dégivrage lors d'un fonctionnement dans un mode dit "pompe à chaleur".

Les véhicules électriques ne comportent plus de moteur thermique, destiné à créer une source de chaleur, permettant d'assurer la fonction de chauffage de l'habitacle du véhicule réalisée par un radiateur dans lequel circule un liquide de refroidissement du moteur thermique.

Afin de pallier une telle absence de source de chaleur provenant du moteur thermique, une solution proposée est d'utiliser des dispositifs de chauffage électriques, tels que des radiateurs électriques, en remplacement du radiateur thermique. Une telle solution présente l'inconvénient d'induire une forte consommation en énergie électrique fournie par une batterie du véhicule au détriment de l'autonomie du véhicule. Afin de réduire la consommation électrique de la batterie du véhicule et de fournir un chauffage à l'habitacle du véhicule, il a été proposé d'utiliser une boucle de climatisation dans un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur". 25 A cet effet, la boucle de climatisation est parcourue par un fluide réfrigérant et comprend notamment, de manière connue, un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un organe de détente et un échangeur de chaleur intérieur. La boucle de climatisation permet, classiquement, de refroidir, par 30 l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur intérieur fonctionnant en tant qu'évaporateur, un flux d'air intérieur parcourant une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation et destiné à être distribué dans un habitacle du véhicule. Dans le cas présent, la boucle de climatisation est utilisée de manière à fournir de la chaleur au flux d'air intérieur. Pour ce faire, la boucle de climatisation est utilisée de sorte à ce que l'échangeur de chaleur intérieur fonctionne en tant qu'un condenseur et réchauffe le flux d'air intérieur le traversant. La demande de brevet FR2946415 expose une telle boucle de climatisation et propose d'utiliser la boucle de climatisation dans un mode dit "pompe à chaleur".

La demande de brevet FR2946415 montre également l'intérêt de mettre en relation la boucle de climatisation avec une boucle de régulation thermique destinée à la gestion thermique d'éléments électriques et/ou électroniques, tels que le moteur électrique, les batteries ou encore les chargeurs, afin d'améliorer le chauffage de l'habitacle, tout en minimisant la consommation en énergie électrique. Cependant, l'utilisation de la boucle de climatisation en mode dit "pompe à chaleur" n'est pas complètement satisfaisante puisque les performances en 20 mode dit "pompe à chaleur" dépendent des conditions climatiques extérieures. Plus précisément, lors des conditions climatiques hivernales, la température de l'air extérieur est trop faible pour qu'il puisse être utilisé comme une source d'énergie thermique pour la boucle de climatisation fonctionnant en mode de 25 fonctionnement dit "pompe à chaleur". En effet, l'utilisation de l'air extérieur comme source d'énergie lors des conditions hivernales engendre des problèmes de givrage de l'échangeur de chaleur extérieur dans lequel s'effectue, en mode dit "pompe à chaleur", 30 l'évaporation du fluide réfrigérant. Le givrage de l'échangeur de chaleur extérieur entraîne une baisse du coefficient de performance de la boucle de climatisation et nécessite un apport d'énergie supplémentaire pour dégivrer l'échangeur de chaleur extérieur et revenir à une valeur de coefficient de performance satisfaisante. Un des buts de l'invention est donc de remédier aux inconvénients cités précédemment et de proposer un procédé de dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur de la boucle de climatisation qui soit économique d'un point de vue de la consommation en énergie et qui impacte le moins possible le chauffage de l'habitacle du véhicule.

La présente invention concerne donc un procédé de dégivrage d'un échangeur de chaleur d'un système de gestion thermique, notamment un échangeur de chaleur extérieur, en particulier disposé en face avant d'un véhicule automobile, et agencé dans une boucle de climatisation susceptible de fonctionner au moins dans un mode dit "pompe à chaleur". Le système de gestion thermique comprend une boucle de régulation thermique, dans laquelle circule un fluide caloporteur, et la boucle de climatisation, dans laquelle circule un fluide réfrigérant. Par ailleurs, la boucle de régulation thermique et la boucle de climatisation sont en liaison thermique.

Selon la présente invention, le procédé de dégivrage comporte : une étape de détection du givrage au niveau de l'échangeur de chaleur par un contrôleur de givrage, et une étape de transfert d'énergie calorifique de la boucle de régulation thermique vers la boucle de climatisation.

De plus, le procédé de dégivrage, selon la présente invention, comprend également au moins : une étape de passage en mode de recyclage d'air de l'habitacle, une étape d'augmentation de la pression de saturation du liquide réfrigérant au niveau de l'échangeur de chaleur de face avant à une valeur de pression Psat(T) telle que la température de saturation Tsat(P) soit supérieure à 0°C, une étape de retour à un mode dit "pompe à chaleur" de la boucle de climatisation, une étape de fermeture d'un dispositif d'obturation permettant de bloquer le flux d'air traversant le échangeur de chaleur, le dispositif d'obturation étant préférentiellement situé en face avant du véhicule automobile et en amont du flux d'air traversant l'échangeur de chaleur. L'étape de fermeture du dispositif d'obturation intervient avantageusement préalablement ou simultanément à de l'étape d'augmentation de la pression de saturation du liquide réfrigérant au niveau de échangeur de chaleur, - une étape d'ouverture d'un premier moyen de contournement situé sur la boucle de climatisation et permettant le contournement d'un premier organe de détente situé en amont de l'échangeur de chaleur. L'étape d'ouverture du premier moyen de contournement intervient avantageusement lors de l'étape d'augmentation de la pression de saturation du liquide réfrigérant au niveau de l'échangeur de chaleur, - une étape de stockage d'énergie calorifique dans une boucle-moteur depuis une boucle de chauffage de l'habitacle, préférentiellement intervenant suite à l'étape de passage de l'habitacle en mode de recyclage d'air. Selon une alternative de la présente invention, l'étape de stockage d'énergie calorifique dans la boucle-moteur comprend : une étape d'apport d'énergie calorifique au fluide caloporteur dans la boucle de chauffage de l'habitacle au moyen d'un réchauffeur, une étape de commutation séquentielle d'un moyen de commutation permettant le transfert transitoire de fluide caloporteur chaud vers la boucle-moteur, une étape de commutation d'un premier moyen de commutation de la boucle de régulation thermique, afin de former une sous-boucle-moteur comportant une pompe, le premier évaporateur et un échangeur de régulation thermique, notamment d'un élément dont la température est à réguler. Selon un aspect de l'invention, l'étape d'augmentation de la pression de saturation du liquide réfrigérant au niveau de l'échangeur de chaleur est réalisée par détente du fluide réfrigérant à une valeur de pression Psat(T), telle que la température de saturation Tsat(P) soit supérieure à 10°C en aval d'un premier organe de détente de la boucle de climatisation.

Avantageusement, l'étape de transfert d'énergie calorifique de la boucle de régulation thermique vers la boucle de climatisation est réalisée au niveau d'un premier évaporateur et/ou d'un deuxième évaporateur de la boucle de climatisation, après détente du fluide réfrigérant au niveau d'un deuxième organe de détente située en amont du premier évaporateur.

Préférentiellement, un tel transfert d'énergie calorifique est réalisé au niveau du deuxième évaporateur qui puise l'énergie sur le flux d'air repris dans l'habitacle pour être ensuite transféré à la boucle de chauffage de l'habitacle pour finalement réchauffer le flux d'air à travers un aérotherme intérieur. Un tel mode permet de maintenir le confort en soufflant de l'air chaud pendant que l'on procède au dégivrage de l'échangeur de chaleur. Il s'agit d'une phase transitoire où l'on puise alternativement les calories sur le flux d'air traversant un aérotherme extérieur et/ou le deuxième évaporateur.

Selon un aspect de l'invention, le contrôleur de givrage de l'échangeur de chaleur: mesure une valeur de basse pression dans la boucle de climatisation afin de déterminer la pression au niveau de l'échangeur de chaleur, et/ou effectue une mesure différentielle de pression sur le flux d'air, et/ou procède à une estimation de la pente caractéristique de l'échangeur de chaleur.

Préférentiellement, la pression différentielle sera mesurée à l'aide d'un capteur calibré effectuant une mesure d'une pression en amont et en aval de l'échangeur de chaleur. Un seuil de pression prédéfini déterminera le niveau de givrage de l'échangeur de chaleur.

Les étapes définies précédemment peuvent être considérées indépendamment ou en combinaison les unes avec les autres. Bien entendu, les différentes variantes et/ou formes de réalisation de l'invention 10 peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et 15 avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles : 20 la figure 1 montre une représentation schématique d'une boucle de climatisation et d'une boucle de régulation thermique selon un premier mode de réalisation de la présente invention, la figure 2 montre une représentation schématique de la boucle de climatisation et de la boucle de régulation thermique, selon un deuxième 25 mode de réalisation de la présente invention, la figure 3 montre une représentation schématique de la boucle de climatisation et de la boucle de régulation thermique, selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, et la figure 4 montre une représentation schématique de la boucle de 30 climatisation et de la boucle de régulation thermique, selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention.

Il est à noter que, sur les différentes figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes formes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.

La figure 1 montre une représentation schématique, selon un premier mode de réalisation, d'une boucle de climatisation A, susceptible de fonctionner dans un mode dit "pompe à chaleur", et d'une boucle de régulation thermique B.

L'association de la boucle de climatisation A et de la boucle de régulation thermique B définit globalement un système de gestion thermique d'un véhicule automobile. La boucle de climatisation A permet une circulation d'un fluide réfrigérant et comprend un compresseur 1, comprimant le fluide réfrigérant, relié à un condenseur 2. Selon la présente invention, le condenseur 2 est en liaison thermique avec la boucle de régulation thermique B, c'est-à-dire que le condenseur 2 comprend, d'une part, une entrée et une sortie de fluide réfrigérant de la boucle de climatisation A et, d'autre part, une entrée et une sortie d'un fluide caloporteur circulant dans la boucle de régulation thermique B. Il est donc possible, au niveau du condenseur 2, d'avoir un échange d'énergie calorifique entre la boucle de climatisation A et la boucle de régulation thermique B.

En sortie du condenseur 2, le fluide réfrigérant traverse par un premier organe de détente 3, par exemple une première vanne d'expansion 3, dans lequel la pression du fluide réfrigérant est abaissée. Alternativement, le premier organe de détente 3 peut être contournée. Dans un tel agencement, le fluide réfrigérant traverse un moyen de contournement 8, par exemple une première vanne deux voies 8.

En sortie du premier organe de détente 3 ou du moyen de contournement 8, le fluide réfrigérant traverse un échangeur de chaleur extérieur 4. Avantageusement, l'échangeur de chaleur extérieur 4 est disposé afin d'être traversé par un flux d'air extérieur. L'échangeur de chaleur extérieur 4 est disposé préférentiellement en face avant du véhicule. Selon la présente invention, l'échangeur de chaleur extérieur 4 peut fonctionner soit tant que condenseur ou refroidisseur de gaz, soit en tant qu'évaporateur, en fonction du mode de la boucle de climatisation A.

Dans un mode dit "pompe à chaleur", l'échangeur de chaleur extérieur 4 prélève de l'énergie calorifique au flux d'air extérieur, en jouant le rôle d'un évaporateur. Dans un mode dit "climatisation", l'échangeur de chaleur extérieur 4 cède de l'énergie calorifique au flux d'air extérieur, en jouant le rôle d'un condenseur. Selon les modes de la boucle de climatisation A, l'échangeur de chaleur extérieur 4, pouvant fonctionner en tant qu'évaporateur ou en tant que condenseur ou refroidisseur de gaz, est également qualifié d'évapo-condenseur 4. En sortie de l'échangeur de chaleur extérieur 4, le fluide réfrigérant passe par un deuxième organe de détente 6, notamment une deuxième vanne d'expansion 6, placée en amont, selon une direction de circulation du fluide réfrigérant, d'un premier évaporateur 5. Le premier évaporateur 5, de façon analogue au condenseur 2, est en liaison thermique avec la boucle de régulation thermique B. Le premier évaporateur 5 est également appelé "évaporateur sur le fluide caloporteur 5". Par suite, le fluide réfrigérant est ensuite redirigé vers le compresseur 1, après avoir traversé, optionnellement, un accumulateur 11 dans lequel la phase liquide et la phase gazeuse du fluide réfrigérant sont séparées.

La boucle de climatisation A comporte également un moyen de redirection 7, notamment une vanne trois voies 7, connecté par une conduite de contournement, entre l'échangeur de chaleur extérieur 4 et le deuxième organe de détente 6. Le moyen de redirection 7, permet de définir un contournement du premier évaporateur 5.

Ainsi, à la sortie de l'échangeur de chaleur extérieur 4, le fluide réfrigérant peut passer, dans le cas où le deuxième organe de détente 6 est fermé, vers le moyen de redirection 7. Le moyen de redirection 7 permet de diriger le fluide réfrigérant selon deux chemins de circulation différents, selon la configuration du moyen de redirection 7. Selon une première configuration du moyen de redirection 7, le fluide réfrigérant suit un premier chemin selon lequel le fluide réfrigérant est dirigé vers un troisième organe de détente 10, notamment une troisième vanne d'expansion 10, et un deuxième évaporateur 9. Le troisième organe de détente 10 est placé en amont, selon la direction de circulation du fluide réfrigérant, du deuxième évaporateur 9.

Avantageusement, le deuxième évaporateur 9 est installé afin d'être traversé par un flux d'air intérieur destiné à être distribué dans un habitacle du véhicule. Par l'intermédiaire du deuxième évaporateur 9, la boucle de climatisation A permet de refroidir le flux d'air intérieur. Ainsi, le deuxième évaporateur 9 est également appelé "évaporateur sur l'air 9". De plus, à la traversée du deuxième évaporateur 9, le flux d'air intérieur est également déshumidifié. En sortie du deuxième évaporateur 9, le fluide réfrigérant est redirigé vers le compresseur 1, après avoir traversé, optionnellement, l'accumulateur 11.

Selon une deuxième configuration du moyen de redirection 7, le fluide réfrigérant suit un deuxième chemin selon lequel le fluide réfrigérant est dirigé directement vers le compresseur 1. Avantageusement, selon la deuxième configuration du moyen de redirection 7, le fluide réfrigérant suit le deuxième chemin selon lequel le fluide réfrigérant est dirigé directement vers l'accumulateur 11, préalablement à rejoindre le compresseur 1 Par "directement", il faut entendre que le fluide réfrigérant arrive au compresseur 1 ou à l'accumulateur 11 sans traverser de composants additionnels de la boucle de climatisation A. Toutefois, cela n'exclut pas que le fluide réfrigérant traverse au moins une connexion entre diverses branches de la boucle de climatisation A.

La boucle de régulation thermique B permet une circulation d'un fluide caloporteur, notamment de l'eau glycolée. Préférentiellement, la boucle de régulation thermique B comporte une première sous-boucle de régulation thermique B1 et une deuxième sous-boucle de régulation thermique B2.

Avantageusement, la première sous-boucle de régulation thermique B1 et la deuxième sous-boucle de régulation thermique B2 sont reliées entre elles, préférentiellement en parallèle. La première sous-boucle de régulation thermique B1 est également dénommée "boucle-moteur B1". La boucle-moteur B1 est destinée principalement à la gestion thermique des éléments électriques et/ou électroniques nécessitant d'être chauffés et/ou refroidis pour un fonctionnement optimal, tels qu'un moteur électrique, des batteries ou encore des chargeurs. A cet effet, la boucle-moteur B1 comporte un aérotherme extérieur 12, avantageusement disposé pour être traversé par le flux d'air extérieur, préférentiellement en face avant du véhicule, afin de pouvoir évacuer de l'énergie calorifique vers le flux d'air extérieur. Selon un exemple de réalisation, selon une direction d'écoulement du flux d'air extérieur, l'aérotherme extérieur 12 est placé en amont de l'échangeur de chaleur extérieur 4. Toutefois, la présente invention couvre également les agencements dans lesquels l'aérotherme extérieur 12 est placé en aval ou en parallèle de l'échangeur de chaleur extérieur 4, selon la direction d'écoulement du flux d'air extérieur. De plus, un dispositif d'obturation 13 du flux d'air extérieur est disposé en amont, selon la direction d'écoulement du flux d'air extérieur, de l'aérotherme extérieur 12 et/ou de l'échangeur de chaleur extérieur 4. En aval de l'aérotherme extérieur 12, selon la direction de circulation du fluide caloporteur, la boucle-moteur B1 comporte un premier organe de mise en circulation P1, notamment une première pompe P1, permettant la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur de la boucle-moteur B1. Le fluide caloporteur passe ensuite par un premier échangeur de régulation thermique 20. Le premier échangeur de régulation thermique 20 est disposé au niveau d'un des éléments dont la température est à réguler, par exemple le moteur du véhicule. Par suite, en sortie du premier échangeur de régulation thermique 20, le fluide caloporteur peut être acheminé selon deux chemins de circulation différents. Le premier chemin dirige le fluide caloporteur vers un premier moyen de commutation V1, notamment une première vanne trois voies V1. Le premier moyen de commutation V1 permet de rediriger le fluide caloporteur vers l'aérotherme extérieur 12. Le deuxième chemin dirige le fluide caloporteur vers un deuxième organe de mise en circulation P2, notamment une deuxième pompe P2, permettant la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur de la boucle-moteur B1. 30 En sortie du deuxième organe de mise en circulation P2, le fluide caloporteur passe dans le premier évaporateur 5 en liaison thermique avec la boucle de climatisation A. 25 Par suite, le fluide caloporteur peut être redirigé vers un deuxième échangeur de régulation thermique 21. Le deuxième échangeur de régulation thermique 21 est disposé au niveau d'un autre élément dont la température est à réguler, par 5 exemple un chargeur. Enfin, le fluide caloporteur rejoint le premier moyen de commutation V1 qui redirige ensuite le fluide caloporteur vers l'aérotherme extérieur 12. 10 La deuxième sous-boucle de régulation thermique B2 est également dénommée "boucle de chauffage de l'habitacle B2". La boucle de chauffage de l'habitacle B2 est principalement destinée à la gestion du chauffage de l'habitacle du véhicule. 15 La boucle de chauffage de l'habitacle B2 comprend notamment le condenseur 2 en liaison thermique avec la boucle de climatisation A. Le condenseur 2 est relié à un troisième organe de mise en circulation P3, notamment une troisième pompe P3, permettant la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur de la boucle de chauffage de l'habitacle B2. 20 En sortie du troisième organe de mise en circulation P3, le fluide caloporteur passe ensuite par un aérotherme intérieur 14. Avantageusement, le fluide caloporteur peut préalablement passer par un réchauffeur 15, par exemple une thermistance à coefficient de température positif (CTP), pouvant apporter de 25 l'énergie calorifique au fluide caloporteur. Préférentiellement, l'aérotherme intérieur 14 est installé afin d'être traversé par le flux d'air intérieur destiné à être distribué dans l'habitacle du véhicule, ce qui permet de céder de l'énergie calorifique au flux d'air intérieur pour le chauffage 30 de l'habitacle.

En complément, un organe de chauffage additionnel 16, par exemple une résistance électrique 16, peut être placé dans le flux d'air intérieur. Enfin, le fluide caloporteur est ensuite redirigé vers le condenseur 2.

Selon un exemple de réalisation, selon une direction d'écoulement du flux d'air intérieur, l'aérotherme intérieur 14 est placé en aval du deuxième évaporateur 9. Un tel agencement permet de déshumidifier le flux d'air intérieur préalablement à être chauffé, évitant les risques d'embuage. De même, l'organe de chauffage additionnel 16 est disposé en aval de l'aérotherme intérieur 14, selon la direction d'écoulement du flux d'air intérieur. La boucle-moteur B1 et la boucle de chauffage de l'habitacle B2 sont reliées en parallèle entres elles en deux points de connexion disposés en amont et en aval, respectivement, du premier évaporateur 5, pour la boucle-moteur B1, et du condenseur 2, pour la boucle de chauffage de l'habitacle B2, selon la direction de circulation du fluide caloporteur. A cet effet, la boucle de chauffage de l'habitacle B2 comporte, en aval de l'aérotherme intérieur 14 et en amont du condenseur 2, selon la direction de circulation du fluide caloporteur, un deuxième moyen de commutation V2, notamment une deuxième vanne trois voies V2. Le deuxième moyen de commutation V2 est apte à rediriger le fluide caloporteur depuis la boucle de chauffage de l'habitacle B2 vers la boucle- moteur B1. Pour ce faire, une conduite de redirection relie le deuxième moyen de commutation V2 et la boucle-moteur B1, en un point de connexion disposé entre le premier échangeur de régulation thermique 20 et le premier évaporateur 5, en particulier entre le deuxième organe de mise en circulation P2 et le premier évaporateur 5.

Une conduite de retour est disposée entre un point de connexion disposé entre le premier évaporateur 5 et le deuxième échangeur de régulation thermique 21, pour la boucle-moteur B1, et un point de connexion disposé entre le condenseur 2 et le réchauffeur 15, pour la boucle de chauffage de l'habitacle B2, en particulier entre le condenseur 2 et le troisième organe de mise en circulation P3. Dans un mode dit "pompe à chaleur", tel que présenté par la figure 1, le fluide réfrigérant de la boucle de climatisation A est comprimé au niveau du compresseur 1, passe dans le condenseur 2, permettant un potentiel transfert d'énergie calorifique vers la boucle de chauffage de l'habitacle B2. Le fluide réfrigérant est ensuite détendu au niveau du premier organe de détente 3, le premier moyen de contournement 8 étant fermé, et passe dans l'échangeur de chaleur extérieur 4, dans lequel le fluide réfrigérant cède de l'énergie calorifique au flux d'air extérieur. Le fluide réfrigérant passe ensuite par le moyen de redirection 7 positionnée pour rediriger le fluide réfrigérant vers le compresseur 1.

Dans le mode dit "pompe à chaleur", la boucle de climatisation A comporte un contrôleur de givrage 25. Le contrôleur de givrage 25 permet d'assurer un contrôle de fonctionnement de l'échangeur de chaleur extérieur 4. Le contrôleur de givrage 25 permet de déterminer si l'échangeur de chaleur extérieur 4 est givré.

Pour cela, à titre d'exemple, le contrôleur de givrage 25 effectue une mesure d'une valeur de basse pression du fluide réfrigérant dans la boucle de climatisation A, entre l'accumulateur 11 et le compresseur 1. La mesure effectuée par le contrôleur de givrage 25 permet de déterminer la pression au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4.

Si la pression au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4 est trop basse, cela peut être le signe de la présence ou de la possibilité de formation de givre au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4.

Le contrôleur de givrage 25 peut également déterminer si l'échangeur de chaleur extérieur 4 est givré par une mesure différentielle de pression sur le flux d'air extérieur. La présente invention propose un procédé pour dégivrer l'échangeur de chaleur 10 extérieur 4, suite à une première étape de détection de givre au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4, comprend au moins une étape consistant à : - transférer de l'énergie calorifique de la boucle de régulation thermique B vers la boucle de climatisation A. 15 De plus, le procédé pour dégivrer comporte des étapes complémentaires consistant à : - passer l'habitacle en mode de recyclage d'air, par exemple au moyen de la fermeture de volets au niveau de l'arrivée du flux d'air dans l'habitacle afin de d'utiliser le flux d'air issu de l'habitacle, 20 - augmenter de la pression de saturation du fluide réfrigérant au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4 à une valeur de pression Psat(T), telle que la température de saturation Tsat(P) est supérieure à 0°C, 25 Le procédé de dégivrage selon la présente invention consiste donc à alterner le mode dit "pompe à chaleur" et le mode dit "climatisation", en utilisant le premier évaporateur 5 de manière à récupérer les calories sur la boucle de régulation thermique B. L'alternance entre le mode dit "pompe à chaleur" et le mode dit "climatisation" est imposé par le contrôle de la pression qui diminue dans 30 échangeur de chaleur extérieur 4.

L'augmentation de la pression de saturation du fluide réfrigérant permet le dégivrage de l'échangeur thermique extérieur 4. Par ailleurs, le transfert d'énergie calorifique permet de récupérer de l'énergie calorifique présente dans la boucle de régulation thermique B et de la réinjecter dans la boucle de climatisation A pour compenser l'énergie calorifique utilisée pour le dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4. Afin d'aider au dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4, le dispositif d'obturation 13 peut être fermé, limitant l'arrivée du flux d'air extérieur au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4 et de l'aérotherme extérieur 12. Ainsi, les échanges d'énergie calorifique entre le flux d'air extérieur et l'échangeur de chaleur extérieur 4 sont limités. Cela permet ainsi de limiter l'énergie nécessaire au dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4. Le dispositif d'obturation 13 peut, par exemple, être des volets disposés en face avant du véhicule.

Lorsque le dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4 est effectué, la boucle de climatisation A revient en mode dit "pompe à chaleur" pour continuer à contribuer au chauffage de l'habitacle du véhicule.

La figure 2 montre une représentation schématique de la boucle de climatisation A et de la boucle de régulation thermique B, selon un deuxième mode de réalisation permettant la mise en oeuvre du procédé de dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4.

Dans le deuxième mode de réalisation, le fluide réfrigérant ne passe pas par le premier organe de détente 3 du fait de l'ouverture du moyen de contournement 8. Le fluide réfrigérant arrivant au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4 est donc à une pression élevée, de telle sorte que la température de saturation Tsat(P) soit positive, notamment supérieure à 0°C. Ainsi, la pression élevée au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4 permet le dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4.

Le moyen de redirection 7 est alors positionnée de telle sorte que le fluide réfrigérant passe par le premier évaporateur 5 après être détendu au niveau du deuxième organe de détente 6.

A la traversée du premier évaporateur 5, le fluide réfrigérant récupère ici de l'énergie calorifique issue de la boucle-moteur B1 afin de compenser les pertes liées au dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4. La récupération d'énergie calorifique au niveau du premier évaporateur 5 provoque un abaissement de la haute pression et de la basse pression dans la boucle de climatisation A. Ceci a pour conséquence une diminution de la température de condensation au niveau du condenseur 2 et donc un apport d'énergie calorifique moindre pour le chauffage de l'habitacle.

Cet inconvénient peut être facilement compensé par l'activation du réchauffeur 15, permettant de chauffer le fluide caloporteur, et/ou l'organe de chauffage additionnel 16, pour chauffer le flux d'air intérieur de l'habitacle. Avantageusement, selon le deuxième mode de réalisation, la boucle-moteur B1 et la boucle de chauffage de l'habitacle B2 sont interconnectées. Le deuxième moyen de commutation V2 est agencé de sorte à rediriger, par séquence, toute ou partie du fluide caloporteur depuis la boucle de chauffage de l'habitacle B2 vers la boucle-moteur B1.

La figure 3 montre une représentation schématique de la boucle de climatisation A et de la boucle de régulation thermique B, selon un troisième mode de réalisation permettant la mise en oeuvre du procédé de dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4.

Le troisième mode de réalisation est mis en oeuvre lorsque du givre a été détecté. Dans le troisième mode de réalisation, suite à la détection de givre au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4, en avantageusement suite au passage en mode de recyclage d'air de l'habitacle, le réchauffeur 15 est activé afin de fournir de l'énergie calorifique au fluide caloporteur dans la boucle de chauffage de l'habitacle B2.

Cela permet ainsi de stocker de l'énergie calorifique par apport de fluide calorifique à haute température au niveau de la boucle-moteur B1 sans nuire au chauffage de l'habitacle. A l'instar du deuxième mode de réalisation, l'augmentation de la pression du fluide réfrigérant de la boucle de climatisation A au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4 est réalisée par l'ouverture du moyen de contournement 8 et le contournement du premier organe de détente 3. Dans le troisième mode de réalisation, la récupération d'énergie calorifique se 15 fait également au niveau du premier évaporateur 5, après détente au niveau du deuxième organe de détente 6. Préférentiellement, le premier moyen de commutation V1 de la boucle-moteur B1 est positionné de sorte à former une sous-boucle-moteur B3 comportant le 20 deuxième organe de mise en circulation P2, le premier évaporateur 5 et le deuxième échangeur de régulation thermique 21. L'énergie calorifique perdue lors du dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4 est ainsi récupérée par le biais de la sous-boucle-moteur B3 25 correspondant à une boucle de refroidissement par le deuxième échangeur de régulation thermique 21, notamment d'un élément dont la température est à réguler. Le troisième mode de réalisation permet ainsi de compenser les pertes 30 d'énergie calorifique liées au dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4 et ainsi de limiter la compensation des pertes au niveau du chauffage de l'habitacle par l'utilisation de l'organe de chauffage additionnel 16, qui requiert un fort apport en énergie électrique. La figure 4 montre une représentation schématique de la boucle de climatisation A et de la boucle de régulation thermique B, selon un quatrième mode de réalisation permettant la mise en oeuvre du procédé de dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4. Dans le quatrième mode de réalisation, l'augmentation de la pression du fluide réfrigérant de la boucle de climatisation A au niveau de l'échangeur de chaleur extérieur 4 est réalisée par passage du fluide réfrigérant dans le premier organe de détente 3 qui assure une détente du fluide réfrigérant à une pression telle que la température de saturation Tsat(P) soit positive, notamment supérieure à 10°C, et permette ainsi le dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4.

Dans le quatrième mode de réalisation, le moyen de redirection 7 est positionné de sorte à renvoyer le fluide réfrigérant vers le deuxième évaporateur 9. Ainsi, la récupération d'énergie calorifique se fait au niveau du deuxième évaporateur 9 placé dans le flux d'air intérieur de l'habitacle, préférentiellement en mode de recyclage d'air, après une seconde détente du fluide réfrigérant au niveau du troisième organe de détente 10. Dans le quatrième mode de réalisation, le fluide réfrigérant subit deux détentes, respectivement au niveau du premier organe de détente 3 et au niveau du 25 troisième organe de détente 10. Dans les divers modes de réalisation décrits précédemment, le deuxième moyen de commutation V2 commute, séquentiellement, d'une position où la boucle de chauffage de l'habitacle B2 est isolée, à une position où la liaison 30 vers la boucle-moteur B1 est ouverte. Selon la séquence de fonctionnement du deuxième moyen de commutation V2, le fluide caloporteur peut passer transitoirement dans la boucle-moteur B1. La séquence de commutation du deuxième moyen de commutation V2 est fonction du besoin de dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4, mais également d'une stratégie de stockage et de restitution de calories dans la boucle-moteur B1 et/ou dans la boucle de chauffage de l'habitacle B2 On voit donc que le procédé de dégivrage selon l'invention permet un dégivrage de l'échangeur de chaleur extérieur 4 nécessitant une faible consommation en énergie électrique et, donc, en optimisant l'autonomie du véhicule électrique. De plus, le procédé de dégivrage selon l'invention a un impact réduit sur le chauffage de l'habitacle et donc sur le confort. Bien évidemment, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association. Par ailleurs, le procédé de dégivrage selon la présente invention n'est pas limité à l'échangeur de chaleur extérieur traversé par le flux d'air extérieur. Elle trouve également une application pour procéder au dégivrage de tout échangeur de chaleur de la boucle de climatisation susceptible de givrer et dont le dégivrage est assurer par un transfert d'énergie calorifique de la boucle de régulation thermique vers la boucle de climatisation.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de dégivrage d'un échangeur de chaleur (4) intégré à une boucle de climatisation (A), dans laquelle circule un fluide réfrigérant, en liaison thermique avec une boucle de régulation thermique (B), dans laquelle circule un fluide caloporteur, caractérisé en ce que le procédé de dégivrage comprend au moins : - une étape de détection du givrage au niveau de l'échangeur de chaleur (4) par un contrôleur de givrage (25), et - une étape de transfert d'énergie calorifique de la boucle de régulation thermique (B) vers la boucle de climatisation (A).
2. 2. Procédé de dégivrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé de dégivrage comprend : - une étape de passage en mode de recyclage d'air de l'habitacle.
3. 3. Procédé de dégivrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le procédé de dégivrage comprend : une étape d'augmentation de la pression de saturation du fluide réfrigérant au niveau de l'échangeur de chaleur (4) à une valeur de pression Psat(T), telle que la température de saturation Tsat(P) soit supérieure à 0°C,
4. 4. Procédé de dégivrage selon la revendication 3, dans lequel : - l'étape d'augmentation de pression de saturation du liquide réfrigérant au niveau de l'échangeur de chaleur (4) est réalisée par détente du fluide réfrigérant à une valeur de pression Psat(T), telle que la température de saturation Tsat(P) soit supérieure à 10°C en aval d'un premier organe de détente (3) de la boucle de climatisation (A).
5. 5. Procédé de dégivrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé de dégivrage comprend : - une étape de retour à un mode dit "pompe à chaleur" de la boucle de climatisation (A).
6. 6. Procédé de dégivrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé de dégivrage comprend : - une étape de fermeture d'un dispositif d'obturation (13) permettant de bloquer un flux d'air traversant l'échangeur de chaleur (4). 10
7. 7. Procédé de dégivrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé de dégivrage comprend : une étape d'ouverture d'un premier moyen de contournement (8) situé sur la boucle de climatisation (A) et permettant le 15 contournement d'un premier organe de détente (3) situé en amont de l'échangeur de chaleur (4).
8. 8. Procédé de dégivrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : 20 - l'étape de transfert d'énergie calorifique de la boucle de régulation thermique (B) vers la boucle de climatisation (A) est réalisé au niveau d'un premier évaporateur (5) et/ou d'un deuxième évaporateur (9) de la boucle de climatisation (A), après détente du fluide réfrigérant au niveau d'un deuxième organe de détente (6) 25 située en amont du premier évaporateur (5).
9. 9. Procédé de dégivrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le procédé de dégivrage comprend : - une étape de stockage d'énergie calorifique dans une boucle- 30 moteur (B1) de la boucle de régulation thermique (B) depuis une boucle de chauffage de l'habitacle (B2) de la boucle de régulation thermique (B).
10. 10. Procédé de dégivrage selon la revendication 9, dans lequel le stockage d'énergie calorifique comprend : une étape d'apport d'énergie calorifique au fluide caloporteur dans la boucle de chauffage de l'habitacle (B2) au moyen d'un réchauffeur (15), et une étape de commutation séquentielle d'un moyen de commutation (V2) permettant le transfert transitoire de fluide caloporteur vers la boucle-moteur (B1).
11. 11. Procédé de dégivrage selon les revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le procédé de dégivrage comprend : une étape de commutation d'un premier moyen de commutation (V1) de la boucle de régulation thermique (B) afin de former une sous-boucle-moteur (B3) comportant une pompe (P2), le premier évaporateur (5) et un échangeur de régulation thermique (21).
12. 12. Procédé de dégivrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : le contrôleur de givrage (25) de l'échangeur de chaleur (4) mesure la valeur de basse pression dans la boucle de climatisation (A) afin de déterminer la pression au niveau de l'échangeur thermique (4).
13. 13. Procédé de dégivrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel : - le contrôleur de givrage (25) de l'échangeur de chaleur (4) effectue une mesure différentielle de pression sur le flux d'air.
14. 14. Procédé de dégivrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel :le contrôleur de givrage (25) de l'échangeur de chaleur (4) calcule une estimation de la pente caractéristique (P) de l'échangeur thermique (4).