FR2988467A1 - Heat pump type heating installation for heating air in interior of hybrid car, has single condenser including internal water circulation circuit connectable with coolant circuit of thermal engine or air/water type heat exchanger - Google Patents

Heat pump type heating installation for heating air in interior of hybrid car, has single condenser including internal water circulation circuit connectable with coolant circuit of thermal engine or air/water type heat exchanger Download PDF

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Abstract

The installation has a water-cooled condenser (8) for cooling of water coming from an air/water type heat exchanger (1), and an internal condenser (11) to heat water by heat exchange with a refrigerant from a compressor (10). The condensers form a single condenser (CU) including an internal water circulation circuit (20) connected with a coolant circuit of a thermal engine (3) when a hybrid car is in a mode of propulsion by an electrical motor, and connected with the air/water type heat exchanger when the car is in a mode of propulsion by the thermal engine.

Description

INSTALLATION DE CHAUFFAGE POUR UN VEHICULE HYBRIDE [0001] La présente invention concerne une installation de chauffage, du type pompe à chaleur, pour un véhicule hybride à moteur électrique et moteur thermique suralimenté. [0002] Une telle installation comprend un compresseur apte à chauffer et pressuriser un fluide frigorigène, un condenseur interne apte, en mode chauffage, à contribuer au chauffage d'un air dit intérieur par échange de calories avec le fluide frigorigène issu du compresseur, un détendeur externe apte, en mode chauffage, à dépressuriser le fluide frigorigène, un échangeur externe apte, en mode chauffage, à réchauffer le fluide frigorigène qui est issu du détendeur externe par échange avec un air dit extérieur pour alimenter le compresseur. [0003] Le condenseur interne de cette installation est également chargé de réchauffer un fluide caloporteur, tel que de l'eau, qui traverse un circuit interne de ce condenseur, par échange avec le fluide frigorigène (gaz chaud et pressurisé) qui circule dans un autre circuit interne de ce condenseur, le fluide caloporteur réchauffé regagnant alors le circuit de refroidissement du moteur thermique pour alimenter un aérotherme apte, dans le mode chauffage, à chauffer l'air intérieur qui le traverse par échange avec le fluide caloporteur réchauffé. [0004] Le véhicule est également équipé d'un circuit de refroidissement à eau d'air de suralimentation aspiré dans les cylindres du moteur thermique au travers des conduites 20 d'admission. [0005] Un tel circuit est représenté en figure 1 et comprend un échangeur 1 du type air/eau apte à refroidir l'air d'admission suralimenté aspiré dans les cylindres 2 du moteur thermique 3 dans les conduites d'admission 4 et provenant du compresseur 5 du turbo compresseur 6 au travers d'une vanne 7. 25 [0006] Le circuit de refroidissement comprend en outre un condenseur air/eau ou radiateur basse température 8 raccordé à l'échangeur air/eau 1 par un circuit d'eau traversant le circuit interne de l'échangeur 1 pour refroidir l'air d'admission suralimenté. [0007] La circulation de l'eau dans le circuit comprenant l'échangeur 1 et le condenseur 8 est assurée par une pompe à eau électrique 9 permettant à l'eau chaude sortant de 30 l'échangeur 1 de traverser le condenseur 8 qui est traversé par de l'air extérieur de refroidissement de l'eau circulant dans les circuits internes du condenseur 8 pour sortir de ce dernier vers l'échangeur 1 à une température d'environ 40°C, le condenseur étant situé par exemple au niveau de la face avant du véhicule ou dans le passage de roue de ce véhicule. [0008] La présence dans le véhicule d'une part du refroidisseur d'air de suralimentation de la figure 1 et d'autre part de la pompe à chaleur conduit à une implantation relativement compliquée de ces deux équipements dans le véhicule, notamment à cause de l'utilisation de deux condenseurs, l'un pour la pompe à chaleur et l'autre pour le refroidisseur d'air de suralimentation du moteur thermique. [0009] La présente invention a pour but de palier les inconvénients ci-dessus. [0010] A cet effet, selon l'invention, l'installation de chauffage du type pompe à chaleur pour un véhicule hybride à moteur électrique et moteur thermique suralimenté pourvu d'un circuit de refroidissement à eau d'air de suralimentation du moteur thermique comprenant un échangeur du type air/eau apte à refroidir l'air de suralimentation et raccordé à un condenseur à eau ou radiateur basse température pour le refroidissement de l'eau provenant de l'échangeur air/eau et traversant un circuit interne du condenseur à eau, la pompe à chaleur comprenant essentiellement un compresseur apte à chauffer et pressuriser un fluide frigorigène et un condenseur interne apte, en mode chauffage, à réchauffer, par échange de calories avec le fluide frigorigène issu du compresseur, de l'eau en tant que fluide caloporteur traversant un circuit interne du condenseur interne et qui est issu d'un circuit de refroidissement du moteur thermique, l'eau réchauffée alimentant un aérotherme permettant de réchauffer l'air dit intérieur. Les deux condenseurs forment un condenseur unique comprenant un seul circuit interne de circulation d'eau qui est raccordé soit au circuit de refroidissement du moteur thermique lorsque le véhicule est en mode de propulsion par le moteur électrique (avec notamment le moteur thermique arrêté de manière à réchauffer par échange avec le fluide frigorigène l'eau circulant vers l'aérotherme au travers du condenseur unique pour le réchauffement de l'air intérieur), soit à l'échangeur air/eau lorsque le véhicule est en mode de propulsion par le moteur thermique (notamment fonctionnant à chaud avec la pompe à chaleur inactive de manière à réchauffer l'air intérieur par échange de calories entre l'eau chaude traversant le condenseur unique en provenance de l'échangeur air/eau et l'air extérieur traversant le condenseur unique). [0011] Selon une variante de réalisation, l'entrée du circuit interne d'eau du condenseur unique est raccordée à la sortie d'eau de l'échangeur air/eau et à la sortie de l'aérotherme par l'intermédiaire d'une vanne du type trois voies et la sortie du circuit interne d'eau du condenseur unique est raccordée à l'entrée de l'échangeur air/eau et à l'entrée de l'aérotherme par l'intermédiaire d'une vanne de type trois voies, les deux vannes étant commandées en fonction du mode de propulsion du véhicule pour raccorder le circuit interne du condenseur unique à l'aérotherme ou à l'échangeur air/eau. [0012] Selon une autre variante de réalisation, où le circuit de refroidissement d'air de suralimentation et le circuit de refroidissement du moteur thermique comprennent respectivement deux pompes à eau électriques, la pompe à eau électrique du circuit de refroidissement d'air de suralimentation est arrêtée lorsque le véhicule est propulsé par le moteur électrique tandis que la pompe à eau électrique du circuit de refroidissement du moteur thermique est arrêtée lorsque le véhicule est propulsé par le moteur thermique pour raccorder le circuit interne du condenseur unique à l'aérotherme ou à l'échangeur air/eau. [0013] L'invention vise également un véhicule, tel qu'un véhicule automobile du type hybride à moteur électrique et moteur thermique suralimenté, et qui est caractérisé en ce qu'il comprend une installation de chauffage telle que définie précédemment. [0014] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un refroidisseur d'air de suralimentation d'un moteur thermique suralimenté ; - la figure 2 représente schématiquement une installation de chauffage/climatisation du type pompe à chaleur selon l'invention, dans le mode chauffage, et destinée à équiper un véhicule hybride à moteur thermique suralimenté et à moteur électrique ; - la figure 3 est une vue schématique du condenseur ou échangeur unique de l'invention faisant partie de l'installation de la figure 2 et dans une configuration correspondant à l'arrêt du moteur thermique suralimenté et du moteur électrique du véhicule hybride ; - la figure 4 est une vue schématique du condenseur ou échangeur unique de l'installation de la figure 2 et dans une configuration selon laquelle le véhicule est propulsé par le moteur électrique avec la pompe à chaleur active ; et - la figure 5 est une vue schématique du condenseur ou échangeur unique de l'installation de la figure 2 et dans une configuration selon laquelle le véhicule est propulsé par le moteur thermique dont la pompe à chaleur est inactive. [0015] La figure 2 représente une installation de chauffage/climatisation, de type pompe à chaleur, faisant partie d'un véhicule automobile de type hybride comprenant un moteur thermique suralimenté 3, tel qu'un moteur Diesel ou à essence et un moteur électrique, non représenté. [0016] La figure 2 montre également la présence d'un circuit de refroidissement de l'air de suralimentation du moteur thermique suralimenté 3 semblable à celui représenté en figure 1 et comprenant l'échangeur air/eau 1, la pompe à eau électrique 9 de circulation de l'eau traversant l'échangeur 1 pour refroidir l'air de suralimentation et le condenseur à eau ou radiateur basse température 8 qui sera décrit ultérieurement. [0017] L'installation de chauffage telle que représentée en figure 2 est destinée à fonctionner selon un mode chauffage et un mode réfrigération selon les besoins et elle comprend à cet effet un compresseur 10, un condenseur interne 11, un détendeur externe 12, un échangeur externe 13 et un sous-refroidisseur 14 qui interviennent tous au moins dans le mode chauffage, ainsi qu'un évaporateur interne 15 qui intervient au moins dans le mode réfrigération. [0018] Le compresseur 10 permet de chauffer et de pressuriser un fluide frigorigène qui est issu de l'échangeur externe 13 dans le mode chauffage et de l'évaporateur interne 15 dans le mode réfrigération. [0019] Le condenseur interne 11 intervient donc dans le cas présent dans le mode chauffage et il est chargé de contribuer au chauffage d'un air intérieur de l'habitacle du véhicule par échange avec le fluide frigorigène transformé en gaz chaud et pressurisé par le compresseur 10. [0020] Le condenseur interne 11 est ainsi chargé de réchauffer de l'eau en tant que fluide caloporteur, qui circule dans certains de ses conduits ou entre certaines parties de ses plaques empilées et qui est issu d'un circuit de refroidissement du moteur thermique suralimenté 3 par échange avec le fluide frigorigène (gaz chaud et pressurisé) qui circule dans certains autres de ses conduits ou entre certaines autres parties de ses plaques empilées. L'eau réchauffée regagne alors le circuit de refroidissement pour alimenter un aérotherme 16 qui est chargé, dans le mode chauffage, de chauffer l'air intérieur qui le traverse par échange avec l'eau réchauffée. Classiquement, l'eau réchauffée qui sort de l'aérotherme 16 alimente la portion du circuit de refroidissement qui traverse le moteur thermique 3 et qui alimente le condenseur interne 11 par l'intermédiaire d'une pompe à eau électrique 17, l'aérotherme étant un échangeur de chaleur de type air/liquide. [0021] Le détendeur externe 12, qui n'intervient que dans le mode chauffage, est destiné à dépressuriser le fluide frigorigène qui est issu du sous-refroidisseur 14, avant qu'il n'alimente l'échangeur externe 13 et il délivre un liquide refroidi et dépressurisé. [0022] L'échangeur externe 13 intervient dans le mode chauffage et dans le mode réfrigération. Dans le mode chauffage de la figure 2, l'échangeur externe 13 agit en tant qu'évaporateur et est chargé de réchauffer le fluide frigorigène (liquide refroidi et dépressurisé) qui est issu de détendeur externe 12 pour échange avec l'air extérieur (froid), c'est-à-dire absorption de calories contenues dans l'air extérieur et il délivre alors en sortie un fluide frigorigène, en phase gazeuse et légèrement réchauffé, destiné à alimenter le compresseur 10. Dans le mode de réfrigération, l'échangeur externe 13 agit en tant que condenseur et est chargé de refroidir le flux frigorigène (gaz chaud et pressurisé) issu du compresseur 10 par échange avec l'air extérieur (chaud), c'est-à-dire transfert de calories dans l'air extérieur et il délivre alors en sortie un fluide frigorigène, en phase liquide partiellement refroidi destiné à alimenter le sous-refroidisseur 14. [0023] Dans le mode de chauffage, le sous-refroidisseur 14 permet de sous-refroidir le fluide frigorigène issu du condenseur interne 11 afin d'alimenter le détendeur externe 12 pour permettre un accroissement de la capacité de réchauffage de l'échangeur externe 13, qui fonctionne alors en tant qu'évaporateur. [0024] Un réservoir de déshydratation 17 est prévu en amont de l'entrée du sous-refroidisseur 14 et est destiné à garantir que le fluide frigorigène qui parvient dans ce sous-refroidisseur est exclusivement en phase liquide. [0025] L'évaporateur interne 15 intervient dans le mode de réfrigération et un détendeur interne 18 est prévu en amont de l'entrée de l'évaporateur interne 15 pour refroidir et dépressuriser le fluide frigorigène, qui est issu du sous-refroidisseur 14. [0026] Pour contrôler le fonctionnement de l'installation de la figure 2 notamment en mode chauffage, diverses vannes de type trois voies V1 à V4 sont prévues dans le circuit de cette installation et sont commandées en mode chauffage pour assurer la circulation des différents fluides dans ce circuit comme symbolisé par les différentes flèches. [0027] Selon l'invention, le condenseur interne 11 de la pompe à chaleur et le condenseur à eau 8 faisant partie du circuit de refroidissement d'air de suralimentation du moteur thermique suralimenté 3 constituent un condenseur ou échangeur de chaleur unique qui sera désigné par la référence CU et qui comporte un circuit interne 20 de circulation d'eau provenant soit du circuit de refroidissement de l'air de suralimentation du moteur thermique suralimenté 3, soit du circuit de refroidissement à aérotherme 16 de ce moteur thermique. [0028] Le circuit interne 20 de circulation d'eau dans le condenseur unique CU est schématisé sous forme d'une simple boucle mais il est bien entendu que ce circuit interne comporte des conduits ou des plaques empilées dans ou entre lesquels (le)s circule l'eau du circuit de refroidissement de l'air de suralimentation du moteur thermique 3 ou du circuit de refroidissement de ce moteur thermique. [0029] La figure 2 montre que l'entrée du condenseur unique CU est raccordée par l'intermédiaire d'une vanne V5 de type trois voies d'une part à une conduite 21 raccordée à la sortie de l'échangeur air/eau 1 du circuit de refroidissement d'air de suralimentation du moteur thermique 3 et d'autre part à une conduite 22 raccordée à la sortie de l'aérotherme 16, les pompes à eau électriques 9, 17 pouvant se trouver respectivement dans les deux conduites de sortie 21, 22. [0030] La sortie du condenseur unique CU est raccordée par l'intermédiaire d'une vanne V6 de type trois voies d'une part à une conduite 23 raccordée à l'entrée de l'échangeur air/eau 1 du circuit de refroidissement d'air de suralimentation du moteur thermique 3 et d'autre part à une conduite 24 raccordée à l'entrée de l'aérotherme 16. [0031] Ainsi, la vanne V5 a sa sortie raccordée à l'entrée du condenseur unique CU et ses deux entrées raccordées respectivement aux deux conduites 21, 22 tandis que la vanne V6 a son entrée raccordée à la sortie du condenseur unique CU et ses deux sorties raccordées respectivement aux deux conduites 23, 24. [0032] Les deux vannes V5 et V6 peuvent être pilotées pour raccorder le circuit interne 20 du condenseur unique CU soit aux deux conduites 21, 23 de circulation d'eau du circuit de refroidissement d'air de suralimentation du moteur thermique 3, soit aux deux conduites 22, 24 du circuit de refroidissement de ce moteur thermique suivant que l'installation de la figure 2 fonctionne en mode pompe à chaleur ou en mode de refroidissement de l'air de suralimentation du moteur thermique 3 comme cela va être détaillé ci-dessous en référence notamment aux figures 4 et 5. [0033] En se référant tout d'abord à la figure 3, celle-ci représente la configuration du condenseur unique CU à l'arrêt, c'est-à-dire lorsque le moteur électrique et le moteur thermique suralimenté 3 du véhicule hybride sont arrêtés ou coupés. A cette configuration, les vannes V5 et V6 sont pilotées à leur état de fermeture de sorte qu'il n'y a aucune circulation d'eau dans le circuit interne 20 du condenseur commun CU et la pompe à chaleur est à l'arrêt de sorte qu'il n'y a pas de circulation de fluide frigorigène dans le circuit interne correspondant de ce condenseur dont l'entrée est raccordée par une conduite 25 à une sortie de la vanne V1 et la sortie est raccordée par une conduite 26 à une entrée de la vanne V2. Bien que la circulation du fluide frigorigène au travers du condenseur unique puisse être assurée par les deux vannes V1, V2, au moins l'une d'entre elles peut être pilotée à sa position de fermeture pour empêcher la circulation du fluide frigorigène dans le circuit interne de ce condenseur, mais il est possible de prévoir une vanne supplémentaire V7 pouvant être pilotée à une position de fermeture pour l'arrêt de circulation du fluide frigorigène dans le condenseur unique CU ou d'ouverture de circulation du fluide frigorigène au travers de ce condenseur, la vanne V7 étant disposée dans la conduite 25 d'entrée de fluide frigorigène. La vanne V7 est du type deux voies. [0034] La flèche F1 en figure 3 symbolise le passage au travers des ailettes du condenseur unique CU d'air extérieur depuis la face avant du véhicule hybride. [0035] La figure 4 représente le condenseur unique CU fonctionnant en mode pompe à chaleur selon lequel le moteur thermique suralimenté 3 est arrêté et le moteur électrique du véhicule est enclenché ou actif pour permettre à ce dernier d'être propulsé par le moteur électrique. Dans cette configuration, les vannes V5 et V6 sont pilotées pour mettre en communication les entrée et sortie du condenseur unique CU avec les conduites 22, 24 du circuit de refroidissement du moteur thermique 3 avec, le cas échéant, si présente, la vanne V7 pilotée à sa position d'ouverture de sorte que le circuit de refroidissement d'air de suralimentation de ce moteur thermique est inactivé. Ainsi, le fluide frigorigène de la pompe à chaleur circule dans le circuit interne correspondant du condenseur unique CU au travers des conduites d'entrée 25 et de sortie 26 et l'eau du circuit de refroidissement du moteur thermique suralimenté 3 circule dans le circuit interne 20 du condenseur unique CU et au travers des conduites 22 et 24 reliant l'aérotherme 16 au condenseur unique CU.The present invention relates to a heating installation, of the heat pump type, for a hybrid vehicle with an electric motor and a supercharged heat engine. Such an installation comprises a compressor adapted to heat and pressurize a refrigerant, an internal condenser able, in heating mode, to contribute to the heating of an air called inner by heat exchange with the refrigerant from the compressor, a external expansion valve able, in heating mode, to depressurize the refrigerant, an external heat exchanger adapted, in heating mode, to heat the refrigerant which is from the external expander by exchange with an air said outside to supply the compressor. The internal condenser of this installation is also responsible for heating a heat transfer fluid, such as water, which passes through an internal circuit of the condenser, by exchange with the refrigerant (hot and pressurized gas) flowing in a Another internal circuit of this condenser, the heated heat transfer fluid then regaining the cooling circuit of the heat engine to power a heater adapted, in the heating mode, to heat the indoor air that passes through exchange with the heat transfer fluid. [0004] The vehicle is also equipped with a charge air water cooling circuit sucked into the cylinders of the engine through the intake lines. Such a circuit is shown in Figure 1 and comprises an exchanger 1 of the air / water type adapted to cool the supercharged intake air sucked into the cylinders 2 of the engine 3 in the intake ducts 4 and from the compressor 5 of the turbo compressor 6 through a valve 7. The cooling circuit further comprises a condenser air / water or low temperature radiator 8 connected to the air / water exchanger 1 by a water circuit passing through the internal circuit of the exchanger 1 to cool the intake air supercharged. The flow of water in the circuit comprising the exchanger 1 and the condenser 8 is provided by an electric water pump 9 allowing the hot water leaving the exchanger 1 to pass through the condenser 8 which is traversed by external air cooling water circulating in the internal circuits of the condenser 8 to exit the latter to the exchanger 1 at a temperature of about 40 ° C, the condenser being located for example at the level of the front of the vehicle or in the wheel well of this vehicle. The presence in the vehicle on the one hand of the charge air cooler of Figure 1 and on the other hand the heat pump leads to a relatively complicated implementation of these two devices in the vehicle, in particular because the use of two condensers, one for the heat pump and the other for the charge air cooler of the engine. The present invention aims to overcome the disadvantages above. For this purpose, according to the invention, the heating system of the heat pump type for a hybrid vehicle with an electric motor and a supercharged heat engine provided with a cooling circuit for the cooling air of the heat engine. comprising an exchanger of the air / water type adapted to cool the charge air and connected to a water condenser or low temperature radiator for cooling the water from the air / water heat exchanger and passing through an internal circuit of the condenser to water, the heat pump essentially comprising a compressor adapted to heat and pressurize a refrigerant and an internal condenser adapted, in heating mode, to heat, by heat exchange with the refrigerant from the compressor, water as heat transfer fluid passing through an internal circuit of the internal condenser and which is derived from a cooling circuit of the heat engine, the heated water supplying an aerotherm e to heat the air said inside. The two condensers form a single condenser comprising a single internal water circulation circuit which is connected either to the cooling circuit of the engine when the vehicle is in propulsion mode by the electric motor (with in particular the engine stopped in order to heat exchange with the refrigerant water flowing to the heater through the single condenser for heating the indoor air), or the air / water heat exchanger when the vehicle is in propulsion mode by the engine (especially when operating hot with the inactive heat pump to heat the indoor air by heat exchange between the hot water flowing through the single condenser from the air / water heat exchanger and the outside air passing through the single condenser ). According to an alternative embodiment, the inlet of the internal water circuit of the single condenser is connected to the water outlet of the air / water heat exchanger and at the outlet of the heater through the intermediary of a three-way type valve and the outlet of the internal water circuit of the single condenser is connected to the inlet of the air / water heat exchanger and to the inlet of the heater by means of a valve of the type three ways, the two valves being controlled according to the propulsion mode of the vehicle to connect the internal circuit of the single condenser to the heater or the air / water heat exchanger. According to another embodiment, wherein the charge air cooling circuit and the heat engine cooling circuit respectively comprise two electric water pumps, the electric water pump of the charge air cooling circuit. is stopped when the vehicle is propelled by the electric motor while the electric water pump of the cooling circuit of the engine is stopped when the vehicle is propelled by the engine to connect the internal circuit of the single condenser to the heater or to the air / water exchanger. The invention also relates to a vehicle, such as a motor vehicle of the hybrid type electric motor and supercharged engine, and which is characterized in that it comprises a heating installation as defined above. The invention will be better understood, and other objects, features, details and advantages thereof will appear more clearly in the explanatory description which follows with reference to the accompanying drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which: - Figure 1 is a schematic view of a charge air cooler supercharged engine; - Figure 2 schematically shows a heating / cooling system of the heat pump type according to the invention, in the heating mode, and intended to equip a hybrid vehicle with supercharged heat engine and electric motor; FIG. 3 is a schematic view of the single condenser or exchanger of the invention forming part of the installation of FIG. 2 and in a configuration corresponding to the stopping of the supercharged heat engine and the electric motor of the hybrid vehicle; FIG. 4 is a schematic view of the single condenser or exchanger of the installation of FIG. 2 and in a configuration according to which the vehicle is propelled by the electric motor with the active heat pump; and FIG. 5 is a schematic view of the single condenser or exchanger of the installation of FIG. 2 and in a configuration according to which the vehicle is propelled by the heat engine whose heat pump is inactive. [0015] FIG. 2 represents a heating / air conditioning system, of the heat pump type, forming part of a hybrid-type motor vehicle comprising a supercharged heat engine 3, such as a diesel or gasoline engine and an electric motor. , not shown. [0016] FIG. 2 also shows the presence of a charge air cooling circuit of the supercharged engine 3 similar to that shown in FIG. 1 and comprising the air / water exchanger 1, the electric water pump 9 circulating water through the exchanger 1 to cool the charge air and the water condenser or low temperature radiator 8 to be described later. The heating installation as shown in Figure 2 is intended to operate in a heating mode and a refrigeration mode as required and it comprises for this purpose a compressor 10, an internal condenser 11, an external expander 12, a external exchanger 13 and a subcooler 14 all involved at least in the heating mode, and an internal evaporator 15 which occurs at least in the refrigeration mode. The compressor 10 is used to heat and pressurize a refrigerant which is derived from the external heat exchanger 13 in the heating mode and the internal evaporator 15 in the refrigeration mode. The internal condenser 11 therefore intervenes in the present case in the heating mode and it is responsible for contributing to the heating of an interior air of the passenger compartment of the vehicle by exchange with the refrigerant converted into hot gas and pressurized by the compressor 10. [0020] The internal condenser 11 is thus responsible for heating water as heat transfer fluid, which circulates in some of its ducts or between parts of its stacked plates and which comes from a cooling circuit of the supercharged heat engine 3 by exchange with the refrigerant (hot and pressurized gas) which circulates in some other of its conduits or between certain other parts of its stacked plates. The heated water then regains the cooling circuit to supply a heater 16 which is charged, in the heating mode, to heat the internal air which passes through it by exchange with the heated water. Conventionally, the heated water leaving the air heater 16 feeds the portion of the cooling circuit that passes through the heat engine 3 and feeds the internal condenser 11 via an electric water pump 17, the heater being an air / liquid heat exchanger. The external expansion valve 12, which intervenes only in the heating mode, is intended to depressurize the refrigerant which is from the subcooler 14, before it feeds the external heat exchanger 13 and it delivers a cooled and depressurized liquid. The external exchanger 13 is involved in the heating mode and in the refrigeration mode. In the heating mode of FIG. 2, the external exchanger 13 acts as an evaporator and is responsible for heating the refrigerant (cooled and depressurized liquid) which is obtained from external expansion valve 12 for exchange with the outside air (cold ), that is to say absorption of calories contained in the outside air and it then delivers a refrigerant, gas phase and slightly heated, for supplying the compressor 10. In the refrigeration mode, the external exchanger 13 acts as a condenser and is responsible for cooling the refrigerant flow (hot and pressurized gas) from the compressor 10 by exchange with the outside air (hot), that is to say, heat transfer in the outside air and it then delivers at the outlet a refrigerant, in a partially cooled liquid phase for supplying the subcooler 14. In the heating mode, the subcooler 14 allows the subcooler to be sub-cooled. rigorigène from the internal condenser 11 to supply the external expander 12 to allow an increase in the heating capacity of the external exchanger 13, which then operates as an evaporator. A dewatering tank 17 is provided upstream of the inlet of the subcooler 14 and is intended to ensure that the refrigerant that arrives in this subcooler is exclusively in the liquid phase. The internal evaporator 15 intervenes in the refrigeration mode and an internal expansion valve 18 is provided upstream of the inlet of the internal evaporator 15 to cool and depressurize the refrigerant, which is derived from the subcooler 14. To control the operation of the installation of Figure 2 in particular in heating mode, various three-way type valves V1 to V4 are provided in the circuit of this installation and are controlled in heating mode to ensure the circulation of the various fluids in this circuit as symbolized by the different arrows. According to the invention, the internal condenser 11 of the heat pump and the water condenser 8 forming part of the charge air cooling circuit of the supercharged heat engine 3 constitute a single condenser or heat exchanger which will be designated by the reference CU and which comprises an internal circuit 20 for circulating water from either the cooling circuit of the charge air of the supercharged engine 3, or of the cooling circuit unit heater 16 of this engine. The internal circuit 20 for circulating water in the single condenser CU is shown schematically in the form of a single loop but it is understood that this internal circuit comprises ducts or plates stacked in or between which (s) circulates the cooling circuit of the charge air of the heat engine 3 or the cooling circuit of this engine. Figure 2 shows that the inlet of the single condenser CU is connected via a valve V5 three-way type on the one hand to a pipe 21 connected to the outlet of the air / water heat exchanger 1 of the charge air cooling circuit of the heat engine 3 and secondly to a pipe 22 connected to the output of the heater 16, the electric water pumps 9, 17 can be respectively in the two output pipes 21, 22. The output of the single condenser CU is connected via a valve V6 of the three-way type on the one hand to a pipe 23 connected to the inlet of the air / water heat exchanger 1 of the cooling circuit of the supercharging air of the heat engine 3 and on the other hand to a pipe 24 connected to the inlet of the heater 16. [0031] Thus, the valve V5 has its output connected to the condenser inlet single CU and its two inputs respectively connected to the two lines 21, 22 while that the valve V6 has its input connected to the output of the single condenser CU and its two outputs respectively connected to the two lines 23, 24. The two valves V5 and V6 can be controlled to connect the internal circuit 20 of the single condenser CU either to the two lines 21, 23 for circulating water of the charge air cooling circuit of the heat engine 3, or to the two lines 22, 24 of the cooling circuit of this engine according to the installation of FIG. 2 operates in heat pump mode or cooling mode of the charge air of the engine 3 as will be detailed below with reference in particular to Figures 4 and 5. [0033] Referring firstly to the Figure 3 shows the configuration of the single condenser CU stopped, that is to say when the electric motor and the supercharged heat engine 3 of the hybrid vehicle are stopped or cut. In this configuration, the valves V5 and V6 are driven to their closed state so that there is no circulation of water in the internal circuit 20 of the common condenser CU and the heat pump is at a standstill. so that there is no flow of refrigerant in the corresponding internal circuit of the condenser whose input is connected by a pipe 25 to an outlet of the valve V1 and the outlet is connected by a pipe 26 to a inlet of the valve V2. Although the circulation of the refrigerant through the single condenser can be provided by the two valves V1, V2, at least one of them can be driven to its closed position to prevent the circulation of refrigerant in the circuit internal of this condenser, but it is possible to provide an additional valve V7 can be driven to a closed position for stopping the circulation of the refrigerant in the single condenser CU or refrigerant circulation opening through this condenser, the valve V7 being disposed in the refrigerant inlet conduit. The valve V7 is of the two-way type. The arrow F1 in Figure 3 symbolizes the passage through the fins of the single condenser CU outdoor air from the front of the hybrid vehicle. FIG. 4 represents the single condenser CU operating in heat pump mode according to which the supercharged heat engine 3 is stopped and the electric motor of the vehicle is switched on or active to enable the latter to be propelled by the electric motor. In this configuration, the valves V5 and V6 are controlled to connect the input and output of the single condenser CU with the pipes 22, 24 of the cooling circuit of the heat engine 3 with, if necessary, if present, the valve V7 piloted in its open position so that the charge air cooling circuit of this engine is inactivated. Thus, the refrigerant of the heat pump flows in the corresponding internal circuit of the single condenser CU through the inlet and outlet pipes 25 and the water of the cooling circuit of the supercharged heat engine 3 circulates in the internal circuit. 20 of the single condenser CU and through the pipes 22 and 24 connecting the heater 16 to the single condenser CU.

Dans ces conditions, il y a échange de calories entre le fluide frigorigène (gaz chaud et pressurisé) circulant au travers du condenseur unique CU et l'eau circulant dans le circuit interne 20 de ce condenseur de manière que le fluide frigorigène fournit des calories à l'eau circulant dans le circuit interne 20 pour la réchauffer comme symbolisé par la flèche F2 de sorte que l'eau réchauffée sortant du condenseur CU traverse l'aérotherme 16 qui permet de chauffer l'air intérieur qui le traverse par échange avec l'eau réchauffée. La flèche F1 en figure 4 symbolise une faible circulation d'air extérieur depuis la face avant du véhicule dans ce mode de fonctionnement en pompe à chaleur du condenseur unique CU. [0036] La figure 5 représente le fonctionnement du condenseur unique CU dans une configuration selon laquelle la pompe à chaleur est inactive avec le moteur thermique propulsant le véhicule hybride et ayant atteint sa température de fonctionnement, le moteur électrique pouvant être inactivé ou non. Dans cette configuration, les vannes V5 et V6 sont pilotées pour raccorder les entrée et sortie du condenseur unique CU aux conduites 21, 23 du circuit de refroidissement d'air de suralimentation du moteur thermique suralimenté 3 de sorte que le circuit de circulation d'eau de refroidissement du moteur thermique 3 via l'aérotherme 16 est inactivé. Le cas échéant, si présente, la vanne V7 est pilotée à son état de fermeture de la conduite 25 raccordée à l'entrée du condenseur unique CU, sinon c'est la vanne V1 qui sera pilotée pour bloquer toute circulation de fluide frigorigène dans le circuit interne correspondant du condenseur unique. Dans ces conditions, la forte circulation d'air extérieur depuis la face avant du véhicule hybride comme symbolisé par la flèche F1 en figure 5 traverse le condenseur unique CU et l'eau réchauffée provenant de l'échangeur air/eau 1 au travers de la conduite 21 traverse le circuit interne 20 du condenseur unique CU pour échanger ses calories à l'air extérieur traversant ce condenseur comme symbolisé par la flèche F2 pour chauffer ainsi l'air intérieur. Bien entendu, l'eau refroidie sortant du condenseur unique CU traverse la conduite 23 pour assurer le refroidissement de l'air de suralimentation du moteur thermique suralimenté 3. [0037] Au lieu de prévoir les vannes V5 et V6 pilotées de manière à raccorder le circuit interne 20 du condenseur unique CU soit au circuit de refroidissement du moteur thermique suralimenté 3, soit au circuit de refroidissement d'air de suralimentation de ce moteur, il est possible tout simplement de commander les pompes à eau électriques 9, 17 de ces deux circuits en arrêtant la pompe à eau électrique 9 du circuit de refroidissement de l'air de suralimentation du moteur thermique 3 et activant la pompe électrique 17 du circuit de refroidissement à aérotherme 16 du moteur thermique pour raccorder l'aérotherme 16 au circuit interne 20 du condenseur unique CU ou en activant la pompe à eau électrique 9 et arrêtant la pompe à eau électrique 17 pour raccorder les conduites 21, 23 de l'échangeur air/eau 1 au circuit interne 20 du condenseur unique CU. [0038] En réalisant un condenseur ou échangeur unique ayant un circuit d'eau commun à celui du circuit de refroidissement à aérotherme 16 du moteur thermique faisant partie de la pompe à chaleur et au circuit de refroidissement d'air de suralimentation du moteur thermique 3, non seulement on obtient un gain de place dans le véhicule hybride pour implanter ce condenseur unique par rapport à la solution à deux condenseurs ou échangeurs indépendants mais on diminue également les coûts de fabrication et de montage d'un tel condenseur unique. [0039] En outre, il y a une parfaite adéquation en terme d'image écologique, entre le véhicule hybride et le système de pompe à chaleur de l'invention dans la réalisation d'un véhicule à émission polluante nulle ZEV (Zéro Emission Véhicle). [0040] Le condenseur ou échangeur air-eau-fluide réfrigérant ou frigorigène de l'invention doit être dimensionné pour assurer un compromis entre d'une part le faible dimensionnement que doit avoir le condenseur d'une pompe à chaleur et d'autre part le dimensionnement le plus grand possible que doit avoir le condenseur pour le refroidissement de l'air de suralimentation du moteur thermique suralimenté.Under these conditions, there is heat exchange between the refrigerant (hot and pressurized gas) flowing through the single condenser CU and the water flowing in the internal circuit 20 of the condenser so that the refrigerant provides calories to the water circulating in the internal circuit 20 to heat it as symbolized by the arrow F2 so that the heated water leaving the condenser CU passes through the heater 16 which heats the internal air that passes through the exchange with the warmed water. The arrow F1 in FIG. 4 symbolizes a weak circulation of outside air from the front face of the vehicle in this mode of heat pump operation of the single condenser CU. Figure 5 shows the operation of the single condenser CU in a configuration according to which the heat pump is inactive with the engine propelling the hybrid vehicle and having reached its operating temperature, the electric motor can be inactivated or not. In this configuration, the valves V5 and V6 are controlled to connect the inlet and outlet of the single condenser CU to the lines 21, 23 of the charge air cooling circuit of the supercharged heat engine 3 so that the water circulation circuit cooling of the heat engine 3 via the heater 16 is inactivated. If present, if present, the valve V7 is controlled in its closed state of the pipe 25 connected to the inlet of the single condenser CU, otherwise it is the valve V1 which will be controlled to block any circulation of refrigerant in the corresponding internal circuit of the single condenser. Under these conditions, the strong outside air flow from the front of the hybrid vehicle as symbolized by the arrow F1 in Figure 5 passes through the single condenser CU and the heated water from the air / water heat exchanger 1 through the conduit 21 passes through the internal circuit 20 of the single condenser CU to exchange its calories to the outside air passing through the condenser as symbolized by the arrow F2 to thereby heat the indoor air. Of course, the cooled water leaving the single condenser CU passes through the pipe 23 to cool the charge air of the supercharged heat engine 3. Instead of providing the valves V5 and V6 controlled so as to connect the internal circuit 20 of the single condenser CU either to the cooling circuit of the supercharged heat engine 3 or to the charge air cooling circuit of this engine, it is simply possible to control the electric water pumps 9, 17 of these two circuits by stopping the electric water pump 9 of the cooling circuit of the charge air of the heat engine 3 and activating the electric pump 17 of the heater cooling circuit 16 of the heat engine to connect the heater 16 to the internal circuit 20 of the single condenser CU or by activating the electric water pump 9 and stopping the electric water pump 17 to connect the lines 21, 23 of the exchanger air / water 1 to the internal circuit 20 of the single condenser CU. By producing a single condenser or heat exchanger having a water circuit common to that of the cooling circuit with heater 16 of the heat engine forming part of the heat pump and the cooling circuit of the supercharging air of the heat engine 3 , not only does gain space in the hybrid vehicle to implement this single condenser compared to the solution with two independent condensers or exchangers but also reduces the manufacturing costs and mounting of such a single condenser. In addition, there is a perfect match in terms of ecological image, between the hybrid vehicle and the heat pump system of the invention in the realization of a zero emission vehicle ZEV (Zero Emission Vehicle ). The condenser or air-water-refrigerant or refrigerant fluid exchanger of the invention must be sized to ensure a compromise between on the one hand the small size that must have the condenser of a heat pump and secondly the largest possible size that the condenser must have for cooling the charge air of the supercharged engine.

Claims (6)

REVENDICATIONS1. Installation de chauffage du type pompe à chaleur pour un véhicule hybride à moteur électrique et moteur thermique suralimenté (3), pourvu d'un circuit de refroidissement à eau d'air de suralimentation du moteur thermique (3) comprenant un échangeur (1) du type air/eau, notamment apte à refroidir l'air de suralimentation, et raccordé à un condenseur à eau ou radiateur basse température (8) pour le refroidissement de l'eau provenant de l'échangeur air/eau (1) et traversant un circuit interne du condenseur à eau (8), la pompe à chaleur comprenant essentiellement un compresseur (10) apte à chauffer et pressuriser un fluide frigorigène et un condenseur interne (11) apte, en mode chauffage, à réchauffer, par échange de calories avec le fluide frigorigène issu du compresseur (10), de l'eau en tant que fluide caloporteur traversant un circuit interne du condenseur interne (11) et qui est issu d'un circuit de refroidissement du moteur thermique (3), l'eau réchauffée alimentant un aérotherme (16) permettant de réchauffer l'air dit intérieur, caractérisée en ce que les deux condenseurs (8,11) forment un condenseur unique (CU) comprenant un seul circuit interne (20) de circulation d'eau qui est raccordé, soit au circuit de refroidissement du moteur thermique (3) lorsque le véhicule est en mode de propulsion par le moteur électrique, soit à l'échangeur air/eau (1) lorsque le véhicule est en mode de propulsion par le moteur thermique (3).REVENDICATIONS1. Heating plant of the heat pump type for a hybrid vehicle with an electric motor and a supercharged heat engine (3), provided with a cooling circuit with a charge air of the heat engine (3) comprising a heat exchanger (1) of the air / water type, in particular adapted to cool the charge air, and connected to a water condenser or low temperature radiator (8) for cooling water from the air / water heat exchanger (1) and passing through a internal circuit of the water condenser (8), the heat pump essentially comprising a compressor (10) adapted to heat and pressurize a refrigerant and an internal condenser (11) adapted, in heating mode, to heat, by heat exchange with the refrigerant from the compressor (10), water as heat transfer fluid passing through an internal circuit of the internal condenser (11) and which comes from a cooling circuit of the heat engine (3), the heated water alim comprising a heater (16) for heating the so-called internal air, characterized in that the two condensers (8, 11) form a single condenser (CU) comprising a single internal circuit (20) for circulating water which is connected either to the cooling circuit of the heat engine (3) when the vehicle is in propulsion mode by the electric motor, or to the air / water heat exchanger (1) when the vehicle is in propulsion mode by the heat engine (3). ). 2. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le condenseur unique (CU) comprend un seul circuit interne (20) de circulation d'eau qui est raccordé au circuit de refroidissement du moteur thermique (3) lorsque le véhicule est en mode de propulsion par le moteur électrique et que le moteur thermique (3) est arrêté, de manière à réchauffer par échange avec le fluide frigorigène l'eau circulant vers l'aérotherme (16) au travers du condenseur unique (CU) pour le réchauffement de l'air intérieur.2. Installation according to the preceding claim, characterized in that the single condenser (CU) comprises a single internal circuit (20) of water circulation which is connected to the cooling circuit of the engine (3) when the vehicle is in mode propulsion by the electric motor and that the heat engine (3) is stopped, so as to heat by exchange with the refrigerant water flowing to the heater (16) through the single condenser (CU) for the heating of the indoor air. 3. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le condenseur unique (CU) comprend un seul circuit interne (20) de circulation d'eau qui est raccordé à l'échangeur air/eau (1) lorsque le véhicule est en mode de propulsion par le moteur thermique (3) fonctionnant à chaud avec la pompe à chaleur inactive, de manière à réchauffer l'air intérieur par échange de calories entre l'eau chaude traversant le condenseur unique (CU) en provenance de l'échangeur air/eau (1) et l'air extérieur traversant le condenseur unique (CU)3. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the single condenser (CU) comprises a single internal circuit (20) of water circulation which is connected to the air / water heat exchanger (1) when the vehicle is in propulsion mode by the heat engine (3) operating hot with the inactive heat pump, so as to heat the indoor air by heat exchange between the hot water passing through the single condenser (CU) coming from the air / water heat exchanger (1) and outside air passing through the single condenser (CU) 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entrée du circuit interne d'eau (20) du condenseur unique (CU) est raccordée à la sortie d'eau de l'échangeur air/eau (1) et à la sortie de l'aérotherme (16) par l'intermédiaire d'une vanne (V5) de type trois voies et la sortie du circuit interne d'eau (20) du condenseur unique (CU) est raccordée à l'entrée de l'échangeur air/eau (1) et à l'entrée de l'aérotherme (16) par l'intermédiaire d'une vanne (V6) de type trois voies, les deux vannes (V5,V6) étant commandées en fonction du mode de propulsion du véhicule, pour raccorder le circuit interne (20) du condenseur unique (CU) à l'aérotherme (16) ou à l'échangeur air/eau (1).4. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet of the internal water circuit (20) of the single condenser (CU) is connected to the water outlet of the air / water exchanger (1). ) and at the outlet of the heater (16) via a valve (V5) of three-way type and the outlet of the internal water circuit (20) of the single condenser (CU) is connected to the inlet of the air / water heat exchanger (1) and at the inlet of the heater (16) via a valve (V6) of three-way type, the two valves (V5, V6) being controlled by depending on the mode of propulsion of the vehicle, for connecting the internal circuit (20) of the single condenser (CU) to the heater (16) or the air / water exchanger (1). 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le circuit de refroidissement d'air de suralimentation et le circuit de refroidissement du moteur thermique (3) comprennent respectivement deux pompes à eau électriques (9,17), la pompe à eau électrique (9) du circuit de refroidissement d'air de suralimentation étant arrêtée lorsque le véhicule est propulsé par le moteur électrique tandis que la pompe à eau électrique (17) du circuit de refroidissement du moteur thermique (3) est arrêtée lorsque le véhicule est propulsé par le moteur thermique (3) pour raccorder le circuit interne (20) du condenseur unique (CU) à l'aérotherme (16) ou à l'échangeur air/eau (1).5. Installation according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supercharging air cooling circuit and the cooling circuit of the engine (3) respectively comprise two electric water pumps (9,17), the electric water pump (9) of the charge air cooling circuit being stopped when the vehicle is propelled by the electric motor while the electric water pump (17) of the cooling circuit of the engine (3) is stopped when the vehicle is propelled by the heat engine (3) to connect the internal circuit (20) of the single condenser (CU) to the heater (16) or the air / water exchanger (1). 6. Véhicule, tel qu'un véhicule automobile, du type hybride à moteur électrique et moteur thermique suralimenté, caractérisé en ce qu'il comprend une installation de chauffage selon l'une des revendications précédentes.6. Vehicle, such as a motor vehicle, of the hybrid type with electric motor and supercharged engine, characterized in that it comprises a heating installation according to one of the preceding claims.
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