FR3026173A1

FR3026173A1 - Procede de pilotage d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation et installation correspondante, avec utilisation d'un dispositif de chauffage electrique

Info

Publication number: FR3026173A1
Application number: FR1459010A
Authority: FR
Inventors: Josselin Gour; Bernard Aoun; Bastien Jovet
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-03-25
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: FR3026173B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de pilotage d'une installation (1) de chauffage, ventilation et/ou climatisation et une installation correspondante qui comprend un boîtier (4), un dispositif de chauffage électrique (21) logé dans le boîtier, et une boucle (8) incluant un évapo-condenseur (15) et un condenseur (12) logé dans le boîtier. Ledit procédé comprend la détermination de la puissance maximale, notée P1, que l'évapo-condenseur (15) est apte à délivrer pendant une durée donnée avant qu'une masse donnée de givre ne se forme. La puissance de chauffage du condenseur à ne pas dépasser, notée P2, délivrée par le condenseur (12) lorsque l'évapo-condenseur (15) fonctionne à ladite puissance maximale P1, est aussi déterminée. La puissance de chauffage requise P3 est alors comparée avec la puissance de chauffage P2. le dispositif de chauffage électrique (21) est piloté en fonction du résultat de ladite étape de comparaison pour atteindre ladite température de consigne T1 en sortie du boîtier.

Description

La présente invention concerne de manière générale les installations et procédés de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Un véhicule automobile, notamment un véhicule électrique ou hybride, est 5 couramment équipé d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour modifier les paramètres aérothermiques d'un flux d'air distribué à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. A cet effet, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend 10 un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation apte à canaliser la circulation du flux d'air préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle. L'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation est principalement constitué d'un boîtier réalisé en matière plastique logé sous une planche de bord du véhicule. 15 Pour modifier la température du flux d'air préalablement à sa diffusion dans l'habitacle, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant. 20 Une telle boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend, notamment, un compresseur, un échangeur de chaleur intérieur formant condenseur, un premier organe de détente, un échangeur de chaleur extérieur formant évapo-condenseur, un deuxième organe de détente, un évaporateur, 25 et un accumulateur. Le compresseur est apte à porter le fluide réfrigérant à une haute pression. L'échangeur de chaleur intérieur est logé dans le boîtier pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d'air circulant dans le boîtier préalablement à sa distribution dans l'habitacle. Le premier organe de détente et le deuxième organe de détente sont prévus pour 30 permettre une détente du fluide réfrigérant depuis la haute pression vers la basse pression. L'échangeur de chaleur extérieur permet un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et l'air ambiant, tel qu'un flux d'air extérieur au véhicule.

Le boîtier est équipé de volets manoeuvrables entre une position de fermeture dans laquelle les volets interdisent un passage du flux d'air à travers l'échangeur de chaleur interne, et une position d'ouverture dans laquelle les volets autorisent le passage du flux d'air à travers l'échangeur de chaleur interne. De plus, la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation est apte à fonctionner en mode " refroidissement " selon lequel le flux d'air est refroidi par l'évaporateur, et en mode " chauffage " selon lequel le flux d'air est réchauffé par l'échangeur de chaleur interne. En mode "refroidissement ", les volets sont disposés en position de fermeture de manière à ce que le flux d'air ne soit pas réchauffé par l'échangeur de chaleur interne. En mode " chauffage ", les volets sont placés en position d'ouverture pour permettre un réchauffement du flux d'air lors de sa traversée de l'échangeur de chaleur interne. On constate cependant que, dans certaines conditions de fonctionnement de l'installation, un dépôt de givre se forme sur la surface de l'échangeur de chaleur extérieur. Un tel givrage tend à réduire le débit du flux d'air extérieur traversant l'échangeur de chaleur extérieur ce qui diminue l'échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur. Une telle diminution est préjudiciable au fonctionnement global de la boucle de climatisation et altère les performances thermiques de cette dernière.

Au fur et à mesure que le givrage de l'échangeur de chaleur extérieur s'accroit, la pression au niveau de l'évapo-condenseur diminue jusqu'à atteindre une valeur seuil critique, généralement égale à 1 bar. Lorsque cette pression est atteinte, le fonctionnement de la boucle utilisée en tant que pompe à chaleur doit être interrompu pour ne pas endommager la boucle.

En effet, lorsque la pression du fluide frigorigène dans la partie basse pression de la boucle de climatisation descend sous la pression atmosphérique, de l'air peut s'infiltrer dans le circuit de la boucle et l'endommager.

Ainsi, dans le cas où l'échangeur de chaleur extérieur est entièrement givré, c'est-à-dire lorsqu'une masse de givre donnée, dite masse de givre maximale s'est déposée sur l'échangeur de chaleur extérieur, l'installation devient inapte 5 à procurer un confort thermique satisfaisant à l'intérieur de l'habitacle. La présente invention a pour but de proposer un procédé de pilotage d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation et une installation correspondante permettant, pour une durée de fonctionnement prévue de 10 l'installation, de retarder le givrage complet de l'échangeur de chaleur extérieur, tout en conservant un confort suffisant pour l'utilisateur. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pilotage d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, ladite installation comprenant : 15 - un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation qui comprend un boîtier et des moyens de génération de flux d'air, - une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation, qui comprend au moins un compresseur, un évapo-condenseur, et un condenseur logé dans le boîtier ; 20 - un dispositif de chauffage électrique logé dans le boîtier ; - une unité de pilotage configurée pour piloter au moins ledit appareil, la boucle, et le dispositif de chauffage électrique ; caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : détermination d'une consigne de température, notée Ti, du flux d'air 25 en sortie du boîtier, en fonction d'un besoin de chauffage donné ; détermination du débit de givrage maximum, noté 01, correspondant au débit de givrage à ne pas dépasser pour que l'évapo-condenseur fonctionne pendant une durée donnée, détermination de la puissance maximale, notée Pi, que l'évapo30 condenseur est apte à délivrer lorsque le débit de givrage est égal au débit de givrage maximum 01; détermination de la puissance de chauffage, appelée puissance de chauffage du condenseur à ne pas dépasser et notée P2, délivrée par le condenseur de la boucle lorsque l'évapo-condenseur fonctionne à ladite puissance maximale Pl ; - détermination de la puissance de chauffage requise, notée P3, pour atteindre la température de consigne Ti, du flux d'air en sortie du boîtier ; - Comparaison de la puissance de chauffage requise P3, avec la puissance de chauffage P2 du condenseur à ne pas dépasser, et de la température extérieure avec une valeur seuil prédéfinie ; - détermination de la consigne de température, notée T2, de l'air en sortie du condenseur et pilotage du dispositif de chauffage électrique, en fonction du 10 résultat de ladite étape de comparaison, pour atteindre ladite température de consigne Ti en sortie du boîtier. Un tel procédé par lequel la température de consigne de l'air en sortie du condenseur peut être limitée et par lequel le complément de puissance 15 nécessaire peut être assuré par le dispositif de chauffage électrique, permet de maintenir le confort souhaité par l'utilisateur tout en limitant le risque de givrage complet de l'évapo-condenseur. En particulier, dans le cas d'un véhicule à moteur hybride un tel procédé permet de ne pas avoir à faire fonctionner le moteur thermique en cas de risque de givrage. 20 L'activation du dispositif de chauffage électrique peut ainsi être commandée lorsqu'il est déterminé que l'évapo-condenseur extérieur risque de givrer complètement avant la durée prévue de fonctionnement de l'installation. Ladite durée prévue de fonctionnement peut être par exemple la durée estimée d'un 25 trajet. Le procédé selon l'invention permet ainsi de diminuer la puissance de fonctionnement du condenseur, et de surcroit celle de l'évapo-condenseur, afin que ledit évapo-condenseur ne givre pas entièrement avant un temps donné. 30 Autrement dit, pour une durée prévue de fonctionnement de l'installation, le procédé selon l'invention permet en particulier de calculer la température de consigne de l'air dans le boîtier en sortie du condenseur à ne pas dépasser pour que l'évapo-condenseur ne givre pas complètement au cours de cette durée de fonctionnement. Lorsque cela est nécessaire, le complément de puissance pour atteindre la température en sortie du boîtier correspondant au besoin de chauffage (confort) de l'utilisateur est fourni par le dispositif de chauffage électrique. Une telle solution selon l'invention permet de réguler la puissance de l'évapocondenseur afin de maîtriser la vitesse de dépôt de givre sur l'évapocondenseur pour maitriser le temps de fonctionnement de la pompe à chaleur formée par la boucle. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit procédé comprend une étape de détermination d'une consigne du débit du flux d'air, noté QO, parcourant le condenseur et le dispositif de chauffage. 15 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lorsque les conditions cumulatives suivantes sont remplies : - la puissance de chauffage P2 du condenseur à ne pas dépasser est inférieure ou égale à la puissance de chauffage P3 requise, et - la température extérieure est inférieure ou égale à une valeur seuil prédéfinie, 20 par exemple 3, alors l'unité de pilotage compare la somme de la puissance de chauffage P2 du condenseur à ne pas dépasser et de la puissance disponible, notée P4, du dispositif de chauffage électrique avec la puissance de chauffage P3 requise. 25 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lorsque la somme de la puissance de chauffage P2 à ne pas dépasser et de la puissance disponible P4 du dispositif de chauffage électrique est supérieure à la puissance de chauffage P3 requise, l'unité de pilotage définit la valeur de la température de consigne de l'air en sortie du condenseur par la formule : 30 T2 = TAEI + P2/ Cpair*Q0 TAEI étant la température de l'air en entrée du condenseur ; Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ; 10 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la somme de la puissance de chauffage P2 à ne pas dépasser et de la puissance P4 disponible du dispositif de chauffage électrique est inférieure ou égale à la puissance de chauffage P3 requise, l'unité de pilotage détermine une puissance de chauffage limite, notée P2Iimite, égale à la différence entre la puissance de chauffage P3 requise et la puissance de chauffage disponible P4 du dispositif de chauffage électrique, et l'unité de pilotage définit la valeur de la température de consigne de l'air T2 en sortie du condenseur (12) par la formule : T2 = TAEI + P2limitei Cpair*Q0 TAEI étant la température de l'air en entrée du condenseur ; Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ; Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lorsque la puissance de 15 chauffage P2 à ne pas dépasser est supérieure à la puissance de chauffage P3 requise, ou lorsque la température extérieure Text au véhicule est supérieure à une valeur seuil donnée, par exemple 3, alors l'unité de pilotage définit la valeur de la température de consigne de l'air T2 en sortie du condenseur comme étant égale à la température de consigne 20 déterminée du flux d'air Ti en sortie du boîtier, soit : T2 = T1. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'unité de pilotage détermine la consigne de puissance P5 du dispositif de chauffage électrique, 25 par la formule : P5 = QO * Cpair * (Ti - TAICO) Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ; TAICO étant la température d'air en sortie du condenseur 30 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit procédé comprend aussi les étapes de détermination de : - l'humidité et la température de l'air qui arrive sur l'évapo-condenseur ; - la température de l'air en entrée du condenseur et la température de l'air en sortie du condenseur ; - le débit d'air, noté 03, qui traverse l'évapo-condenseur ; - la température extérieure.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la puissance de chauffage P3 requise pour atteindre la température de consigne Ti, du flux d'air en sortie du boîtier (4) est déterminée par le calcul suivant : P3 = 00 * Cpair * (Ti - TAEI) Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ; TAEI étant la température de l'air en entrée du condenseur. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la puissance de chauffage P2 du condenseur à ne pas dépasser est déterminée par le calcul suivant : P2 = P1 + ncompr * P2/COP ncompr étant le rendement du compresseur, et COP étant le coefficient de performance de la pompe à chaleur formée par la boucle, qui est fonction de la puissance P2 et de la température extérieure Text.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la puissance maximale, notée P1, que l'évapo-condenseur est apte à délivrer avec le débit de givrage maximum 01 est déterminée par le calcul suivant : P1 = 03 * (H1 - H2) 03 étant le débit d'air qui traverse l'évapo-condenseur ; H1 étant l'enthalpie de l'air en entrée de l'évapo-condenseur ; H2 étant l'enthalpie de l'air en sortie de l'évapo-condenseur lorsque le débit de givrage est égal au débit de givrage maximal 01.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit procédé comprend l'étape de détermination des valeurs maximales d'enthalpie, notée H2, et d'humidité absolue, notée W2, de l'air en sortie de l'évapo-condenseur pour lesquelles le débit de givrage est égal au débit de givrage maximum 01.

L'invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant : - un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation qui comprend un 5 boîtier et des moyens de génération de flux d'air ; - une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation, qui comprend un compresseur, un évapo-condenseur, et un condenseur logé dans le boîtier ; - un dispositif de chauffage électrique logé dans le boîtier ; - une unité de pilotage configurée pour piloter ledit appareil, la boucle et le 10 dispositif de chauffage électrique ; caractérisée en ce que ladite unité de pilotage comprend des instructions de code de programme pour mettre en oeuvre les étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus. 15 L'invention concerne également un véhicule roulant à moteur électrique ou hybride, comprenant une installation telle que décrite ci-dessus, le boîtier étant agencé, de préférence sous une planche de bord du véhicule, pour diffuser le flux d'air à l'intérieur de l'habitacle du véhicule, et l'évapo-condenseur étant situé à l'avant du véhicule, de préférence au niveau de la calandre, pour être 20 parcouru par le flux d'air extérieur au véhicule. L'invention concerne également un produit de programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur d'une unité de 25 traitement et de calcul, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour mettre en oeuvre les étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté par un processeur de l'unité de traitement et de calcul formée par ladite unité de pilotage. 30 L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 2 est un schéma de blocs fonctionnels présentant les étapes du procédé de pilotage selon un mode de réalisation, ladite installation pilotée étant par exemple celle de la figure 1.

En référence aux figures et comme rappelé ci-dessus, l'invention concerne un procédé de pilotage d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation et une installation correspondante.

L'installation comprend un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3 qui est principalement constitué par un boîtier 4, notamment réalisé en matière plastique, et installé sous une planche de bord du véhicule. Le boîtier 4 loge des moyens de génération de flux d'air, appelés pulseur 5, 15 apte à générer le flux d'air intérieur 2 depuis au moins une bouche d'admission d'air 6 vers au moins une bouche de distribution d'air 7. Dans l'exemple illustré à la figure 1, le condenseur 12 est logé dans un canal 40 du boîtier 4. Pour modifier une température du flux d'air intérieur 2 préalablement à la 20 diffusion de ce dernier dans l'habitacle, l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 comprend une boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant, tel qu'un fluide réfrigérant sous-critique, en particulier ceux connus sous les dénominations Ri 34a ou R1234yf ou analogue. 25 La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend, dans un sens de circulation 11 du fluide réfrigérant, un compresseur 9, apte à porter le fluide réfrigérant à une haute pression. Le compresseur 9 est avantageusement associé à un accumulateur 10, ou bouteille-réservoir, pour éviter une admission 30 du fluide réfrigérant à l'état liquide à l'intérieur du compresseur 9. A cet effet, l'accumulateur 10 est placé en amont du compresseur 9 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8. 3026 173 10 La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend un échangeur de chaleur interne 12, formant condenseur, logé à l'intérieur du boîtier 4 de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3. 5 L'échangeur de chaleur interne 12 est disposé en aval du compresseur 9 et est apte à permettre un transfert de chaleur entre le flux d'air intérieur 2 et le fluide réfrigérant. Avantageusement, la boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 10 comprend aussi un évaporateur 13 logé à l'intérieur du boîtier 4 de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3. L'évaporateur 13 est situé en amont de l'ensemble du compresseur 9 et de l'accumulateur 10, et est apte à permettre un transfert de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d'air intérieur 2. Plus précisément, l'évaporateur 13 peut ainsi être utilisé, si besoin, pour le refroidissement et/ou la déshumidification du flux d'air intérieur 2 par le fluide réfrigérant lors de la traversée de l'évaporateur 13 par le flux d'air intérieur 2. A l'intérieur du boîtier 4, l'évaporateur 13 est avantageusement placé en amont 20 de du condenseur 12 selon un sens d'écoulement, correspondant à la flèche, du flux d'air intérieur 2 à l'intérieur du boîtier 4 de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3. La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend encore un 25 échangeur de chaleur extérieur 15, encore appelé évapo-condenseur, en amont de l'ensemble du compresseur 9 et de l'accumulateur 10, et de l'évaporateur, qui est apte à permettre un transfert de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d'air ambiant 16, tel qu'un flux d'air extérieur au véhicule. Pour faciliter un tel transfert de chaleur, l'échangeur de chaleur extérieur 15 est 30 préférentiellement disposé à l'avant du véhicule, notamment dans un module de face-avant FE du véhicule, sous un capot moteur du véhicule. Des moyens 20 de génération de flux d'air sont associés à l'évapo-condenseur 15. 3026 173 il La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend aussi un premier organe de détente 17 en amont de l'évaporateur 13 et un deuxième organe de détente 18 en amont de l'évapo-condenseur 15, qui sont aptes à permettre une détente du fluide réfrigérant depuis une haute pression vers une 5 basse pression. Le premier organe de détente 17 et le deuxième organe de détente 18 sont préférentiellement des détendeurs à commande électronique de telle sorte que le premier organe de détente 17 et le deuxième organe de détente 18 sont 10 aptes, sous certaines conditions, à interdire un passage du fluide réfrigérant à leur travers. Dans une variante de réalisation non représentée, le premier organe de détente 17 et le deuxième organe de détente 18 sont susceptibles d'être des 15 orifice-tubes ou des organes de détente thermostatique associés à une valve respective autorisant ou non le passage du fluide réfrigérant à travers l'orifice-tube ou l'organe de détente thermostatique. Par ailleurs, le boîtier 4 loge un dispositif de chauffage 21 électrique, par exemple constitué par un radiateur comportant des résistances à coefficient de température positif ou analogue. Le dispositif de chauffage 21 est placé en aval du condenseur 12 selon le sens d'écoulement du flux d'air intérieur 2 à l'intérieur du boîtier 4 de l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation 3.

La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend aussi une ligne 19 de contournement de l'évaporateur 13. Cette ligne comprend une vanne trois voies 31 située entre l'évapo-condenseur 15 et le détendeur 17 et un point de raccordement R1 entre l'accumulateur 10 et l'évaporateur 13.

La boucle de chauffage, ventilation et/ou climatisation 8 comprend aussi une ligne 95 de contournement du condenseur 12. Cette ligne 95 comprend un point de raccordement R2 entre le compresseur 9 et le condenseur 12 et un autre point de raccordement R3 entre le détendeur 18 et l'évapo-condenseur 15. Une vanne de commande de passage 92 est positionnée entre le condenseur 12 et le point de raccordement R2 de la ligne 95 entre le compresseur 9 et le condenseur 12. La ligne 95 est munie d'une vanne de commande de passage 25. La boucle est aussi munie d'une vanne de contournement 41 du détendeur 18 apte à faire circuler le fluide réfrigérant depuis le condenseur 12 vers l'évapocondenseur 15, en contournant le détendeur 18, notamment en cas de 10 fermeture du deuxième organe de détente 18. Avantageusement, le boîtier 4 est pourvu d'un moyen de régulation aéraulique 43 agencé en aval et/ou en amont du condenseur 12 et du dispositif de chauffage 21, apte à permettre ou interdire une traversée du condenseur 12 et 15 du dispositif de chauffage 21 par le flux d'air intérieur 2. Préférentiellement, le moyen de régulation aéraulique est constitué par des volets 43 manoeuvrables entre une position de fermeture dans laquelle les volets 43 empêchent une traversée du condenseur 12 et du dispositif de 20 chauffage 21 par le flux d'air intérieur 2 et une position d'ouverture dans laquelle les volets 43 autorisent la traversée du condenseur 12 et du dispositif de chauffage 21 par le flux d'air intérieur 2. L'installation comprend aussi une unité de pilotage Ul configurée pour piloter 25 l'installation décrite ci-dessus. L'unité permet de piloter notamment le compresseur 9, les vannes 31, 25, 92, 41 et éventuellement les détendeurs 17, 18. L'unité de pilotage permet aussi de piloter les moyens de génération 5, 20 de flux d'air et le moyen de régulation aéraulique 43. 30 L'unité de pilotage se présente sous la forme d'un système électronique et/ou informatique qui peut être réalisé par un circuit électronique muni d'un microcontrôleur ou d'un microprocesseur associé à une mémoire. 3026 173 13 Les différents moyens ou fonctions associés à cette unité de pilotage Ul peuvent être réalisés sous forme de modules électroniques et/ou informatiques. Ainsi, lorsque dans la suite de la description, il est précisé que l'unité comprend des moyens pour réaliser une opération donnée, cela signifie que l'unité 5 comprend des instructions informatiques permettant de réaliser ladite opération. L'unité de pilotage permet ainsi de piloter le pulseur 5 d'air de manière à modifier le débit du flux d'air à travers le canal 40 qui loge le condenseur 12 et 10 le dispositif 21 de chauffage. L'unité de pilotage est configurée pour exécuter les étapes B1 à B10 illustrées à la figure 2 et détaillées ci-après. Les déterminations de caractéristiques détaillées ci-après peuvent être réalisées par acquisition de valeurs depuis une 15 mémoire ou une autre unité ou par calcul et/ou à l'aide de capteurs et/ou de tables et/ou abaques. L'installation 1 de chauffage, ventilation et/ou climatisation est apte à fonctionner en un mode "chauffage" dans lequel le flux d'air intérieur 2 est 20 réchauffé préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle. Dans cette configuration, la vanne trois-voies 31 est commandée de manière à ce que le fluide réfrigérant emprunte la ligne 19 de contournement de l'évaporateur 13. Ainsi, le fluide réfrigérant ne circule pas dans l'évaporateur 13 25 qui est alors inactif. La vanne de commande de passage 25 de la ligne 95 de contournement du condenseur 12 est fermée tandis que la vanne 92 est ouverte pour que le fluide sortant du compresseur 9 passe par le condenseur 12. La vanne de 30 contournement 41 est fermée de sorte que le fluide réfrigérant sortant du condenseur passe par le détendeur 18. Pour permettre à l'air mis en circulation par le pulseur 5 de traverser le condenseur 12 et le dispositif de chauffage 21, les volets 43 sont placés dans une position d'ouverture comme illustré à la figure 1. Il en résulte que le fluide réfrigérant circule depuis le compresseur 9 vers le condenseur 12. Les volets 43 sont placés en position d'ouverture pour permettre au flux d'air intérieur 2 de traverser le condenseur 12 et le dispositif de chauffage 21. Ces dispositions visent à autoriser un échauffement du flux d'air intérieur 2 par le condenseur 12 et, accessoirement, par le dispositif de chauffage 21.

Le fluide réfrigérant en sortie du condenseur 12 s'écoule à travers le détendeur 18 à l'intérieur duquel il subit une détente. Le fluide réfrigérant rejoint alors l'échangeur de chaleur extérieur 15 à l'intérieur duquel il échange de la chaleur avec le flux d'air ambiant 16. L'échangeur de chaleur extérieur 15 se comporte alors comme un évaporateur. Le fluide réfrigérant rejoint ensuite, par la ligne 19 de contournement, l'accumulateur 10 et finalement le compresseur 9. Ces dispositions sont telles que le flux d'air intérieur 2 est réchauffé par le condenseur 12 et, accessoirement, par le dispositif de chauffage 21.

Bien entendu d'autres modes de fonctionnement, tels que le mode refroidissement, de l'installation illustrée à la figure 1 peuvent être mis en oeuvre en plus du fonctionnement en mode chauffage décrit ci-dessus. L'Homme du Métier pourra se référer utilement au brevet publié sous le numéro FR2958019 pour la mise en oeuvre de ces modes de fonctionnement supplémentaires. Après initialisation de l'unité de pilotage à l'étape BO, l'unité de pilotage détermine, à l'étape B1, plusieurs données dont une durée, notée tps. Ladite durée tps est la durée pendant laquelle l'évapo-condenseur 15 doit pouvoir fonctionner avant qu'une masse donnée de givre, notée mg, se forme sur l'évapo-condenseur 15. Autrement dit, ladite durée tps est la durée pendant laquelle le fonctionnement de l'évapo-condenseur 15 doit être assuré avant que la masse de givre n'atteigne la valeur maximale mg. La valeur maximale mg peut être une donnée constante prédéfinie en mémoire ou une donnée qui dépend des conditions d'utilisation de l'installation, par exemple de la température extérieure Text, de l'humidité en entrée de l'évapo-condenseur HrAECI et de la puissance de la pompe à chaleur formée par la boucle.

La durée tps, qui correspond à la durée de fonctionnement de l'évapocondenseur à assurer avant qu'il ne givre complètement, peut être calculée par une unité de pilotage du véhicule, tel que l'unité de pilotage du moteur du véhicule usuellement dénommée ECU (pour Engine control unit en anglais) ou encore par ladite unité de pilotage de l'installation. La durée tps peut dépendre de l'autonomie des batteries et/ou de données du GPS de la voiture et/ou de statistiques concernant la durée moyenne d'un trajet. Une consigne de température, notée Ti, est déterminée en fonction du besoin de chauffage défini par l'utilisateur. La température de consigne Ti est la température du flux d'air à assurer en sortie du boîtier 4 pour satisfaire le confort à l'intérieur de l'habitacle. Ti correspond ainsi à la température de consigne du flux d'air en sortie du boîtier 4 en vue de satisfaire le besoin de confort de l'utilisateur.

On peut en particulier prévoir que le véhicule soit muni d'une interface de réglage permettant à l'utilisateur de définir ledit besoin de confort en particulier en terme de chauffage.

L'unité de pilotage Ul détermine aussi des caractéristiques de l'air traversant l'évapo-condenseur 15 et de l'air traversant le condenseur 12. En particulier, l'unité de pilotage détermine les caractéristiques suivantes : - l'humidité HrAECI et la température TAECI de l'air qui arrive sur l'évapo30 condenseur 15, c'est-à-dire de l'air entrant en face avant, de préférence au niveau de la calandre, du véhicule ; - la température TAEI de l'air en entrée du condenseur 12 et la température de l'air TAICO en sortie du condenseur 12 ; - le débit d'air, noté 03, qui traverse l'évapo-condenseur 15, - la consigne de débit d'air, noté 00, destiné à parcourir le condenseur 12 et le dispositif de chauffage 21 électrique, c'est-à-dire le débit d'air qui traverse le canal 40 du boîtier 4 dans lequel sont situés le condenseur 12 et le dispositif de chauffage électrique 21 en aval du condenseur 12. La consigne de débit d'air, noté 00, est calculée en fonction d'un paramètre donné, relatif à une température, correspondant au besoin de chauffage qui peut être exprimé par l'utilisateur.

Le débit d'air 03 est estimé à partir de la puissance délivrée par les moyens 20 de génération de flux d'air associés à l'évapo-condenseur et à partir de la vitesse du véhicule. Le débit d'air qui parcourt le canal 40 dans lequel sont situés le condenseur 12 15 et le dispositif de chauffage électrique 21 est estimé à partir de la puissance délivrée par le pulseur 5 associé au boîtier 4 de canalisation et de traitement d'air. L'unité de pilotage détermine aussi la température Text extérieure au véhicule. 20 A l'étape B2, le débit de givrage maximum, noté 01, est aussi déterminé. Ce débit de givrage maximum 01 correspond au débit de givrage à ne pas dépasser pour que l'évapo-condenseur 15 fonctionne pendant une durée donnée, notée tps, avant qu'une masse de givre maximale donnée, notée mg 25 se forme sur l'évapo-condenseur 15. Ledit débit de givrage à ne pas dépasser 01 est calculé en fonction de ladite masse de givre mg, et de la durée tps, de préférence selon la formule : 01 = mg/tps 30 A l'étape B3, l'unité de pilotage détermine l'enthalpie, notée H1, et l'humidité absolue, notée Wl, de l'air en entrée de l'évapo-condenseur 15. L'enthalpie H1 et l'humidité absolue W1 sont calculées suivant les formules : H1 = fi (TAECI, HrAECI) W1 = f2 (TAECI, HrAECI) fi et f2 étant des fonctions A l'étape B4, les valeurs maximales d'enthalpie de l'air, notée H2, et d'humidité absolue de l'air, notée W2, en sortie de l'évapo-condenseur 15 sont déterminées. Les valeurs maximales d'enthalpie de l'air H2, et d'humidité absolue de l'air W2 lo sont calculées suivant les formules : W2 = Ql/Q3 + W1 H2 = f3 (W2 ; HrAECI = 100%) f3 étant une fonction. 15 Ces valeurs correspondent au cas où le débit de givrage est égal au débit de givrage maximum Ql. A l'étape B5, l'unité de pilotage détermine la puissance maximale, notée Pi, que l'évapo-condenseur 15 est apte à délivrer lorsque le débit de givrage est 20 égal au débit de givrage maximum Q1 . Autrement dit, la puissance maximale P1 correspond à la puissance qui peut être délivrée pendant la durée tps avant d'atteindre la masse de givre maximale mg. La puissance maximale, notée Pi, que l'évapo-condenseur 15 est apte à 25 délivrer lorsque le débit de givrage est égal au débit de givrage maximum Ql, est déterminée par le calcul suivant : P1 = Q3* (H1 - H2) A l'étape B6, l'unité de pilotage détermine la puissance de chauffage P2, 30 délivrée par le condenseur 12 lorsque l'évapo-condenseur 15 fonctionne à ladite puissance maximale Pi. La puissance de chauffage P2 est ainsi la puissance de chauffage du condenseur 12 à ne pas dépasser pour que l'évapo-condenseur 15 puisse fonctionner pendant la durée tps, avant d'atteindre la masse de givre maximale mg. La puissance de chauffage du condenseur à ne pas dépasser P2 est déterminée par le calcul suivant : P2 = P1 + ncompr* P2/COP ncompr étant le rendement du compresseur, et COP étant le coefficient de performance de la pompe à chaleur formée par la boucle, qui est fonction de la puissance P2 et de la température extérieure Text.

On obtient ainsi la puissance de chauffage maximale à ne pas dépasser pour satisfaire la durée de fonctionnement tps. A l'étape B7, l'unité de pilotage détermine la puissance de chauffage requise, 15 notée P3, pour atteindre la température de consigne Ti, du flux d'air en sortie du boîtier 4. La puissance de chauffage P3 requise pour atteindre la température de consigne Ti, du flux d'air en sortie du boîtier 4 est déterminée par le calcul 20 suivant : P3 = QO * Cpair * (Ti - TAICO) Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ; TAICO étant la température de l'air en sortie du condenseur. 25 A l'étape B8, l'unité de pilotage compare la puissance de chauffage requise P3, avec la puissance de chauffage P2 du condenseur 12 à ne pas dépasser, ainsi que la température extérieure Text avec une valeur seuil prédéfinie. La détermination de la consigne de température, notée T2, de l'air en sortie du 30 condenseur 12 et le pilotage du dispositif de chauffage électrique 21 sont réalisés ensuite en fonction du résultat de ladite étape de comparaison B8. Lorsque la puissance de chauffage P2 du condenseur 12 à ne pas dépasser est inférieure ou égale à la puissance de chauffage P3 requise, et lorsque la température extérieure Text au véhicule est inférieure ou égale à une valeur seuil donnée, par exemple 3, alors l'unité de pilotage exécute l'étape B10.

A l'étape B10, l'unité de pilotage Ul compare la somme de la puissance de chauffage P2 du condenseur 12 à ne pas dépasser et de la puissance disponible, notée P4, du dispositif de chauffage 21 électrique avec la puissance de chauffage P3 requise.

Lorsque la somme de la puissance de chauffage P2 du condenseur 12 à ne pas dépasser et de la puissance disponible du dispositif de chauffage 21 électrique est supérieure à la puissance de chauffage P3 requise, l'unité de pilotage exécute l'étape B11.

A l'étape B11, l'unité de pilotage définit la valeur de la température de consigne de l'air en sortie du condenseur par la formule : T2 = TAEI + P2/ Cpair*Q0 Cette température de consigne T2 de l'air en sortie du condenseur est 20 inférieure à la température de consigne Ti déterminée précédemment à partir du besoin de chauffage exprimé par l'utilisateur. A l'inverse, lorsque la somme de la puissance de chauffage P2 à ne pas dépasser et de la puissance disponible du dispositif de chauffage 21 électrique 25 est inférieure ou égale à la puissance de chauffage P3 requise, l'unité de pilotage exécute l'étape B12 puis l'étape B13. Ainsi à l'étape B12, l'unité de pilotage détermine une puissance de chauffage limite, notée P2Iimite, égale à la différence entre la puissance de chauffage P3 30 requise et la puissance de chauffage disponible P4 du dispositif 21 de chauffage électrique, soit : P2limite = P3 - P4.

A l'étape B13, l'unité de pilotage définit la valeur de la température de consigne de l'air T2 en sortie du condenseur par la formule : T2 = TAEI + P2iimite/ Cpair*Q0. A l'étape B8, lorsque la puissance de chauffage P2 du condenseur 12 à ne pas dépasser est supérieure à la puissance de chauffage P3 requise, ou lorsque la température extérieure Text au véhicule est supérieure à une valeur seuil donnée, par exemple 3, alors l'unité de pilotage exécute l'étape B9. A l'étape B9, l'unité de pilotage définit la valeur de la température de consigne de l'air T2 en sortie du condenseur comme étant égale à la température de consigne du flux d'air Ti en sortie du boîtier 4 déterminée à l'étape B1. Autrement dit, à l'issue de l'étape B9 : T2 = Ti. Après l'étape B9, B11 ou B13, l'unité de pilotage détermine à l'étape B14 la consigne de puissance P5 du dispositif de chauffage électrique 21, par la formule : P5 = QO * Cpair * (Ti -TAICO) Après l'étape B14, l'unité de pilotage peut répéter l'algorithme décrit ci-dessus depuis l'étape B1. L'algorithme peut être répété régulièrement, sur commande ou en fonction d'un paramètre donné. 25 L'unité de pilotage pilote les éléments de la boucle 8, en mode chauffage, et éventuellement le dispositif 21 de chauffage électrique, de manière à maintenir ladite température de consigne d'air T2 en sortie du condenseur 12 déterminée et de manière que le dispositif 21 de chauffage électrique délivre la puissance P5 déterminée, afin de répondre au besoin de chauffage de l'utilisateur en 30 limitant le risque de givrage complet de l'évapo-condenseur. En particulier, si la puissance de chauffage P2 à ne pas dépasser est supérieure à la puissance P3 requise pour assurer le confort, cela signifie que 10 15 20 la pompe à chaleur formée par la boucle peut fonctionner normalement. En effet, en tirant du condenseur 12 la puissance P3, le débit de givrage ne dépassera pas le débit de givrage maximal déterminé à l'étape B2.

En outre, si la température Text est supérieure à ladite valeur donnée, il est considéré qu'il n'y a pas risque de givrage de l'évapo-condenseur. Il n'est donc pas utile de limiter le débit d'air dans le boîtier. Lorsque la température Text est supérieure à ladite valeur donnée, cela signifie que le débit de givrage maximal déterminé à l'étape B2 est en fait un débit de condensation.

L'étape B8 de comparaison sert ainsi à déterminer si en faisant fonctionner le condenseur à la puissance de chauffage requise pour le confort souhaité, le givrage complet de l'évapo-condenseur se produirait avant la durée impartie tps.

L'algorithme décrit ci-dessus permet ainsi de limiter la puissance fournie par le condenseur 12 afin que l'évapo-condenseur 15 ne givre pas avant le temps imparti tps, et tout en utilisant le dispositif 21 de chauffage électrique en complément pour conserver le besoin de confort de l'utilisateur, ou, s'il n'y a pas de risque de givrage complet durant le temps imparti, de maintenir la puissance fournie par le condenseur 12 sans utilisation dispositif 21 de chauffage électrique. L'homme du métier comprend aisément que les différentes étapes et fonctions des modes de réalisations présentés ci-dessus peuvent être réalisées sous forme de programmes d'ordinateur exécutables par l'unité de pilotage de l'installation. Ces programmes d'ordinateur, ou instructions informatiques, peuvent être contenus dans des dispositifs de stockage de programme, par exemple des supports de stockage de données numériques lisibles par ordinateur, ou des programmes exécutables. Les programmes ou instructions peuvent également être exécutés à partir de périphériques de stockage de programme.

La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de pilotage d'une installation (1) de chauffage, ventilation et/ou climatisation, ladite installation (1) comprenant : un appareil (3) de chauffage, ventilation et/ou climatisation qui comprend un boîtier (4) et des moyens de génération (5) de flux d'air, une boucle (8) de chauffage, ventilation et/ou climatisation, qui comprend au moins un compresseur (9), un évapo-condenseur (15), et un condenseur (12) logé dans le boîtier (4) ; io un dispositif (21) de chauffage électrique logé dans le boîtier (4) ; une unité de pilotage (UI) configurée pour piloter au moins ledit appareil (3), la boucle (8), et le dispositif (21) de chauffage électrique ; caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : détermination (B1) d'une consigne de température, notée T1, du flux 15 d'air en sortie du boîtier (4) en fonction d'un besoin de chauffage donné ; détermination (B2) du débit de givrage maximum, noté Q1, correspondant au débit de givrage à ne pas dépasser pour que l'évapocondenseur (15) fonctionne pendant une durée donnée ; détermination (B5) de la puissance maximale, notée P1, que l'évapo- 20 condenseur (15) est apte à délivrer lorsque le débit de givrage est égal au débit de givrage maximum Q1 ; détermination (B6) de la puissance de chauffage, appelée puissance de chauffage du condenseur à ne pas dépasser et notée P2, délivrée par le condenseur (12) de la boucle lorsque l'évapo-condenseur (15) 25 fonctionne à ladite puissance maximale P1 ; détermination (B7) de la puissance de chauffage requise, notée P3, pour atteindre la température de consigne T1, du flux d'air en sortie du boîtier (4) ; comparaison (B8) de la puissance de chauffage requise P3, avec la 30 puissance de chauffage P2 du condenseur (12) à ne pas dépasser, et de la température extérieure (Text) avec une valeur seuil prédéfinie ; détermination de la consigne de température, notée T2, de l'air en sortie du condenseur (12) et pilotage du dispositif de chauffage électrique (21),en fonction du résultat de ladite étape de comparaison (B8) pour atteindre ladite température de consigne T1 en sortie du boîtier.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit procédé 5 comprend une étape de détermination d'une consigne du débit du flux d'air, noté QO, qui parcourt le condenseur (12) et le dispositif de chauffage (21).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, lorsque les conditions cumulatives suivantes sont remplies : 10 - la puissance de chauffage, P2, du condenseur (12) à ne pas dépasser est inférieure ou égale à la puissance de chauffage P3 requise, et - la température extérieure (Text) est inférieure ou égale à une valeur seuil prédéfinie, 15 alors l'unité de pilotage (UI) compare (B10) la somme de la puissance de chauffage P2 du condenseur (12) à ne pas dépasser et de la puissance disponible, notée P4, du dispositif de chauffage (21) électrique avec la puissance de chauffage P3 requise. 20
4. Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, lorsque la somme de la puissance de chauffage P2 à ne pas dépasser et de la puissance disponible P4 du dispositif de chauffage (21) électrique est supérieure à la puissance de chauffage P3 requise, l'unité de pilotage définit (B11) la valeur de la température de consigne de l'air en sortie du condenseur par la formule : 25 T2 = TAEI + P2/ Cpair*Q0 TAEI étant la température de l'air en entrée du condenseur ; Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ;
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes prise en combinaison 30 de la revendication 2, caractérisé en ce que lorsque la somme de la puissance de chauffage P2 à ne pas dépasser et de la puissance P4 disponible du dispositif de chauffage (21) électrique est inférieure ou égale à la puissance de chauffage P3 requise, l'unité de pilotage détermine (B12) unepuissance de chauffage limite, notée P2Iimite, égale à la différence entre la puissance de chauffage P3 requise et la puissance de chauffage disponible P4 du dispositif (21) de chauffage électrique, et l'unité de pilotage définit (B13) la valeur de la température de consigne de l'air T2 en sortie du condenseur (12) par la formule : T2 = TAEI + P2Iimite/Cpair*Q0 TAEI étant la température de l'air en entrée du condenseur ; Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ;
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque la puissance de chauffage P2 à ne pas dépasser est supérieure à la puissance de chauffage P3 requise, ou lorsque la température extérieure Text au véhicule est supérieure à une valeur seuil donnée, par exemple 3, alors l'unité de pilotage définit la valeur de la température de consigne de l'air T2 en sortie du condenseur comme étant égale à la température de consigne déterminée du flux d'air Ti en sortie du boîtier (4), soit : T2 = T1.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes prises en combinaison de la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de pilotage détermine la consigne de puissance P5 du dispositif de chauffage électrique (21), par la formule : P5 = QO * Cpair * (Ti -TAICO) Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ; TAICO étant la température d'air en sortie du condenseur
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit procédé comprend aussi les étapes de détermination de : - l'humidité (HrAECI) et la température (TAECI) de l'air qui arrive sur l'évapo-condenseur (15) ; - la température (TAEI) de l'air en entrée du condenseur (12) et la température de l'air (TAICO) en sortie du condenseur (12) ; - le débit d'air, noté 03, qui traverse l'évapo-condenseur (15) ;- la température (Text) extérieure.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes prise en combinaison de la revendication 2, caractérisé en ce que la puissance de chauffage P3 5 requise pour atteindre la température de consigne Ti, du flux d'air en sortie du boîtier (4) est déterminée par le calcul suivant : P3 = 00 * Cpair * (Ti -TAEI) Cpair étant la chaleur spécifique de l'air à pression constante ; TAEI étant la température de l'air en entrée du condenseur. 10
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance de chauffage P2 du condenseur à ne pas dépasser est déterminée par le calcul suivant : P2 = P1 + ncompr* P2/COP 15 licompr étant le rendement du compresseur, et COP étant le coefficient de performance de la pompe à chaleur formée par la boucle, qui est fonction de la puissance P2 et de la température extérieure Text. 20
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit procédé comprend l'étape de détermination (B4) des valeurs maximales d'enthalpie, notée H2, et d'humidité absolue, notée W2, de l'air en sortie de l'évapo-condenseur (15) pour lesquelles le débit de givrage est égal au débit de givrage maximum 01. 25
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la puissance maximale, notée P1, que l'évapo-condenseur (15) est apte à délivrer lorsque le débit de givrage est égal au débit de givrage maximum 01, est déterminée par le calcul suivant : 30 P1 = 03 * (H1 - H2) 03 étant le débit d'air qui traverse l'évapo-condenseur (15) ; H1 étant l'enthalpie de l'air en entrée de l'évapo-condenseur ; H2 étant l'enthalpie de l'air en sortie de l'évapo-condenseur lorsque le débitde givrage est égal au débit de givrage maximal 01.
13. Installation (1) de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant : - un appareil (3) de chauffage, ventilation et/ou climatisation qui comprend un 5 boîtier (4) et des moyens de génération (5) de flux d'air ; - une boucle (8) de chauffage, ventilation et/ou climatisation, qui comprend un compresseur (9), un évapo-condenseur (15), et un condenseur (12) logé dans le boîtier (4) ; - un élément (21) de chauffage électrique logé dans le boîtier (4) ; 10 - une unité de pilotage (UI) configurée pour piloter ledit appareil (3), la boucle (8) et l'élément (21) de chauffage électrique ; caractérisée en ce que ladite unité de pilotage (UI) comprend des instructions de code de programme pour mettre en oeuvre les étapes d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 12. 15
14. Véhicule roulant à moteur électrique ou hybride, comprenant une installation selon la revendication 13, le boîtier (4) étant agencé, de préférence sous une planche de bord du véhicule, pour diffuser le flux d'air à l'intérieur de l'habitacle du véhicule, et l'évapo-condenseur (15) étant situé à l'avant du 20 véhicule, de préférence au niveau de la calandre, pour être parcouru par le flux d'air extérieur au véhicule.
15. Produit de programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou 25 exécutable par un processeur d'une unité de traitement et de calcul, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour mettre en oeuvre les étapes d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 12 lorsque ledit programme est exécuté par un processeur de l'unité de traitement et de calcul formée par ladite unité de pilotage (UI). 30