FR3039261A1 - Procede de determination du blocage d’une vanne dans un circuit de fluide frigorigene - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de détection de blocage de fluide frigorigène dans un circuit de conditionnement thermique. Le procédé consiste à : a) en plusieurs occurrences à, - déterminer une première pression (P1) du fluide frigorigène entre la sortie du compresseur (Cp1) et l'entrée du premier échangeur de chaleur (E1), et - effectuer une première comparaison (18) de ladite première pression par rapport à un premier seuil (S1), consistant à déterminer si la première pression (P1) est supérieure au premier seuil (S1), et, lorsqu'une première comparaison (18) de ladite première pression (P1) est positive, établir un risque de blocage (20), b) déterminer un pourcentage (30) de risque de blocage par rapport au nombre d'occurrences, durant une période de temps choisie pour pouvoir, au besoin, alerter (32) de la présence du blocage de la vanne d'arrêt (V1).
Description
PROCEDE DE DETERMINATION DU BLOCAGE D’UNE VANNE DANS UN CIRCUIT DE FLUIDE FRIGORIGENE
La présente invention concerne un procédé de détection du blocage d’une vanne dans un circuit de fluide frigorigène. Ledit circuit de fluide frigorigène peut être un circuit destiné au domaine automobile, du bâtiment, etc.
Dans la technique connue, un circuit de fluide frigorigène comprend un premier échangeur de chaleur apte à former un condenseur, un deuxième échangeur de chaleur apte à former un évaporateur, un compresseur, un détendeur, le deuxième échangeur de chaleur étant logé dans un canal de circulation d’un flux d’air destiné à déboucher dans l’habitacle du véhicule et étant apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène et ledit flux d’air.
Le circuit de fluide frigorigène comprend des moyens aptes à faire circuler le fluide frigorigène selon une boucle traversant successivement le premier échangeur de chaleur, le détendeur, le deuxième échangeur de chaleur et le compresseur.
Le premier échangeur de chaleur est classiquement agencé en face avant d’un véhicule automobile. Le second échangeur et le canal de circulation d’un flux d’air appartiennent par exemple à une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, également appelée H.V.A.C. (Heating, Ventilation and Air-Conditioning).
En fonctionnement, le second échangeur de chaleur permet de refroidir le flux d’air traversant le canal précité (climatisation de l’habitacle). Les calories prélevées sur le flux d’air destiné à l’habitacle peuvent être rejetées au niveau du premier échangeur de chaleur.
Il est connu d’agencer une vanne d’arrêt dans le circuit de fluide frigorigène. Une telle vanne est habituellement une électrovanne dont l’alimentation en courant permet de la maintenir en position ouverte. Un indicateur permet de connaître la position ouverte ou fermée de la vanne.
Toutefois, l’indicateur peut tomber en panne, ne permettant plus dès lors de connaître avec certitude la position ouverte ou fermée de la vanne. Si le maintien de la vanne en position ouverte n’est pas dommageable, la détermination rapide du blocage de la vanne revêt une grande importance puisqu’une vanne en position fermée dans un circuit en fonctionnement normal peut conduire à endommager les équipements du circuit de fluide frigorigène et en particulier le compresseur. L’invention a notamment pour but d’apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose un procédé de détermination du blocage d’une vanne en position fermée dans un circuit de fluide frigorigène comprenant un premier échangeur de chaleur apte à former un condenseur un compresseur, et une vanne d’arrêt de l’écoulement du fluide frigorigène dans le circuit, caractérisé en ce que le procédé consiste à : a) en plusieurs occurrences à, - déterminer une première pression du fluide frigorigène entre la sortie du compresseur et l’entrée du premier échangeur de chaleur, et - effectuer une première comparaison de ladite première pression par rapport à un premier seuil, consistant à déterminer si la première pression est supérieure au premier seuil, et, lorsqu’une première comparaison de ladite première pression est positive, établir un risque de blocage, b) déterminer un pourcentage de risque de blocage par rapport au nombre d’occurrences, durant une période de temps choisie.
Selon l’invention, la détermination du blocage de la vanne est réalisée par une mesure de pression effectuée directement dans le circuit. Une telle façon de procéder est indépendante de l’état d’un indicateur de position de la vanne. Au contraire, l’état bloqué de la vanne est déterminé directement à partir des conditions de circulation du fluide dans le circuit.
En effet, en cas de blocage de la vanne d’arrêt en position fermée, la pression en aval du compresseur augmente, ce qui permet d’établir un risque de blocage.
On notera par ailleurs que ledit procédé selon l’invention peut également comporter une étape supplémentaire consistant à alerter de la présence d’un blocage de la vanne d’arrêt en position fermée. Cette alerte est fonction d’une valeur prédéterminée du pourcentage de risque de blocage. Par exemple, lorsque le pourcentage de risque de blocage tel que déterminé à l’étape b est supérieur à ladite valeur prédéterminée, une alerte à l’intention de l’utilisateur du circuit de fluide frigorigène est déclenchée.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le procédé consiste à l’étape a), lors d’une occurrence, si la première comparaison de la première pression est négative, à : - effectuer une seconde comparaison de la première pression par rapport à un deuxième seuil, consistant à déterminer si la première pression est supérieure au deuxième seuil, et - établir un risque de blocage de la vanne seulement si la deuxième comparaison de la première pression est positive et si un risque de blocage a également été établi à l’occurrence immédiatement précédente.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, le circuit comprend un deuxième échangeur de chaleur apte à former un évaporateur et logé dans un canal de circulation d’un flux d’air destiné par exemple à déboucher dans un habitacle d’un véhicule, et un détendeur.
Le circuit peut ainsi être configuré de manière à faire circuler le fluide frigorigène selon une boucle traversant successivement le premier échangeur de chaleur, le détendeur, le deuxième échangeur de chaleur et le compresseur.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, le procédé consiste à l’étape a), lors d’une occurrence, si la première comparaison de la première pression est positive : - calculer une seconde pression du fluide frigorigène entre la sortie du deuxième échangeur de chaleur et l’entrée du compresseur, - effectuer une première comparaison de cette seconde pression par rapport à un troisième seuil, consistant à déterminer si la seconde pression est inférieure au troisième seuil, et - établir pour ladite occurrence un risque de blocage de la vanne seulement si la première comparaison de la seconde pression est positive. L’utilisation d’une seconde pression qui est mesurée en amont du compresseur et sa comparaison avec un troisième seuil permet d’avoir une indication sur la valeur de pression dans la partie basse pression du circuit de fluide frigorigène. Ainsi, la combinaison d’une information relative à la première pression mesurée dans la partie haute pression du circuit et d’une seconde pression permet d’avoir une estimation plus fiable du blocage de la vanne en position fermée.
Le procédé peut encore consister à l’étape a), lors d’une occurrence, si une première comparaison de la seconde pression est négative, à : - effectuer une seconde comparaison de la seconde pression par rapport à un quatrième seuil, consistant à déterminer si la seconde pression est inférieure à un quatrième seuil, et - établir un risque de blocage de la vanne seulement si la seconde comparaison de la seconde pression est positive et si un risque de blocage a également été établi à l’occurrence immédiatement précédente.
La première pression du fluide frigorigène peut être déterminée au moyen d’un capteur de pression agencé dans le circuit en aval du compresseur et en amont du premier échangeur de chaleur.
De même, la seconde pression du fluide frigorigène peut être déterminée au moyen d’un capteur de pression agencé dans le circuit en aval du deuxième changeur de chaleur et en amont d’un réservoir de récupération de fluide frigorigène qui est agencé en amont du compresseur.
Le circuit de conditionnement thermique peut comprendre un troisième échangeur de chaleur apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène issu du premier échangeur de chaleur, en amont du détendeur, et le fluide frigorigène issu du deuxième échangeur de chaleur, en amont du compresseur. L’invention concerne également un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens aptes à mettre œuvre le procédé tel que décrit ci-dessus. L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d’un dispositif pour le conditionnement thermique d’un habitacle d’un véhicule, destinée à être utilisée avec un procédé selon l’invention ; - la figure 2 est un logigramme de fonctionnement du procédé selon l’invention.
On se réfère tout d’abord à la figure 1 qui représente un circuit 10 de fluide frigorigène dans un dispositif de conditionnement thermique d’un habitacle.
Plus particulièrement, le circuit 10 comprend un premier échangeur de chaleur E1 formant un condenseur et apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène et de l’air extérieur au véhicule, un deuxième échangeur de chaleur E2 formant un évaporateur et apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène et l’air extérieur au véhicule, un troisième échangeur de chaleur E3, un compresseur Cp1, un détendeur D1, une vanne d’arrêt V1, un clapet unidirectionnel C1, des moyens de soufflage d’air F1 et F2 et un réservoir de stockage R1 du fluide frigorigène.
Le premier échangeur E1 est en général disposé en face avant du véhicule automobile. Le second échangeur de chaleur E2 appartient en général à une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, également appelée H.V.A.C. (Heating, Ventilation and Air-Conditioning).
Le second échangeur de chaleur E2 est en particulier situé dans un canal 12 de circulation d’un flux d’air destiné à déboucher dans l’habitacle du véhicule.
Le troisième échangeur de chaleur E3 est apte à former un échangeur appelé I.H.X. (pour Internai Heat eXchanger, en anglais). Ce troisième échangeur de chaleur E3, optionnel, comporte une première partie E3a et une seconde partie E3b.
Le circuit 10 de fluide frigorigène comporte en particulier : - une première portion P1 s’étendant entre la sortie du premier échangeur de chaleur E1 et l’entrée de la première partie E3a du troisième échangeur de chaleur, - une seconde partie P2 s’étendant de la première partie du troisième échangeur de chaleur E3 et l’entrée du deuxième échangeur de chaleur E2, ladite deuxième portion P2 étant équipée du détendeur D1 et de la vanne d’arrêt agencée entre la sortie de la première partie du troisième échangeur de chaleur E3a et le détendeur D1, - une troisième portion P3 s’étendant entre la sortie du deuxième échangeur de chaleur E2 et l’entrée de la deuxième partie E3b du troisième échangeur de chaleur E3, ladite troisième portion P3 étant équipée du clapet unidirectionnel autorisant le passage de fluide frigorigène de la sortie du deuxième échangeur de chaleur E2 vers le réservoir, la deuxième vanne anti-retour V2 étant agencée entre la sortie du deuxième échangeur de chaleur et le réservoir R1 qui est agencé entre la vanne V2 et l’entrée de la deuxième partie du troisième échangeur de chaleur E3b, - une quatrième portion P4 s’étendant entre la sortie de la deuxième partie E3b du troisième échangeur de chaleur E3 et l’entrée du compresseur Cp1, - une cinquième portion P5 s’étendant entre la sortie du compresseur Cp1 et l’entrée du premier échangeur de chaleur E1.
Plus précisément, le troisième échangeur de chaleur E3 est apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène issu du premier échangeur de chaleur E1, en amont du détendeur D1, et le fluide frigorigène issu du deuxième échangeur de chaleur E2, en amont du compresseur Cp1.
Le fluide frigorigène est par exemple du R-134a (1,1,1,2-tétrafluoroéthane), du R-1234yf (2,3,3,3-tétrafluoropropène) ou du R-744 (dioxyde de carbone).
Pour ce qui concerne le circuit 10 de fluide frigorigène, le fluide circule ainsi selon une boucle traversant successivement le premier échangeur de chaleur E1, la première partie E3a du troisième échangeur de chaleur E3, le détendeur D1, le deuxième échangeur de chaleur E2, la deuxième partie E3b du troisième échangeur de chaleur E3 et le compresseur Cp1.
Pour détecter un blocage de la vanne V1 en position fermée, le procédé selon l’invention propose de mesurer au moins une première pression P1 entre le compresseur Cp1 et le premier échangeur de chaleur E1 et d’effectuer un certain nombre d’étapes selon le logigramme de la figure 2.
Le procédé comprend ainsi une première étape d’initialisation 14 puis une seconde étape 16 de mesure d’une première pression P1 entre la sortie du compresseur Cp1 et l’entrée du premier échangeur de chaleur E1.
On effectue ensuite en 18 une première comparaison entre la première pression P1 et un premier seuil S1 de manière à en déduire si la première pression P1 est supérieure ou inférieure au premier seuil S1. Lorsque la première pression P1 est supérieure au premier seuil S1, la première comparaison 18 est ainsi notée comme étant positive et lorsque la première pression P1 est inférieure au premier seuil S1, la première comparaison 18 est notée comme négative.
Lorsque la première comparaison 18 est positive, on établit un risque de blocage en 20 et lorsque la première comparaison 18 est négative aucun risque de blocage n’est établi.
En pratique, lorsqu’un risque de blocage est établi pour la première fois, un compteur 22 de temps est déclenché pour une période de temps choisie qui est de préférence inférieure à cinq secondes, et de préférence comprise entre deux et trois secondes.
Dans une étape immédiatement ultérieure 24, on vérifie si la période de temps choisie est totalement écoulée. Tant que la période de temps choisie n’est pas écoulée, une nouvelle occurrence k est effectuée et consiste à mesurer, à nouveau, en 16 la pression P1 suivie d’une première comparaison en 18 comme décrit précédemment.
Pour chaque occurrence k, une base de données stocke une information établissant un risque de blocage lorsque la pression P1 est supérieure au premier seuil S1 et ne stocke aucune information lorsque la pression P1 est inférieure au premier seuil S1.
Pour limiter les effets d’une détection par rapport à un premier seuil S1 de pression qui pourrait être mal ajusté, l’invention propose, pour chaque occurrence k, de faire une seconde comparaison 24. Le procédé consiste alors à effectuer une seconde comparaison de la première pression P1 par rapport à un deuxième seuil S2 qui est inférieur au premier seuil S1. Si la seconde comparaison 24 est positive, c’est-à-dire la pression P1 est supérieure au seuil S2, un risque de blocage n’est établi en 26 que si à l’occurrence précédente k-1, une détection positive a également été émise. Si la seconde comparaison 24 est négative, aucun risque de blocage n’est établi en 25.
Le procédé selon l’invention peut être encore amélioré en effectuant une première comparaison 26 d’une seconde pression P2 par rapport à un troisième seuil S3. Cette seconde pression P2 est mesurée, dans la partie basse pression du circuit 10, entre la sortie du deuxième échangeur de chaleur E2 et l’entrée du compresseur Cp1. Plus particulièrement, la pression P2 peut être indifféremment mesurée entre le clapet unidirectionnel C1 et le réservoir R1 ou entre la sortie de la deuxième partie E3b du troisième échangeur de chaleur E3 et l’entrée du compresseur Cp1.
Cette seconde comparaison 26 consiste à déterminer si : - la seconde pression P2 est inférieure au troisième seuil S3, la comparaison 26 étant alors indiquée comme positive, - la seconde pression P2 est supérieure au troisième seuil S3, la comparaison 26 étant alors indiquée comme négative.
Ainsi, pour une occurrence k, un risque de blocage 20 est établi seulement si la première comparaison 18 de la première pression P1 est positive et si la première comparaison 26 de la seconde pression P2 est également positive, c’est-à-dire si P1>S1 et P2>S3. Cela signifie alors, que la pression P1 dans la partie haute pression du circuit 10 est trop importante et que la pression P2 dans la partie basse pression du circuit 10 est trop basse. Dans le cas contraire, c’est-à-dire si P1>S1, mais que P2<S3, alors aucun risque de blocage n’est établi.
Dans le cas où la première comparaison 18 de la seconde pression P2 est négative, c’est-à-dire P2>S3, un second test peut être effectué par rapport à un quatrième seuil S4. Cette seconde comparaison 28 de la seconde pression P2 peut par exemple consister à déterminer si la seconde pression P2 est inférieure ou non à un quatrième seuil S4. Le seuil S4 est choisi pour être supérieur à S3. De manière similaire à ce qui a été décrit précédemment en référence à la seconde comparaison 24 de la pression P1, si la seconde comparaison 28 de la seconde pression P2 est positive, c’est-à-dire si la pression P2 est inférieure au seuil S4, un risque de blocage n’est établit en 26 que si à l’occurrence précédente k-1, une détection positive a également été émise. Si la seconde comparaison 28 de la seconde pression P2 est négative, aucun risque de blocage n’est établi.
En fin de processus, c’est-à-dire lorsque la période de temps choisie est écoulée, on effectue en 30 le calcul du pourcentage de risques de blocage obtenu par rapport au nombre d’occurrences k. Cette valeur est ensuite comparée par rapport à une valeur prédéterminée au-delà de laquelle il convient d’émettre en 32 une alerte de blocage de la vanne V1 en position fermée.
Dans une réalisation possible, le pourcentage retenu ou choisi peut être par exemple de 100 % par exemple, ce qui implique que lors de la période de temps choisie, toutes les premières comparaisons 18 de la première pression P1 ainsi que les premières comparaisons 26 de la seconde pression P2 doivent conduire à un résultat positif. Dans une telle réalisation, le compteur de temps 22 pourrait être réinitialisé à zéro à chaque fois que l’on détecte que la première comparaison de la première pression P1 ou que la première comparaison de la seconde pression P2 est négative. Cette configuration permet ainsi de faire une détection en continu au cours du temps du blocage de la vanne puisque la période de temps ne sera considérée comme écoulée que lorsque le pourcentage sera à 100 %.
Dans une réalisation possible, pour mesurer la première pression P1, un premier capteur de pression est agencé dans la portion haute pression du circuit 10, entre la sortie du compresseur Cp1 et l’entrée du premier échangeur de chaleur E1. Pour mesurer la seconde pression P2, un second capteur de pression est agencé dans la portion basse pression du circuit 10, entre la sortie du second échangeur de chaleur E2 et l’entrée du compresseur Cp1. Plus précisément, ce second capteur de pression peut être agencé entre le clapet unidirectionnel C1 et le réservoir R1 ou entre la sortie de la deuxième partie E3b du troisième échangeur de chaleur E3 et l’entrée du compresseur Cp1.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de détermination du blocage d’une vanne en position fermée dans un circuit (10) de fluide frigorigène comprenant un premier échangeur de chaleur (E1) apte à former un condenseur un compresseur (Cp1), et une vanne d’arrêt (V1) de l’écoulement du fluide frigorigène dans le circuit, caractérisé en ce que le procédé consiste à : a) en plusieurs occurrences à, - déterminer une première pression (P1) du fluide frigorigène entre la sortie du compresseur (Cp1) et l’entrée du premier échangeur de chaleur (E1 ), et - effectuer une première comparaison (18) de ladite première pression par rapport à un premier seuil (S1), consistant à déterminer si la première pression (P1) est supérieure au premier seuil (S1), et, lorsqu’une première comparaison (18) de ladite première pression (P1) est positive, établir un risque de blocage (20), b) déterminer un pourcentage (30) de risque de blocage par rapport au nombre d’occurrences, durant une période de temps choisie.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il consiste à l’étape a), lors d’une occurrence (k), si la première comparaison (18) de la première pression (P1) est négative, à : - effectuer une seconde comparaison (24) de la première pression (P1) par rapport à un deuxième seuil (S2), consistant à déterminer si la première pression (P1) est supérieure au deuxième seuil (S2), et - établir un risque de blocage de la vanne (V1) seulement si ladite deuxième comparaison (24) de la première pression (P1) est positive et si un risque de blocage a également été établi à l’occurrence immédiatement précédente (k-1).
- 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier seuil (S1 ) est supérieur au deuxième seuil (S2).
- 4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit comprend un deuxième échangeur de chaleur (E2) apte à former un évaporateur et logé dans un canal (12) de circulation d’un flux d’air destiné par exemple à déboucher dans un habitacle d’un véhicule, et un détendeur.
- 5. Procédé selon la revendication 4, le circuit est configuré de manière à faire circuler le fluide frigorigène selon une boucle traversant successivement le premier échangeur de chaleur (E1), le détendeur (D1), le deuxième échangeur de chaleur (E2) et le compresseur (Cp1).
- 6. Procédé selon l’une des revendications 5, caractérisé en ce qu’il consiste à l’étape a), lors d’une occurrence (k), si la première comparaison (18) de la première pression (P1) est positive : - calculer une seconde pression (P2) du fluide frigorigène entre la sortie du deuxième échangeur de chaleur (E2) et l’entrée du compresseur (Cp1), - effectuer une première comparaison (26) de cette seconde pression (P2) par rapport à un troisième seuil (S3), consistant à déterminer si la seconde pression (P2) est inférieure au troisième seuil (S3), et - établir pour ladite occurrence (k) un risque de blocage (20) de la vanne (V1) seulement si la première comparaison (36) de la seconde pression (P2) est positive.
- 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il consiste à l’étape a), lors d’une occurrence (k), si une première comparaison de la seconde pression (P2) est négative, à : - effectuer une seconde comparaison (28) de la seconde pression (P2) par rapport à un quatrième seuil (S4), consistant à déterminer si la seconde pression (P2) est inférieure à un quatrième seuil (S4), et - établir un risque de blocage (20) de la vanne (V1) seulement si la seconde comparaison (28) de la seconde pression (P2) est positive et si un risque de blocage a également été établi à l’occurrence immédiatement précédente (k-1).
- 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde pression (P2) du fluide frigorigène est déterminée au moyen d’un capteur de pression agencé dans le circuit en aval du deuxième changeur de chaleur (E2) et en amont d’un réservoir de récupération (R1) de fluide frigorigène qui est agencé en amont du compresseur (Cp1).
- 9. Procédé selon l’une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le circuit de conditionnement thermique comprend un troisième échangeur de (E3) chaleur apte à échanger de la chaleur entre le fluide frigorigène issu du premier échangeur de chaleur (E1), en amont du détendeur (D1), et le fluide frigorigène issu du deuxième échangeur de chaleur (E2), en amont du compresseur (Cp1).
- 10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première pression (P1) du fluide frigorigène est déterminée au moyen d’un capteur de pression agencé dans le circuit en aval du compresseur (Cp1) et en amont du premier échangeur de chaleur (E1).
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