FR3077236A1 - Dispositif de traitement thermique d'un habitacle et d'une chaine de traction d'un vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un dispositif de traitement thermique (100) d'un véhicule, comprenant une première boucle (800) dans laquelle un fluide réfrigérant (700) est destiné à circuler et une deuxième boucle (850) dans laquelle un fluide caloporteur (750) est destiné à circuler, la première boucle (800) comprenant au moins : - un compresseur (200) destiné à mettre sous pression le fluide réfrigérant (700), - un échangeur thermique (36) utilisable en tant que condenseur (300) ou évaporateur (600), - un organe de détente (401, 402) destiné à abaisser la pression du fluide réfrigérant (700), le dispositif de traitement thermique (100) comprenant un refroidisseur (650) destiné à opérer un transfert thermique entre le fluide caloporteur (750) de la deuxième boucle (850) et le fluide réfrigérant (700) de la première boucle (800), caractérisé en ce que, dans la première boucle (800), le refroidisseur (650) est disposé en parallèle de l'échangeur thermique (36).

Description

La présente invention se rapporte au domaine des circuits de fluide caloporteur fonctionnant avec un circuit de fluide réfrigérant. L’invention a pour objet un dispositif de traitement thermique comprenant une boucle de fluide caloporteur et une boucle de fluide réfrigérant.

Un circuit de fluide réfrigérant est généralement associé à une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’un habitacle de véhicule pour traiter thermiquement un flux d’air se dirigeant vers l’habitacle. En effet, un tel circuit permet à l’aide des changements d’état du fluide réfrigérant de chauffer et/ou de refroidir le flux d’air envoyé à l’intérieur de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation.

D’autre part, un circuit de fluide caloporteur est généralement associé à au moins un des éléments de la chaîne de traction du véhicule à refroidir. Pour cela, le fluide caloporteur, étant de nature différente du fluide réfrigérant, nécessite d’être refroidi pour être en mesure de traiter thermiquement la chaîne de traction. À cet effet, le fluide caloporteur est généralement refroidi par un flux d’air extérieur à l’habitacle du véhicule.

Il est également connu de refroidir le fluide caloporteur qui circule dans cette chaîne de traction du véhicule en utilisant le circuit de fluide réfrigérant évoqué cidessus. Dans un tel cas, un échangeur de chaleur est disposé à l’interface entre le circuit de fluide caloporteur et le circuit de fluide réfrigérant. Cet échangeur de chaleur est installé en série avec les autres organes qui composent le circuit de fluide réfrigérant. Une telle installation présente un inconvénient majeur qui réside dans l’impossibilité de régler indépendamment la puissance calorifique appliquée. L’installation en série et les températures mises en jeu d’un organe à l’autre compliquent la gestion du traitement thermique de la chaîne de traction.

La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient en proposant une nouvelle organisation du circuit de fluide réfrigérant, où l’échangeur de chaleur disposé à l’interface du circuit de fluide réfrigérant et du circuit de fluide caloporteur est positionné en parallèle de l’échangeur de face avant du véhicule. Avantageusement, la présente invention propose une solution pour récupérer des calories sur au moins un des éléments de la chaîne de traction du véhicule et les exploiter utilement dans le circuit de fluide réfrigérant, permettant ainsi d’assurer un traitement thermique satisfaisant de l’habitacle du véhicule de manière économe en énergie.

Dans ce contexte la présente invention a pour objet un dispositif de traitement thermique d’un véhicule, notamment de son habitacle et de sa chaîne de traction électrique, par exemple, comprenant une première boucle dans laquelle un fluide réfrigérant est destiné à circuler et une deuxième boucle dans laquelle un fluide caloporteur est destiné à circuler, la première boucle comprenant au moins :

- un compresseur destiné à mettre sous pression le fluide réfrigérant,

- un échangeur thermique utilisable en tant que condenseur ou évaporateur,

- un organe de détente destiné à abaisser la pression du fluide réfrigérant, le dispositif de traitement thermique comprenant un refroidisseur destiné à opérer un transfert thermique entre le fluide caloporteur de la deuxième boucle et le fluide réfrigérant de la première boucle, innovant en ce que, dans la première boucle, le refroidisseur est disposé en parallèle de l’échangeur thermique.

On comprend ici que la disposition en parallèle du refroidisseur avec l’échangeur thermique s’entend du point de vue du fluide réfrigérant. La première boucle comprend donc moyens aptes à séparer la circulation du fluide réfrigérant entre ces deux composants, de manière à alimenter simultanément, au moins dans certaines situations, le refroidisseur et l’échangeur de chaleur utilisable en tant que condenseur ou évaporateur. Cet échangeur est par exemple disposé en face avant du véhicule porteur du dispositif de traitement thermique, de manière à échanger avec un flux d’air extérieur à un habitacle dudit véhicule.

Ainsi, la deuxième boucle interagit avec la première boucle par l’intermédiaire du refroidisseur. On comprend alors que le refroidisseur forme une interface entre la deuxième boucle et la première boucle. En effet, le refroidisseur comprend une première partie dans laquelle le fluide réfrigérant est destiné à circuler et une deuxième partie dans laquelle le fluide caloporteur est destiné à circuler, ces deux parties étant agencées de manière à ce qu’un échange de chaleur soit réalisé entre les deux fluides. Il est à préciser que les différents fluides circulant dans le refroidisseur ne se mélangent pas et que l’échange de chaleur entre ces deux fluides se fait par conduction. Un tel refroidisseur n’est pas configuré pour être traversé par un flux d’air. Généralement, le fluide réfrigérant permet de refroidir le fluide caloporteur, qui est destiné à refroidir un élément particulier, par exemple un composant d’une chaîne de traction électrique qui équipe le véhicule porteur du dispositif de traitement thermique objet de l’invention.

La première boucle peut comprendre un condenseur interne destiné à être logé dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation du véhicule. Un tel condenseur interne est un échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d’air qui circule dans cette installation, qui est utilisé en tant que condenseur quand la première boucle fonctionne en mode pompe à chaleur. Dans un tel cas, le refroidisseur est disposé en aval du condenseur interne et en amont du compresseur, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant dans la première boucle. Ainsi, en sortie d’un organe de détente disposé après le condenseur interne, on s’assure que le fluide réfrigérant est à l’état majoritairement liquide et à basse température, ce qui permet d’améliorer le transfert de calories et de refroidir le fluide caloporteur de la deuxième boucle via le refroidisseur.

Avantageusement, la deuxième boucle comprend au moins un organe de traitement thermique dédié au traitement thermique d’au moins un élément d’une chaîne de traction électrique du véhicule, notamment automobile. Ainsi, un tel dispositif permet de refroidir au moins un des éléments de la chaîne de traction électrique à l’aide d’un échangeur de chaleur qui lui est dédié, le refroidissement étant par exemple opéré par le refroidisseur qui est disposé en parallèle de l’échangeur thermique.

Selon un exemple, le refroidisseur est situé en aval de l’organe de détente, selon un sens de circulation du fluide réfrigérant dans la première boucle. Ainsi, on s’assure que le fluide réfrigérant a subi une détente avant d’atteindre le refroidisseur.

On notera que la première boucle comprend un échangeur de calories interbranches destiné à opérer un échange thermique entre une première portion de la première boucle et une deuxième portion de la première boucle, la première portion et la deuxième portion étant séparées l’une de l’autre par au moins un organe de détente. Un tel échangeur de calories interbranches permet de récupérer les calories d’une portion de la première boucle pour les transférer vers une autre portion de cette première boucle. La première portion est située en amont d’un des organes de détente et la deuxième portion est située en amont du compresseur, avantageusement sur une conduite immédiatement en amont de ce compresseur, l’amont étant entendu selon un sens de circulation du fluide réfrigérant dans la première boucle.

Avantageusement, la première boucle comprend un condenseur interne destiné à chauffer un flux d’air se dirigeant vers un habitacle du véhicule. On comprend alors qu’un tel condenseur interne est localisé dans la première boucle immédiatement en aval du compresseur et en amont de l’organe de détente. Ce condenseur interne est destiné à être disposé dans une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de l’habitacle du véhicule, de manière à chauffer le flux d’air se dirigeant vers l’habitacle du véhicule.

Selon un exemple de réalisation, la première boucle comprend un évaporateur principal destiné à refroidir un flux d’air se dirigeant vers un habitacle du véhicule. On comprend alors qu’un tel évaporateur principal est localisé sur la première boucle en aval de l’organe de détente et il est disposé dans une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de l’habitacle du véhicule, de manière à refroidir et assécher le flux d’air se dirigeant vers l’habitacle du véhicule. Un tel évaporateur principal prend la forme d’un échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant apte à circuler dans la première boucle et le flux d’air apte à circuler dans l’installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation.

La première boucle comprend une série de conduites qui transportent le fluide réfrigérant d’un composant à l’autre. Ces conduits forment différentes branches de la première boucle que le fluide réfrigérant peut emprunter en fonction du mode de fonctionnement mis en œuvre par le dispositif de traitement thermique selon l’invention.

On notera que la première boucle comprend une vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant, appelée première vanne, disposée sur une troisième conduite de la première boucle qui alimente l’évaporateur principal destiné à refroidir un flux d’air se dirigeant vers un habitacle du véhicule. Une telle vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant permet de contrôler la circulation du fluide réfrigérant dans la troisième conduite et ainsi de rendre actif ou inactif l’évaporateur principal. On notera que la troisième conduite peut également comprendre un premier organe de détente disposé immédiatement en amont de l’évaporateur principal, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant dans la première boucle.

La première boucle peut comprendre une vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant, appelée deuxième vanne, disposée sur une cinquième conduite de la première boucle qui comporte le refroidisseur. Un tel agencement permet de contrôler une circulation du fluide réfrigérant destiné à traverser le refroidisseur.

La première boucle peut comprendre une vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant, appelée troisième vanne, disposée sur une sixième conduite de la première boucle qui alimente l’échangeur thermique. Un tel agencement permet de contrôler une circulation du fluide réfrigérant destiné à traverser l’échangeur thermique.

La première boucle peut comprendre une huitième conduite qui débouche dans la troisième conduite de la première boucle, la première boucle comprenant une vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant, appelée quatrième vanne, disposée sur la huitième conduite. Un tel agencement permet de contrôler une circulation du fluide réfrigérant destiné à traverser ledit conduite de dérivation pour rejoindre l’évaporateur principal en vue d’assurer un mode déshumidification.

La première boucle peut comprendre une vanne de contrôle du débit, appelée cinquième vanne, disposée sur une dixième conduite de la première boucle alimentant le compresseur. Un tel agencement permet de contrôler une circulation du fluide réfrigérant destiné à traverser ledit compresseur. Avantageusement, cette dixième conduite de la première boucle comprend un accumulateur et la cinquième vanne est disposée en amont de l’accumulateur. Un tel accumulateur permet, entre autres, de réguler un volume de fluide réfrigérant circulant dans la première boucle.

La ou les vannes de contrôle du débit évoqués ci-dessus sont des vannes toutou-rien ou des vannes à débit réglable.

Selon un exemple, la première boucle comprend une quatrième conduite qui alimente une cinquième conduite comportant le refroidisseur et une sixième conduite comportant l’échangeur thermique, l’organe de détente étant disposé sur la quatrième conduite. La cinquième conduite et la sixième conduite sont en parallèles l’une par rapport à l’autre.

L’organe de détente, ici appelé deuxième organe de détente, est situé en amont, à la fois, du refroidisseur et de l’échangeur thermique, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant dans la première boucle.

Le dispositif selon un exemple de réalisation peut comprendre une troisième boucle dans laquelle un fluide caloporteur est destiné à circuler et qui comporte un radiateur destiné à chauffer un flux d’air se dirigeant vers un habitacle du véhicule, le dispositif de traitement thermique comprenant un réchauffeur destiné à opérer un transfert thermique entre le fluide caloporteur de la troisième boucle et le fluide réfrigérant de la première boucle.

Le réchauffeur comprend une partie dans laquelle le fluide réfrigérant de la première boucle est destiné à circuler et une deuxième partie dans laquelle le fluide caloporteur est destiné à circuler, un tel réchauffeur n’étant pas configuré pour être traversé par un flux d’air.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention et de son fonctionnement ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif, en relation avec les figures annexées, dans lesquelles :

- la figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif de traitement thermique, selon la présente invention,

- les figures 2 à 4 sont des représentations schématiques du fonctionnement du dispositif de traitement thermique montré en figure 1, en mode pompe à chaleur,

- les figures 5 à îo sont des représentations schématiques du fonctionnement du dispositif de traitement thermique montré en figure 1, en mode déshumidification,

- la figure 11 est une représentation schématique du fonctionnement du dispositif de traitement thermique montré en figure 1, en mode climatisation, et

- la figure 12 est une représentation schématique d’une variante de réalisation du dispositif de traitement thermique montré en figure 1, selon la présente invention.

Il est tout d'abord à noter que si les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. De même, il est rappelé que, pour l'ensemble des figures, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères. Par ailleurs, les dénominations amont et aval seront utilisées en référence au sens d'écoulement du fluide réfrigérant ou du fluide caloporteur circulant respectivement au sein de leur boucle attitrée.

La figure 1 montre un dispositif de traitement thermique 100 comprenant une première boucle 800 dans laquelle un fluide réfrigérant 700 est destiné à circuler et une deuxième boucle 850 dans laquelle un fluide caloporteur 750 est destiné à circuler.

Le fluide caloporteur 750 circulant dans la deuxième boucle 850 est destiné refroidir au moins un élément 10 d’une chaîne de traction. Pour cela, la deuxième boucle 850 comprend au moins un échangeur de chaleur, appelé organe de traitement thermique 900, dédié au refroidissement de l’élément 10 de la chaîne de traction. Cette chaîne de traction est par exemple une chaîne de traction électrique comprenant au moins une batterie électrique, un moteur électrique d’entraînement du véhicule, une connectique électrique et un module électronique de pilotage, ces derniers formant un exemple de l’élément 10 qui est traité thermiquement par l’organe de traitement thermique 900. Avantageusement, la chaîne de traction est destinée à équiper un véhicule automobile, par exemple de type tout électrique ou hybride.

L’organe de traitement thermique 900 est, d’une part, agencé au plus près de l’élément 10 à refroidir, tel que par exemple la batterie de traction, en formant par exemple un support pour celle-ci, et d’autre part configuré pour faire circuler le fluide caloporteur 750, en étant muni de tubes de circulation du fluide caloporteur, par exemple.

Il est à noter que la boucle de refroidissement 850 peut avantageusement être équipée d’une pompe permettant de mettre en circulation le fluide caloporteur 750 au sein de cette boucle. Cette dernière peut également comprendre un radiateur disposé en face avant du véhicule configuré pour refroidir le fluide caloporteur 750.

La première boucle 800 comprend un compresseur 200 destiné à mettre sous pression le fluide réfrigérant 700, au moins un échangeur thermique 36 destiné à échanger des calories entre le fluide réfrigérant un flux d’air E extérieur à l’habitacle du véhicule, au moins un organe de détente 401, 402 destiné à abaisser la pression du fluide réfrigérant 700, et au moins un évaporateur principal 601 destiné à refroidir un flux d’air A envoyé dans l’habitacle du véhicule. Le fluide réfrigérant 700 circule successivement à travers les composants listés ci-dessus en formant un circuit fermé qui collabore avec une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de l’habitacle du véhicule.

L’échangeur thermique 36 est utilisable en tant que condenseur 300 ou en tant qu’évaporateur 600. Cet échangeur thermique 36 est situé en face avant du véhicule automobile, de manière à être exposé au flux d’air extérieur E. L’utilisation de l’échangeur thermique 36 en tant que condenseur ou évaporateur dépend du mode de fonctionnement de la première boucle, c’est-à-dire un mode pompe à chaleur, un mode déshumidification ou un mode climatisation. Dans l’échangeur thermique 36, l’état dans lequel se trouve le fluide réfrigérant 700 qui circule dans cet échangeur thermique 36 est différent en fonction de ces modes. En effet, lorsque le fluide réfrigérant 700 est en majorité liquide, cet échangeur thermique se comporte comme un évaporateur 600, tandis que lorsque le fluide réfrigérant 700 est en majorité gazeux, cet échangeur thermique 36 se comporte comme un condenseur 300.

Le dispositif de traitement thermique 100 comprend également un refroidisseur 650 destiné à opérer un transfert thermique entre le fluide caloporteur 750 de la deuxième boucle 850 et le fluide réfrigérant 700 de la première boucle 800. On comprend que le refroidisseur 650 forme une interface entre la première boucle 800 et la deuxième boucle 850 et c’est ainsi que la première boucle 800 coopère thermiquement avec la deuxième boucle 850.

Le refroidisseur 650 est un échangeur de chaleur configuré pour échanger des calories entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant. Il est à noter que les différents fluides circulant dans le refroidisseur ne se mélangent pas et que l’échange de chaleur entre ces deux fluides se fait par conduction. En effet, le refroidisseur 650 comprend une première partie dans laquelle le fluide réfrigérant 700 est destiné à circuler et une deuxième partie dans laquelle le fluide caloporteur 750 est destiné à circuler, ces deux parties étant agencées de manière à ce qu’un échange de chaleur soit réalisé entre les deux fluides 700, 750. Le fluide réfrigérant 700 permet ainsi par exemple de refroidir le fluide caloporteur 750. Par conséquent, un tel dispositif de traitement thermique 100 permet de refroidir au moins l’un des éléments 10 de la chaîne de traction. Plus particulièrement, ce refroidissement est réalisé via l’organe de traitement thermique 900 qui lui est dédié.

Selon l’invention, on remarque que dans la première boucle 800, le refroidisseur 650 est disposé en parallèle de l’échangeur thermique 36. Cette disposition en parallèle du refroidisseur 650 et de l’échangeur thermique 36 permet de s’assurer que le fluide réfrigérant 700 entrant dans le refroidisseur 650 est dans une état permettant de refroidir au mieux le fluide caloporteur 750 circulant dans la deuxième boucle 850. Ainsi, le refroidissement de l’élément 10 de la chaîne de traction est optimal et moins dépendant des échanges thermiques qui peuvent prendre place dans l’échangeur thermique 36.

La figure 1 montre que le compresseur 200 est relié à un condenseur interne 301 par un première conduite 801 dans lequel le fluide réfrigérant 700 circule à haute pression et à haute température. Ce première conduite 801 comprend une bifurcation, appelée première bifurcation 841, à partir de laquelle le fluide réfrigérant 700 est dirigé vers le condenseur interne 301 ou vers une deuxième conduite 802.

La deuxième conduite 802 mène le fluide réfrigérant 700 vers l’échangeur thermique 36, précédemment décrit. La deuxième conduite 802 est en parallèle de l’ensemble formé par la quatrième conduite 804 suivi de la sixième conduite 806. Afin de gérer la circulation de fluide réfrigérant 700 au sein de la deuxième boucle 802, cette dernière comprend une sixième vanne 66 vanne qui autorise ou interdit l’alimentation en fluide réfrigérant de l’échangeur thermique 36 directement en provenance du compresseur 200. Alternativement à cette sixième vanne 66, la première bifurcation 841 peut être équipée d’une vanne trois voies dirigeant le fluide réfrigérant 700 sélectivement vers la première conduite 801 ou vers la deuxième conduite 802, voire dans les deux conduites 801, 802 en même temps.

Le condenseur interne 301 est situé dans l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation qui fonctionne en coopération avec le dispositif de traitement thermique 100. Le condenseur interne 301 est sélectivement traversé par un flux d’air A ou non, à l’aide d’un dispositif d’obturation 31. Il est à noter que la dénomination « interne » désigne spécifiquement ici un composant situé à l’intérieur de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation.

Le condenseur interne 301 est un échangeur de chaleur configuré pour échanger des calories entre le fluide réfrigérant qui le traverse et le flux d’air A qui circule à son travers. Lorsque le condenseur interne 301 est traversé par ce flux d’air A envoyé dans l’habitacle, le fluide réfrigérant 700 cède des calories à ce flux d’air A et peut changer d’état au cours de cette traversée du condenseur interne 301. Cet échangeur de chaleur se comporte donc comme un condenseur à l’égard du fluide réfrigérant, les calories déchargées dans le flux d’air A étant exploitées pour chauffer l’habitacle. En revanche, lorsque le dispositif d’obturation 31 empêche le flux d’air A de traverser le condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 n’échange pas de calories et ne change donc pas d’état lors de sa traversée du condenseur interne 301.

En sortie de ce condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 peut emprunter une troisième conduite 803 menant vers un évaporateur principal 601 et/ou emprunter une quatrième conduite 804. A cet effet, la première boucle 800 comprend une deuxième bifurcation 842.

La troisième conduite 803 qui alimente l’évaporateur principal 601 comprend une vanne de contrôle du débit, appelée première vanne 61, contrôlant la circulation du fluide réfrigérant 700 dans cette troisième conduite 803. Cette dernière comprend également un organe de détente, appelé premier organe de détente 401, permettant d’abaisser la pression du fluide réfrigérant 700. Le premier organe de détente 401 est situé en amont de l’évaporateur principal 601, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant 700 dans cette troisième conduite 803. Selon un mode de réalisation, le premier organe de détente 401 est configuré pour totalement autoriser ou interrompre la circulation du fluide réfrigérant à son travers. Il peut notamment s’agir d’un détendeur électronique qui forme un moyen de détente du fluide réfrigérant et aussi une vanne de contrôle tout ou rien de la circulation de ce fluide réfrigérant 700.

L’évaporateur principal 601 est situé dans l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation et est exposé au flux d’air A se dirigeant vers l’habitacle. Plus précisément, l’évaporateur principal 601 permet de refroidir et/ou de déshumidifier le flux d’air A se dirigeant vers l’habitacle.

La quatrième conduite 804 est ici équipée d’un organe de détente, appelé deuxième organe de détente 402 située en amont d’une bifurcation, appelée troisième bifurcation 843. Cette troisième bifurcation 843 permet au fluide réfrigérant 700 de se diriger vers le refroidisseur 650 et/ou vers l’échangeur thermique 36 qui sont disposés sur des branches parallèles de la première boucle 800. Le deuxième organe de détente 402 est ici commun à l’échangeur thermique 36 et au refroidisseur 650 en raison du fait qu’il est placé en amont de la troisième bifurcation 843. Selon une variante de réalisation, le deuxième organe de détente 402 peut être remplacé par deux organes de détente, dont un premier est affecté à l’échangeur thermique 36 et un second est affecté au refroidisseur 650. Dans un tel cas, ces organes de détente dédiés sont disposés en aval de la troisième bifurcation 843, selon le sens de circulation du fluide réfrigérant 700. Selon un mode de réalisation, le deuxième organe de détente 402 est configuré pour totalement autoriser ou interrompre la circulation du fluide réfrigérant à son travers. Il peut notamment s’agir d’un détendeur électronique qui forme un moyen de détente du fluide réfrigérant et aussi une vanne de contrôle tout ou rien de la circulation de ce fluide réfrigérant 700.

À l’issue de la troisième bifurcation 843 délimitant la fin de la quatrième conduite 804, le fluide réfrigérant 700 est destiné à emprunter des branches disposées en parallèle. Plus précisément, le fluide réfrigérant 700 emprunte une cinquième conduite 805 supportant le refroidisseur 650 et/ou une sixième conduite 8o6 supportant l’échangeur thermique 36.

Dans le refroidisseur 650, le fluide réfrigérant 700 échange des calories avec le fluide caloporteur 750, puis est dirigé vers une quatrième bifurcation 844 située en sortie de la cinquième conduite 805. En parallèle, le fluide réfrigérant 700 passant par l’échangeur thermique 36 utilisable en tant que condenseur 300 ou en tant qu’évaporateur 600, échange des calories avec le flux d’air extérieur E traversant cet échangeur thermique 36, puis est également dirigé vers la quatrième bifurcation 844.

Afin de réguler la circulation de fluide réfrigérant 700 dans la cinquième et la sixième conduite 805, 806 disposés en parallèle, la cinquième et la sixième conduite 805, 806 sont toutes deux équipées d’une vanne de contrôle du débit, respectivement appelée deuxième vanne 62 et troisième vanne 63. Selon une variante de réalisation, la troisième bifurcation 843 est équipée d’une vanne trois voies en remplacement de ces deux vannes 62, 63 et capable de gérer les proportions de fluide réfrigérant qui circulent dans la cinquième conduite 805 et/ou dans la sixième conduite 806.

A l’issue de la quatrième bifurcation 844, le fluide réfrigérant 700 est destiné à emprunter une septième conduite 807 reliée au compresseur 200 ou une huitième conduite 808 débouchant dans la troisième conduite 803, c’est-à-dire menant le fluide réfrigérant 700 vers l’évaporateur principal 601.

Il est à noter que la huitième conduite 808, menant le fluide réfrigérant 700 vers l’évaporateur principal 601, débouche dans la troisième conduite 803 en amont du premier organe de détente 401. Cette huitième conduite 808 est équipée d’une vanne de contrôle du débit, appelée quatrième vanne 64. En sortie de l’évaporateur principal 601, le fluide réfrigérant 700 est ensuite dirigé vers le compresseur 200 en passant par une neuvième conduite 809 se dirigeant vers la septième conduite 807.

La septième conduite 807 menant vers le compresseur 200 comporte avantageusement un accumulateur 500. Cet accumulateur 500 permet d’accumuler la phase liquide du fluide réfrigérant de manière à garantir que seule la phase gazeuse du fluide réfrigérant 700 se dirige vers le compresseur 200, et permet d’autre part de gérer la quantité de fluide réfrigérant 700 circulant dans la première boucle 8oo. On comprend alors que l’accumulateur 500 est situé directement en amont du compresseur 200. En d’autres termes, un accumulateur 500 peut être prévu sur le dispositif de traitement thermique 100 entre l’évaporateur principal 601 et le compresseur 200 ou entre le refroidisseur 650 et le compresseur 200, ou entre l’échangeur thermique 36 et le compresseur 200, de manière à ce que le compresseur 200 ne comprime que du fluide réfrigérant 700 sous forme exclusivement gazeuse.

Selon l’exemple illustré, l’accumulateur 500 est relié en amont à l’évaporateur principal 601 par la neuvième conduite 809 et à la quatrième bifurcation 844 par une dixième conduite 810. L’accumulateur 500 est relié en aval au compresseur 200 par la septième conduite 807. Il est à noter que la dixième conduite 810 est équipée d’une vanne de contrôle de débit, appelée cinquième vanne 65. Une fois que le fluide réfrigérant 700 atteint le compresseur 200, celui-ci recommence un autre cycle de compression.

Selon une variante de réalisation, la deuxième, la troisième, la quatrième et la cinquième vanne 62, 63, 64, 65 sont remplacées par une vanne quatre voies située sur la quatrième bifurcation 844. Cette vanne quatre voies est par exemple électroniquement pilotée.

Avantageusement, et comme cela est illustré, le dispositif de traitement thermique 100 est équipé d’un échangeur de calories interbranches 675, autrement appelé échangeur de chaleur interne. Cet échangeur de calories interbranches 675 permet de récupérer des calories d’une portion de la première boucle 800 pour les échanger avec une autre portion de la même boucle 800, de manière à réduire la puissance consommée par le compresseur 200.

Plus précisément, l’échangeur de calories interbranches 675 est disposé entre deux conduites ayant un différentiel de température entre eux. On distingue alors une conduite dite haute pression et une conduite dit basse pression. Ainsi, l’échangeur de calories interbranches 675 comprend une première partie dans laquelle le fluide réfrigérant 700 à basse pression circule et une deuxième partie dans laquelle le fluide réfrigérant 700 à une pression supérieure circule. Le fluide réfrigérant 700 à basse pression étant plus froid que le fluide réfrigérant 700 à pression supérieure, on comprend que l’échangeur de calories interbranches 675 autorise un échange de chaleur entre les deux conduites.

Selon l’exemple illustré, l’échangeur de calories interbranches 675 est disposé d’une part sur la troisième conduite 803, en amont du premier organe de détente

401, et d’autre part sur la septième conduite 807, en amont du compresseur 200, la troisième conduite 803 étant à plus haute pression que la septième conduite 807 en raison de la présence du premier organe de détente 401 et/ou du deuxième organe de détente 402.

On va maintenant décrire les différents modes de fonctionnement d’un tel dispositif de traitement thermique 100 à l’aide des figures 2 à 11. Les conduites de la première boucle 800 où circule le fluide réfrigérant 700 sont représentées en trait plein, tandis que les conduits de cette boucle où le fluide réfrigérant est empêché de circuler sont montrées en trait pointillé.

Selon un premier mode de fonctionnement dit de pompe à chaleur et illustré par les figures 2 à 4, le fluide réfrigérant 700 sous forme majoritairement gazeuse à haute pression et haute température, en sortie du compresseur 200, est admis dans le condenseur interne 301. Pour cela, la sixième vanne 66 disposée dans la deuxième conduit 802 est fermée, obligeant ainsi la totalité du fluide réfrigérant 700 à se diriger vers le condenseur interne 301, qui selon ce mode de fonctionnement est actif. En effet, le dispositif d’obturation 31, tel qu’un volet par exemple, est en position ouverte comme cela est représenté par des pointillés sur les figures. Une telle position ouverte du dispositif d’obturation 31 autorise un échange de calorie avec le flux d’air A traversant l’installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation et envoyé en direction de l’habitacle. Durant son passage le long du condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 cède ses calories au flux d’air A, de manière à fournir un flux d’air chaud en direction de l’habitacle.

Lors de son passage dans le condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 subit un premier changement de phase et prend un état majoritairement liquide. Lors de ce changement d’état, la pression du fluide réfrigérant 700 reste constante et sa température diminue, le fluide réfrigérant 700 cédant une partie de sa chaleur au flux d’air A traversant le condenseur interne 301.

Le fluide réfrigérant 700, essentiellement sous forme liquide à la sortie du condenseur interne 301, est ensuite acheminé dans le deuxième organe de détente

402. La circulation dans la troisième conduite 803 est empêchée par la fermeture de la première vanne 61. En effet, la première vanne 61 étant, dans ce mode de fonctionnement, fermée, la totalité du fluide réfrigérant 700 en sortie du condenseur interne 301 est dirigée vers la quatrième conduite 804. Le fluide réfrigérant 700 subit alors une détente permettant d’abaisser sa pression ce qui a pour résultat l’obtention d’un fluide réfrigérant 700 majoritairement à l’état liquide et à basse température.

Selon le premier exemple de mise en œuvre du mode pompe à chaleur illustré par la figure 2, le fluide réfrigérant 700 est ensuite acheminé dans les deux conduites parallèles, c’est-à-dire vers l’échangeur thermique 36 et vers le refroidisseur 650. Le fluide réfrigérant 700 étant ici sous forme liquide, l’échangeur thermique 36 se comporte comme un évaporateur 600, dans lequel le fluide réfrigérant 700 échange ses calories avec un milieu environnant l’échangeur thermique 36 et notamment avec le flux d’air extérieur E. Il est à noter que, le mode pompe à chaleur du dispositif de traitement thermique 100 est généralement utilisé lorsque le milieu extérieur est froid, ainsi le fluide réfrigérant 700, bien que devenu gazeux, reste à basse température en sortie de l’échangeur thermique 36.

De la même manière, le fluide réfrigérant 700 à l’état liquide et à basse température échange des calories avec le fluide caloporteur 750 circulant dans le refroidisseur 650 ainsi que dans la deuxième boucle 850. À l’issue de cet échange de calories, le fluide caloporteur 750 est à basse température et est alors acheminé vers l’organe de traitement thermique 900 dédiée au refroidissement de l’élément 10 de la chaîne de traction. En fonction de la forme que prend l’organe de traitement thermique 900, le fluide caloporteur 750 permet de refroidir une partie ou la totalité de la chaîne de traction 10. Parallèlement, le fluide réfrigérant 700 est chauffé par le fluide caloporteur 750. Selon un effet majeur de l’invention, le fluide réfrigérant 700 récupère ainsi une certaine quantité d’énergie en provenance de l’organe de traitement thermique 900 dédiée au refroidissement de l’élément 10 de la chaîne de traction, et cette énergie est mise à profit par la première boucle 800, en particulier au cours du cycle thermodynamique qui prend place dans cette première boucle 800.

Le fluide réfrigérant 700 en sortie de l’échangeur thermique 36 et le fluide réfrigérant 700 en sortie du refroidisseur 650 se rejoignent au niveau de la quatrième bifurcation 844 et se dirigent vers le compresseur 200 en empruntant successivement la dixième conduite 8io, l’accumulateur 500 et la septième conduite 807. L’accès à la huitième conduite 808 étant fermé à l’aide de la quatrième vanne 64.

Selon un deuxième exemple de mise en œuvre du mode pompe à chaleur tel qu’illustré par la figure 3, le fluide réfrigérant 700 passe par le condenseur interne 301 puis est acheminé vers la quatrième conduite 804 à l’issue de laquelle la totalité du fluide réfrigérant 700 emprunte la cinquième conduite 805 qui reçoit le refroidisseur 650. Le fait que la totalité du fluide réfrigérant 700 se dirige vers le refroidisseur 650 permet que toute la puissance calorifique de la première boucle 800 soit utilisée pour refroidir le fluide caloporteur 750. Pour cela, la troisième vanne 63 disposée sur la sixième conduite 806 est en position fermée. La totalité du fluide réfrigérant 700 est ensuite dirigée vers le compresseur 200, en passant par l’accumulateur 500. Ce deuxième exemple de mise en œuvre permet de faire fonctionner la pompe à chaleur sans utiliser l’échangeur thermique 36 utilisé en évaporateur 600. Ceci est avantageux notamment dans le cas où cet échangeur thermique 36 n’est pas disponible, par exemple en raison d’un givrage de sa face extérieure ou d’un risque de givrage de cette face extérieure.

Selon un troisième exemple de mise en œuvre du mode pompe à chaleur illustré par la figure 4, le fluide réfrigérant 700 passe par le condenseur interne 301 puis est acheminé vers la quatrième conduite 804 à l’issue de laquelle la totalité du fluide réfrigérant 700 emprunte la sixième conduite 806 qui comporte l’échangeur thermique 36. Le fait que la totalité du fluide réfrigérant 700 se dirige vers l’échangeur thermique 36 permet d’interdire tout échange thermique avec le refroidissement du fluide caloporteur 750. Une telle disposition permet ainsi de tenir compte de l’absence d’énergie disponible au niveau de l’élément 10 de la chaîne de traction. Si cette énergie est inférieure à un seuil, par exemple si la température du fluide caloporteur 750 est en dessous d’un seuil déterminé, l’invention prévoit d’éviter que le fluide réfrigérant 700 ne circule dans la cinquième conduite 805 et dans le refroidisseur 650. C’est notamment le cas quand le chaîne de traction n’a pas atteint sa température optimale de fonctionnement, ou que l’impact du refroidissement sur l’élément 10 de la chaîne de traction est néfaste au fonctionnement de cet élément. Pour atteindre cet objectif, la deuxième vanne 62 disposée sur la cinquième conduite 805 est en position fermée. La totalité du fluide réfrigérant 700 est ainsi dirigée vers le compresseur 200, en passant par l’accumulateur 500.

Selon un deuxième mode de fonctionnement dit de déshumidification et illustré par les figures 5 à 10, le fluide réfrigérant 700 sous forme majoritairement gazeuse à haute pression et haute température, en sortie du compresseur 200, est admis dans le condenseur interne 301. Pour cela, la sixième vanne 66 disposée dans la deuxième conduit 802 est fermée, obligeant ainsi la totalité du fluide réfrigérant 700 à se diriger vers le condenseur interne 301, qui selon ce mode de fonctionnement est actif. En effet, dans ce cas, le dispositif d’obturation 31, tel qu’un volet, est en position ouverte, comme cela est représenté par des pointillés, de manière à autoriser un échange de calorie avec le flux d’air A traversant l’installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation et envoyé en direction de l’habitacle. Durant son passage le long du condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 cède ses calories au flux d’air A traversant le condenseur interne 301, de manière à fournir un flux d’air chaud à l’habitacle.

Lors de son passage dans le condenseur interne 301, le fluide réfrigérant 700 subit un premier changement de phase et prend un état majoritairement liquide. Lors de ce changement d’état, la pression du fluide réfrigérant 700 reste quasi constante et sa température diminue, le fluide réfrigérant 700 cédant une partie de sa chaleur au flux d’air A traversant le condenseur interne 301.

Le fluide réfrigérant 700, majoritairement à l’état liquide à la sortie du condenseur interne 301, est ensuite acheminé vers la deuxième bifurcation 842. Selon les exemples de réalisation illustrés par les figures 5 à 8, une partie du fluide réfrigérant 700 est acheminée vers la troisième conduite 803 et une autre partie est acheminée vers la quatrième conduite 804. Selon l’exemple de réalisation illustré par la figure 9, la totalité du fluide réfrigérant 700 est dirigée vers la quatrième conduite 804, et selon l’exemple de réalisation illustré par la figure 10, la totalité du fluide réfrigérant 700 est dirigée vers la troisième conduite 803, comme cela sera décrit plus loin.

Le fluide réfrigérant 700 acheminé vers la troisième conduite 803 est dirigé dans le premier organe de détente 401. Le fluide réfrigérant 700 subit alors une détente permettant d’abaisser sa pression ce qui a pour résultat l’obtention d’un fluide réfrigérant 700 à l’état liquide et à basse température se dirigeant vers l’évaporateur principal 601.

Le fluide réfrigérant 700 acheminé vers l’évaporateur principal 601 échange alors des calories avec le flux d’air A traversant l’évaporateur principal 601. Ce flux d’air A, circulant dans l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, se trouve donc refroidi et asséché.

On comprend alors que le flux d’air A est à la fois refroidi par l’évaporateur principal 601 et chauffé par le condenseur interne 301, ce qui correspond au mode déshumidification du flux d’air A selon l’invention. En effet, l’évaporateur principal 601 condense sur ses parois l’eau présente dans le flux d’air A tout en le refroidissant, et le condenseur interne 301 permet de le chauffer. Avantageusement, l’évaporateur principal 601 est disposé en aval du condenseur interne 301, selon le sens de circulation du flux d’air A se dirigeant vers l’habitacle du véhicule.

Selon le premier exemple de mise en œuvre du mode déshumidification illustré par la figure 5, le fluide réfrigérant 700 circulant dans la quatrième conduite 804 subit une détente dans le deuxième organe de détente 402 et est ensuite acheminé dans les deux conduites parallèles, c’est-à-dire vers l’échangeur thermique 36 et vers le refroidisseur 650. Le fluide réfrigérant 700 étant ici sous forme liquide, l’échangeur thermique 36 se comporte comme un évaporateur 600, dans lequel le fluide réfrigérant 700 échange ses calories avec un milieu environnant l’échangeur thermique 36 et notamment avec le flux d’air extérieur E.

De la même manière, le fluide réfrigérant 700, majoritairement à l’état liquide et à basse température, échange des calories avec le fluide caloporteur 750 circulant dans le refroidisseur 650 et dans la deuxième boucle 850. À l’issue de cet échange de calories, le fluide caloporteur 750 est à basse température et est alors entraîné vers l’organe de traitement thermique 900 dédiée au refroidissement de l’élément 10 de la chaîne de traction. En fonction de la forme que prend l’organe de traitement thermique 900, le fluide caloporteur 750 permet de refroidir une partie ou la totalité de la chaîne de traction 10. Parallèlement, le fluide réfrigérant 700 est chauffé par le fluide caloporteur 750 par l’échange thermique qui prend place dans le refroidisseur 650. Selon un effet majeur de l’invention, le fluide réfrigérant 700 récupère ainsi une certaine quantité d’énergie, ici une quantité de chaleur, en provenance de l’organe de traitement thermique 900 dédiée au refroidissement de l’élément 10 de la chaîne de traction, et cette énergie est mise à profit par la première boucle 8oo, en particulier au cours du cycle thermodynamique qui prend place dans cette première boucle 8oo. Cette quantité d’énergie récupérée sur la chaîne de traction du véhicule, par exemple électrique, forme alors le point froid nécessaire au fonctionnement de ce cycle thermodynamique, tandis que le point chaud est réalisé par le condenseur interne 301. Dans le cas de la figure 5, ce point froid peut aussi comprendre l’évaporateur principal 601 et l’évaporateur 600.

Le fluide réfrigérant 700 en sortie de l’échangeur thermique 36 et le fluide réfrigérant 700 en sortie du refroidisseur 650 se mélangent au niveau de la quatrième bifurcation 844 et se dirigent vers le compresseur 200 en empruntant successivement la dixième conduite 810, l’accumulateur 500 et la septième conduite 807, l’accès à la huitième conduite 808 étant fermé à l’aide de la quatrième vanne 64.

Selon un deuxième exemple de mise en œuvre du mode déshumidification illustré par la figure 6, la totalité du fluide réfrigérant 700 qui traverse le deuxième organe de détente 402 emprunte la cinquième conduite 805 supportant le refroidisseur 650. Cette organisation permet qu’une plus grande puissance calorifique de la première boucle 800 soit utilisée pour refroidir le fluide caloporteur 750 en comparaison au fonctionnement illustré par la figure précédente. Pour cela, la troisième vanne 63 disposée sur la sixième conduite 806 est en position fermée. En sortie de refroidisseur 650, le fluide réfrigérant 700 est ensuite dirigé vers le compresseur 200, en passant par l’accumulateur 500. Pour cela, la quatrième vanne 64 disposée sur la huitième conduite 808 est en position fermée. Ce deuxième exemple de mise en œuvre du mode déshumidification permet de faire fonctionner la première boucle 800 sans utiliser l’échangeur thermique 36. Ceci est avantageux notamment dans le cas où cet échangeur thermique 36 n’est pas disponible, par exemple en raison d’un givrage de sa face extérieure ou d’un risque de givrage de cette face extérieure.

Selon un troisième exemple de mise en œuvre du mode déshumidification illustré à la figure 7, la quatrième vanne 64 disposée sur la huitième conduite 808 est en position ouverte. Ainsi, en sortie de refroidisseur 650, le fluide réfrigérant 700 arrivant à la quatrième bifurcation 844 circule ver la troisième conduite 803, en direction de l’évaporateur principal 601. La première vanne 61 et la cinquième vanne 65 sont en position fermée, bloquant la circulation du fluide réfrigérant 700 respectivement dans la troisième conduite 803 et dans la dixième conduite 810. Le fluide réfrigérant 700 circule ainsi depuis le compresseur 200 et traverse le condenseur interne 301 puis le deuxième organe de détente 402 puis le refroidisseur 650 puis la deuxième vanne 62 puis la quatrième vanne 64 puis le premier organe de détente 401 puis l’évaporateur principal 601 puis l’accumulateur 500, pour enfin revenir au compresseur 200.

Pour la partie de fluide réfrigérant 700 se dirigeant vers l’évaporateur principal 601, celui-ci emprunte la huitième conduite 808 pour déboucher dans la troisième conduite 803, puis subit une détente dans le premier organe de détente 401. En traversant l’évaporateur principal 601, le fluide réfrigérant 700 refroidit le flux d’air A qui passe à son travers. En sortie d’évaporateur principal 601, le fluide réfrigérant 700 circule dans la neuvième conduite 809, en direction de l’accumulateur 500, puis dans la septième conduite 807 en direction du compresseur 200 pour mettre en œuvre un nouveau cycle.

Selon un quatrième exemple de mise en œuvre du mode déshumidification illustré par la figure 8, le fluide réfrigérant 700 passe par le condenseur interne 301, puis est acheminé soit vers la troisième conduite 803 soit vers la quatrième conduite 804 à l’issue de laquelle la totalité du fluide réfrigérant 700, circulant dans la quatrième conduite 804 emprunte la sixième conduite 806 supportant l’échangeur thermique 36. Le fait que la totalité du fluide réfrigérant 700, qui traverse le deuxième organe de détente 402, se dirige vers l’échangeur thermique 36, permet d’interdire le refroidissement du fluide caloporteur 750 et donc d’interdire le refroidissement de l’élément 10 de la chaîne de traction, notamment dans le cas de montée en température évoquée plus haut. Pour cela, la deuxième vanne 62 disposée sur la cinquième conduite 805 est en position fermée. En sortie de l’échangeur thermique 36, le fluide réfrigérant 700 est ensuite dirigé vers le compresseur 200, en passant par la dixième conduite 810 débouchant dans l’accumulateur 500.

Il est à noter que pour ces quatre exemples de mise en œuvre du mode déshumidification, l’échangeur de calories interbranches 675 est traversé d’une part, par du fluide réfrigérant 700 ayant échangé des calories avec l’échangeur thermique 36 et/ou avec le fluide caloporteur 750 et d’autre part, par du fluide réfrigérant 700 sortant du condenseur interne 301.

Selon un cinquième exemple de mise en œuvre du mode déshumidification illustré par la figure 9, le fluide réfrigérant 700 passe par le condenseur interne 301, puis est acheminé en totalité vers la quatrième conduite 804, la première vanne 61 étant fermée. La totalité du fluide réfrigérant 700 est ensuite acheminée vers la sixième conduite 806 supportant l’échangeur thermique 36. Le fait que la totalité du fluide réfrigérant 700 se dirige vers l’échangeur thermique 36, permet d’interdire le refroidissement du fluide caloporteur 750 et donc d’interdire le refroidissement de l’élément 10 de la chaîne de traction, pour la même raison qu’évoqué ci-dessus. Pour cela, la deuxième vanne 62 disposée sur la cinquième conduite 805 est en position fermée.

En sortie de l’échangeur thermique 36, le fluide réfrigérant 700 est ensuite dirigé vers l’évaporateur principal 601, pour assurer l’assèchement du flux d’air A prévu dans le mode déshumidification selon l’invention. Pour cela, la totalité du fluide réfrigérant 700 emprunte la huitième conduite 808 pour déboucher dans une partie aval du la troisième conduite 803, subissant alors une détente au moyen du premier organe de détente, puis traversant l’évaporateur principal 601 pour ensuite rejoindre le compresseur 200, en passant par l’accumulateur 500.

Selon un sixième exemple de mise en œuvre du mode déshumidification illustré par la figure 10, le fluide réfrigérant 700 passe par le condenseur interne 301 puis est acheminé en totalité vers la troisième conduite 803, la deuxième vanne 62 et la troisième vanne 63 étant fermée, empêchant ainsi le fluide réfrigérant 700 de circuler dans la quatrième conduite 804. Il est à noter que selon une variante de réalisation, le quatrième conduite 804 est équipé d’une vanne de contrôle du débit située entre la deuxième bifurcation 842 et le deuxième organe de détente 402, qui dans cet exemple serait fermée.

Ainsi, le fluide réfrigérant 700 acheminé vers la troisième conduite 803 est dirigé dans le premier organe de détente 401 pour subir une détente permettant d’abaisser sa pression, ce qui a pour résultat l’obtention d’un fluide réfrigérant 700 majoritairement à l’état liquide et à basse température se dirigeant vers l’évaporateur principal 601.

Le fluide réfrigérant 700 acheminé vers l’évaporateur principal 601 échange alors des calories avec le flux d’air A traversant l’évaporateur principal 601. Ce flux d’air A, circulant dans l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, se trouve donc refroidi et déshumidifié.

En sortie d’évaporateur principal 6oi, le fluide réfrigérant 700 circule dans la neuvième conduite 809, en direction de l’accumulateur 500, puis dans la septième conduite 807 en direction du compresseur 200 pour subir un nouveau cycle.

Il est à noter que pour ce sixième exemple de mise en œuvre du mode déshumidification, l’échangeur de calories interbranches 675 est actif, en ce sens qu’il assure un échange de calories entre le fluide réfrigérant circulant dans une portion haute pression de la première boucle 800, ici la troisième conduite 803, et une portion basse pression de cette même boucle, en l’occurrence la septième conduite 807.

Selon un troisième mode de fonctionnement, dit de climatisation, illustré par la figure 11, le fluide réfrigérant 700, en sortie du compresseur 200, est dirigé vers l’échangeur thermique 36 en empruntant la deuxième conduite 802. Plus précisément, la sixième vanne 66 est agencée de manière à ce que le fluide réfrigérant 700 soit dirigée vers l’échangeur thermique 36, éventuellement sans passer par l’échangeur interne 301. Dans ce cas, la première vanne 61, la deuxième vanne 62 et la troisième vanne 63 sont agencées de manière à bloquer la circulation du fluide réfrigérant 700 respectivement dans la troisième conduite 803, dans la cinquième conduite 805 et dans la sixième conduite 806. Le fluide réfrigérant 700 issu du compresseur 200 est alors refroidit par le flux d’air extérieur E et se condense. L’échangeur thermique 36 est alors utilisé en condenseur 300.

Selon cet exemple de mise en œuvre, le fluide réfrigérant 700, essentiellement sous forme liquide à la sortie du condenseur 300, est alors acheminé vers le premier organe de détente 401, situé sur la partie aval de la troisième conduite 803. Pour cela, le fluide réfrigérant 700 en sortie de l’échangeur thermique 36 est dirigé en totalité vers la huitième conduite 808 débouchant dans la partie aval de la troisième conduite 803. Il est à préciser que la dixième conduite 810 est fermée pour éviter toute entrée de fluide réfrigérant 700 à l’état liquide vers le compresseur 200. La détente subie dans le premier organe de détente 401 permet d’abaisser la pression du fluide réfrigérant 700, ce qui a pour résultat l’obtention d’un fluide réfrigérant 700 majoritairement liquide à basse pression.

Ainsi, la totalité du fluide réfrigérant 700 est acheminée vers l’évaporateur principal 601, qui échange alors des calories avec le flux d’air A traversant l’évaporateur principal 601. Ce flux d’air A, circulant dans l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, se trouve refroidi et est envoyé vers l’habitacle du véhicule. Durant cet échange de calories, le fluide réfrigérant 700 subit un nouveau changement d’état en se transformant majoritairement en gaz. Ce fluide réfrigérant est ensuite acheminé vers le compresseur 200 pour subir un nouveau cycle.

Il est à noter que l’échangeur de calories interbranches 675 est traversé d’une part, par du fluide réfrigérant 700 ayant échangé des calories avec l’échangeur thermique 36 et d’autre part, par du fluide réfrigérant 700 sortant de l’accumulateur 500, le premier organe de détente 401 séparant ces portions de boucle affectées à l’échangeur de calories interbranches 675.

Afin que le dispositif de traitement thermique 100 soit aussi bien adapté au mode climatisation qu’au mode pompe à chaleur, ainsi qu’au mode déshumidification, on comprend que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation et le dispositif de traitement thermique 100 avec lequel elle coopère comprennent des vannes deux voies, des vannes trois voies et un ou plusieurs dispositifs d’obturation 31. C’est le pilotage de vannes et de ce dispositif d’obturation qui permet le fonctionnement en mode déterminé du dispositif de traitement thermique 100 selon l’invention.

Selon une variante de réalisation du dispositif de traitement thermique 100 illustrée par la figure 12, le dispositif de traitement thermique 100 comprend une troisième boucle 875 de fluide caloporteur 750, distincte de la deuxième boucle 850. Cette troisième boucle 875 comprend des canalisations qui relient un radiateur 302 reçu dans l’installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation du véhicule à un réchauffeur 615. Le radiateur 302 est un échangeur de chaleur entre le fluide caloporteur présent dans la troisième boucle 875 et le flux d’air A envoyé dans l’habitacle. Le réchauffeur 615 est un échangeur de chaleur configuré pour échanger des calories entre le fluide réfrigérant 700 présent dans la première conduite 801 en sortie du compresseur 200 et le fluide caloporteur 750 présent dans la troisième boucle 875. Selon cet variante de réalisation, le chauffage de l’habitacle n’est pas assuré par le condenseur interne 301 des modes de réalisation précédent, mais par le radiateur 302.

Plus précisément, le réchauffeur 615 comprend une première partie dans laquelle le fluide réfrigérant 700 est destiné à circuler et une deuxième partie dans laquelle le fluide caloporteur 750 est destiné à circuler. Avantageusement, la troisième boucle 875 peut comprendre une pompe permettant de mettre en circulation le fluide caloporteur 750 à l’intérieur de cette troisième boucle 875.

La première partie du réchauffeur 615 est situé sur la première conduite 801 de la première boucle 800, directement en sortie du compresseur 200. Cette première conduite 801 est destinée à acheminer le fluide réfrigérant 700 sous haute pression et haute température soit vers la troisième conduite 803 et/ou la quatrième conduite 804, soit vers la deuxième conduite 802 de la première boucle 800, en fonction du mode de fonctionnement recherché. Le reste du dispositif de traitement thermique 100 est identique aux modes de réalisation des figures 2 à 11 et on se reportera à la description détaillée de ces figures pour en comprendre le fonctionnement.

Le fluide caloporteur 750 qui circule dans la deuxième boucle 850 ou dans la troisième boucle 875 est par exemple un mélange d’eau et de glycol. Le fluide réfrigérant 700 qui circule dans la première boucle 800 est un fluide sous-critique ou super-critique. Dans le premier cas, il peut s’agir d’un composé fluoré connu sous l’abréviation R-i34a ou R1234-YF. Dans le second cas, il peut s’agir d’un composé à base de dioxyde de carbone connu sur l’abréviation R-744. La description ci-dessus est faite eu égard à un fluide sous-critique.

Quel que soit le mode de fonctionnement retenu, l'invention permet de fournir un dispositif de traitement thermique d’un habitacle et d’une chaîne de traction électrique, aussi bien utilisable en climatisation, pompe à chaleur ou déshumidification, tout en étant capable de refroidir un élément de la chaîne de traction. Par la mise en place du refroidisseur en parallèle de l’échangeur thermique, ce dispositif de traitement thermique permet un refroidissement de la chaîne de traction plus efficace que les circuits classiques, ce qui in fine améliore l'autonomie électrique du véhicule.

L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés, et elle s'applique également à tous moyens, ou toutes configurations, équivalent(e)s et à toutes combinaisons de tels moyens et/ou configurations. En effet, si l'invention a été décrite et illustrée selon différentes variantes de réalisation, ou de mise en œuvre, mettant en œuvre chacune séparément un agencement particulier, il va de soi que ces agencements présentés 5 peuvent être combinés sans que cela nuise à l'invention

Claims (13)

1. Dispositif de traitement thermique (ioo) d’un véhicule, comprenant une première boucle (8oo) dans laquelle un fluide réfrigérant (700) est destiné à circuler et une deuxième boucle (850) dans laquelle un fluide caloporteur (750) est destiné à circuler, la première boucle (800) comprenant au moins :

- un compresseur (200) destiné à mettre sous pression le fluide réfrigérant (700),

- un échangeur thermique (36) utilisable en tant que condenseur (300) ou évaporateur (600),

- un organe de détente (401, 402) destiné à abaisser la pression du fluide réfrigérant (700), le dispositif de traitement thermique (100) comprenant un refroidisseur (650) destiné à opérer un transfert thermique entre le fluide caloporteur (750) de la deuxième boucle (850) et le fluide réfrigérant (700) de la première boucle (800), caractérisé en ce que, dans la première boucle (800), le refroidisseur (650) est disposé en parallèle de l’échangeur thermique (36).

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la deuxième boucle (850) comprend au moins un organe de traitement thermique (900) dédié au traitement thermique d’au moins un élément d’une chaîne de traction électrique du véhicule.

3. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le refroidisseur (650) est situé en aval de l’organe de détente (402), selon un sens de circulation du fluide réfrigérant (700) dans la première boucle (800).

4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première boucle (800) comprend un échangeur de calories interbranches (675) destiné à opérer un échange thermique entre une première portion de la première boucle (800) et une deuxième portion de la première boucle (800), la première portion et la deuxième portion étant séparées l’une de l’autre par au moins un organe de détente (401).

5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première boucle (800) comprend un condenseur interne (301) destiné à chauffer un flux d’air (A) se dirigeant vers un habitacle du véhicule.

6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première boucle (8oo) comprend un évaporateur principal (6oi) destiné à refroidir un flux d’air (A) se dirigeant vers un habitacle du véhicule.

7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé en ce que la première boucle (800) comprend une vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant, appelée première vanne (61), disposée sur une troisième conduite (803) de la première boucle (800) qui alimente l’évaporateur principal (601) destiné à refroidir un flux d’air (A) se dirigeant vers un habitacle du véhicule.

8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première boucle (800) comprend une vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant, appelée deuxième vanne (62), disposée sur une cinquième conduite (805) de la première boucle (800) qui comporte le refroidisseur (650).

9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première boucle (800) comprend une vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant, appelée troisième vanne (63), disposée sur une sixième conduite (806) de la première boucle (800) qui alimente l’échangeur thermique (36).

10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 7, dans lequel la première boucle (800) comprend une huitième conduite (808) qui débouche dans la troisième conduite (803) de la première boucle (800), la première boucle (800) comprenant une vanne de contrôle du débit de fluide réfrigérant, appelée quatrième vanne (64), disposée sur la huitième conduite (808).

11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première boucle (800) comprend une vanne de contrôle du débit, appelée cinquième vanne (65), disposée sur une dixième conduite (810) de la première boucle (800) alimentant le compresseur (200).

12. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première boucle (800) comprend une quatrième conduite (804) qui alimente une cinquième conduite (805), comportant le refroidisseur (650), et une sixième conduite (806) comportant l’échangeur thermique (36), l’organe de détente (402) étant disposé sur la quatrième conduite (804).

13· Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une troisième boucle (875) dans laquelle un fluide caloporteur (750) est destiné à circuler et qui comporte un radiateur (302) destiné à chauffer un flux d’air (A) se dirigeant vers un habitacle du véhicule, le dispositif 5 de traitement thermique (100) comprenant un réchauffeur (615) destiné à opérer un transfert thermique entre le fluide caloporteur (750) de la troisième boucle (875) et le fluide réfrigérant (700) de la première boucle (800).