FR3133790A1 - Système de conditionnement thermique - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de conditionnement thermique (100) pour véhicule automobile, comportant :- un circuit de fluide réfrigérant (11) comprenant:- un compresseur (15),- un premier échangeur bifluide (1), agencé conjointement sur un circuit (13) de liquide caloporteur,- un premier détendeur (31),- un deuxième échangeur bifluide (2),- un circuit de fluide caloporteur diélectrique (12), comportant :- une boucle primaire (12A) comprenant le deuxième échangeur bifluide (2) et un troisième échangeur (3) couplé thermiquement à un premier élément (41) d’une chaine de traction électrique du véhicule,- une première branche de dérivation (12B) comportant un quatrième échangeur (4) et un cinquième échangeur (5) couplés thermiquement respectivement à un deuxième élément (42) et à un troisième élément (43) de la chaine de traction,- une deuxième branche de dérivation (12C) comportant un sixième échangeur (6) configuré pour échanger thermiquement avec un flux d’air extérieur (Fe). Figure de l’abrégé : Figure 1
Description
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de conditionnement thermique. Ces systèmes peuvent notamment équiper un véhicule automobile. De tels systèmes permettent de réaliser une régulation thermique de différents organes du véhicule, comme par exemple l’habitacle ou une batterie de stockage d’énergie électrique, dans le cas d’un véhicule à propulsion électrique. Les échanges de chaleur sont gérés principalement par la compression et la détente d’un fluide réfrigérant au sein de différents échangeurs de chaleur permettant d’assurer un chauffage ou un refroidissement de différents organes.
Les systèmes de conditionnement thermique font couramment appel à une boucle de fluide réfrigérant et à une boucle de liquide caloporteur échangeant de la chaleur avec le fluide réfrigérant. De tels systèmes sont ainsi appelés indirects. Le brevet EP2933586 B1 en est un exemple. La boucle de fluide réfrigérant est formée de sorte que le fluide réfrigérant cède de la chaleur à un liquide caloporteur dans un premier échangeur bifluide. La chaleur cédée au liquide caloporteur peut ensuite être dissipée dans un flux d’air destiné à l’habitacle afin de le chauffer. Le circuit de liquide caloporteur permet aussi de refroidir des éléments de la chaine de traction du véhicule dissipant de la chaleur, comme le moteur électrique de traction du véhicule ou l’électronique de puissance commandant le moteur électrique. Pour cela, un autre échangeur bifluide permet de réaliser un échange de chaleur entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant afin de refroidir le liquide caloporteur.
Par ailleurs, les besoins de charge rapide des batteries demandent d’augmenter la puissance de refroidissement disponible. Afin de disposer d’une puissance de refroidissement élevée des batteries, ainsi qu’une bonne homogénéité de la température des batteries, il est connu de faire circuler un fluide caloporteur diélectrique à l’intérieur des éléments de la batterie. Dans ce cas, un échangeur bifluide additionnel est utilisé, afin de réaliser un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur diélectrique. Cette configuration est complexe et couteuse à mettre en œuvre car de nombreux échangeurs de chaleur sont utilisés, en particulier de nombreux échangeurs de chaleur bifluides.
Il existe ainsi un besoin de pouvoir disposer de systèmes de conditionnement thermique plus faciles à intégrer, utilisant un nombre réduit d’échangeurs de chaleur et des circuits de circulation des différents fluides simplifiés.
A cette fin, la présente invention propose un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile électrique ou hybride, comportant :
- un circuit de fluide réfrigérant comportant une boucle principale de circulation comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide réfrigérant :
- un dispositif de compression,
- un premier échangeur bifluide, agencé conjointement sur la boucle principale de fluide réfrigérant et sur un circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
- un premier détendeur,
- un deuxième échangeur bifluide,
- un circuit de fluide caloporteur diélectrique, comportant :
- une boucle primaire de circulation, comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide caloporteur diélectrique :
- le deuxième échangeur bifluide, agencé conjointement sur la boucle principale de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire de fluide caloporteur diélectrique de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur diélectrique,
- un troisième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément d’une chaine de traction électrique du véhicule,
- une première branche de dérivation reliée à la boucle primaire en parallèle du troisième échangeur de chaleur, la première branche de dérivation comportant un quatrième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un deuxième élément de la chaine de traction électrique du véhicule et un cinquième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un troisième élément de la chaine de traction électrique du véhicule,
- une deuxième branche de dérivation reliée à la boucle primaire en parallèle du deuxième échangeur bifluide, la deuxième branche de dérivation comportant un sixième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur à un habitacle du véhicule.
- un circuit de fluide réfrigérant comportant une boucle principale de circulation comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide réfrigérant :
- un dispositif de compression,
- un premier échangeur bifluide, agencé conjointement sur la boucle principale de fluide réfrigérant et sur un circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
- un premier détendeur,
- un deuxième échangeur bifluide,
- un circuit de fluide caloporteur diélectrique, comportant :
- une boucle primaire de circulation, comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide caloporteur diélectrique :
- le deuxième échangeur bifluide, agencé conjointement sur la boucle principale de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire de fluide caloporteur diélectrique de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur diélectrique,
- un troisième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément d’une chaine de traction électrique du véhicule,
- une première branche de dérivation reliée à la boucle primaire en parallèle du troisième échangeur de chaleur, la première branche de dérivation comportant un quatrième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un deuxième élément de la chaine de traction électrique du véhicule et un cinquième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement à un troisième élément de la chaine de traction électrique du véhicule,
- une deuxième branche de dérivation reliée à la boucle primaire en parallèle du deuxième échangeur bifluide, la deuxième branche de dérivation comportant un sixième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur à un habitacle du véhicule.
Cette architecture permet d’assurer une puissance de refroidissement élevée des différents éléments de la chaine de traction du véhicule en utilisant seulement deux échangeurs bifluides. L’intégration du système de conditionnement thermique est ainsi facilitée.
Les caractéristiques listées dans les paragraphes suivant peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
Le premier élément de la chaine de traction électrique du véhicule peut être une batterie de stockage d’énergie électrique. La batterie peut fournir l’énergie nécessaire à un moteur électrique de traction du véhicule.
Le deuxième élément de la chaine de traction électrique du véhicule peut être une unité électronique de commande d’un moteur électrique de traction.
Le troisième élément de la chaine de traction électrique du véhicule peut être un moteur électrique de traction du véhicule.
Selon un aspect du système de conditionnement thermique, le circuit de liquide caloporteur comporte une boucle primaire de circulation comprenant successivement selon un sens de circulation du liquide caloporteur :
- le premier échangeur bifluide, agencé conjointement sur la boucle principale de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire de circulation du liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
- un septième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule.
- le premier échangeur bifluide, agencé conjointement sur la boucle principale de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire de circulation du liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
- un septième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule.
La chaleur récupérée du flux extérieur par le fluide caloporteur diélectrique, au niveau du sixième échangeur, peut ainsi être transférée au flux d’air intérieur à l’habitacle, ce qui permet de chauffer l’habitacle. Cette récupération d’énergie peut être réalisée même à des températures ambiantes très négatives, car le fluide caloporteur diélectrique présente généralement une faible viscosité. Le système de conditionnement thermique peut ainsi assurer un chauffage de l’habitacle même par faible température ambiante.
Selon un autre aspect du système de conditionnement thermique, le circuit de liquide caloporteur comporte une branche de dérivation reliée à la boucle primaire en parallèle du premier échangeur bifluide, la branche de dérivation comportant un huitième échangeur de chaleur configuré pour échangeur de la chaleur avec un flux d’air extérieur à l’habitacle du véhicule.
Cette branche de dérivation et l’échangeur de chaleur associé permettent de dissiper dans l’air extérieur la chaleur de condensation du fluide réfrigérant, par exemple lorsqu’un refroidissement d’un ou plusieurs éléments de la chaine de traction du véhicule est souhaité.
La branche de dérivation du circuit de liquide caloporteur relie un premier point de connexion disposé sur la boucle primaire du circuit de liquide caloporteur entre une première entrée/sortie du premier échangeur bifluide et une première entrée/sortie du huitième échangeur de chaleur à un deuxième point de connexion disposé sur la boucle primaire du circuit de liquide caloporteur entre une deuxième entrée/sortie du huitième échangeur de chaleur et une deuxième entrée/sortie du premier échangeur bifluide.
Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide réfrigérant comporte une branche de dérivation disposée en parallèle du premier dispositif de détente et du deuxième échangeur bifluide, la branche de dérivation comprenant successivement un deuxième dispositif de détente et un neuvième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule.
Cette branche de dérivation et l’échangeur de chaleur associé permettent de refroidir l’habitacle du véhicule.
La branche de dérivation du circuit de fluide réfrigérant relie un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du premier échangeur bifluide et en amont du deuxième échangeur bifluide à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du deuxième échangeur bifluide et en amont du dispositif de compression. La branche de dérivation comporte un deuxième dispositif de détente disposé en amont d’un neuvième échangeur de chaleur.
La première branche de dérivation du circuit de fluide caloporteur diélectrique relie un premier point de connexion disposé sur la boucle primaire du circuit de fluide caloporteur diélectrique entre une première entrée/sortie de fluide caloporteur diélectrique du deuxième échangeur bifluide et une première entrée/sortie du troisième échangeur de chaleur à un deuxième point de connexion disposé sur la boucle primaire du circuit de fluide caloporteur diélectrique entre une deuxième entrée/sortie du troisième échangeur de chaleur et une deuxième entrée/sortie de fluide caloporteur diélectrique du deuxième échangeur bifluide.
La deuxième branche de dérivation du circuit de fluide caloporteur diélectrique relie un troisième point de connexion disposé sur la boucle primaire du circuit de fluide caloporteur diélectrique entre le deuxième échangeur bifluide et le premier point de connexion à un quatrième point de connexion disposé sur la boucle primaire du circuit de fluide caloporteur diélectrique entre le deuxième point de connexion et le deuxième échangeur bifluide.
Le sixième échangeur de chaleur est disposé de préférence en amont du huitième échangeur de chaleur selon un sens d’écoulement du flux d’air extérieur.
Le neuvième échangeur de chaleur est disposé en amont du septième échangeur de chaleur selon un sens d’écoulement du flux d’air intérieur.
Selon un aspect du système de conditionnement thermique, la boucle primaire du circuit de fluide caloporteur diélectrique comprend une première pompe de circulation.
La première pompe de circulation est configurée pour faire circuler le fluide caloporteur diélectrique du deuxième échangeur bifluide vers le troisième échangeur de chaleur.
La première pompe de circulation est disposée entre le quatrième point de connexion du circuit de fluide caloporteur diélectrique et le deuxième échangeur bifluide.
Selon encore un aspect du système de conditionnement thermique, la boucle primaire du circuit de liquide caloporteur comprend une deuxième pompe de circulation.
La deuxième pompe de circulation est configurée pour faire circuler le liquide caloporteur du premier échangeur bifluide vers le septième échangeur de chaleur.
Selon un exemple de mise en œuvre du système de conditionnement thermique, la boucle primaire du circuit de fluide caloporteur diélectrique comprend une troisième pompe de circulation configurée pour faire passer le fluide caloporteur diélectrique du troisième échangeur de chaleur au sixième échangeur de chaleur sans passer par le deuxième échangeur bifluide.
Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, la boucle principale de fluide réfrigérant comprend un échangeur de chaleur interne comportant une première section d’échange thermique disposée en aval du premier échangeur bifluide et en amont du deuxième échangeur bifluide et une deuxième section d’échange thermique disposée en aval du deuxième échangeur bifluide et en amont du dispositif de compression, l’échangeur de chaleur interne étant configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant dans la première section d’échange thermique et le fluide réfrigérant dans la deuxième section d’échange thermique.
Selon un exemple de réalisation du système de conditionnement thermique, la boucle primaire de liquide caloporteur comprend un dispositif de chauffage électrique configuré pour sélectivement chauffer le liquide caloporteur.
Le dispositif de chauffage électrique peut être activé sélectivement de façon à accélérer la montée en température du liquide caloporteur.
Selon un exemple de réalisation du système de conditionnement thermique, le huitième échangeur de chaleur est disposé en amont du sixième échangeur de chaleur selon un sens d’écoulement du flux d’air extérieur. Le huitième échangeur de chaleur peut alors être utilisé comme un masque chaud pour le dégivrage, notamment par l’utilisation du dispositif de chauffage électrique pour chauffer le liquide caloporteur.
Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de fluide caloporteur diélectrique comporte une première vanne trois-voies disposée conjointement sur la boucle primaire et sur la première branche de dérivation.
Un composant unique permet ainsi de régler le débit respectif dans deux parties différentes du circuit de fluide caloporteur diélectrique, à savoir la boucle primaire comportant le troisième échangeur de chaleur et la première branche de dérivation comportant le quatrième et le cinquième échangeur de chaleur.
La première vanne trois-voies est une vanne proportionnelle.
Le circuit de fluide caloporteur diélectrique peut comporter une deuxième vanne trois-voies disposée conjointement sur la boucle primaire et sur la deuxième branche de dérivation.
Un composant unique permet ainsi de régler le débit respectif dans deux parties différentes du circuit de fluide caloporteur diélectrique, à savoir la boucle primaire et la deuxième branche de dérivation.
La deuxième vanne trois-voies est de préférence une vanne proportionnelle.
Selon un exemple de réalisation du système de conditionnement thermique, le circuit de liquide caloporteur comporte une troisième vanne trois-voies disposée conjointement sur la boucle primaire et sur la branche de dérivation.
Un composant unique permet ainsi de régler le débit respectif dans deux parties différentes du circuit de liquide caloporteur, à savoir la boucle primaire et la branche de dérivation.
La troisième vanne trois-voies est de préférence une vanne proportionnelle.
Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, la boucle principale du circuit de fluide réfrigérant comporte un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant disposé en aval du deuxième échangeur bifluide et en amont du dispositif de compression.
Dans un exemple de mise en œuvre, le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant est disposé en amont de la deuxième section d’échange thermique de l’échangeur interne.
La divulgation concerne aussi un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, dans un mode chauffage habitacle, dans lequel :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression,
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en :
-- un premier débit circulant dans la boucle primaire et
-- un deuxième débit circulant dans la deuxième branche de dérivation, le deuxième débit circulant dans le sixième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur du flux d’air extérieur,
le premier débit se divisant en un troisième débit circulant dans le troisième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, et un quatrième débit circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, et dans le cinquième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur,
le troisième débit et le quatrième débit se rejoignant puis rejoignant le deuxième débit,
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le septième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur.
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression,
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en :
-- un premier débit circulant dans la boucle primaire et
-- un deuxième débit circulant dans la deuxième branche de dérivation, le deuxième débit circulant dans le sixième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur du flux d’air extérieur,
le premier débit se divisant en un troisième débit circulant dans le troisième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, et un quatrième débit circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, et dans le cinquième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur,
le troisième débit et le quatrième débit se rejoignant puis rejoignant le deuxième débit,
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le septième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur.
Ce mode de fonctionnement permet de chauffer l’air intérieur à l’habitacle, en absorbant de la chaleur des différents éléments de la chaine de traction électrique du véhicule, ainsi que du flux d’air extérieur Fe. Comme le fluide caloporteur diélectrique reste peu visqueux à basse température, la pompe de circulation consomme peu d'énergie et l'efficacité thermique est améliorée à basse température ambiante.
La divulgation se rapporte également à un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit auparavant, dans un mode de refroidissement de la chaine de traction, dans lequel :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression,
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit circulant dans le troisième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit rejoignant le premier débit,
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur.
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression,
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit circulant dans le troisième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit rejoignant le premier débit,
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur.
Ce mode de fonctionnement permet de refroidir le premier élément, le deuxième élément et le troisième élément de la chaine de traction électrique du véhicule. La chaleur cédée par le réfrigérant au liquide caloporteur est dissipée dans le flux d’air extérieur.
La divulgation se rapporte aussi à un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique tel que décrit précédemment, dans un mode de refroidissement de la chaine de traction et de l’habitacle, dans lequel :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, se divise en :
-- un premier débit de fluide réfrigérant circulant dans le premier dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique,
-- un deuxième débit de fluide réfrigérant circulant dans le deuxième dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le neuvième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur du flux d’air intérieur,
le premier débit de fluide réfrigérant et le deuxième débit de fluide réfrigérant se rejoignant avant de retourner au dispositif de compression,
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit circulant dans le troisième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit rejoignant le premier débit,
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur.
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, se divise en :
-- un premier débit de fluide réfrigérant circulant dans le premier dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique,
-- un deuxième débit de fluide réfrigérant circulant dans le deuxième dispositif de détente où il passe à basse pression, dans le neuvième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur du flux d’air intérieur,
le premier débit de fluide réfrigérant et le deuxième débit de fluide réfrigérant se rejoignant avant de retourner au dispositif de compression,
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit circulant dans le troisième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit rejoignant le premier débit,
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur.
Ce mode de fonctionnement permet de refroidir le premier élément, le deuxième élément et le troisième élément de la chaine de traction électrique du véhicule. La chaleur cédée par le réfrigérant au liquide caloporteur est dissipée dans le flux d’air extérieur.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c'est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, ou paramètre par rapport à un autre. On peut ainsi interchanger les dénominations ‘premier’, ’deuxième’, ‘troisième’, etc... De même, les termes primaire/secondaire servent à indexer et n’impliquent pas de priorité d’un élément par rapport à l’autre.
Dans la description qui suit, le terme "un premier élément en amont d'un deuxième élément" signifie que le premier élément est placé avant le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, d'un fluide. De manière analogue, le terme "un premier élément en aval d'un deuxième élément" signifie que le premier élément est placé après le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, du fluide considéré. Dans le cas du circuit de fluide réfrigérant, le terme « un premier élément est en amont d’un deuxième élément » signifie que le fluide réfrigérant parcourt successivement le premier élément, puis le deuxième élément, sans passer par le dispositif de compression. Autrement dit, le fluide réfrigérant sort du dispositif de compression, traverse éventuellement un ou plusieurs éléments, puis traverse le premier élément, puis le deuxième élément, puis regagne le dispositif de compression, éventuellement après avoir traversé d’autres éléments.
L’expression « un deuxième élément est placé entre un premier élément et un troisième élément » signifie que le plus court trajet pour passer du premier élément au troisième élément passe par le deuxième élément.
Quand il est précisé qu'un sous-système comporte un élément donné, cela n'exclut pas la présence d'autres éléments dans ce sous-système.
Chacun des dispositifs de détente employés peut être un détendeur électronique, un détendeur thermostatique, ou un orifice calibré. Dans le cas d’un détendeur électronique, la section de passage permettant de faire passer le fluide réfrigérant peut être ajustée de manière continue entre une position de fermeture et une position d’ouverture maximale. Pour cela, un contrôleur électronique pilote un moteur électrique qui déplace un obturateur mobile contrôlant la section de passage offerte au fluide réfrigérant.
Le système de conditionnement thermique 100 qui va être décrit peut équiper un véhicule automobile. Une unité électronique de contrôle, non représentée, reçoit des informations de différents capteurs mesurant notamment les caractéristiques du fluide réfrigérant. L’unité électronique de contrôle reçoit également des consignes émises par les occupants du véhicule, comme par exemple la température souhaitée à l’intérieur de l’habitacle. L’unité électronique de contrôle met en œuvre des lois de contrôle permettant le pilotage des différents actionneurs, afin d’assurer le contrôle du système de conditionnement thermique 100 de façon à assurer les consignes reçues. Un dispositif de compression 15 permet de faire circuler un fluide réfrigérant dans un circuit fermé de circulation de fluide réfrigérant. Le dispositif de compression 15 peut être un compresseur électrique, c'est-à-dire un compresseur dont les pièces mobiles sont entrainées par un moteur électrique. Le dispositif de compression 15 comporte un côté aspiration du fluide réfrigérant à basse pression, encore appelé entrée 15a du dispositif de compression, et un côté refoulement du fluide réfrigérant à haute pression, encore appelé sortie 15b du dispositif de compression 15. Les pièces mobiles internes du compresseur 15 font passer le fluide réfrigérant d’une basse pression côté entrée 15a à une haute pression côté sortie 15b. Après détente dans un ou plusieurs organes de détente, le fluide réfrigérant revient à l’entrée 15a du compresseur 15 et recommence un nouveau cycle thermodynamique.
Chaque point de raccordement permet au fluide réfrigérant de passer dans l’une ou l’autre des portions de circuit se rejoignant à ce point de raccordement. La répartition du fluide réfrigérant entre les portions de circuit se rejoignant en un point de raccordement se fait en jouant sur le degré d’ouverture des dispositifs de détente disposés sur chacune des branches raccordées à ce point. Autrement dit, chaque point de raccordement est un moyen de redirection du fluide réfrigérant arrivant à ce point de raccordement.
Le fluide réfrigérant utilisé par le circuit de fluide réfrigérant 11 est ici un fluide chimique tel que le R1234yf. D’autres fluides réfrigérants pourraient être employés, comme par exemple le R134a, ou encore le R290.
Chaque point de connexion du circuit de liquide caloporteur permet au liquide caloporteur de passer dans l’une ou l’autre des portions de circuit de liquide caloporteur se rejoignant en ce point de connexion. Chaque point de raccordement du circuit de liquide caloporteur est un moyen de redirection du liquide caloporteur arrivant à ce point de connexion. De la même manière, chaque point de connexion du circuit de fluide caloporteur diélectrique permet au fluide caloporteur diélectrique de passer dans l’une ou l’autre des portions de circuit de fluide caloporteur diélectrique se rejoignant en ce point de connexion. Chaque point de raccordement du circuit de fluide caloporteur diélectrique est un moyen de redirection du fluide caloporteur diélectrique arrivant à ce point de connexion
On entend par flux d’air intérieur Fi un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Ce flux d’air intérieur peut circuler dans une installation de chauffage, ventilation et climatisation, souvent désignée par le terme Anglais « HVAC » signifiant « Heating, Ventilating and Air Conditioning ». Cette installation n’a pas été représentée sur les différentes figures. Un groupe moto-ventilateur, non représenté, peut être activé afin d’augmenter au besoin le débit du flux d’air intérieur Fi. On entend par flux d’air extérieur Fe un flux d’air qui n’est pas à destination de l’habitacle du véhicule. Autrement dit, ce flux d’air reste à l’extérieur du véhicule. Un autre groupe moto-ventilateur, non représenté, peut être activé afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air extérieur Fe.
On a représenté sur la un premier mode de réalisation d’un système de conditionnement thermique 100 pour véhicule automobile électrique ou hybride, comportant :
- un circuit de fluide réfrigérant 11 comportant une boucle principale 11A de circulation comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide réfrigérant:
-- un dispositif de compression 15,
-- un premier échangeur bifluide 1, agencé conjointement sur la boucle principale 11A de fluide réfrigérant et sur un circuit 13 de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
-- un premier détendeur 31,
-- un deuxième échangeur bifluide 2,
- un circuit de fluide caloporteur diélectrique 12, comportant :
-- une boucle primaire 12A de circulation, comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide caloporteur diélectrique :
--- le deuxième échangeur bifluide 2, agencé conjointement sur la boucle principale 11A de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire 12A de fluide caloporteur diélectrique de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur diélectrique,
--- un troisième échangeur de chaleur 3 configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément 41 d’une chaine de traction électrique du véhicule,
-- une première branche de dérivation 12B reliée à la boucle primaire 12A en parallèle du troisième échangeur de chaleur 3, la première branche de dérivation 12B comportant un quatrième échangeur de chaleur 4 configuré pour être couplé thermiquement à un deuxième élément 42 de la chaine de traction électrique du véhicule et un cinquième échangeur de chaleur 5 configuré pour être couplé thermiquement à un troisième élément 43 de la chaine de traction électrique du véhicule,
-- une deuxième branche de dérivation 12C reliée à la boucle primaire 12A en parallèle du deuxième échangeur bifluide 2, la deuxième branche de dérivation 12C comportant un sixième échangeur de chaleur 6 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur Fe à un habitacle du véhicule.
- un circuit de fluide réfrigérant 11 comportant une boucle principale 11A de circulation comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide réfrigérant:
-- un dispositif de compression 15,
-- un premier échangeur bifluide 1, agencé conjointement sur la boucle principale 11A de fluide réfrigérant et sur un circuit 13 de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
-- un premier détendeur 31,
-- un deuxième échangeur bifluide 2,
- un circuit de fluide caloporteur diélectrique 12, comportant :
-- une boucle primaire 12A de circulation, comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide caloporteur diélectrique :
--- le deuxième échangeur bifluide 2, agencé conjointement sur la boucle principale 11A de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire 12A de fluide caloporteur diélectrique de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur diélectrique,
--- un troisième échangeur de chaleur 3 configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément 41 d’une chaine de traction électrique du véhicule,
-- une première branche de dérivation 12B reliée à la boucle primaire 12A en parallèle du troisième échangeur de chaleur 3, la première branche de dérivation 12B comportant un quatrième échangeur de chaleur 4 configuré pour être couplé thermiquement à un deuxième élément 42 de la chaine de traction électrique du véhicule et un cinquième échangeur de chaleur 5 configuré pour être couplé thermiquement à un troisième élément 43 de la chaine de traction électrique du véhicule,
-- une deuxième branche de dérivation 12C reliée à la boucle primaire 12A en parallèle du deuxième échangeur bifluide 2, la deuxième branche de dérivation 12C comportant un sixième échangeur de chaleur 6 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur Fe à un habitacle du véhicule.
Cette architecture permet d’assurer une puissance de refroidissement élevée des différents éléments de la chaine de traction du véhicule en utilisant seulement deux échangeurs bifluides. L’intégration du système de conditionnement thermique est ainsi facilitée.
Le premier élément 41 de la chaine de traction électrique du véhicule peut être une batterie de stockage d’énergie électrique. La batterie peut fournir l’énergie nécessaire à un moteur électrique de traction du véhicule. Le troisième échangeur de chaleur 3 peut être formé par la batterie de stockage d’énergie électrique. Autrement dit, les cellules de la batterie sont en contact direct avec le fluide caloporteur diélectrique. Le fluide caloporteur diélectrique réalise ainsi un échange thermique avec les éléments de la batterie à refroidir.
Le deuxième élément 42 de la chaine de traction électrique du véhicule peut être une unité électronique de commande d’un moteur électrique de traction. Le quatrième échangeur de chaleur 4 peut être formé par l’unité électronique de commande du moteur électrique, c’est-à-dire que les éléments électroniques dissipant de la chaleur sont directement au contact avec le fluide caloporteur diélectrique. Le fluide caloporteur diélectrique circule à l’intérieur du carter de l’unité électronique de commande du moteur électrique.
Le troisième élément 43 de la chaine de traction électrique du véhicule peut être un moteur électrique de traction du véhicule. Le cinquième échangeur de chaleur 5 peut être formé par le moteur électrique, c’est-à-dire que les composants du moteur dissipant de la chaleur sont directement en contact avec le fluide caloporteur diélectrique.
Le fluide caloporteur diélectrique est électriquement isolant. Le fluide diélectrique peut ainsi être en contact direct avec des éléments sous tension. Le fluide caloporteur diélectrique peut être diphasique, c’est-à-dire comprendre un mélange de liquide et de vapeur.
Le premier échangeur bifluide 1 permet de condenser au moins en partie le fluide réfrigérant à haute température et haute pression en sortie du dispositif de compression 15. Le deuxième échangeur bifluide 2 peut permettre d’évaporer au moins en partie le fluide réfrigérant à basse pression en sortie du premier dispositif de détente 31.
Le circuit de fluide réfrigérant 11 forme un circuit fermé configuré pour faire circuler un débit de fluide réfrigérant. Le circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 forme un circuit fermé configuré pour faire circuler un débit de fluide caloporteur diélectrique. Le circuit de liquide caloporteur 13 forme un circuit fermé configuré pour faire circuler un débit de liquide caloporteur. Dans son état nominal de fonctionnement, c’est-à-dire sans défaut provoquant une fuite, chacun des circuits est étanche. Le circuit de fluide réfrigérant 11, le circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 et le circuit de liquide caloporteur 13 sont disjoints. Autrement dit, le fluide réfrigérant, le fluide caloporteur diélectrique et le liquide caloporteur ne peuvent pas se mélanger lorsque le système de conditionnement thermique est dans un état nominal de fonctionnement.
Le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur peuvent réaliser un échange thermique au niveau du premier échangeur bifluide 1. Le liquide caloporteur circulant dans une partie du premier échangeur bifluide 1 est par exemple un mélange d’eau et de glycol. Le premier échangeur bifluide 1 comprend une première section d’échange thermique 1a parcourue par le fluide réfrigérant et une deuxième section d’échange thermique 1b parcourue par le liquide caloporteur. Un échange thermique est réalisé entre la première section d’échange thermique 1a et la deuxième section d’échange thermique 1b du premier échangeur bifluide 1.
De la même manière, le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur diélectrique peuvent réaliser un échange thermique au niveau du deuxième échangeur bifluide 2. Le deuxième échangeur bifluide 2 comprend une première section d’échange thermique 2a parcourue par le fluide réfrigérant et une deuxième section d’échange thermique 2b parcourue par le fluide caloporteur diélectrique. Un échange thermique est réalisé entre la première section d’échange thermique 2a et la deuxième section d’échange thermique 2b du deuxième échangeur bifluide 2.
Chaque échangeur bifluide 1, 2 permet de réaliser un échange de chaleur entre deux fluides circulant chacun dans un circuit fermé. Le premier échangeur bifluide 1 est distinct du deuxième échangeur bifluide 2. Autrement dit, le premier échangeur bifluide 1 et le deuxième échangeur bifluide 2 n’ont pas de portion en commun.
Le circuit de liquide caloporteur 13 comporte une boucle primaire 13A de circulation comprenant successivement selon un sens de circulation du liquide caloporteur :
- le premier échangeur bifluide 1, agencé conjointement sur la boucle principale 11A de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire 13A de circulation du liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
- un septième échangeur de chaleur 7 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur Fi à l’habitacle du véhicule.
- le premier échangeur bifluide 1, agencé conjointement sur la boucle principale 11A de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire 13A de circulation du liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
- un septième échangeur de chaleur 7 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur Fi à l’habitacle du véhicule.
La chaleur transférée du fluide réfrigérant au liquide caloporteur au niveau du premier échangeur bifluide 1 peut ainsi être dissipée dans le flux d’air intérieur Fi et ainsi chauffer l’habitacle. De plus, la chaleur récupérée du flux extérieur Fe par le fluide caloporteur diélectrique, au niveau du sixième échangeur 6, peut ainsi être transférée au flux d’air intérieur Fi à l’habitacle, ce qui permet aussi de chauffer l’habitacle. Cette récupération d’énergie peut être réalisée même à des températures ambiantes très négatives, car le fluide caloporteur diélectrique présente généralement une faible viscosité. Le système de conditionnement thermique peut ainsi assurer un chauffage de l’habitacle même par faible température ambiante.
Le circuit de liquide caloporteur 13 comporte une branche de dérivation 13B reliée à la boucle primaire 13A en parallèle du premier échangeur bifluide 1, la branche de dérivation 13B comportant un huitième échangeur de chaleur 8 configuré pour échangeur de la chaleur avec un flux d’air extérieur Fe à l’habitacle du véhicule. Cette branche de dérivation 13B et l’échangeur de chaleur 8 associé permettent de dissiper dans le flux d’air extérieur Fe la chaleur de condensation du fluide réfrigérant, par exemple lorsqu’un refroidissement d’un ou plusieurs éléments de la chaine de traction du véhicule est souhaité.
La branche de dérivation 13B du circuit de liquide caloporteur 13 relie un premier point de connexion 71 disposé sur la boucle primaire 13A du circuit de liquide caloporteur 13 entre une première entrée/sortie du premier échangeur bifluide 1 et une première entrée/sortie du huitième échangeur de chaleur 8 à un deuxième point de connexion 72 disposé sur la boucle primaire 13A du circuit de liquide caloporteur 13 entre une deuxième entrée/sortie du huitième échangeur de chaleur 8 et une deuxième entrée/sortie du premier échangeur bifluide 1.
Le circuit de fluide réfrigérant 11 comporte une branche de dérivation 11B disposée en parallèle du premier dispositif de détente 31 et du deuxième échangeur bifluide 2, la branche de dérivation 11B comprenant successivement un deuxième dispositif de détente 32 et un neuvième échangeur de chaleur 9 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur Fi à l’habitacle du véhicule. Cette branche de dérivation 11B et l’échangeur de chaleur 9 associé permettent de refroidir l’habitacle du véhicule en évaporant du liquide réfrigérant à basse pression.
La branche de dérivation 11B du circuit de fluide réfrigérant 11 relie un premier point de raccordement 51 disposé sur la boucle principale 11A en aval du premier échangeur bifluide 1 et en amont du deuxième échangeur bifluide 2 à un deuxième point de raccordement 52 disposé sur la boucle principale 11A en aval du deuxième échangeur bifluide 2 et en amont du dispositif de compression 15. La branche de dérivation 11B comporte un deuxième dispositif de détente 32 disposé en amont d’un neuvième échangeur de chaleur 9.
La première branche de dérivation 12B du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 relie un premier point de connexion 61 disposé sur la boucle primaire 12A du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 entre une première entrée/sortie de fluide caloporteur diélectrique du deuxième échangeur bifluide 2 et une première entrée/sortie 3a du troisième échangeur de chaleur 3 à un deuxième point de connexion 62 disposé sur la boucle primaire 12A du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 entre une deuxième entrée/sortie 3b du troisième échangeur de chaleur 3 et une deuxième entrée/sortie de fluide caloporteur diélectrique du deuxième échangeur bifluide 2.
La deuxième branche de dérivation 12C du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 relie un troisième point de connexion 63 disposé sur la boucle primaire 12A du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 entre le deuxième échangeur bifluide 2 et le premier point de connexion 61 à un quatrième point de connexion 64 disposé sur la boucle primaire 12A du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 entre le deuxième point de connexion 62 et le deuxième échangeur bifluide 2.
Plus précisément, le troisième point de connexion 63 est disposé sur la boucle primaire 12A entre la première entrée/sortie de fluide caloporteur diélectrique du deuxième échangeur bifluide 2 et le premier point de connexion 61. Le quatrième point de connexion 64 est disposé sur la boucle primaire 12A entre le deuxième point de connexion 62 et la deuxième entrée/sortie de fluide caloporteur diélectrique du deuxième échangeur bifluide 2.
Le sixième échangeur de chaleur 6 est disposé en amont du huitième échangeur de chaleur 8 selon un sens d’écoulement du flux d’air extérieur Fe. Le neuvième échangeur de chaleur 9 est disposé en amont du septième échangeur de chaleur 7 selon un sens d’écoulement du flux d’air intérieur Fi.
La boucle primaire 12A du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 comprend une première pompe 21 de circulation. La première pompe 21 de circulation est configurée pour faire circuler le fluide caloporteur diélectrique du deuxième échangeur bifluide 2 vers le troisième échangeur de chaleur 3. La première pompe 21 de circulation est disposée entre le quatrième point de connexion 64 du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 et le deuxième échangeur bifluide 2.
Selon un mode de fonctionnement, le fluide caloporteur diélectrique en sortie de la première pompe 21 de circulation circule successivement dans l’échangeur bifluide 2, se divise en un débit qui circule dans le troisième échangeur de chaleur 3 et un débit complémentaire qui circule successivement dans le quatrième échangeur de chaleur 4 et le cinquième échangeur de chaleur 5, les deux débits se rejoignant avant de regagner l’entrée de la première pompe 21 de circulation.
Selon un mode de fonctionnement, le fluide caloporteur diélectrique en sortie de la première pompe 21 de circulation circule successivement dans l’échangeur bifluide 2, se divise en un débit qui circule vers le troisième échangeur de chaleur 3 ainsi que vers le quatrième échangeur de chaleur 4 et le cinquième échangeur de chaleur 5, et un débit complémentaire qui circule dans la deuxième branche de dérivation 12C vers le sixième échangeur de chaleur 6, les deux débits se rejoignant avant de regagner l’entrée de la première pompe 21 de circulation.
La boucle primaire 13A du circuit de liquide caloporteur 13 comprend une deuxième pompe 22 de circulation. La deuxième pompe 22 de circulation est configurée pour faire circuler le liquide caloporteur du premier échangeur bifluide 1 vers le septième échangeur de chaleur 7. La deuxième pompe 22 de circulation est ici disposée entre le deuxième point de connexion 72 du circuit de liquide caloporteur 13 et le premier échangeur bifluide 1.
Selon l’exemple représenté, la boucle primaire 12A du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 comprend une troisième pompe 23 de circulation configurée pour faire passer le fluide caloporteur diélectrique du troisième échangeur de chaleur 3 au sixième échangeur de chaleur 6 sans passer par le deuxième échangeur bifluide 2. La troisième pompe 23 de circulation est disposée entre le quatrième point de connexion 64 du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 et le deuxième point de connexion 62 du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12.
La représente une variante du système de conditionnement thermique 100 comportant un échangeur de chaleur interne. La boucle principale 11A de fluide réfrigérant comprend un échangeur de chaleur interne 10 comportant une première section d’échange thermique 10a disposée en aval du premier échangeur bifluide 1 et en amont du deuxième échangeur bifluide 2 et une deuxième section d’échange thermique 10b disposée en aval du deuxième échangeur bifluide 2 et en amont du dispositif de compression 15, l’échangeur de chaleur interne 10 étant configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant dans la première section d’échange thermique 10a et le fluide réfrigérant dans la deuxième section d’échange thermique 10b.
Selon cette variante du système de conditionnement thermique 100, la boucle primaire 13A de liquide caloporteur comprend un dispositif de chauffage électrique 16 configuré pour sélectivement chauffer le liquide caloporteur. Le dispositif de chauffage électrique 16 peut être activé sélectivement par l’unité électronique de contrôle du système de conditionnement thermique. Le dispositif de chauffage électrique 16 permet ainsi d’accélérer la montée en température du liquide caloporteur.
Selon l’exemple de réalisation illustré sur les figures 2 à 5, le circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 comporte une première vanne trois-voies 26 disposée conjointement sur la boucle primaire 12A et sur la première branche de dérivation 12B. Un composant unique permet ainsi de régler le débit respectif dans deux parties différentes du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12, à savoir la boucle primaire 12A comportant le troisième échangeur de chaleur 3 et la première branche de dérivation 12B comportant le quatrième échangeur de chaleur 4 et le cinquième échangeur de chaleur 5.
La première vanne trois-voies 26 est par exemple une vanne proportionnelle. La première vanne trois-voies 26 est ainsi configurée pour permettre une répartition continue du débit qui entre par une première entrée/sortie en un débit sortant par une deuxième entrée/sortie et un débit sortant par une troisième entrée/sortie. Le débit de sortie de la deuxième entrée/sortie peut varier de manière continue entre un débit nul et un débit égal au débit entrant par la première entrée/sortie. Le débit de sortie de la troisième entrée/sortie est égal au débit d’entrant par la première entrée/sortie moins le débit sortant par la deuxième entrée/sortie.
Le premier point de connexion 61 du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 fait partie de la première vanne trois-voies 26. Deux des trois entrées/sorties de la première vanne trois-voies 26 font partie de la boucle primaire 12A et la dernière entrée/sortie fait partie de la première branche de dérivation 12B.
Le circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 comporte ici une deuxième vanne trois-voies 27 disposée conjointement sur la boucle primaire 12A et sur la deuxième branche de dérivation 12C. La deuxième vanne trois-voies 27 est de préférence une vanne proportionnelle. Une vanne unique permet ainsi de régler le débit respectif dans deux parties différentes du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12, à savoir la boucle primaire 12A et la deuxième branche de dérivation 12C. Le troisième point de connexion 63 du circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 fait partie de la deuxième vanne trois-voies 27.
Le circuit de liquide caloporteur 13 comporte une troisième vanne trois-voies 28 disposée conjointement sur la boucle primaire 13A et sur la branche de dérivation 13B. Une vanne unique permet ainsi de régler le débit respectif dans deux parties différentes du circuit de liquide caloporteur 13, à savoir la boucle primaire 13A et la branche de dérivation 13B. La troisième vanne trois-voies 28 est de préférence une vanne proportionnelle. Le premier point de connexion 71 du circuit de fluide caloporteur 13 fait partie de la troisième vanne trois-voies 28.
Selon des variantes non représentées, le circuit de liquide caloporteur 13 peut comporter des vannes deux-voies à la place de la troisième vanne trois-voies 28. De même, le circuit de fluide caloporteur diélectrique 12 peut comporter des vannes deux-voies à la place de la première vanne trois-voies 26 et de la deuxième vanne trois-voies 27. Selon une autre variante, le huitième échangeur de chaleur 8 est disposé en amont du sixième échangeur de chaleur 6 selon le sens d’écoulement du flux d’air extérieur Fe. Le huitième échangeur de chaleur 8 peut alors être utilisé comme un masque chaud pour le dégivrage, notamment par l’utilisation du dispositif de chauffage électrique 16 pour chauffer le liquide caloporteur.
La boucle principale 11A du circuit de fluide réfrigérant 11 comporte un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant 17 disposé en aval du deuxième échangeur bifluide 2 et en amont du dispositif de compression 15.
Lorsque le système de conditionnement thermique comporte un échangeur de chaleur interne, le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant 17 est disposé en amont de la deuxième section d’échange thermique 10b de l’échangeur interne 10. Le dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant 17 est ainsi disposé en aval du deuxième point de raccordement 52 et en amont de la deuxième section d’échange thermique 10b de l’échangeur interne 10.
La illustre un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 tel que décrit précédemment, dans un mode chauffage habitacle. Dans ce mode de fonctionnement :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide 1 où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression 15.
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en :
-- un premier débit Q1 circulant dans la boucle primaire 12A et
-- un deuxième débit Q2 circulant dans la deuxième branche de dérivation 12C, le deuxième débit Q2 circulant dans le sixième échangeur de chaleur 6 où il absorbe de la chaleur du flux d’air extérieur Fe,
le premier débit Q1 se divise en un troisième débit Q3 circulant dans le troisième échangeur de chaleur 3 où il absorbe de la chaleur, et un quatrième débit Q4 circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur 4 où il absorbe de la chaleur, et dans le cinquième échangeur de chaleur 5 où il absorbe de la chaleur,
le troisième débit Q3 et le quatrième débit Q4 se rejoignent puis rejoignent le deuxième débit Q2.
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le septième échangeur de chaleur 7 où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur Fi.
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide 1 où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression 15.
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en :
-- un premier débit Q1 circulant dans la boucle primaire 12A et
-- un deuxième débit Q2 circulant dans la deuxième branche de dérivation 12C, le deuxième débit Q2 circulant dans le sixième échangeur de chaleur 6 où il absorbe de la chaleur du flux d’air extérieur Fe,
le premier débit Q1 se divise en un troisième débit Q3 circulant dans le troisième échangeur de chaleur 3 où il absorbe de la chaleur, et un quatrième débit Q4 circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur 4 où il absorbe de la chaleur, et dans le cinquième échangeur de chaleur 5 où il absorbe de la chaleur,
le troisième débit Q3 et le quatrième débit Q4 se rejoignent puis rejoignent le deuxième débit Q2.
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le septième échangeur de chaleur 7 où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur Fi.
Sur la ainsi que sur les figures 4 et 5, les portions de circuit parcourues par un fluide sont représentées en traits continus épais, et les portions de circuit qui ne sont pas parcourues par un fluide sont représentées en traits fins pointillés.
Dans ce mode de fonctionnement, un débit de fluide réfrigérant à haute température et haute pression se condense dans le premier échangeur bifluide 1. La chaleur de condensation est ainsi transférée au liquide caloporteur. Le liquide caloporteur circule dans le septième échangeur de chaleur 7. Le flux d’air intérieur Fi à l’habitacle est ainsi chauffé. Le fluide réfrigérant condensé est détendu dans le premier détendeur 31 et évaporé dans le deuxième échangeur bifluide 2, puis traverse le dispositif d’accumulation 17 et regagne l’entrée 15a du compresseur 15. La chaleur nécessaire à l’évaporation du fluide réfrigérant est prélevée sur le fluide caloporteur diélectrique. Une partie du fluide caloporteur diélectrique, c’est-à-dire le troisième débit Q3, reçoit au niveau du troisième échangeur 3 la chaleur dégagée par le fonctionnement de la batterie. De même, une partie du fluide caloporteur diélectrique, c’est-à-dire le quatrième débit Q4, reçoit au niveau du quatrième échangeur 4 la chaleur dégagée par l’unité électronique de commande 42, et reçoit aussi au niveau du cinquième échangeur 5 la chaleur dégagée par le moteur électrique 43. Le deuxième débit de fluide caloporteur diélectrique Q2 reçoit au niveau du sixième échangeur 6 de la chaleur du flux d’air extérieur Fe. Le contrôle du débit total Q de fluide caloporteur diélectrique ainsi que la répartition du débit total Q entre le premier débit Q1 et le deuxième débit Q2 permet de contrôler la quantité de chaleur récupérée des différents organes de la chaine de traction et la quantité de chaleur extraite de l’air extérieur. Cette répartition est contrôlée par la première vanne trois-voies 26. Le débit est contrôlé par les pompes de circulation. Ce mode de fonctionnement offre une bonne efficacité même à des températures inférieures à 0°C en raison de la faible viscosité du fluide caloporteur diélectrique.
La illustre un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 tel que décrit auparavant, dans un mode de refroidissement de la chaine de traction.
Dans ce mode de fonctionnement :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide 1 où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression 15.
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit Q1’ circulant dans le troisième échangeur de chaleur 3 où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit Q2’ circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur 4 où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur 5 où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit Q2’ rejoignant le premier débit Q1’.
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur 8 où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur Fe.
Dans ce mode de fonctionnement :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide 1 où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression 15.
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit Q1’ circulant dans le troisième échangeur de chaleur 3 où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit Q2’ circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur 4 où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur 5 où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit Q2’ rejoignant le premier débit Q1’.
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur 8 où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur Fe.
Dans ce mode de fonctionnement, un débit de fluide réfrigérant à haute température et haute pression se condense dans le premier échangeur bifluide 1. La chaleur de condensation est ainsi transférée au liquide caloporteur. Le liquide caloporteur circule dans le huitième échangeur de chaleur 8 et dissipe cette chaleur dans le flux d’air extérieur Fe. Le fluide réfrigérant condensé est détendu dans le premier détendeur 31 et évaporé dans le deuxième échangeur bifluide 2, puis traverse le dispositif d’accumulation 17 et regagne l’entrée 15a du compresseur 15. La chaleur nécessaire à l’évaporation du fluide réfrigérant est prélevée sur le fluide caloporteur diélectrique, qui est ainsi refroidi. Une partie du fluide caloporteur diélectrique, c’est-à-dire le premier débit Q1’, absorbe au niveau du troisième échangeur 3 de la chaleur de la batterie, ce qui permet de refroidir cette batterie. De même, une partie du fluide caloporteur diélectrique, c’est-à-dire le deuxième débit Q2’, absorbe au niveau du quatrième échangeur 4 de la chaleur de l’unité électronique de commande 42, et absorbe également au niveau du cinquième échangeur 5 de la chaleur du moteur électrique 43. Le premier débit Q1’ de fluide caloporteur diélectrique, circulant dans la boucle primaire 12A, et le deuxième débit Q2’, circulant dans la branche de dérivation 12B, se rejoignent au deuxième point de connexion 62. En aval du deuxième point de connexion 62, le débit total Q’ de fluide caloporteur diélectrique traverse successivement la troisième pompe 23 et la deuxième pompe 21.
L’unité électronique de commande 42 et le moteur électrique 43 sont ainsi refroidis. Le contrôle du débit total Q’ de fluide caloporteur diélectrique ainsi que le contrôle de la répartition entre le premier débit Q1’ et le deuxième débit Q2’ permet d’ajuster la quantité de chaleur prélevée aux différents organes de la chaine de traction, et ainsi le refroidissement de ces organes. La répartition entre le premier débit Q1’ et le deuxième débit Q2’ est réalisé par la deuxième vanne trois-voies 27. Le contrôle du débit total est fait par les pompes de circulation 21 et 23. La première vanne trois-voies 26 empêche la circulation de fluide caloporteur diélectrique dans la deuxième branche de dérivation 12C. La troisième vanne trois-voies 28 empêche la circulation de liquide caloporteur dans la portion de boucle primaire 13A comportant le septième échangeur de chaleur 7. Le deuxième dispositif de détente 32 est en position fermée, de sorte que tout le débit de fluide réfrigérant circule dans la boucle principale 11A, et le neuvième échangeur de chaleur 9 n’est pas parcouru par le fluide réfrigérant.
La illustre un procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique 100 tel que décrit précédemment, dans un mode de refroidissement de la chaine de traction et de l’habitacle. Dans ce mode de fonctionnement :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide 1 où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, se divise en :
-- un premier débit QR1’’ de fluide réfrigérant circule dans le premier dispositif de détente 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique,
-- un deuxième débit QR2’’ de fluide réfrigérant circule dans le deuxième dispositif de détente 32 où il passe à basse pression, dans le neuvième échangeur de chaleur 9 où il absorbe de la chaleur du flux d’air intérieur Fi,
le premier débit QR1’’ de fluide réfrigérant et le deuxième débit QR2’’ de fluide réfrigérant se rejoignent avant de retourner au dispositif de compression 15.
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit Q1’’ circulant dans le troisième échangeur de chaleur 3 où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit Q2’’ circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur 4 où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur 5 où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit Q2’’ rejoignant le premier débit Q1’’.
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur 8 où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur Fe.
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression 15 où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide 1 où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, se divise en :
-- un premier débit QR1’’ de fluide réfrigérant circule dans le premier dispositif de détente 31 où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique,
-- un deuxième débit QR2’’ de fluide réfrigérant circule dans le deuxième dispositif de détente 32 où il passe à basse pression, dans le neuvième échangeur de chaleur 9 où il absorbe de la chaleur du flux d’air intérieur Fi,
le premier débit QR1’’ de fluide réfrigérant et le deuxième débit QR2’’ de fluide réfrigérant se rejoignent avant de retourner au dispositif de compression 15.
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide 2 où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit Q1’’ circulant dans le troisième échangeur de chaleur 3 où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit Q2’’ circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur 4 où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur 5 où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit Q2’’ rejoignant le premier débit Q1’’.
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide 1 où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur 8 où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur Fe.
Ce mode de fonctionnement diffère du mode de fonctionnement précédent par le fait que le fluide réfrigérant circule en parallèle dans le deuxième échangeur bifluide 2 et dans le neuvième échangeur de chaleur 9. La répartition du débit total de fluide réfrigérant entre le premier débit QR1’’ et le deuxième débit QR2’’ est réalisé en contrôlant la position d’ouverture respective du premier détendeur 31 et du deuxième détendeur 32.
De nombreux autres modes de fonctionnement, non illustrés, sont possibles. Par exemple, un mode de déshumidification de l’air de l’habitacle est possible en faisant circuler conjointement un débit de fluide réfrigérant dans le neuvième échangeur 9 et un débit de liquide caloporteur dans le septième échangeur 7.
Claims (12)
- Système de conditionnement thermique (100) pour véhicule automobile électrique ou hybride, comportant :
- un circuit de fluide réfrigérant (11) comportant une boucle principale (11A) de circulation comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide réfrigérant :
- un dispositif de compression (15),
- un premier échangeur bifluide (1), agencé conjointement sur la boucle principale (11A) de fluide réfrigérant et sur un circuit de liquide caloporteur (13) de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
- un premier détendeur (31),
- un deuxième échangeur bifluide (2),
- un circuit de fluide caloporteur diélectrique (12), comportant :
- une boucle primaire (12A) de circulation, comprenant successivement selon un sens de circulation du fluide caloporteur diélectrique :
- le deuxième échangeur bifluide (2), agencé conjointement sur la boucle principale (11A) de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire (12A) de fluide caloporteur diélectrique de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur diélectrique,
- un troisième échangeur de chaleur (3) configuré pour être couplé thermiquement à un premier élément (41) d’une chaine de traction électrique du véhicule,
- une première branche de dérivation (12B) reliée à la boucle primaire (12A) en parallèle du troisième échangeur de chaleur (3), la première branche de dérivation (12B) comportant un quatrième échangeur de chaleur (4) configuré pour être couplé thermiquement à un deuxième élément (42) de la chaine de traction électrique du véhicule et un cinquième échangeur de chaleur (5) configuré pour être couplé thermiquement à un troisième élément (43) de la chaine de traction électrique du véhicule,
- une deuxième branche de dérivation (12C) reliée à la boucle primaire (12A) en parallèle du deuxième échangeur bifluide (2), la deuxième branche de dérivation (12C) comportant un sixième échangeur de chaleur (6) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur (Fe) à un habitacle du véhicule. - Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication 1, dans lequel le circuit de liquide caloporteur (13) comporte une boucle primaire (13A) de circulation comprenant successivement selon un sens de circulation du liquide caloporteur :
- le premier échangeur bifluide (1), agencé conjointement sur la boucle principale (11A) de fluide réfrigérant et sur la boucle primaire (13A) de circulation du liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
- un septième échangeur de chaleur (7) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur (Fi) à l’habitacle du véhicule. - Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le circuit de liquide caloporteur (13) comporte une branche de dérivation (13B) reliée à la boucle primaire (13A) en parallèle du premier échangeur bifluide (1), la branche de dérivation (13B) comportant un huitième échangeur de chaleur (8) configuré pour échangeur de la chaleur avec un flux d’air extérieur (Fe) à l’habitacle du véhicule.
- Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant (11) comporte une branche de dérivation (11B) disposée en parallèle du premier dispositif de détente (31) et du deuxième échangeur bifluide (2), la branche de dérivation (11B) comprenant successivement un deuxième dispositif de détente (32) et un neuvième échangeur de chaleur (9) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur (Fi) à l’habitacle du véhicule.
- Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la boucle primaire (12A) du circuit de fluide caloporteur diélectrique (12) comprend une première pompe (21) de circulation.
- Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, dans lequel la boucle primaire (13A) du circuit de liquide caloporteur (13) comprend une deuxième pompe (22) de circulation.
- Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la boucle primaire (12A) du circuit de fluide caloporteur diélectrique (12) comprend une troisième pompe (23) de circulation configurée pour faire passer le fluide caloporteur diélectrique du troisième échangeur de chaleur (3) au sixième échangeur de chaleur (6) sans passer par le deuxième échangeur bifluide (2).
- Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la boucle principale (11A) de fluide réfrigérant comprend un échangeur de chaleur interne (10) comportant une première section d’échange thermique (10a) disposée en aval du premier échangeur bifluide (1) et en amont du deuxième échangeur bifluide (2) et une deuxième section d’échange thermique (10b) disposée en aval du deuxième échangeur bifluide (2) et en amont du dispositif de compression (15), l’échangeur de chaleur interne (10) étant configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant dans la première section d’échange thermique (10a) et le fluide réfrigérant dans la deuxième section d’échange thermique (10b).
- Système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de fluide caloporteur diélectrique (12) comporte une première vanne trois-voies (26) disposée conjointement sur la boucle primaire (12A) et sur la première branche de dérivation (12B), une deuxième vanne trois voies (27) disposée conjointement sur la boucle primaire (12A) et sur la deuxième branche de dérivation (12C),
et dans lequel le circuit de liquide caloporteur (13) comporte une troisième vanne trois-voies (28) disposée conjointement sur la boucle primaire (13A) et sur la branche de dérivation (13B). - Procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications 1 à 9, dans un mode de chauffage habitacle, dans lequel :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression (15) où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide (1) où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente (31) où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide (2) où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression (15),
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide (2) où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en :
- un premier débit (Q1) circulant dans la boucle primaire (12A) et
- un deuxième débit (Q2) circulant dans la deuxième branche de dérivation (12C), le deuxième débit circulant dans le sixième échangeur de chaleur (6) où il absorbe de la chaleur du flux d’air extérieur (Fe),
le premier débit (Q1) se divisant en un troisième débit (Q3) circulant dans le troisième échangeur de chaleur (3) où il absorbe de la chaleur, et un quatrième débit (Q4) circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur (4) où il absorbe de la chaleur, et dans le cinquième échangeur de chaleur (5) où il absorbe de la chaleur,
le troisième débit (Q3) et le quatrième débit (Q4) se rejoignant puis rejoignant le deuxième débit (Q2),
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide (1) où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le septième échangeur de chaleur (7) où il cède de la chaleur au flux d’air intérieur (Fi). - Procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications 1 à 9, dans un mode de refroidissement de la chaine de traction, dans lequel :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression (15) où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide (1) où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, dans le premier dispositif de détente (31) où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide (2) où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique, et retourne au dispositif de compression (15),
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide (2) où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit (Q1’) circulant dans le troisième échangeur de chaleur (3) où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit (Q2’) circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur (4) où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur (5) où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit (Q2’) rejoignant le premier débit (Q1’),
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide (1) où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur (8) où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur (Fe). - Procédé de fonctionnement d’un système de conditionnement thermique (100) selon l’une des revendications 1 à 9, dans un mode de refroidissement de la chaine de traction et de l’habitacle, dans lequel :
- le fluide réfrigérant circule dans le dispositif de compression (15) où il passe à haute pression, et circule successivement dans le premier échangeur bifluide (1) où il cède de la chaleur au liquide caloporteur, se divise en :
- un premier débit de fluide réfrigérant circulant dans le premier dispositif de détente (31) où il passe à basse pression, dans le deuxième échangeur bifluide (2) où il absorbe de la chaleur du fluide caloporteur diélectrique,
- un deuxième débit de fluide réfrigérant circulant dans le deuxième dispositif de détente (32) où il passe à basse pression, dans le neuvième échangeur de chaleur (9) où il absorbe de la chaleur du flux d’air intérieur (Fi),
le premier débit de fluide réfrigérant et le deuxième débit de fluide réfrigérant se rejoignant avant de retourner au dispositif de compression (15),
- le fluide caloporteur diélectrique circule dans le deuxième échangeur bifluide (2) où il cède de la chaleur au fluide réfrigérant, et se divise en un premier débit (Q1’’) circulant dans le troisième échangeur de chaleur (3) où il absorbe de la chaleur, et un deuxième débit (Q2’’) circulant successivement dans le quatrième échangeur de chaleur (4) où il absorbe de la chaleur et dans le cinquième échangeur de chaleur (5) où il absorbe de la chaleur, le deuxième débit (Q2’’) rejoignant le premier débit (Q1’’),
- le liquide caloporteur circule dans le premier échangeur bifluide (1) où il reçoit de la chaleur du fluide réfrigérant, et circule dans le huitième échangeur de chaleur (8) où il cède de la chaleur au flux d’air extérieur (Fe).
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