FR3144547A1

FR3144547A1 - Procédé de contrôle pour la maximisation de la puissance thermique

Info

Publication number: FR3144547A1
Application number: FR2300012A
Authority: FR
Inventors: Bertrand NICOLAS; Mohamed Yahia
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2023-01-02
Filing date: 2023-01-02
Publication date: 2024-07-05
Also published as: WO2024146832A1

Abstract

L’invention concerne un procédé (2) de contrôle d’un circuit (1) de fluide réfrigérant, comprenant au moins un dispositif de compression (3), un premier échangeur de chaleur (4), un deuxième échangeur de chaleur (5), un organe de détente (6), un dispositif d’accumulation (7), le procédé (2) comprenant une étape (E1) de détermination d’une valeur d’une grandeur représentative d’une haute pression (HP), le procédé (2) comprenant une étape (E2) de comparaison entre ladite valeur et une valeur seuil maximale (HPmax), dans lequel le procédé (2) comprend un mode de maximisation de la puissance thermique, le passage dans ledit mode comprenant une étape (E12) d’augmentation du degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) et une étape (E13) d’augmentation de la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3), ledit passage étant réalisé sous au moins une condition incluant le dépassement ou l’atteinte de la valeur seuil maximale (HPmax). Figure de l’abrégé : Figure 2

Description

Procédé de contrôle pour la maximisation de la puissance thermique

Le domaine de la présente invention est celui des circuits de fluide réfrigérant et des systèmes de traitement thermique incluant de tels circuits de fluide réfrigérant, notamment pour véhicule automobile. Les véhicules automobiles sont couramment équipés de circuits de fluide réfrigérant utilisés pour chauffer ou refroidir différentes zones ou différents composants du véhicule. Il est notamment connu d'utiliser un circuit de fluide réfrigérant pour traiter thermiquement un flux d'air intérieur envoyé dans l'habitacle du véhicule et/ou un flux de liquide caloporteur envoyé vers la batterie.

Un circuit de fluide réfrigérant est connu pour inclure un couple d'échangeurs de chaleur destinés à réaliser un cycle thermodynamique en vue de fournir une énergie capable de refroidir l'habitacle du véhicule et/ou la batterie dans le cas d’un véhicule électrique, que ce soit pendant l'utilisation du véhicule en phases de roulage, ou à l'arrêt du véhicule. Ce couple d'échangeurs de chaleur comporte ainsi un échangeur de chaleur apte à fonctionner en évaporateur et un autre échangeur de chaleur apte à fonctionner en condenseur. L’échangeur de chaleur apte à fonctionner en évaporateur peut être un échangeur permettant un échange de chaleur entre du réfrigérant et de l’air, et permettant de refroidir l'habitacle grâce à un flux d'air intérieur refroidi, cet échangeur de chaleur étant traversé par ce flux d'air intérieur qu'il traite thermiquement. L’échangeur apte à fonctionner en évaporateur peut aussi être un échangeur permettant un échange de chaleur entre du réfrigérant et un liquide caloporteur, et permettant de refroidir par exemple la batterie grâce à un flux de liquide caloporteur refroidi, cet échangeur de chaleur étant traversé par ce flux de liquide caloporteur qu'il traite thermiquement. De façon connue, cet évaporateur est une partie d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipant le véhicule.

Le document FR3081086B1 présente une invention dont l’objet est un procédé de contrôle d’un tel type de circuit de fluide réfrigérant pour automobile permettant de réaliser le refroidissement du flux d’air de façon adéquate tout en limitant la consommation liée au fonctionnement dudit circuit. Ledit circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un dispositif de compression du fluide réfrigérant, un premier échangeur de chaleur agencé pour être traversé par un flux d'air extérieur à un habitacle du véhicule, un deuxième échangeur de chaleur agencé pour être traversé par un flux d'air intérieur envoyé dans l'habitacle du véhicule, un organe de détente à section variable disposé entre le premier échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur, un dispositif d'accumulation disposé entre le deuxième échangeur de chaleur et le dispositif de compression, le procédé de contrôle comprenant au moins une étape de contrôle du degré d'ouverture de l'organe de détente, caractérisé en ce que le degré d'ouverture contrôle un sous-refroidissement optimal « Tsbc » de consigne du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur, le sous-refroidissement « Tsbc » de consigne étant calculé grâce à au moins une température de condensation « Tc » du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur, à une température « Te » du flux d'air extérieur et à un coefficient «A », selon une formule définie telle que [Tsbc = A x (Tc - Te)], où le coefficient « A » est fonction d'un facteur α compris entre 0,68 et 1.

Un inconvénient de ce procédé est que celui-ci favorise une optimisation de la consommation au détriment d'autres critères éventuels d'optimisation.

Résumé

Un aspect de l’invention a pour objet un procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant pour véhicule, ledit circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un dispositif de compression du fluide réfrigérant, un premier échangeur de chaleur agencé pour être traversé par un flux d’un premier fluide caloporteur et destiné à condenser le fluide réfrigérant, un deuxième échangeur de chaleur agencé pour être traversé par un flux d’un deuxième fluide caloporteur et destiné à évaporer le fluide réfrigérant, un organe de détente à section variable disposé entre le premier échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur, un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant disposé entre le premier échangeur de chaleur et le dispositif de compression, le procédé comprenant une étape de détermination d’une valeur d’une grandeur représentative d’une haute pression du fluide réfrigérant entre la sortie du dispositif de compression et l’entrée de l’organe de détente, le procédé comprenant aussi une étape de comparaison entre ladite valeur de grandeur représentative de la haute pression et une valeur seuil maximale, dans lequel le procédé comprend un mode de maximisation de la puissance thermique, le passage dans ce mode de maximisation de la puissance thermique comprenant une étape d’augmentation du degré d’ouverture de l’organe de détente et une étape d’augmentation de la vitesse du dispositif de compression, le passage dans ledit mode de maximisation de la puissance thermique étant réalisé sous au moins une condition de passage, ladite au moins une condition de passage incluant le dépassement ou l’atteinte de la valeur seuil maximale par ladite grandeur représentative de la haute pression.

Ainsi cet aspect de l’invention vise à maximiser la puissance thermique de refroidissement du deuxième fluide caloporteur ou de chauffage du premier fluide caloporteur dans le respect des limitations du système comme la limitation de pression maximale autorisée en sortie du dispositif de compression.

Le procédé 2 est applicable au sein d’un mode de refroidissement de fluide caloporteur et/ou au sein d’un mode de chauffage de fluide caloporteur selon le mode en cours d’exécution par le programme configuré pour mettre en œuvre ledit procédé, avec des étapes dudit procédé 2 adaptées audit mode.

Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé peut comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

dans un mode de refroidissement, la maximisation de la puissance thermique est une maximisation de la puissance de refroidissement du deuxième fluide caloporteur dans le deuxième échangeur de chaleur;
l’augmentation du degré d’ouverture de l’organe de détente au sein de l’étape d’augmentation du degré d’ouverture de l’organe de détente est commandée de façon à ce que la valeur de la grandeur représentative de la haute pression soit égale à une valeur de consigne de pression quand la valeur de grandeur représentative de la haute pression est supérieure à ladite valeur de consigne de pression ;
la valeur de consigne de pression est égale à la valeur seuil maximale de pression;

ledit circuit comprend un capteur de pression de mesure de la pression du fluide réfrigérant entre la sortie du dispositif de compression et l’entrée de l’organe de détente, un signal de sortie dudit capteur étant ladite valeur de grandeur représentative de la haute pression;
le procédé comprend une étape de détermination d’une valeur d’une première température du deuxième fluide caloporteur en aval du deuxième échangeur de chaleur;
le procédé comprend une étape de comparaison de la valeur de la première température avec une valeur de température de consigne de refroidissement, ladite au moins une condition de passage incluant ladite étape de comparaison de la valeur de la première température;
ladite au moins une condition de passage inclut la condition qu’un résultat de ladite étape de comparaison de la valeur de la première température est que la valeur de la première température du deuxième fluide caloporteur en aval du deuxième échangeur de chaleur est supérieure à la valeur de température de consigne de refroidissement + α, avec α qui est une constante ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,2°C et 1°C;
la vitesse du dispositif de compression dans l'étape d’augmentation de la vitesse du dispositif de compression dans le mode de maximisation de la puissance de refroidissement est commandée de façon à ce que la valeur de la première température de deuxième fluide caloporteur soit comprise entre la valeur de température de consigne de refroidissement - α et la valeur de température de consigne de refroidissement + α, avec α qui est une constante ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,2°C et 1°C, le procédé commandant l’augmentation de la vitesse du dispositif de compression quand la valeur de première température du deuxième fluide caloporteur est supérieure à la valeur de température de consigne de refroidissement + α, le procédé commandant la diminution de la vitesse du dispositif de compression quand la valeur de première température du deuxième fluide caloporteur est inférieure à la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c - α;
le circuit comprend un capteur de température de mesure de la première température du deuxième fluide caloporteur en aval du deuxième échangeur de chaleur, un signal de sortie dudit capteur de température étant ladite valeur de première température;
le procédé comprend une étape de détermination d’une deuxième température de condensation dans le premier échangeur de chaleur;
la détermination de la deuxième température de condensation dans l'étape de détermination de la deuxième température de condensation dans le premier échangeur de chaleur est effectuée à partir de la valeur de ladite grandeur représentative de la pression ou d’une autre grandeur représentative de la pression du fluide réfrigérant dans le premier échangeur de chaleur;
le circuit comprend un capteur de température de mesure de la température du fluide réfrigérant dans le premier échangeur de chaleur, un signal de sortie dudit capteur de température étant ladite valeur de deuxième température de condensation;
le procédé comprend une étape de détermination d’une troisième température du premier fluide caloporteur en amont du premier échangeur de chaleur;
le circuit comprend un capteur de température de mesure de la troisième température du premier fluide caloporteur en amont du premier échangeur de chaleur, un signal de sortie dudit capteur de température étant ladite valeur de troisième température;
le procédé comprend une étape de calcul d’un sous-refroidissement seuil minimal Tsb_min à partir de la valeur de deuxième température Tc de condensation du fluide réfrigérant, à partir de la valeur de troisième température Te du premier fluide caloporteur en amont du premier échangeur de chaleur, et à partir d’un premier coefficient A tel que [Tsb_min = A x (Tc-Te)], le premier coefficient A ayant une valeur comprise entre 0,3 et 0,5 et préférentiellement une valeur égale à 0,4;
le procédé comprend une étape de détermination de la valeur d’une quatrième température du fluide réfrigérant entre la sortie du premier échangeur de chaleur et l’entrée de l’organe de détente;
le circuit comprend un capteur de température de mesure de la quatrième température du fluide réfrigérant entre la sortie du premier échangeur de chaleur et l’entrée de l’organe de détente, un signal de sortie dudit capteur de température étant ladite valeur de la quatrième température;
le procédé comprend une étape de calcul d’un sous-refroidissement tel que ledit sous-refroidissement est égale à la différence entre la deuxième température de condensation et la quatrième température du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur;
le procédé comprend une étape de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement, ladite au moins une condition de passage incluant ladite étape de comparaison de la valeur de sous-refroidissement;
ladite au moins une condition de passage inclut la condition qu’un résultat de l’étape de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement est que la valeur du sous-refroidissement est supérieure à la valeur seuil minimale de sous-refroidissement;
le procédé comprend une étape de comparaison de la vitesse du dispositif de compression avec une valeur seuil maximale de vitesse, ladite au moins une condition de passage incluant ladite étape de comparaison de la vitesse du dispositif de compression;
ladite au moins une condition de passage inclut la condition qu’un résultat de l’étape de comparaison de la vitesse du dispositif de compression avec la valeur seuil maximale de vitesse est que ladite vitesse du dispositif de compression est inférieure à la valeur seuil maximale de vitesse;
le procédé comprend une étape de maintien maintenant la vitesse du dispositif de compression et le degré d’ouverture de l’organe de détente;
le procédé applique l’étape de maintien quand au moins l’une desdites au moins une condition de passage dans le mode de maximisation de la puissance thermique, autre que la condition de dépassement ou d’atteinte de la valeur seuil maximale par ladite grandeur représentative de la haute pression, n’est pas obtenue;
le procédé comprend un mode d’optimisation de la consommation du dispositif de compression, le passage dans ledit mode comprenant une étape de contrôle du degré d’ouverture de l’organe de détente et une étape de contrôle de la vitesse du dispositif de compression, le passage dans ledit mode d’optimisation de la consommation étant réalisé sous au moins une première condition de passage dans ledit mode d’optimisation de la consommation, ladite au moins une première condition de passage dans ledit mode d’optimisation incluant que la valeur de grandeur représentative de la haute pression est inférieure à la valeur seuil maximale de pression;
le procédé comprend une étape de calcul d’un sous-refroidissement de consigne à partir de la valeur de deuxième température Tc de condensation du fluide réfrigérant, à partir de la valeur de troisième température Te du premier fluide caloporteur en amont du premier échangeur de chaleur , et à partir d’un deuxième coefficient B tel que [Tsbc = B x (Tc-Te)], le deuxième coefficient B ayant préférentiellement une valeur comprise entre 0,68 et 1;
le procédé comprend une étape de contrôle du degré d’ouverture de l’organe de détente permettant une régulation du sous-refroidissement en sortie du premier échangeur de chaleur par contrôle du degré d’ouverture de l’organe de détente de façon à ce que la valeur de sous-refroidissement soit comprise entre la valeur de sous-refroidissement de consigne - β et la valeur de sous-refroidissement de consigne + β, avec β étant une constante dont la valeur est comprise de façon préférentielle entre 0,2°C et 1°C, le degré d’ouverture de l’organe de détente augmentant quand la valeur de sous-refroidissement est supérieure à la valeur de sous-refroidissement de consigne + β, et diminuant quand la valeur de sous-refroidissement est inférieure à la valeur de sous-refroidissement de consigne - β;
dans un mode de chauffage, la maximisation de la puissance thermique est une maximisation de la puissance de chauffage du premier fluide caloporteur dans le premier échangeur de chaleur;
le procédé comprend une étape de détermination de la valeur de huitième température du premier fluide caloporteur en aval du premier échangeur de chaleur;
le circuit comprend un capteur de température de mesure de la huitième température du premier fluide caloporteur en aval du premier échangeur de chaleur, un signal de sortie dudit capteur de température étant ladite valeur de huitième température;
le procédé comprend une étape de comparaison entre la valeur de la huitième température de l’air en aval du premier échangeur de chaleur et une valeur de température de consigne de chauffage, ladite au moins une condition de passage dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage incluant ladite étape de comparaison de la valeur de température;
ladite au moins une condition de passage dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage inclut la condition qu’un résultat de l’étape de comparaison de la valeur de la huitième température avec la valeur de température de consigne de chauffage est que la valeur de la huitième température du premier fluide caloporteur en sortie du premier échangeur de chaleur est inférieure à la valeur température de consigne de chauffage - α, avec α qui est une constante ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,2°C et 1°C;
le procédé comprend une étape alternative d’augmentation de la vitesse du dispositif de compression dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage;
l’augmentation de la vitesse du dispositif de compression dans l’étape alternative d’augmentation de la vitesse du dispositif de compression dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage est commandée de façon à ce que la valeur de la huitième température de premier fluide caloporteur en sortie du premier échangeur de chaleur soit comprise entre la valeur de température de consigne de chauffage - α et la valeur de température de consigne de chauffage + α, avec α qui est une constante ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,2°C et 1°C, le procédé commandant l’augmentation de la vitesse du dispositif de compression quand la valeur de huitième température de premier fluide caloporteur est inférieure à la valeur de température de consigne de chauffage - α, le procédé commandant la diminution de la vitesse du dispositif de compression quand la valeur de huitième température de premier fluide caloporteur est supérieure à la valeur de température de consigne de chauffage + α;
le circuit comprend un dispositif de chauffage électrique additionnel chauffant le deuxième fluide caloporteur en amont du deuxième échangeur de chaleur;
le procédé comprenant, dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage, une étape d’augmentation d’une puissance du dispositif de chauffage électrique additionnel;
l’augmentation de la puissance du dispositif de chauffage électrique additionnel dans l’étape d’augmentation de la puissance du dispositif de chauffage électrique additionnel est commandée de façon à ce que la valeur de la huitième température de premier fluide caloporteur en sortie du premier échangeur de chaleur soit comprise entre la valeur de température de consigne de chauffage - α et la valeur de température de consigne de chauffage + α, avec α qui est une constante ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,2°C et 1°C, le procédé commandant l’augmentation de la puissance du dispositif de chauffage électrique additionnel quand la valeur de huitième température de premier fluide caloporteur est inférieure à la valeur de température de consigne de chauffage - α, le procédé commandant la diminution de la puissance (Pwr) du dispositif de chauffage électrique additionnel quand la valeur de huitième température de premier fluide caloporteur est supérieure à la valeur de température de consigne de chauffage + α;
le procédé comprend un mode alternatif d’optimisation de la consommation du dispositif de compression, le passage dans ledit mode alternatif d’optimisation de la consommation comprend une étape alternative de contrôle du degré d’ouverture de l’organe de détente et une étape alternative de contrôle de la vitesse du dispositif de compression, le passage dans ledit mode alternatif d’optimisation de la consommation étant réalisé sous au moins une première condition de passage dans ledit mode alternatif d’optimisation de la consommation, ladite au moins une première condition de passage dans ledit mode d’optimisation incluant que la valeur de la grandeur représentative de la haute pression est inférieure à la valeur seuil maximale de pression;
le procédé comprend une étape de calcul d’un deuxième sous-refroidissement de consigne à partir de la valeur de deuxième température Tc de condensation du fluide réfrigérant, à partir de la valeur de troisième température Te du premier fluide caloporteur en amont du premier échangeur de chaleur, et à partir d’un troisième coefficient C tel que [Tsbc2 = C x (Tc-Te)], le troisième coefficient C ayant une valeur comprise entre 0,3 et 0,5, et préférentiellement une valeur égale à 0,35;
l’étape alternative de contrôle du degré d’ouverture de l’organe de détente permet une régulation du sous-refroidissement en sortie du premier échangeur de chaleur par contrôle du degré d’ouverture de l’organe de détente de façon à ce que la valeur de sous-refroidissement soit comprise entre la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne - β et la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne + β, avec β étant une constante dont la valeur est comprise de façon préférentielle entre 0,2°C et 1°C, le degré d’ouverture de l’organe de détente augmentant quand la valeur de sous-refroidissement est supérieure à la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne + β, et diminuant quand la valeur de sous-refroidissement est inférieure à la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne – β.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre purement illustratif en relation avec des dessins dans lesquels :

la est une vue schématique d'un premier circuit de fluide réfrigérant auquel est appliqué un procédé selon l'invention,

la est un logigramme décrivant une mise en œuvre du procédé selon un premier aspect de l’invention,

la est un logigramme décrivant une mise en œuvre du procédé selon un deuxième aspect de l'invention ,

la est une vue schématique d'un deuxième circuit de fluide réfrigérant auquel est appliqué le procédé selon l'invention,

la est une vue schématique d'un troisième circuit de fluide réfrigérant auquel est appliqué le procédé selon l'invention,

la est un logigramme décrivant une mise en œuvre du procédé selon un troisième aspect de l'invention,

la est un logigramme décrivant une mise en œuvre du procédé selon un quatrième aspect de l'invention,

la est une vue schématique d'un quatrième circuit de fluide réfrigérant auquel est appliqué le procédé selon l'invention,

la est une vue schématique d'un cinquième circuit de fluide réfrigérant auquel est appliqué le procédé selon l'invention.

Dans les figures 1, 4, 5, 8 et 9, des traits pleins représentent les conduits reliant un élément du circuit réfrigérant à un autre. Des flèches représentent les flux de fluides caloporteurs traversant les échangeurs de chaleur. Un chevron sur le circuit réfrigérant représente le sens de circulation du fluide réfrigérant. Des traits en pointillés représentent des communications entre des capteurs dudit circuit et une unité de commande centrale contenant un programme permettant d’appliquer le procédé de l’invention, ainsi que des communications entre des éléments pilotables du circuit et ladite unité de commande centrale.

Dans les figures 2, 3, 6 et 7, un rectangle représente une étape du procédé qui est une action autre qu’une comparaison de valeurs. Un losange représente une étape de procédé qui est une comparaison de valeurs et dont le résultat conditionne le choix de l’étape suivante. Dans chaque rectangle ou losange figure le numéro de l’étape, ainsi que les grandeurs impliquées dans ladite étape. Des flèches en traits pleins indiquent l’enchaînement des étapes selon le procédé.

Il faut tout d'abord noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention, le cas échéant.

Les termes amont et aval employés dans la description qui suit se réfèrent au sens de circulation du fluide considéré.

Les termes entrée et sortie employés dans la description qui suit se réfèrent au sens de circulation du fluide considéré.

Afin de différencier les composants, les termes “premier”, “deuxième”, ... sont employés. Ces termes n'ont pas vocation à hiérarchiser les composants ou à les ordonner. Ces termes sont employés à titre de distinction et peuvent être intervertis sans nuire à la mise en œuvre de l'invention. Par exemple, la dénomination “deuxième” n’implique pas nécessairement la présence de deux éléments.

On appelle branche une portion de circuit reliant un point du circuit à un autre point de circuit.

Quand il est précisé qu'une branche comporte un élément donné, cela n'exclut pas la présence d'autres éléments dans cette branche.

On appelle conduit une portion de circuit reliant un point du circuit à un autre point du circuit, sans éléments entre ces deux points.

Le système de conditionnement thermique SCT comprend un circuit 1 de fluide réfrigérant et une unité de commande centrale UC comprenant au moins un calculateur, une mémoire et un programme d’ordinateur stocké dans la mémoire et configuré pour mettre en œuvre un procédé 2. Le circuit 1 de fluide réfrigérant forme un circuit fermé dans lequel peut circuler un fluide réfrigérant FR. Le circuit 1 de fluide réfrigérant est étanche lorsque celui-ci est dans un état nominal de fonctionnement, c’est-à-dire sans défaut ou fuite.

Le système de conditionnement thermique SCT comprend un flux d’un premier fluide caloporteur FC1 traversant un premier échangeur de chaleur du circuit 1 de fluide réfrigérant FR, ainsi qu’un deuxième flux de fluide caloporteur FC2 traversant un deuxième échangeur de chaleur dudit circuit. Ces fluides caloporteurs peuvent être par exemple de l’air ou du liquide caloporteur.

La illustre à titre d’exemple un premier circuit 1 de fluide réfrigérant apte à fonctionner par exemple dans un mode permettant de climatiser un habitacle d'un véhicule ou de refroidir une batterie.

Le circuit 1 de fluide réfrigérant auquel est appliqué le procédé 2 selon l'invention est un circuit fermé formant une boucle dans laquelle les composants du circuit 1 de fluide réfrigérant sont traversés en série par le fluide réfrigérant FR.

Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend un dispositif de compression 3 du fluide réfrigérant FR, un premier échangeur de chaleur 4 agencé pour être traversé par un flux de premier fluide caloporteur FC1 et destiné à condenser le fluide réfrigérant FR, un deuxième échangeur de chaleur 5 agencé pour être traversé par un flux de deuxième fluide caloporteur FC2 et destiné à évaporer le fluide réfrigérant FR, un organe de détente 6 à section variable disposé entre le premier échangeur de chaleur 4 et le deuxième échangeur de chaleur 5, un dispositif d’accumulation 7 du fluide réfrigérant FR disposé entre le premier échangeur de chaleur 4 et le dispositif de compression 3.

Le dispositif de compression 3 prend par exemple la forme d'un compresseur électrique, c'est-à-dire d'un compresseur qui comprend un mécanisme de compression, un moteur électrique et une unité de contrôle et de conversion électrique. Le mécanisme de compression du dispositif de compression 3 est mis en rotation par le moteur électrique, ce dernier pouvant être logé à l'intérieur d'un boîtier du compresseur commun au mécanisme de compression. Dans un exemple particulier, le dispositif de compression 3 du fluide réfrigérant FR comporte une entrée 8 et une sortie 9.

Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend un conduit A qui relie la sortie 9 du dispositif de compression 3 à l’entrée du premier échangeur de chaleur 4.

Le conduit A comprend dans cet exemple un capteur de pression HP1. Ce capteur de pression HP1 est configuré pour entrer en contact avec le fluide réfrigérant FR sortant du dispositif de compression 3.

Le premier échangeur de chaleur 4 est traversé par un flux de premier fluide caloporteur FC1 captant la chaleur du fluide réfrigérant FR traversant ledit premier échangeur de chaleur 4. Le premier échangeur de chaleur 4 est par exemple un condenseur placé en face-avant du véhicule.

Le système de conditionnement thermique SCT comprend un capteur de température T1, dédié à la mesure de la température dudit flux de premier fluide caloporteur FC1 en amont du premier échangeur de chaleur 4 du point de vue du flux dudit premier fluide caloporteur. Dans le cas où le premier échangeur de chaleur 4 est un condenseur placé en face-avant du véhicule, ce flux de premier fluide caloporteur FC1 est un flux d’air extérieur traversant le premier échangeur de chaleur 4.

Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend un conduit B qui relie la sortie du premier échangeur de chaleur 4 à l’entrée de l’organe de détente 6. L'organe de détente 6 est à section variable.

Le conduit B comprend dans cet exemple un capteur de température T2. Ce capteur de température T2 est configuré pour entrer en contact avec le fluide réfrigérant FR sortant de du premier échangeur de chaleur 4.

Le circuit 1 de fluide réfrigérant comprend un conduit C qui relie la sortie de l’organe de détente 6 à l’entrée du deuxième échangeur de chaleur 5.

Le deuxième échangeur de chaleur 5 est traversé par un flux de deuxième fluide caloporteur FC2 cédant sa chaleur au fluide réfrigérant FR traversant ledit deuxième échangeur de chaleur 5. Le deuxième échangeur de chaleur 5 est par exemple un évaporateur disposé dans le boîtier d’une l'installation non représentée de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (couramment appelé “HVAC”) dont il fait partie.

Le système de conditionnement thermique SCT comprend un capteur de température T3, dédié à la mesure de la température dudit flux de deuxième fluide caloporteur FC2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 du point de vue du flux dudit deuxième fluide caloporteur FC2. Ce flux est par exemple un flux d’air intérieur destiné à être refroidi en traversant le deuxième échangeur de chaleur 5 qui est alors un évaporateur disposé dans le boîtier d’une installation non représentée de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (“HVAC”) dont il fait partie. Le flux d'air intérieur est mis en circulation dans le boîtier grâce à un dispositif de mise en mouvement du flux d'air intérieur. Le dispositif de mise en mouvement du flux d'air intérieur est par exemple une hélice mise en rotation par un moteur électrique.

Le circuit 1 comprend un conduit D qui relie la sortie du deuxième échangeur de chaleur 5 à l’entrée du dispositif d’accumulation 7 de fluide réfrigérant FR.

Le circuit 1 comprend un conduit E qui relie la sortie du dispositif d’accumulation 7 de fluide réfrigérant FR à l’entrée 8 du dispositif de compression 3 du fluide réfrigérant FR.

Le système de conditionnement thermique SCT comprend des câbles électriques 10 reliant l’unité de commande centrale UC destinée à mettre en œuvre le procédé 2 selon l'invention, à différents composants dudit système de conditionnement thermique SCT. L’unité de commande centrale UC est ainsi raccordée au capteur de pression HP1 en aval au dispositif de compression 3, au capteur de température T1 du premier fluide caloporteur FC1 en amont du premier échangeur de chaleur 4, au capteur de température T2 du fluide réfrigérant FR en sortie de l’échangeur de chaleur 4, et au capteur de température T3 du deuxième fluide caloporteur FC2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 5.

Le procédé 2 selon un aspect de l’invention réalise une première comparaison entre une valeur d’une grandeur représentative d’une haute pression HP du fluide réfrigérant FR en sortie du dispositif de compression 3 et une valeur seuil maximale de pression HPmax. Ledit procédé 2 réalise une deuxième comparaison entre une valeur d’une première température Tsfc2 du deuxième fluide caloporteur FC2 en aval de l’échangeur de chaleur 5 et une valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c. Ledit procédé réalise une troisième comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 et une valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max du dispositif de compression 3 enregistrée dans la mémoire de l’unité de commande centrale UC et dépendant des conditions ambiantes. Le procédé 2 vérifie si le résultat de ces comparaisons est en correspondance avec certaines conditions de passage vers un mode de maximisation de la puissance thermique. Le mode maximisation de la puissance thermique est un mode de maximisation de la puissance de refroidissement quand le programme configuré pour mettre en œuvre le procédé 2 exécute le procédé 2 dans un mode de refroidissement de fluide caloporteur. Le mode maximisation de la puissance thermique est un mode de maximisation de la puissance de chauffage quand le programme configuré pour mettre en œuvre le procédé 2 exécute le procédé 2 dans un mode de chauffage de fluide caloporteur.

Ladite puissance thermique étant dans cet exemple une puissance de refroidissement du deuxième fluide caloporteur FC2 dans le deuxième échangeur de chaleur 5. Lesdites conditions de passage incluant au moins.

la valeur de grandeur représentative de la haute pression HP du fluide réfrigérant FR est égale ou supérieure la valeur seuil maximale de pression HPmax;
la valeur de première température Tsfc2 est strictement supérieure à la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c +α, avec α étant une constante dont la valeur est comprise entre 0,2°C et 1°C;
la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 est inférieure à la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max.

Lorsque les conditions de passage sont réunies, le procédé 2 réalise une étape d’ouverture du degré d’ouverture DO de l’organe de détente et une étape d’augmentation de la vitesse de Ncpr du dispositif de compression 3.

La mise en œuvre du procédé 2 permet de réguler le cycle thermodynamique du circuit 1 en ajustant la détente du fluide réfrigérant FR, détente effectuée par l'organe de détente 6. Une détente adaptée permet à d'atteindre la haute pression HP égale à une valeur de consigne de pression HPc en sortie du dispositif de compression 3, ladite valeur de consigne de pression HPc étant inférieure ou égale à la valeur seuil maximale de pression HPmax qui représente par exemple la valeur maximale d’utilisation autorisée en sortie du dispositif de compression 3 par l’unité de commande centrale UC. Cet ajustement de l’ouverture par l’organe de détente 6 va permettre de maximiser la puissance de refroidissement atteignable en permettant au dispositif de compression d’augmenter sa vitesse Ncpr dans le respect de la valeur seuil maximale de pression autorisée HPmax.

On entend par haute pression le niveau de pression du fluide réfrigérant FR situé entre la sortie 9 du dispositif de compression 3 et l’entrée de l’organe de détente 6. On entend par basse pression le niveau de pression du fluide réfrigérant FR situé entre la sortie de l’organe de détente 6 et l’entrée 8 du dispositif de compression 3.

Dans le circuit 1 de fluide réfrigérant, le flux de fluide réfrigérant FR à basse pression entrant dans le dispositif de compression 3 par l’entrée 8 dudit dispositif de compression 3 subit une compression avant de sortir par la sortie 9 dudit dispositif avec une pression relevée dite haute pression HP. Cette haute pression HP est mesurée au niveau du capteur de pression HP1 au sein du conduit A à la sortie du dispositif de compression 3. En variante elle est mesurée par l'intermédiaire d'un capteur de pression non représenté disposé en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Un signal de sortie dudit capteur de pression HP1 est la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP. C'est par les câbles électriques 10 que l’unité de commande UC pilote le degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6, pilote également la vitesse du dispositif de compression 3, et réceptionne les données obtenues par l’ensemble desdits capteurs de pression et de température HP1, T1, T2, et T3, et réceptionne les données reçues par l’organe de détente 6 et par le dispositif de compression 3 suite à ces consignes.

L’unité de commande centrale UC est dans cet exemple apte à convertir la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP de fluide réfrigérant FR mesurée en une donnée d’une valeur d’une deuxième température Tc de condensation du fluide réfrigérant FR. En variante, la valeur de la deuxième température Tc est directement mesurée par un capteur de température non représenté intégré au premier échangeur de chaleur 4.

Dans le premier circuit 1 de fluide réfrigérant représenté sur la , le fluide réfrigérant FR sortant du dispositif de compression 3 par la sortie 9 dudit dispositif de compression, traverse le conduit A et traverse ensuite le premier échangeur de chaleur 4. Le premier échangeur de chaleur 4 fonctionne en condenseur. Il est simultanément traversé par le flux de premier fluide caloporteur FC1 et par le fluide réfrigérant FR à haute pression et haute température. Ledit flux de premier fluide caloporteur FC1 peut être par exemple un flux d’air extérieur au véhicule. Le flux d'air extérieur absorbe les calories du fluide réfrigérant FR. Une troisième température Te du flux d'air extérieur est mesurée par le capteur de température T1 en face avant du véhicule. L’unité centrale de commande UC réceptionne le ou les signaux envoyés par ledit capteur de température T1.

Dans le circuit 1 de fluide réfrigérant FR représenté sur la , le fluide réfrigérant FR sortant du premier échangeur de chaleur 4 traverse le conduit B avant d’entrer dans l’organe de détente 6. L'organe de détente 6 opère une détente du fluide réfrigérant FR. Pour ce faire, il adopte une ouverture partielle de sa section interne correspondant à un degré d'ouverture DO donné. Tout changement du degré d'ouverture DO de la section interne à l'organe de détente 6 impacte l'état du fluide réfrigérant FR sur l'ensemble du circuit de fluide réfrigérant FR. Ce degré d'ouverture DO est défini par le procédé 2 tel que cela sera décrit pour les figures 2, 3, 6 et 7. Les instructions relatives à ce degré d'ouverture DO sont transmises à l'organe de détente 6 via les câbles électriques 10 le reliant à l’unité de commande centrale UC. En passant dans l'organe de détente 6, le fluide réfrigérant FR passe de haute pression à basse pression. Lorsque le procédé 2 est mis en œuvre, ledit procédé 2 pilote le degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 pour atteindre une pression de consigne HPc du fluide réfrigérant FR en sortie du dispositif de compression 3.

Dans le circuit 1 de fluide réfrigérant représenté sur la , le fluide réfrigérant FR à basse pression sortant de l’organe de détente 6 traverse le conduit C et traverse ensuite le deuxième échangeur de chaleur 5. Dans le mode de fonctionnement décrit en , le deuxième échangeur thermique 5 fonctionne en évaporateur. Il refroidit le flux de deuxième fluide caloporteur FC2 grâce au fluide réfrigérant FR avec lequel s'opère un échange thermique. Ce flux est par exemple un flux d’air intérieur destiné à être refroidi en traversant le deuxième échangeur de chaleur 5 qui est par exemple un évaporateur disposé dans le boîtier d’une installation non représentée de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (“HVAC”) dont il fait partie. Ainsi, lorsque le flux d'air intérieur, entraîné par un dispositif de mise en mouvement, intègre le boîtier de l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (“HVAC”), il cède ses calories au fluide réfrigérant FR parcourant le deuxième échangeur de chaleur 5.

Dans le premier circuit 1 de fluide réfrigérant représenté sur la , en aval du deuxième échangeur de chaleur 5, le fluide réfrigérant FR traverse le dispositif d'accumulation 7 avant de terminer son cycle thermodynamique en rejoignant l'entrée 8 du dispositif de compression 3.

La est un logigramme illustrant les étapes du procédé 2 selon un premier aspect de l’invention conduisant à un mode de maximisation de la puissance de refroidissement du deuxième fluide caloporteur FC2 dans le deuxième échangeur de chaleur 5.

Le procédé 2 est mis en œuvre suite aux prises de mesure effectuées en différents points du circuit 1 de fluide réfrigérant FR. L’unité de commande centrale UC réceptionne les données des capteurs suite à ces mesures, et donne par exemple les consignes relatives à ces mesures.

A titre d’exemple, différents capteurs utilisés sont décrits ci-après, ainsi que les signaux générés correspondants.

Le capteur de pression HP1 mesure la haute pression HP du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression 3. Un signal de sortie dudit capteur HP1 est ladite valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP en sortie du dispositif de compression 3. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC.

L’unité de commande centrale UC est apte à convertir la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP du fluide réfrigérant FR mesurée en la donnée de valeur de la deuxième température de condensation Tc du fluide réfrigérant FR.

En variante, le système de conditionnement thermique SCT comprend un capteur (non représenté) qui mesure la deuxième température Tc de condensation du fluide réfrigérant FR dans le premier échangeur de chaleur 4. Un signal de sortie dudit capteur est ladite valeur de la deuxième température Tc de condensation dans le premier échangeur de chaleur 4. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC par les câbles 10.

Le capteur de température T1 mesure la troisième température Te du premier fluide caloporteur FC1 en amont du premier échangeur de chaleur 4. Dans cet exemple, le premier fluide caloporteur FC1 est de l’air. Un signal de sortie dudit capteur de température T1 est ladite valeur de la troisième température Te de l’air en amont du premier échangeur de chaleur 4. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC par les câbles 10.

Le capteur de température T2 mesure une quatrième température Tscd du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Un signal de sortie dudit capteur T2 est ladite valeur de la quatrième température Tscd en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC par les câbles 10.

Le capteur de température T3 mesure la première température Tsfc2 du deuxième fluide caloporteur FC2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 5. Dans cet exemple, le deuxième fluide caloporteur FC2 est de l’air. Un signal de sortie dudit capteur de température T3 est ladite valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC par les câbles 10.

Le procédé 2 comprend une étape de maintien E0 qui maintient la vitesse Ncpr actuelle du dispositif de compression 3 et le degré d’ouverture DO actuel de l’organe de détente 6.

Le procédé 2 comprend une étape E1 de détermination de la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP en sortie du dispositif de compression 3.

Le procédé 2 comprend une étape E2 de comparaison entre la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP et la valeur seuil maximale de pression HPmax enregistrée dans la mémoire de l’unité de commande centrale UC.

Un résultat de la comparaison dans l'étape E2 de comparaison entre la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP et la valeur seuil maximale de pression HPmax montrant la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP égale ou supérieure à la valeur seuil maximale de pression HPmax conduit aux étapes suivantes préliminaires à un éventuel passage en mode de maximisation de la puissance de refroidissement :

une étape E3 de détermination de la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5;
une étape E4 de détermination de la valeur de la deuxième température de condensation Tc du fluide réfrigérant FR dans le premier échangeur de chaleur 4 à partir de la valeur de grandeur représentative de la haute pression HP du fluide réfrigérant FR;
une étape E5 de détermination de la valeur de la troisième température Te de l’air en amont du premier échangeur de chaleur 4;
une étape E6 de détermination de la valeur de la quatrième température Tscd du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4;
une étape E11 de comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 et la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max.

Lesdites étapes préliminaires à un éventuel passage en mode de maximisation de la puissance de refroidissement sont réalisées sans ordre préférentiel.

Le procédé 2 comprend une étape E7 de calcul d’un sous-refroidissement seuil minimal Tsb_min du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Ce sous-refroidissement seuil minimal Tsb_min est calculé à partir de la valeur de troisième température Te de l’air en amont du premier échangeur de chaleur 4, de la valeur de deuxième température de condensation Tc, et d’un premier coefficient A tel que [Tsb_min = Ax(Tc - Te)], le premier coefficient A ayant une valeur comprise entre 0,3 et 0,5 et préférentiellement égale à 0,4.

Le procédé 2 comprend une étape E8 de calcul du sous-refroidissement Tsb du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Ce sous-refroidissement Tsb est calculé à partir de la valeur de la quatrième température Tscd du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4 et de la valeur de la deuxième température de condensation Tc tel que [Tsb = Tc - Tscd].

Les étapes E7 de calcul d’un sous-refroidissement seuil minimal Tsb_min du fluide réfrigérant FR et E8 de calcul du sous-refroidissement Tsb du fluide réfrigérant FR sont réalisées sans ordre préférentiel.

Le procédé 2 comprend une étape E9 de comparaison entre la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 et la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c enregistrée dans la mémoire de l’unité de commande centrale UC.

Un résultat de la comparaison de l'étape E9 de comparaison entre la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 et la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c montrant la valeur de la première température Tsfc2 comprise entre la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c - α et la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c + α entraîne le passage à l’étape de maintien E0, avec α qui est une constante ayant préférentiellement une valeur comprise entre 0,2°C et 1°C.

Un résultat de la comparaison de l'étape E9 de comparaison entre la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 et la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c montrant la valeur de première température Tsfc2 strictement supérieure à la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c + α est une condition nécessaire au passage à une étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6.

Le procédé 2 comprend une étape E10 de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement Tsb et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min.

Un résultat de la comparaison de l'étape E10 de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement Tsb et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min montrant que ladite valeur de sous-refroidissement Tsb est inférieure ou égale à la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min entraîne l’étape de maintien E0.

Un résultat de la comparaison de l'étape E10 de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement Tsb et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min montrant la valeur de sous-refroidissement Tsb strictement supérieure à la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min est une condition nécessaire au passage à une étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6.

Le procédé 2 comprend une étape E11 de comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 et la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max.

Un résultat de la comparaison de l'étape E11 de comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression et la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max montrant la vitesse Ncpr égale à la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max entraîne le passage à l’étape de maintien E0.

Un résultat de la comparaison de l'étape E11 de comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression et la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max montrant une vitesse Ncpr strictement inférieure à Ncpr_max est une condition nécessaire au passage à une étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6.

Les étape E9 de comparaison entre la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 et la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c, étape E10 de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement Tsb et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min et étape E11 de comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression et la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max sont réalisées sans ordre préférentiel.

La réunification de conditions suivantes est nécessaire au passage à l'étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 :

Le résultat de la comparaison de l'étape E11 de comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 et la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max montre une vitesse Ncpr strictement inférieure à Ncpr_max.

Le résultat de la comparaison de l'étape E9 de comparaison entre la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 et la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c montre la valeur de première température Tsfc2 strictement supérieure à la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c + α, α étant une constante comprise entre 0,2°C et 1°C.

Le résultat de la comparaison de l'étape E10 de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement Tsb et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min montre la valeur de sous-refroidissement Tsb strictement supérieure à la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min.

L'étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 est une étape dans laquelle le degré d’ouverture DO est commandée par l’unité de commande centrale UC visant l’obtention de la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP égale à la valeur de consigne de pression HPc grâce à ladite augmentation du degré d’ouverture DO. Ladite valeur de consigne de pression HPc étant enregistrée dans la mémoire de l’unité de commande et dont la valeur est inférieure ou égale à la valeur seuil maximale de pression HPmax.

Consécutivement à l'étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6, le procédé 2 comprend une étape E13 d’augmentation de la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 dans laquelle l’unité de commande centrale UC augmente la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 de façon à ce que la valeur de la première température Tsfc2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 soit comprise entre la valeur de température de consigne Tsfc2c - α et la valeur de température de consigne Tsfc2c + α, α étant une constante comprise entre 0,2°C et 1°C. L’unité de commande UC augmente la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 quand la valeur de la première température Tsfc2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 est supérieure à la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c + α, et commande la diminution de la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 quand la valeur de la première température Tsfc2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 est inférieure à la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c - α.

Lorsque le fluide réfrigérant FR circule dans le circuit 1 de fluide réfrigérant, la pression de ce fluide réfrigérant FR en amont de l'organe de détente 6 est d'autant moins importante que la section de l'organe de détente 6 est augmentée. Le procédé 2 va permettre de réduire la haute pression HP grâce à une augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 pour permettre au dispositif de compression 3 d’avoir une nouvelle marge d’augmentation de la vitesse Ncpr dudit dispositif, et donc d’augmentation de la performance de refroidissement, avant d’atteindre de nouveau la valeur seuil maximale de pression HPmax.

La est un logigramme illustrant les étapes du procédé 2 selon un deuxième aspect de l’invention conduisant à un mode d’optimisation de la consommation du dispositif de compression 3, dans un fonctionnement du circuit 1 dédié au refroidissement du deuxième fluide caloporteur FC2.

Le procédé 2 comprend l'étape E1 de détermination de la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP en sortie du dispositif de compression 3.

Le procédé 2 comprend l'étape E2 de comparaison entre la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP et la valeur seuil maximale de pression HPmax enregistrée dans la mémoire de l’unité de commande centrale UC.

Un résultat de la comparaison dans l'étape E2 de comparaison entre la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP et la valeur seuil maximale de pression HPmax montrant que la valeur de la grandeur représentative de la haute pression HP est inférieure à la valeur seuil maximale de pression HPmax conduit aux étapes suivantes préliminaires au mode d’optimisation de la consommation du dispositif de compression 3 :

l’étape E3 de détermination de la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5;
l’étape E4 de détermination de la valeur de la deuxième température de condensation Tc du fluide réfrigérant dans le premier échangeur de chaleur 4 à partir de la valeur de grandeur représentative de la haute pression HP du fluide réfrigérant FR;
l’étape E5 de détermination de la valeur de la troisième température Te de l’air en amont du premier échangeur de chaleur 4;
l’étape E6 de détermination de la valeur de la quatrième température Tscd du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4.

Lesdites étapes préliminaires au mode d’optimisation de la consommation du dispositif de compression 3 sont réalisées sans ordre préférentiel.

Le procédé 2 comprend une étape E15 de contrôle de la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 dans laquelle l’unité de commande centrale UC contrôle la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 de façon à ce que la valeur de première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 soit comprise entre la valeur de la température de consigne de refroidissement Tsfc2c - α et la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c + α. L’unité de commande UC augmente la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 quand la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 est supérieure à la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c + α, et commande la diminution de la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 quand la valeur de la première température Tsfc2 de l’air en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 est inférieure à la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c - α.

Le procédé 2 comprend une étape E7' de calcul d’un sous-refroidissement de consigne Tsbc du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Ce sous-refroidissement de consigne Tsbc est calculé à partir de la valeur de la troisième température Te de l’air en amont du premier échangeur de chaleur 4, de la valeur de la deuxième température de condensation Tc, et d’un deuxième coefficient B tel que [Tsbc = Bx(Tc - Te)], le deuxième coefficient B ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,68 et 1.

Le procédé 2 comprend l’étape E8 de calcul du sous-refroidissement Tsb du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Ce sous-refroidissement Tsb est calculé à partir de la valeur de la quatrième température Tscd du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4 et de la valeur de la deuxième température de condensation Tc tel que [Tsb = Tc - Tscd].

L’étape E7' de calcul d’un sous-refroidissement de consigne Tsbc du fluide réfrigérant FR et l’étape E8 de calcul du sous-refroidissement Tsb du fluide réfrigérant FR sont réalisées sans ordre préférentiel.

Le procédé 2 comprend une étape E14 de contrôle du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 permettant une régulation du sous-refroidissement Tsb en sortie du premier échangeur de chaleur 4 dans laquelle l’unité de commande centrale UC contrôle le degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 de façon à ce que la valeur de sous-refroidissement Tsb soit comprise entre la valeur de sous-refroidissement de consigne Tsbc - β et la valeur de sous-refroidissement de consigne Tsbc + β, avec β étant une constante dont la valeur est comprise de façon préférentielle entre 0,2 °C et 1°C. L’unité de commande centrale UC commande l’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 quand la valeur de sous-refroidissement Tsb est supérieure à la valeur de sous-refroidissement de consigne Tsbc + β, et commande la diminution du degré d’ouverture DO quand la valeur de sous-refroidissement Tsb est inférieure à la valeur de sous-refroidissement de consigne Tsbc - β.

La illustre, à titre d’exemple, un deuxième circuit 1a de fluide réfrigérant dans lequel l’organe de détente 6 et le dispositif de compression 3 sont pilotés selon les étapes du procédé 2 décrites dans les figures 2 et 3.

Ledit deuxième circuit 1a de fluide réfrigérant diffère du premier circuit 1 de fluide réfrigérant illustré en en ce qu’il comprend une branche supplémentaire. Ladite branche comprend un sixième conduit F, un deuxième organe de détente 11, un septième conduit G, un troisième échangeur de chaleur 12 et un huitième conduit H.

Le conduit B du deuxième circuit 1a comprend un point de séparation 13 situé entre la sortie du premier échangeur de chaleur 4 et l’entrée du premier organe de détente 6.

Le conduit F relie le point de séparation 13 à l’entrée du deuxième organe de détente 11.

Le conduit G relie la sortie du deuxième organe de détente 11 à l’entrée du troisième échangeur de chaleur 12.

Le troisième échangeur de chaleur 12 est ici un évaporateur de fluide réfrigérant FR traversé par un flux d’un troisième fluide caloporteur FC3 cédant sa chaleur au fluide réfrigérant FR traversant ledit échangeur 12. Le troisième échangeur de chaleur 12 est par exemple un évaporateur situé dans l’environnement sous capot qui refroidit un liquide caloporteur destiné à refroidir une batterie du véhicule.

Le conduit D du deuxième circuit 1a comprend un point de jonction 14 situé entre la sortie du deuxième échangeur de chaleur 5 et l’entrée du dispositif d’accumulation 7 de fluide réfrigérant FR.

Le conduit H relie la sortie du troisième échangeur de chaleur 12 au point de jonction 14.

Le deuxième circuit 1a comprend un capteur de température T4 de mesure d'une cinquième température Tsfc3 du troisième fluide caloporteur FC3 en aval du troisième échangeur de chaleur 12 du point de vue du flux de fluide caloporteur FC3. Dans cet exemple, le troisième fluide caloporteur FC3 est du liquide caloporteur. Un signal de sortie dudit capteur de température T4 est ladite valeur de cinquième température Tsfc3 du troisième fluide caloporteur FC3 en aval du troisième échangeur de chaleur 12. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC par les câbles 10.

Au niveau du point de séparation 13 du deuxième circuit 1a illustré en , le flux de fluide réfrigérant FR emprunte en totalité ou en partie le conduit B jusqu’à l’entrée du premier organe de détente 6. La partie de flux de fluide réfrigérant FR n’allant pas vers l’entrée du premier organe de détente 6 emprunte le conduit F jusqu’à l’entrée du deuxième organe de détente 11. Le degré d’ouverture DO du premier organe de détente 6 et un degré DO’ d’ouverture du deuxième organe de détente 11 conditionnent la quantité de flux de fluide réfrigérant FR passant dans l’une ou l’autre des branches du circuit 1. L’unité de commande centrale UC pilote les degrés d’ouverture DO et DO’ des premier et deuxième organes de détente 6 et 11. Dans chacun des premier et deuxième organes de détente 6 et 11, le flux de fluide réfrigérant FR subit une détente et passe de haute pression à basse pression. La partie de flux de fluide réfrigérant sortant du premier organe de détente 6 rejoint l’entrée du deuxième échangeur de chaleur 5 et traverse ledit deuxième échangeur de chaleur 5 pour s’évaporer en recevant la chaleur du fluide caloporteur FC2. Dans un exemple d’utilisation, le flux de fluide caloporteur FC2 est un flux d’air interne en direction de l’habitacle et destiné à être refroidi à travers le deuxième échangeur de chaleur 5 qui fonctionne en évaporateur. La partie de flux de fluide réfrigérant FR sortant du deuxième organe de détente 11 rejoint l’entrée du troisième échangeur de chaleur 12 et traverse ledit troisième échangeur de chaleur 12 pour s’évaporer en recevant la chaleur du fluide caloporteur FC3. Dans cet exemple d’utilisation, le flux de fluide caloporteur FC3 est un flux de liquide caloporteur destiné à refroidir une batterie du véhicule. Le flux de fluide réfrigérant FR sortant du troisième échangeur de chaleur 12 rejoint le point de jonction 14 par le conduit H. Le flux de fluide réfrigérant FR sortant du deuxième échangeur de chaleur 5 rejoint le point de jonction 14 par la portion de conduit D reliant la sortie du deuxième échangeur de chaleur 5 et le point de jonction 14. La totalité du flux de fluide réfrigérant FR rejoint alors l’entrée du dispositif d’accumulation 7 depuis le point de jonction 14.

Selon un aspect de l’invention, les étapes du procédé 2 décrites précédemment concernant le signal de la valeur de la première température Tsfc2 et concernant l’organe de détente 6 sont également respectivement applicables au signal de la valeur de la cinquième température Tsfc3 et à l’organe de détente 11. Le choix de contrôler le premier organe de détente 6 ou le deuxième organe de détente 11 selon le procédé 2 dépendra du choix de l’objectif de maximisation de la puissance de refroidissement entre le flux de deuxième fluide caloporteur FC2 dans le deuxième échangeur 5 et le flux de troisième fluide caloporteur FC3 dans le troisième échangeur de chaleur 12.

Dans un exemple d’utilisation non représenté, le conduit F comprend le capteur de température T2 de mesure de la quatrième température Tscd du fluide réfrigérant FR.

La illustre, à titre d’exemple, un troisième circuit 1b de fluide réfrigérant FR dans lequel l’organe de détente 6 et le dispositif de compression 3 sont pilotés selon les étapes du procédé 2 décrites dans les figures 2 et 3.

Ce troisième circuit 1b de fluide réfrigérant FR diffère du premier circuit 1 de la en ce que :

la portion de circuit comprise entre la sortie du premier échangeur de chaleur 4 et l’entrée du deuxième échangeur de chaleur 5 comporte des composants supplémentaires ;
le dispositif d’accumulation 7 de fluide réfrigérant FR n’est plus positionné entre la sortie du deuxième échangeur de chaleur 5 et l’entrée du dispositif de compression 3 mais positionné entre la sortie du premier échangeur de chaleur 4 et l’entrée du deuxième échangeur de chaleur 5.

Le troisième circuit 1b comprend un conduit B’ reliant la sortie du premier organe de détente 6 à l’entrée du dispositif d’accumulation 7.

Le troisième circuit 1b comprend un conduit B’’ reliant la sortie du dispositif d’accumulation 7 à l’entrée d’un troisième organe de détente 15.

Le conduit C du troisième circuit 1b relie la sortie du troisième organe de détente 15 à l’entrée du deuxième échangeur de chaleur 5.

Le conduit D du troisième circuit 1b relie la sortie du deuxième échangeur de chaleur 5 à l’entrée 8 du dispositif de compression 3.

Le conduit D du troisième circuit 1b comprend un capteur de température T4 dédiée à la mesure d’une sixième température Tsev du fluide réfrigérant FR en sortie du deuxième échangeur de chaleur 5. Un signal de sortie dudit capteur T4 est ladite valeur de sixième température Tsev du fluide réfrigérant FR en sortie du deuxième échangeur de chaleur 5. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC par les câbles 10.

La partie du troisième circuit 1b comprise entre la sortie 9 du dispositif de compression 3 et l’entrée du premier organe de détente 6 est identique à celle du premier circuit 1 illustré à la .

Au sein du troisième circuit 1b illustré en , le flux de fluide réfrigérant FR sortant du premier échangeur de chaleur 4 rejoint le premier organe de détente 6 par le conduit B et subit une première détente au passage dudit premier organe de détente 6. Le niveau de pression du fluide réfrigérant FR est à un niveau intermédiaire entre la haute pression HP en amont du premier organe de détente 6 et la basse pression en aval du troisième organe de détente 15. Le flux de fluide réfrigérant FR rejoint ensuite le dispositif d’accumulation 7 de fluide réfrigérant FR par le conduit B’. Le flux de fluide réfrigérant FR rejoint ensuite le troisième organe de détente 15 par le conduit B’’ et subit une deuxième détente au passage dudit troisième organe de détente 15. Le flux de fluide réfrigérant à basse pression en sortie du troisième organe de détente 15 rejoint alors l’entrée du deuxième échangeur de chaleur 5 par le conduit C.

L’unité de commande centrale UC pilote le degré d’ouverture DO du premier organe de détente 6 et un degré d’ouverture DO’’ du troisième organe de détente 15.

Dans un exemple d’application du procédé 2 au troisième circuit 1b illustré en , le procédé 2 comprend une étape non représentée de régulation d’une surchauffe Tsh de fluide réfrigérant FR en sortie du deuxième échangeur de chaleur 5 par contrôle du degré d’ouverture DO’’ du troisième organe de détente 15. La surchauffe Tsh est par exemple calculée à partir de la valeur de sixième température Tsev et à partir d’une septième valeur de température Tev d’évaporation du fluide réfrigérant FR dans le deuxième échangeur de chaleur 5 déterminée préalablement tel que [Tsh=Tsev - Tev]. L’unité de commande centrale UC contrôle le degré d’ouverture DO’’ du troisième organe de détente 15 de façon à ce que la valeur de surchauffe Tsh soit comprise entre une valeur de surchauffe de consigne Tshc - γ et ladite valeur de surchauffe de consigne Tshc + γ, avec γ étant une constante dont la valeur est comprise de façon préférentielle entre 0,2°C et 1°C. Ladite valeur de surchauffe de consigne Tshc est enregistrée dans la mémoire de l’unité de commande centrale UC. L’unité de commande centrale UC commande l’augmentation du degré d’ouverture DO’’ du troisième organe de détente 15 quand la valeur de surchauffe Tsh est supérieure à la valeur de surchauffe de consigne Tshc + γ, et commande la diminution dudit degré d’ouverture DO’’ quand la valeur de surchauffe Tsh est inférieure à valeur de surchauffe de consigne Tshc - γ.

La est un logigramme illustrant les étapes du procédé 2 selon un troisième aspect de l’invention conduisant à un mode de maximisation de la puissance de chauffage du premier fluide caloporteur FC1 dans le premier échangeur de chaleur 4. Ledit troisième aspect de l’invention diffère du premier aspect de l’invention illustré en en ce qu’au sein du procédé 2 :

l’étape E3 de détermination de la valeur de la première température Tsfc2 du deuxième fluide caloporteur FC2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 est remplacée par une étape E3’ de détermination de la valeur de la huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 ;
l’étape E9 de comparaison entre la valeur de la première température Tsfc2 du deuxième fluide caloporteur FC2 en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 et la valeur de température de consigne de refroidissement Tsfc2c est remplacée par une étape E9’ de comparaison entre la valeur de la huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 et une valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c. Un résultat de la comparaison de ladite étape E9’’ de comparaison entre la valeur de la huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 et la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c montrant une valeur de huitième température Tsfc1 comprise entre la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c - α et la valeur de température de consigne de chauffage Tsf1c + α entraîne le passage à l’étape de maintien E0, avec α qui est une constante ayant une valeur comprise préférentiellement entre 0,2°C et 1°C;
la condition suivante est nécessaire au passage à l'étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 : le résultat de la comparaison de ladite étape E9’ de comparaison entre la valeur de la huitième température Tsfc1 premier fluide caloporteur FC1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 et la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c montre que la valeur de la huitième température Tsfc1 strictement est inférieure la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c – α ;
l’étape E13 d’augmentation de la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 est remplacée par une étape alternative E13’ d’augmentation de la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 dans laquelle l’unité de commande centrale UC augmente la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 de façon à ce que la valeur de la huitième température Tsfc1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 soit comprise entre la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c - α et la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c + α, α étant une constante dont la valeur est une valeur comprise préférentiellement entre 0,2°C et 1°C, l’unité de commande UC augmentant la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 quand la valeur de la huitième température Tsfc1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 est inférieure à la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c - α, et diminuant la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 quand la valeur de la huitième température Tsfc1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 est supérieure à la valeur de température de consigne de chauffage Tsfcc + α ;
une étape E16 d’augmentation d’une puissance Pwr d’un dispositif de chauffage électrique additionnel 16 est ajoutée, dans laquelle l’unité de commande centrale UC augmente la puissance Pwr du dispositif de chauffage électrique additionnel 16 permettant de chauffer le deuxième fluide caloporteur FC2 en amont du deuxième échangeur de chaleur 5, de façon à ce que la valeur de la huitième température Tsfc1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 soit comprise entre la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c - α et la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c + α, α étant une constante dont la valeur est une valeur comprise préférentiellement entre 0,2°C et 1°C, l’unité de commande UC augmentant la puissance Pwr du dispositif de chauffage électrique additionnel 16 quand la valeur de la huitième température Tsfc1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 est inférieure à la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c - α, et diminuant la puissance Pwr du dispositif de chauffage électrique additionnel 16 quand la valeur de la huitième température Tsfc1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 est supérieure à la valeur de température de consigne de chauffage Tsfcc + α. Ladite étape E14 d’augmentation de la puissance Pwr du dispositif de chauffage électrique additionnel 16 présente un intérêt particulier pour atteindre la température de consigne de chauffage Tsfc1c quand par exemple la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 a déjà atteint la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max ;
l’étape E11 de comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 et la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max est supprimée. La condition de passage à l’étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 dépendant d’un résultat de ladite étape E11 de comparaison entre la vitesse Ncpr du dispositif de compression et la valeur seuil maximale de vitesse Ncpr_max est par conséquent supprimée ;
l’étape E4 de détermination de la valeur de la deuxième température de condensation Tc du fluide réfrigérant dans le premier échangeur de chaleur 4 à partir de la valeur de grandeur représentative de la haute pression HP du fluide réfrigérant FR est supprimée ;
l’étape E5 de détermination de la valeur de la troisième température Te de premier fluide caloporteur FC1 en amont du premier échangeur de chaleur 4 est supprimée ;
l’étape E6 de détermination de la valeur de la quatrième température Tscd du fluide réfrigérant FR en sortie du premier échangeur de chaleur 4 est supprimée ;
l’étape E7 de calcul d’un sous-refroidissement seuil minimal Tsb_min du fluide réfrigérant FR est supprimée ;
l’étape E8 de calcul du sous-refroidissement Tsb du fluide réfrigérant FR est supprimée ;
l’étape E10 de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement Tsb et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min est supprimée. La condition de passage à l’étape E12 d’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 dépendant d’un résultat de ladite étape E10 de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement Tsb et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement Tsb_min est supprimée.

Dans un exemple d’application du troisième aspect du procédé 2, le flux de premier fluide caloporteur FC1 est un flux d’air interne en direction de l’habitacle et destiné à être réchauffé à travers le premier échangeur de chaleur 4 qui fonctionne en condenseur interne disposé dans le boîtier d’une installation non représentée de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (“HVAC”) dont il fait partie.

La est un logigramme illustrant les étapes du procédé 2 selon un quatrième aspect de l’invention, conduisant à un mode alternatif d’optimisation de la consommation du dispositif de compression 3, dans un fonctionnement du circuit 1 dédié au chauffage du premier fluide caloporteur FC1.

Ledit quatrième aspect de l’invention diffère du second aspect de l’invention illustré en en ce qu’au sein du procédé 2 :

l’étape E3 de détermination de la valeur de la première température Tsfc2 du deuxième fluide caloporteur en aval du deuxième échangeur de chaleur 5 est remplacée par l’étape E3’ de détermination de la valeur de la huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 ;
l’étape E15 de contrôle de la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 est remplacée par l’étape alternative E15’ de contrôle de la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 dans laquelle l’unité de commande centrale UC contrôle la vitesse Ncpr du dispositif de compression 3 de façon à ce que la valeur de huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en aval du premier échangeur de chaleur 4 soit comprise entre la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c - α et la valeur de température de consigne de chauffage Tsfc1c + α, α étant une constante comprise de façon préférentielle entre 0,2°C et 1°C ;
l‘étape E7' de calcul du sous-refroidissement de consigne Tsbc est remplacée par une étape E7’’ de calcul d’un deuxième sous-refroidissement de consigne Tsbc2 à partir de la valeur de la deuxième température Tc de condensation du fluide réfrigérant FR, à partir de la valeur de la troisième température (Te) du premier fluide caloporteur FC1 en amont du premier échangeur de chaleur 4, et à partir d’un troisième coefficient C tel que [Tsbc2 = C x (Tc-Te)], le troisième coefficient C ayant une valeur comprise entre 0,3 et 0,5, et préférentiellement une valeur égale à 0,35.
l’étape E14 de contrôle du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 est remplacée par une étape alternative E14’ de contrôle du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 permettant une régulation du sous-refroidissement Tsb en sortie du premier échangeur de chaleur 4 dans laquelle l’unité de commande centrale UC contrôle le degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 de façon à ce que la valeur de sous-refroidissement Tsb soit comprise entre la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne Tsbc2 - β et la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne Tsbc2 + β, avec β étant une constante dont la valeur est comprise préférentiellement entre 0,2 °C et 1°C. L’unité de commande centrale UC commande l’augmentation du degré d’ouverture DO de l’organe de détente 6 quand la valeur de sous-refroidissement Tsb est supérieure à la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne Tsbc2 + β, et commande la diminution du degré d’ouverture DO quand la valeur de sous-refroidissement Tsb est inférieure à la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne Tsbc2 – β.

La illustre, à titre d’exemple, un quatrième circuit 1c de fluide réfrigérant FR auquel le troisième aspect et le quatrième aspect du procédé 2 de l’invention illustrés en figures 6 et 7 sont applicables.

Le quatrième circuit 1c de fluide réfrigérant FR diffère de l’exemple de premier circuit 1 de fluide réfrigérant illustré en en ce que :

le quatrième circuit 1c comprend un capteur T5 de température du premier fluide caloporteur FC1 en sortie du premier échangeur de chaleur 4 dédié à la mesure de la huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Un signal de sortie dudit capteur T5 est ladite valeur de la huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC par les câbles 10 ;
le quatrième circuit 1c comprend le dispositif de chauffage électrique additionnel 16 chauffant le deuxième fluide caloporteur FC2 en amont du deuxième échangeur de chaleur 5. L’unité de commande centrale UC commande la puissance de chauffage dudit dispositif de chauffage électrique additionnel 16 par les câbles 10.

Dans cet exemple de réalisation, le premier fluide caloporteur FC1 est par exemple un flux d’air intérieur destiné à être réchauffé en traversant le premier échangeur de chaleur 4 qui est alors un condenseur interne disposé dans le boîtier d’une installation non représentée de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (“HVAC”) dont il fait partie. Dans ce même exemple de réalisation, le deuxième fluide caloporteur FC2 est par exemple un liquide caloporteur cédant sa chaleur au fluide réfrigérant FR au sein du deuxième échangeur de chaleur 5, qui est alors un évaporateur se situant dans l’environnement sous capot du véhicule.

La illustre, à titre d’exemple, un cinquième circuit 1d de fluide réfrigérant FR auquel le troisième aspect et le quatrième aspect du procédé 2 de l’invention illustrés en figures 6 et 7 sont applicables.

Le cinquième circuit 1d de fluide réfrigérant FR diffère de l’exemple de premier circuit 1 de fluide réfrigérant illustré en en ce que :

le cinquième circuit 1d comprend le capteur T5 de température du premier fluide caloporteur FC1 en sortie du premier échangeur de chaleur 4 dédié à la mesure de la huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Un signal de sortie dudit capteur T5 est ladite valeur de la huitième température Tsfc1 du premier fluide caloporteur FC1 en sortie du premier échangeur de chaleur 4. Ledit signal est envoyé à l’unité de commande centrale UC par les câbles 10 ;
Le cinquième circuit 1d comprend le dispositif de chauffage électrique additionnel 16 chauffant le premier fluide caloporteur FC1 en amont du deuxième échangeur de chaleur 5. L’unité de commande centrale UC commande la puissance de chauffage dudit dispositif de chauffage électrique additionnel 16 par les câbles 10.

Claims

Procédé (2) de contrôle d’un circuit (1) de fluide réfrigérant (FR) pour véhicule , ledit circuit (1) de fluide réfrigérant (FR) comprenant au moins un dispositif de compression (3) du fluide réfrigérant (FR), un premier échangeur de chaleur (4) agencé pour être traversé par un flux d’un premier fluide caloporteur (FC1) et destiné à condenser le fluide réfrigérant (FR), un deuxième échangeur de chaleur (5) agencé pour être traversé par un flux d’un deuxième fluide caloporteur (FC2) et destiné à évaporer le fluide réfrigérant (FR), un organe de détente (6) à section variable disposé entre le premier échangeur de chaleur (4) et le deuxième échangeur de chaleur (5), un dispositif d’accumulation (7) de fluide réfrigérant (FR) disposé entre le premier échangeur de chaleur (4) et le dispositif de compression (3), le procédé (2) comprenant une étape (E1) de détermination d’une valeur d’une grandeur représentative d’une haute pression (HP) du fluide réfrigérant (FR) entre la sortie du dispositif de compression (3) et l’entrée de l’organe de détente (6), le procédé (2) comprenant aussi une étape (E2) de comparaison entre la valeur de ladite grandeur représentative de la haute pression (HP) et une valeur seuil maximale de pression (HPmax), dans lequel le procédé comprend un mode de maximisation de la puissance thermique, le passage dans ledit mode de maximisation de la puissance thermique comprenant une étape (E12) d’augmentation du degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) et une étape (E13; E13’) d’augmentation de la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3), le passage dans ledit mode étant réalisé sous au moins une condition de passage, ladite au moins une condition de passage incluant le dépassement ou l’atteinte de la valeur seuil maximale de pression (HPmax) par ladite grandeur représentative de la haute pression (HP).
Procédé (2) de contrôle selon la revendication précédente dans lequel la maximisation de la puissance thermique est une maximisation de la puissance de refroidissement du deuxième fluide caloporteur (FC2) dans le deuxième échangeur de chaleur (5).
Procédé (2) de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (E3) de détermination d’une valeur d’une première température (Tsfc2) du deuxième fluide caloporteur (FC2) en aval du deuxième échangeur de chaleur (5), ledit procédé (2) comprenant une étape (E9) de comparaison de la valeur de la première température (Tsfc2) avec une valeur de température de consigne de refroidissement (Tsfc2c), ladite au moins une condition de passage incluant ladite étape de comparaison de la valeur de première température, ladite au moins une condition de passage incluant la condition qu’un résultat de l’étape (E9) de comparaison de la valeur de la première température (Tsfc2) avec la valeur de température de consigne de refroidissement (Tsfc2c) est que la valeur de la première température (Tsfc2) du deuxième fluide caloporteur (FC2) en aval du deuxième échangeur de chaleur (5) est supérieure à la valeur de température de consigne de refroidissement (Tsfc2c) + α, avec α qui est une constante ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,2°C et 1°C.
Procédé (2) de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (E4) de détermination d’une deuxième température de condensation (Tc) dans le premier échangeur de chaleur (4), ledit procédé (2) comprenant une étape (E5) de détermination d’une troisième température (Te) du premier fluide caloporteur (FC1) en amont du premier échangeur de chaleur (4), ledit procédé (2) comprenant une étape (E7) de calcul d’un sous-refroidissement seuil minimal (Tsb_min) à partir de la valeur de la deuxième température (Tc) de condensation du fluide réfrigérant (FR), à partir de la valeur de la troisième température (Te) du premier fluide caloporteur (FC1) en amont du premier échangeur de chaleur (4), et à partir d’un premier coefficient (A) tel que [Tsb_min = A x (Tc-Te)], le premier coefficient (A) ayant une valeur comprise entre 0,3 et 0,5 et préférentiellement une valeur égale à 0,4, ledit procédé (2) comprenant une étape (E6) de détermination de la valeur d’une quatrième température (Tscd) du fluide réfrigérant (FR) entre la sortie du premier échangeur de chaleur (4) et l’entrée de l’organe de détente (6), ledit procédé (2) comprenant une étape (E8) de calcul d’un sous-refroidissement (Tsb) tel que ledit sous-refroidissement (Tsb) est égale à la différence entre la deuxième température de condensation (Tc) et la quatrième température (Tscd) du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur (4), soit [Tsb=(Tc-Tscd)], ledit procédé (2) comprenant une étape (E10) de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement (Tsb) et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement (Tsb_min), ladite au moins une condition de passage incluant ladite étape (E10) de comparaison de la valeur de sous-refroidissement, ladite au moins une condition de passage incluant la condition qu’un résultat de l’étape (E10) de comparaison entre la valeur du sous-refroidissement (Tsb) et la valeur seuil minimale de sous-refroidissement (Tsb_min) est que la valeur du sous-refroidissement (Tsb) est supérieure à la valeur seuil minimale de sous-refroidissement (Tsb_min).
Procédé (2) de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (E11) de comparaison de la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3) avec une valeur seuil maximale de vitesse (Ncpr_max), ladite au moins une condition de passage incluant ladite étape de comparaison de la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3), ladite au moins une condition de passage incluant la condition qu’un résultat de l’étape de comparaison (E11) de la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3) avec la valeur seuil maximale de vitesse (Ncpr_max) est que ladite vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (Ncpr) est inférieure à la valeur seuil maximale de vitesse (Ncpr_max).
Procédé (2) de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de maintien (E0) maintenant la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3) et le degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6), ledit procédé (2) appliquant l’étape de maintien (E0) quand au moins l’une desdites au moins une condition de passage dans le mode de maximisation de la puissance thermique, autre que la condition de dépassement ou d’atteinte de la valeur seuil maximale de pression (HPmax) par ladite grandeur représentative de haute pression (HP), n’est pas obtenue.
Procédé (2) de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un mode d’optimisation de la consommation du dispositif de compression (3), le passage dans ledit mode d’optimisation de la consommation comprenant une étape (E14) de contrôle du degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) et une étape (E15) de contrôle de la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3), le passage dans ledit mode d’optimisation de la consommation étant réalisé sous au moins une première condition de passage dans ledit mode d’optimisation de la consommation, ladite au moins une première condition de passage dans ledit mode d’optimisation incluant que la valeur de la grandeur représentative de la haute pression (HP) est inférieure à la valeur seuil maximale de pression (HPmax).
Procédé (2) de contrôle selon la revendication précédente, comprenant une étape (E4) de détermination d’une deuxième température de condensation (Tc) dans le premier échangeur de chaleur (4), ledit procédé (2) comprenant une étape (E5) de détermination d’une troisième température (Te) du premier fluide caloporteur (FC1) en amont du premier échangeur de chaleur (4), ledit procédé (2) comprenant une étape (E7') de calcul d’un sous-refroidissement de consigne (Tsbc) à partir de la valeur de la deuxième température (Tc) de condensation du fluide réfrigérant (FR), à partir de la valeur de la troisième température (Te) du premier fluide caloporteur (FC1) en amont du premier échangeur de chaleur (4), et à partir d’un deuxième coefficient (B) tel que [Tsbc = B x (Tc-Te)], le deuxième coefficient (B) ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,68 et 1, ledit procédé (2) comprenant une étape (E6) de détermination d’une valeur d’une quatrième température (Tscd) du fluide réfrigérant (FR) entre la sortie du premier échangeur de chaleur (4) et l’entrée de l’organe de détente (6), ledit procédé (2) comprenant une étape (E8) de calcul d’un sous-refroidissement (Tsb) tel que ledit sous-refroidissement (Tsb) est égale à la différence entre la deuxième température de condensation (Tc) et la quatrième température (Tscd) du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur, soit [Tsb=(Tc-Tscd)], ladite étape (E14) de contrôle du degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) permettant une régulation du sous-refroidissement (Tsb) en sortie du premier échangeur de chaleur (4) par contrôle du degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) de façon à ce que la valeur de sous-refroidissement (Tsb) soit comprise entre la valeur de sous-refroidissement de consigne (Tsbc) - β et la valeur de sous-refroidissement de consigne (Tsbc) + β, avec β étant une constante dont la valeur est comprise de façon préférentielle entre 0,2°C et 1°C, le degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) augmentant quand la valeur de sous-refroidissement (Tsb) est supérieure à la valeur de sous-refroidissement de consigne (Tsbc) + β, et diminuant quand la valeur de sous-refroidissement (Tsb) est inférieure à la valeur de sous-refroidissement de consigne (Tsbc) - β.
Procédé (2) de contrôle selon la revendication 1, dans lequel la maximisation de la puissance thermique est une maximisation de la puissance de chauffage du premier fluide caloporteur (FC1) dans le premier échangeur de chaleur (4).
Procédé (2) de contrôle selon la revendication précédente comprenant une étape (E3’) de détermination d’une valeur d’une huitième température (Tsfc1) du premier fluide caloporteur (FC1) en aval du premier échangeur de chaleur (4), ledit procédé 2 comprenant une étape (E9’) de comparaison entre la valeur de la huitième température (Tsfc1) de l’air en aval du premier échangeur de chaleur (4) et une valeur de température de consigne de chauffage (Tsfc1c), ladite au moins une condition de passage dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage incluant ladite étape (E9’) de comparaison de la valeur de température, ladite au moins une condition de passage dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage incluant la condition qu’un résultat de l’étape (E9’) de comparaison de la valeur de la huitième température (Tsfc1) avec une valeur de température de consigne de chauffage (Tsfc1c) est que la valeur de la huitième température (Tsfc1) du premier fluide caloporteur (FC1) en sortie du premier échangeur de chaleur (4) est inférieure à la valeur température de consigne de chauffage (Tsfc1c) - α, avec α qui est une constante ayant comme valeur préférentielle une valeur comprise entre 0,2°C et 1°C.
Procédé (2) de contrôle selon la revendication précédente, comprenant une étape alternative (E13’) d’augmentation de la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3) dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage.
Procédé (2) de contrôle selon la revendication précédente, dans lequel le circuit (1) comprend un dispositif de chauffage électrique (16) additionnel chauffant le deuxième fluide caloporteur (FC2) en amont du deuxième échangeur de chaleur (5), ledit procédé (2) comprenant, dans le mode de maximisation de la puissance de chauffage, une étape (E16) d’augmentation d’une puissance (Pwr) du dispositif de chauffage électrique additionnel (16).
Procédé (2) de contrôle selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, comprenant un mode alternatif d’optimisation de la consommation du dispositif de compression (3), le passage dans ledit mode alternatif comprenant une étape alternative (E14’) de contrôle du degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) et une étape alternative (E15') de contrôle de la vitesse (Ncpr) du dispositif de compression (3), le passage dans ledit mode alternatif d’optimisation de la consommation étant réalisé sous au moins une première condition de passage dans ledit mode alternatif d’optimisation de la consommation, ladite au moins une première condition de passage dans ledit mode d’optimisation incluant que la valeur de la grandeur représentative de la haute pression (HP) est inférieure à la valeur seuil maximale de pression (HPmax).
Procédé (2) de contrôle selon la revendication précédente, comprenant une étape (E4) de détermination d’une deuxième température de condensation (Tc) dans le premier échangeur de chaleur (4), ledit procédé (2) comprenant une étape (E5) de détermination d’une troisième température (Te) du premier fluide caloporteur (FC1) en amont du premier échangeur de chaleur (4), comprenant une étape (E7'’) de calcul d’un deuxième sous-refroidissement de consigne (Tsbc2) à partir de la valeur de la deuxième température (Tc) de condensation du fluide réfrigérant (FR), à partir de la valeur de la troisième température (Te) du premier fluide caloporteur (FC1) en amont du premier échangeur de chaleur (4), et à partir d’un troisième coefficient (C) tel que [Tsbc2 = C x (Tc-Te)], le troisième coefficient (C) ayant une valeur comprise entre 0,3 et 0,5, et préférentiellement une valeur égale à 0,35, ledit procédé (2) comprenant une étape (E6) de détermination d’une valeur d’une quatrième température (Tscd) du fluide réfrigérant (FR) entre la sortie du premier échangeur de chaleur (4) et l’entrée de l’organe de détente (6), ledit procédé (2) comprenant une étape (E8) de calcul d’un sous-refroidissement (Tsb) tel que ledit sous-refroidissement (Tsb) est égale à la différence entre la deuxième température de condensation (Tc) et la quatrième température (Tscd) du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur de chaleur, soit [Tsb=(Tc-Tscd)], ladite étape alternative (E14’) de contrôle du degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) permettant une régulation du sous-refroidissement (Tsb) en sortie du premier échangeur de chaleur (4) par contrôle du degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) de façon à ce que la valeur de sous-refroidissement (Tsb) soit comprise entre la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne (Tsbc2) - β et la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne (Tsbc2) + β, avec β étant une constante dont la valeur est comprise de façon préférentielle entre 0,2°C et 1°C, le degré d’ouverture (DO) de l’organe de détente (6) augmentant quand la valeur de sous-refroidissement (Tsb) est supérieure à la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne (Tsbc2) + β, et diminuant quand la valeur de sous-refroidissement (Tsb) est inférieure à la valeur de deuxième sous-refroidissement de consigne (Tsbc2) - β.
Système de conditionnement thermique (SCT) comprenant une unité de commande centrale (UC), ladite unité comprenant au moins un calculateur, une mémoire et un programme d’ordinateur stocké dans la mémoire, le système comprenant aussi un circuit (1) de fluide réfrigérant (FR) pour véhicule, le circuit (1) de fluide réfrigérant (FR) comprenant au moins un dispositif de compression (3) du fluide réfrigérant (FR), un premier échangeur de chaleur (4) agencé pour être traversé par un flux d’un premier fluide caloporteur (FC1) et destiné à condenser le fluide réfrigérant (FR), un deuxième échangeur de chaleur (5) agencé pour être traversé par un flux d’un deuxième fluide caloporteur (FC2) et destiné à évaporer le fluide réfrigérant (FR), un organe de détente (6) à section variable disposé entre le premier échangeur de chaleur (4) et le deuxième échangeur de chaleur (5), un dispositif d’accumulation (7) de fluide réfrigérant (FR) disposé entre le premier échangeur de chaleur (4) et le dispositif de compression (3), dans lequel ledit programme d’ordinateur est configuré pour mettre en œuvre le procédé (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le système de conditionnement thermique (SCT) selon la revendication précédente à exécuter les étapes du procédé (2) de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 14.