WO2014000884A1 - Ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unite fonctionnelle d'un vehicule - Google Patents

Ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unite fonctionnelle d'un vehicule Download PDF

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WO2014000884A1
WO2014000884A1 PCT/EP2013/001869 EP2013001869W WO2014000884A1 WO 2014000884 A1 WO2014000884 A1 WO 2014000884A1 EP 2013001869 W EP2013001869 W EP 2013001869W WO 2014000884 A1 WO2014000884 A1 WO 2014000884A1
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branch
conditioning
heating
coolant
assembly according
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PCT/EP2013/001869
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Bernard Aoun
Mohamed Yahia
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Valeo Systemes Thermiques
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    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
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    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00949—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator

Definitions

  • Package for packaging a passenger compartment and at least one functional unit of a vehicle.
  • the present invention relates to the technical field of refrigerant and compressor air conditioning loops used in heating, ventilation and / or air conditioning systems of an air flow of a vehicle interior, in particular of a motor vehicle.
  • the invention also relates to the field of thermal conditioning circuits of a functional unit of a vehicle, in particular an electric or hybrid vehicle.
  • a functional unit may be in particular an electric propulsion unit or a battery unit.
  • a hybrid vehicle such a functional unit may be in particular an electric propulsion unit, a battery unit or an internal combustion engine.
  • a thermal conditioning system comprising a ventilation unit comprising a motorcycle unit.
  • a thermal conditioning unit comprising a motorcycle unit.
  • -Aventilator that sucks the air flow to insufflate in a thermal conditioning unit from which the air flow is treated qualitatively and / or thermally.
  • the air flow treated qualitatively and / or thermally is directed to a diffusion unit having air outlets in order to diffuse the treated air flow to different areas of the passenger compartment.
  • the main function of the thermal conditioning unit is to heat and / or cool the air flow to a set temperature determined by a user of the vehicle.
  • the conditioning unit comprises means for heating, dehumidifying and / or cooling the air flow.
  • a "reversible" air conditioning loop includes a control unit driving a compressor connected to a refrigerant loop.
  • the refrigerant fluid loop comprises at least one condenser, an evaporator, and a reversible heat exchanger, adapted to operate as an evaporator or as a condenser.
  • the refrigerant fluid loop also comprises distribution means controlled by the control unit and adapted to supply, selectively or simultaneously, the evaporator, the condenser and the reversible heat exchanger.
  • the control of the distribution means makes it possible to obtain the various desired operating modes, in particular the so-called “air-conditioning" operating mode, the so-called “heat pump” operating mode and a “dehumidification” operating mode.
  • a hybrid vehicle such as a vehicle whose batteries are likely to be recharged by an external source, referred to as "Plug-in Hybrld Vehicle”
  • Plug-in Hybrld Vehicle it may be necessary, in winter, on the one hand, to warm up the passenger compartment of the vehicle, and, on the other to heat one or more unit (s) of the vehicle, such as a battery unit to condition it to a temperature sufficient for it to deliver the current required for the electric propulsion of the vehicle.
  • a heating, ventilation and / or air conditioning system able to heat a passenger compartment and at least one functional unit of a vehicle and having an energy efficiency greater than that of a heating system. electric radiator.
  • the invention relates to a package for conditioning a passenger compartment and at least one functional unit of a vehicle, comprising, on the one hand, a refrigerant loop comprising a compressor ensuring the circulation a refrigerant fluid in the refrigerant fluid loop, optionally at least one external evaporator, the refrigerant fluid loop being operable at least in a so-called "heat pump” mode of operation, and, other, a circuit coolant comprising at least one main branch having at least a first pump for circulating a coolant.
  • the heat transport circuit comprises a first conditioning branch comprising at least a first heat exchanger, adapted to provide a thermal conditioning of the functional unit of the vehicle, and a heating branch comprising at least one internal heat exchanger, capable of ensuring a heat exchange with a flow of 1 inside air to be diffused into the passenger compartment. More specifically, the heat transport circuit comprises distribution means able to allow an arrangement of the packaging assembly at least in a first operating mode called "startup heating" in which the coolant loop and the heat transfer circuit simultaneously provide the heating the functional unit and the air flow intended to be distributed in the passenger compartment.
  • the implementation of the coolant circuit co-operating with the refrigerant loop operating as a heat pump makes it possible to heat simultaneously the passenger compartment of the vehicle and a functional unit of the vehicle with a higher efficiency than that which would be achieved by the implementation of joule electric heating means.
  • such improved performance is obtained while the drive of the compressor and the first pump are provided by electric motors.
  • the term "functional unit” is intended to mean a unit contributing to an essential function of the vehicle such as the propulsion or the active safety of the vehicle.
  • a functional unit is to be defined as opposed to a secondary unit contributing to the comfort of the passengers of the vehicle.
  • an electric propulsion unit a battery unit, used for powering the electric propulsion unit, an electric motor. internal combustion, ... without this list being neither exhaustive nor exhaustive.
  • the refrigerant loop comprises:
  • a heat transfer fluid condenser capable of ensuring a heat exchange between the coolant and the coolant, advantageously downstream of the compressor
  • an evaporator with heat transfer fluid able to allow a heat exchange between the coolant and the coolant
  • the main branch comprises the heat transfer fluid condenser and the first pump
  • the heating branch comprises the inner heat exchanger
  • the first conditioning branch comprises the first heat exchanger cooperating with the functional unit.
  • the first conditioning branch comprises a second pump.
  • the use of the external condenser ensures that the refrigerant fluid is sufficiently cooled to allow optimal operation of the refrigerant loop.
  • the refrigerant fluid loop comprises distribution means able to ensure the supply of refrigerant fluid to the external evaporator and / or the coolant evaporator and / or the inner evaporator.
  • the heat transport circuit comprises:
  • a cooling branch connected to the first branch and conditioning upstream and downstream of the first heat exchanger
  • a second conditioning branch comprising a second heat exchanger, able to ensure a thermal conditioning of a second functional unit of the vehicle
  • a third conditioning branch comprising a first external radiator, adapted to provide a heat exchange between the heat transfer fluid and the outside air flow.
  • a fourth conditioning branch comprising a third heat exchanger, capable of providing a thermal conditioning of a third functional unit of the vehicle
  • a fifth conditioning branch comprising a second external radiator, capable of ensuring a heat exchange between the heat transfer fluid and the outside air flow and preferably arranged upstream of the external evaporator with respect to the flow direction of a flow; outside air.
  • the heat transport circuit comprises an electric heating unit, preferably arranged downstream of the coolant condenser, and advantageously upstream of the first heat exchanger and the indoor heat exchanger,
  • the heat transport circuit can, moreover, be used to optimize the heat exchange and in particular to recover the heat released by certain functional units of the vehicle to ensure the heating of the passenger compartment in particular.
  • the present invention makes it possible, after the vehicle has been started, to best recover the heat produced by at least one functional unit of the vehicle for heating the passenger compartment.
  • the so-called "heat pump” operating mode makes it possible to extract calories from the coolant having traveled through the functional unit while the latter would not be at a temperature sufficient to directly ensure the heating of the passenger compartment.
  • the first heat exchanger exchanging heat with a battery unit and the heat transfer circuit comprises a second conditioning branch comprising a pump and a second heat exchanger cooperating with an electric propulsion unit of the vehicle.
  • the distribution means are capable of ensuring the circulation of the coolant in the main branch and / or the heating branch and / or the cooling branch and / or the first conditioning branch and / or the second branch. and / or the third conditioning branch and / or the fourth branch of conditioning and / or the fifth branch of conditioning of the heat transport circuit.
  • the main branch and. on the other hand, the heating branch and / or the cooling branch and / or the first conditioning branch and / or the second conditioning branch and / or the third conditioning branch and / or the fourth conditioning branch and / or the fifth branch of conditioning are arranged in parallel.
  • the distribution means are able to define:
  • a first closed circuit comprising the cooling branch and the first conditioning branch and / or the second conditioning branch
  • a second closed circuit comprises the main branch and the heating branch, advantageously distinct from the first closed circuit
  • a fifth closed circuit comprising the heating branch, the fourth conditioning branch and the fifth conditioning branch, and
  • a sixth closed circuit comprising the main branch, the second conditioning and the third conditioning branch.
  • the refrigerant loop operating as a heat pump the packaging assembly is capable of operating at least in:
  • start-up heating in which the coolant undergoes a relaxation before passing through the external evaporator and the condensation of the refrigerant fiuid is passed into the heat transfer fluid condenser, and in whichi “circulation of the coolant is made from the heat transfer fluid condenser to the indoor heat exchanger and the first heat exchanger of heat, and
  • the present invention makes it possible, during the electric taxiing phase, to recover, as far as possible, by the operation as a heat pump of the refrigerant loop, the heat produced by an operating unit of the vehicle, in particular the unit of battery and / or the propulsion unit, to ensure the heating of the passenger compartment.
  • the electric heating means are activated.
  • the implementation of the first external radiator and / or the second external radiator makes it possible to evacuate the heat towards the outside air flow, when the heat absorbed by the refrigerant loop as a heat pump is not sufficient to ensure proper cooling of the functional units, or when a functional unit produces a quantity of heat such that it is necessary to isolate the heat transfer fluid which runs through the coolant flowing through the other sources heats that can be used for heating the cabin.
  • the packaging assembly is capable of operating at least in: a second mode of operation called "heating in electric running", in which the refrigerant undergoes a relaxation before passing through the external evaporator, and in which the circulation of heat transfer fluid is, on the one hand, in the closed circuit comprising the main and heating branches, and, on the other hand, in the other closed circuit comprising the second and third conditioning branches, and
  • the cooling fluid loop operating in cooling mode the packaging set is likely to work at least in:
  • dehumidification in which the refrigerant undergoes expansion before passing through the inner evaporator and the coolant evaporator and in which the circulation of the coolant takes place on the one hand, in the closed circuit comprising the main and heating branches and, on the other hand, in the closed circuit comprising the first conditioning branch and the cooling branch and / or in the closed circuit comprising the second and third conditioning branches,
  • the refrigerant loop operating as cooling the packaging assembly is capable of operating at least in:
  • cooling of the passenger compartment in which the refrigerant is expanded before passing through the inner evaporator and the coolant evaporator, and in which the circulation of the coolant is done, on the one hand, in the closed circuit comprising the main branch and the third conditioning branch and possibly the second conditioning branch, and on the other hand, in the closed circuit comprising the first conditioning branch and the cooling branch.
  • the various features, variations and / or embodiments of the present invention may be associated with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other.
  • FIG. 1 is a schematic view of a conditioning assembly of an air flow of a vehicle passenger compartment according to the present invention.
  • FIGS. 2 to 10 are schematic views of various modes of operation of the packaging assembly of Figure 1. It should be noted that, in your figures, the structural and / or functional elements common to the various embodiments may have the same references. Thus, unless otherwise stated, such elements have identical structural, dimensional and material properties.
  • downstream qualify the position of a component with respect to ur. other, in the direction of circulation of refrigerant in a refrigerant loop or in the direction of circulation of heat transfer fluid in a heat transfer circuit.
  • a heating, ventilation and / or air conditioning installation comprises a heating, ventilation and / or air conditioning unit comprising, in the direction of circulation of an interior air flow through the heating, ventilation and / or heating casing. air conditioning, a ventilation unit, a thermal conditioning unit and a distribution unit.
  • the ventilation unit comprises a ventilation housing provided with at least one air inlet and at least one air outlet.
  • the ventilation box houses a motor-fan unit comprising a turoine driven in rotation by an electric motor in order to suck the interior air flow through the air inlet of the ventilation box and to expel it through the outlet of the fan. air from the fan box connected to u ⁇ inlet of the thermal conditioning unit.
  • the thermal conditioning unit comprises at least one air outlet connected to an inlet of the dispensing unit.
  • the thermal conditioning unit comprises heating means comprising at least one internal heat exchanger Ei forming an integral part of a CC-compatible circuit.
  • the thermal conditioning unit also comprises cooling means consisting, in particular, of an internal evaporator EVi forming an integral part of a refrigerant loop BF.
  • FIG. 1 is a diagrammatic view of a packaging assembly of an interior air flow intended to be diffused in a passenger compartment and / or of a functional unit of a vehicle according to the present invention.
  • the thermal conditioning unit also comprises airflow circulation channels associated with shutters controlled according to the aerothermal treatment of the desired indoor airflow.
  • the dispensing unit comprises, in turn, at least one air outlet for supplying different outlet mouths in the passenger compartment of the vehicle.
  • the air outlets of the distribution unit are then associated with dispensing screws controlled according to the commands of a user of the vehicle.
  • the invention relates more particularly to a packaging assembly associated with the heating, ventilation and / or air-conditioning unit of the heating, ventilation and / or air-conditioning installation and an exemplary embodiment of which is Illustrated in Figure 1.
  • "packaging assembly comprises fiuid refrigerant loop and BF '.e CC cooperating heat transfer circuit for heating and / or cooling the passenger compartment and / or at least one functional unit of the vehicle.
  • the refrigerant fluid loop BF comprises a compressor C, ensuring the circulation and compression of a refrigerant fluid in the refrigerant loop BF.
  • the compressor C is controlled by a control unit U.
  • the compressor C is preferably an electrically driven compressor but could also be a hybrid compressor capable of being driven either by an electric motor or by an internal combustion engine.
  • the refrigerant circulating in the refrigerant loop BF may be of any suitable nature, in particular consisting of a halogenated hydrocarbon or a mixture of halogenated hydrocarbons.
  • the refrigerant is constituted by a so-called supercritical gas, such as carbon dioxide.
  • the refrigerant can also be a fluid with a low environmental impact.
  • the compressor C is connected to the refrigerant loop BF by, downstream, a discharge pipe 20 and, upstream, a suction pipe 21.
  • the refrigerant loop BF comprises, from the compressor C in the direction of circulation of the refrigerant fluid, a condenser CDc, adapted to ensure a heat exchange between the refrigerant and a coolant circulating in the heat transfer circuit CC.
  • the CDc condenser is also called CDc coolant condenser.
  • the coolant condenser CDc ensures the cooperation between the refrigerant loop BF and the heat transfer circuit CC as will appear later.
  • the heat transfer fluid circulating in the heat transfer circuit CC may be of any suitable nature insofar as the heat transport function is not likely to be affected by the outside temperature, the temperature of the refrigerant with which it must exchange or the operating temperature of the functional units.
  • the coolant can, for example, be formed by a liquid such as brine.
  • the refrigerant fluid loop BF comprises, downstream of the coolant condenser CDc, an external condenser Cde, adapted to ensure cooling of the cooling fluid by exchange with an outside air flow.
  • the external condenser CDe is preferably located in a front compartment of the vehicle, so as to be passed through the outside air flow.
  • the flow of air passing through the external condenser CDe is described as "outside” as opposed to the flow of air intended for the passenger compartment, referred to as the interior air flow.
  • the outside air flow is a flow of air from outside the passenger compartment of the vehicle and which is not intended to be distributed in the passenger compartment of the vehicle.
  • the external condenser CDe is qualified "outside” as opposed to a suitable internal heat exchanger and placed to exchange heat or cold with the interior air flow intended to be diffused in the passenger compartment. of the vehicle.
  • the refrigerant fluid loop BF comprises, downstream of the external condenser CDe and in parallel with each other: an external evaporator EVe intended to exchange the heat with outside air flow and preferentially located in the front compartment of the vehicle,
  • the internal evaporator EV 1 intended to exchange heat with the internal air flow and preferably integrated in the heating casing. ventilation and / or air conditioning, and
  • a heat-exchange fluid evaporator EVc connected to the CC-compatible circuit and adapted to allow a heat exchange between the coolant and the coolant.
  • the refrigerant fluid loop BF comprises:
  • a first expansion means 22 arranged upstream of the external evaporator Eve,
  • a second expansion means 23 arranged upstream of the internal evaporator EV 1, and
  • the first expansion means 22, the second expansion means 23 and the third expansion means 24 are formed by thermostatic expansion valves.
  • the first expansion means 22, the second expansion means 23 and the third expansion means 24 could also be formed by capillary tubes, advantageously integrated respectively with the external evaporator Eve, the internal evaporator EVi and the evaporator with heat transfer fluid EVc.
  • the refrigerant fluid loop BF also comprises distribution means D.
  • the distribution means D are arranged between, on the one hand, the external condenser CDe and, on the other hand, on the other hand, the external evaporator Eve, the internal evaporator EVi and the evaporator with heat transfer fluid EVc. Ways D distribution are advantageously controlled by the control unit U to supply, selectively or simultaneously, the external evaporator EVe, the indoor evaporator EVi and the evaporator a heat transfer fluid EVc.
  • heat transport circuit comprises a main branch BP comprising a first pump P1 ensuring the circulation of a heat transfer fluid inside the circuit CC.
  • the first pump P1 is advantageously an electric pump controlled by the control unit U.
  • the main branch BP also comprises the coolant condenser COc and an electric heating unit EH.
  • the electric heating unit EH is arranged downstream of the coolant condenser CDc.
  • the electric heating unit EH is suitable for heating the heat transfer fluid.
  • the electric heating unit EH is controlled by the control unit U.
  • the heat transport circuit CC comprises at least:
  • a cooling branch BR comprising the heat-exchange fluid evaporator EVc
  • a first conditioning branch B1 comprising a first heat exchanger E1
  • a second conditioning branch B2 comprising a second heat exchanger E2
  • a third conditioning branch B3 comprising a first external radiator R1, a fourth conditioning branch B4, comprising a third heat exchanger E3,
  • a fifth conditioning branch B5 comprising a second external radiator R2
  • the heat transfer circuit CC comprises the main branch BP and at least one of the branches listed above.
  • the internal heat exchanger Ei is integrated in the heating, ventilation and / or air conditioning unit.
  • the indoor heat exchanger Ei is adapted to ensure a heat exchange between the heat transfer fluid and the interior air flow intended to be diffused in the passenger compartment of the vehicle.
  • the first conditioning branch B1 comprises a first functional unit of the vehicle, for example a battery unit BT.
  • the first conditioning branch B1 comprises a second pump P2 ensuring the circulation of the heat transfer fluid inside the first conditioning branch B1.
  • the first heat exchanger E1 provides the thermal conditioning of the first functional unit of the vehicle, for example the battery unit BT.
  • the second pump P2 is advantageously an electric pump driven by the control unit U.
  • the second pump P2 is disposed upstream of the first heat exchanger E1.
  • the cooling branch BR is connected to the first conditioning branch B1, on the one hand, upstream of the second pump P2 and, on the other hand, downstream of the first heat exchanger E1
  • the second conditioning branch B2 comprises a second functional unit of the vehicle, for example an electric propulsion unit EPT.
  • the second B2 packaging branch comprises a third pump P3 ensuring the circulation of fluiae caioporteur inside the second conditioning branch B2.
  • the second heat exchanger E2 provides the thermal conditioning of the second functional unit of the vehicle, for example the electric propulsion unit EPI.
  • the third pump P3 is advantageously an electric pump driven by the control unit U.
  • the third pump ⁇ 3 is disposed upstream of the second heat exchanger E2.
  • the second packaging branch B2 is connected to the third packaging branch B3.
  • the first external radiator R1 of the third conditioning branch B3 is intended to ensure a heat exchange between the heat transfer fluid and the outside air flow.
  • the first external radiator R1 is preferably arranged in the front compartment.
  • the first external radiator R1 is located upstream of the external evaporator Eve, with respect to the flow direction of the outside air flow.
  • the third conditioning branch B3 is connected in parallel with the main branch BP, the first conditioning branch B1 and the second conditioning branch B2.
  • the fourth conditioning branch B4 comprises a third functional unit of the vehicle, for example an ICE propulsion member of the vehicle, in particular an internal combustion engine or an electric motor.
  • the fourth conditioning branch B4 comprises a fourth pump P4 ensuring the circulation of the coolant fluid inside the fourth conditioning branch B4.
  • the third heat exchanger E3 provides the thermal conditioning of the third functional unit of the vehicle, for example the ICE propulsion unit of the vehicle.
  • the fourth pump P4 is, for example, an electric pump pioiated by the control unit U.
  • the fourth pump P4 is disposed upstream of the third heat exchanger E3.
  • the fourth pumped P4 is. preferably, a mechanical pump driven by the internal combustion engine.
  • the fourth conditioning branch B4 is connected in parallel with the heating branch BC and the main branch BP.
  • the second external radiator R2 is located in the front compartment of the vehicle. Insofar as, as will subsequently appear, the coolant circulating in the second external radiator R2 is likely to come directly from the third heat exchanger E3 and, therefore, to have a temperature that is very much greater than that of the circulating heat transfer fluid.
  • the second external radiator R2 is preferably located downstream of the first external radiator R1, with respect to the direction of flow of the outside air flow.
  • the second external radiator R2 is placed upstream of the external evaporator Eve, with respect to the direction of flow of the outside air flow.
  • branch branch BD allows the heat transfer fluid to bypass the second external radiator R2.
  • the bypass of the second external radiator R2 is actuated when the ICE propulsion unit has not reached an optimum operating temperature.
  • it is not desirable to cool the ICE propulsion unit it being understood that the circulation of the heat transfer fluid can be ensured by the fourth pump P4 as soon as the ICE propulsion unit is put into operation. .
  • the circulation of the coolant in branch branch BD is controlled by a thermostatic valve, not shown.
  • the heat transfer circuit CC further comprises distribution means R. advantageously controlled by the control unit U.
  • the distribution means R are able to ensure the circulation of the heat transfer fluid in:
  • the distribution means R are able to selectively isolate certain parts of the heat transfer circuit CC so that the coolant can flow in a closed circuit in separate parts of the heat transfer circuit CC as will appear below.
  • the distribution means R comprise three three-way valves, preferably controlled by the control unit U.
  • a first three-way valve V1 is arranged at the junction of the first conditioning branch B1 and the cooling branch BR.
  • the first three-way valve V1 is arranged upstream of the second pump P2.
  • a second three-way valve V2 is arranged at the junction between the heating branch BC, a connection line 25 to the main branch BP and a connecting line 26 to the fourth conditioning branch B4 and the fifth conditioning branch B5.
  • the second three-way valve V2 is arranged downstream of the first pump P1 and the fourth pump P4.
  • a third three-way valve V3 is arranged at the junction between the main body BP, the first conditioning branch 3 "and the second conditioning branch B.
  • the third three-way valve V3 is arranged downstream of the first pump P1 the second pump P2 and your third pump P3.
  • the packaging assembly according to the present invention thus has two subsets of branches parallel to each other.
  • the main branch BP, the first conditioning branch B1, the second conditioning branch B2 and the third conditioning branch B3 define a first subset of branches.
  • the main branch BP. the heating branch BC, the fourth branch of conditioning B4. the fifth conditioning branch B5 and the branch branch 3C constitute a second subset of branches.
  • the packaging assembly is capable of being arranged according to different modes of operation, preferably managed by the control unit U, depending on the needs of the functional units of the vehicle and the comfort wishes of the occupants of the vehicle. cabin.
  • the refrigerant fluid loop BF is reversible and is therefore likely to operate, either in a so-called “heat pump” operating mode, when it is necessary to heat the flow of air intended to be diffused into the cabin, or in a mode of operation called “cooling”, when it is necessary to cool the air flow intended to be distributed in the passenger compartment.
  • FIGS. 2 to 10 are diagrammatic views of various modes of operation of the packaging assembly of FIG. 1.
  • the various modes of operation of the packaging assembly are notably controlled by the control unit U.
  • modes of operation oe the packaging assembly in which the refrigerant loop BP is in the operating mode called "heat pump”
  • the assembly of conditioning is configured in a first mode of operation called "heating at startup”.
  • the first mode of operation known as "start-up heating” is illustrated in FIG. 2.
  • the refrigerant fluid loop BF is arranged in such a way that the refrigerant supplies the external evaporator Eve after having undergone a relaxation at the inlet or just upstream of the Eve outdoor evaporator.
  • the refrigerant fluid joins compressor C.
  • the coolant delivers, at the coolant condenser CDc, the heat taken from the external environment by the external evaporator EVe.
  • the first pump P1 is put into operation and the distribution means R are configured so that the coolant flows through both the first conditioning branch B1 and the heating branch BC after passing through the condenser with coolant CDc.
  • the heat transfer fluid delivers the heat absorbed at the level of the coolant condenser CDc at the first heat exchanger E1 and internal heat exchanger Ei.
  • the coolant does not circulate in the cooling branch BR
  • the first mode of operation called “heating at startup : allows to heat" cockpit and a functional unit to the vehicle, in particular the battery unit BT, thanks to the configuration in the operating mode called “heat pump” of the coolant loop 8F and the coolant circulation only in the first conditioning branch B1, the main branch BP and the heating branch BC of the heat transfer circuit CC.
  • the first mode of operation is generally implemented when the outside temperature is over, especially in winter.
  • the heat recovered by the refrigerant loop BF configured in the operating mode called “heat pump” is not sufficient to heat both the functional unit of the vehicle, in particular the unit of BT battery, and the cabin, the set of conditioning can be configured in a second mode of operation called “heating at startup”.
  • the second operating mode corresponds to the first mode of operation known as “start-up heating” in which electric heating means EH are activated.
  • the electric heating means EH then provide the heat transfer fluid with the additional heat necessary for the proper heating of the passenger compartment and the functional unit of the vehicle, in particular the battery unit BT.
  • the first mode of operation known as “heating on start-up”
  • the second mode of operation known as “start-up heating” are generally implemented in the case of immobility of the vehicle or running of the latter. in electric mode, the ICE propulsion unit being stopped.
  • the various The functional units of the vehicle in particular the battery unit BT and / or EPT electrical propulsion unit, reach operating temperatures requiring their cooling.
  • the invention then proposes to recover the heat produced by all or part of the functional units of the vehicle to heat the passenger compartment of the vehicle.
  • the conditioning unit is configured in a first operating mode called "heating in electric running", more particularly illustrated in FIG.
  • the distribution means R are arranged so as to define, in the heat transfer circuit CC, a first closed circuit CF1 and a second closed circuit CF2.
  • the first closed circuit CF1 and the second closed circuit CF2 are distinct.
  • the heat transfer fluid then circulates in a loop in the first closed circuit CF1 and the second closed circuit ⁇ F2, without mixing of the coolant circulating in the first closed circuit with the coolant flowing in the second closed circuit CF2.
  • the first closed circuit CF1 also qualified as the first closed cooling circuit, comprises the cooling branch BR, the first conditioning branch ⁇ 1 and / or the second conditioning branch B2.
  • the second closed circuit CF2, also qualified as a closed heating circuit comprises the main branch BP and the heating branch BC.
  • the distribution means O of the refrigerant loop are arranged so that the refrigerant supplies the evaporator with heat transfer fluid EVc having undergone a relaxation at the same time. inlet or just upstream of the EVc coolant evaporator to then join the compressor C. At the outlet of the compressor C, the refrigerant passes through the coolant condenser CDc and then the external condenser CDe before passing through the evaporator coolant EVc.
  • the distribution means R more particularly the first three-way valve Vt, the second pump P2 and the third pump P3 are arranged in such a way that the coolant circulates in the cooling branch BR and:
  • the heat transfer fluid flowing in the first closed circuit CF1 is cooled in the heat exchanger evaporator EVc in which i! transfers to the cooling fluid the calories taken from the functional units of the vehicle, in particular the battery unit BT and the electric propulsion unit EPT.
  • the ref ective fluid then restores the calories heat transfer fluid through the coolant condenser CDc.
  • the coolant circulating in the second closed circuit CF2 conveys the calories to the indoor heat exchanger Ei so as to heat the air flow to be distributed in the passenger compartment.
  • the first mode of operation known as "heating in electric running” is generally implemented when the outside temperature is low, especially in winter.
  • the conditioning unit can be configured in the first mode. of operation said “heating in electric running” while activating the electric heating means EH, bringing then to the heat transfer fluid the additional heat necessary for the good heating of the cabin.
  • the packaging unit can be configured in a second operating mode called "heating in electric running", more particularly illustrated in FIG. 4.
  • cooling in electric rolling In the second mode of operation called "heating in electric rolling". the cooling fluid undergoes a relaxation at least before passing through the external evaporator EVe, so that the refrigerant loop BF is arranged as in the first operating mode called "heating at startup"
  • the distribution means R are arranged and the first pump P1 and the third pump P3 are put into operation so that the coolant flows on the one hand, in the second closed circuit CF2 comprising the main branch. BP and the heating branch BC, and secondly, in a third closed circuit CF3, also called second closed cooling circuit, comprising the second conditioning branch 82 and the third conditioning branch B3.
  • the cooling of the electric propulsion unit EPT is ensured by the third closed circuit CF3 with an evacuation of the sensor captured at the level of the electric propulsion unit. EPT outward at the first external radiator R1.
  • the heating of the cabin is, moreover, provided by the refrigerant loop BF configured in the operating mode called "heat pump” and by the second closed circuit CF2.
  • the second mode of operation called "heating in electric rolling"
  • the means of Electric heating EH are activated to supplement the supply of heat ae: a refrigerant loop BF.
  • the refrigerant loop BF is arranged so as to ensure a supply of evaporating fluid evaporator EVc and the heat transport circuit CC is arranged to ensure a flow of fiuiae coolant in a fourth closed circuit CF4, also called third closed cooling circuit, comprising the first conditioning branch B1 and the cooling branch BR.
  • a fourth closed circuit CF4 also called third closed cooling circuit, comprising the first conditioning branch B1 and the cooling branch BR.
  • the packaging unit can be configured in a first operating mode called “defrosting" illustrated in FIG.
  • the ICE propulsion unit in particular the internal combustion engine, is in operation.
  • the heat transfer circuit CC is arranged so as to ensure a circulation of the coolant in a fifth closed circuit CF5, also called a fourth closed cooling circuit, comprising the heating branch BC, the fourth conditioning branch B4 and the fifth conditioning branch B5 , and possibly the derivation branch BD.
  • the heat transfer circuit CC is also arranged so as to ensure a circulation of the coolant in the third closed circuit CF3 comprising the second conditioning branch B2 and the third branch of B3 conditioning.
  • the third closed circuit CF3 oermei cool the electric propulsion unit EPT.
  • the heat dissipated through the second radiator R2 is transferred by the outside air flow to the external evaporator Eve which is then likely to defrost.
  • the refrigerant loop BF is stopped the time to proceed with the defrosting of the external evaporator EVe.
  • the distribution means R are arranged and the third pump P3 and the fourth pump P4 are put into operation, so that the coolant flows on the one hand in the fifth closed circuit CF5 including the fourth conditioning branch B4 and the fifth conditioning branch B5 and, secondly, in the second closed circuit CF2 comprising the main branch BP and the heating branch BC.
  • the distribution means R are arranged in such a way that the coolant flows in the second conditioning branch B2 and / or the third conditioning branch B3. The heat dissipated through the external condenser CDe is transferred by the external air flow to the external evaporator Eve which is then likely to defrost.
  • the refrigerant fluid loop BF is also adapted to operate in a so-called "cooling" mode of operation, in order to allow cooling and / or dehumidification of the interior air flow intended to be diffused into the passenger compartment.
  • the dehumjdification of the interior air flow is to pass the stream of ar intended to be diffused into the passenger compartment on a cold surface to condense all or part of at least the water vapor contained in the interior air flow.
  • the interior air flow intended to be diffused in the passenger compartment can be warmed before being diffused in the passenger compartment so as to avoid lowering the temperature of the passenger compartment, or to ensure an elevation of the passenger compartment. cabin temperature without risk of fogging.
  • the present invention proposes to implement the heat transfer circuit CC and the different branches so as to optimize the cooling and reheating of the interior air flow intended to be distributed in the passenger compartment as part of the dehumidification.
  • the internal evaporator EVi is supplied with refrigerant fluid having undergone a relaxation just upstream or re-entering the internal evaporator EVi. Cooling of the refrigerant fluid at the outlet of the compressor C is then ensured in the coolant condenser CDc and in the external condenser CDe.
  • the distribution means R are arranged and the first pump P1 is put into operation so that the heat transfer fluid circulates in the second closed circuit CF2 comprising the branch main BP and BC heating branch.
  • the air flow intended to be diffused in the passenger compartment is first dehumidified in contact with the EVi interior evaporator and then reheated in the internal heat exchanger Ei by the heat transfer fluid heated oar heat exchange with the refrigerant, compressed at the outlet of the compressor C, in the coolant condenser CDc
  • the air flow intended to be diffused in the The passenger compartment is first dehumidified in contact with the EV interior evaporator! and then reheated in the coolant condenser CDc by the compressed refrigerant at the outlet of the compressor C.
  • a second mode of operation called "dehumidification" illustrated in FIG.
  • the distribution means D are arranged in such a way as to
  • the internal vaporiser EVi and the heat-exchange fluid evaporator EVc respectively are supplied with the cooled refrigerant fluid B.
  • the refrigerant loop BF configured in the so-called "cooling" operating mode.
  • the distribution means R are arranged and the first pump P1, the second pump P2 and the third pump P3 are put into operation so as to define the first closed circuit CF1 and the second closed circuit CF2, in which the heat transfer fluid circulates in loop, without mixing of the coolant circulating in the first closed circuit CF1 with the coolant flowing in second closed circuit CF2.
  • the first closed circuit CF1 comprises the cooling branch BR and the first conditioning branch B1 and / or the second conditioning branch B2.
  • the second closed circuit CF2 comprises the main branch BP and the heating branch BC.
  • the operation of the distribution means R more particularly the first three-way valve V1
  • the second pump P2 and the third pump P3 are arranged so that the coolant circulates in the BR cooling branch and:
  • the interior air flow intended to be diffused in the passenger compartment is first dehumidifted in contact with the internal evaporator EVi and then reheated, in the coolant condenser CDc and / or in the indoor heat exchanger Ei.
  • the functional units of the vehicle in particular the battery unit BT and / or the electrical propulsion unit EPT, are cooled by the cooled heat transfer fluid through the evaporator coolant EVc.
  • the distribution means R are arranged in such a way that, preferably, the first closed circuit CF1 comprises only the cooling branch BR and the first conditioning branch B1.
  • the distribution means R are arranged and the first pump P1, the second pump P2 and the third pump P3 are operated so that the heat transfer fluid circulates only in the second closed circuit CF2.
  • the distribution means R are arranged and the first pump P1, the second pump P2 and the third pump P3 are put into operation so that the coolantizide circulates in three separate closed circuits namely
  • the second closed circuit CF2 comprising the main branch BP and the heating oranche BC,
  • the third closed circuit CF3 comprising the second packaging B2 and the third packaging branch B3.
  • the fourth closed circuit CF4 comprising the first branch of conditioning B1 and the cooling branch BR.
  • the heat produced by the operation of the ICE propulsion unit is used to ensure the heating of the flow of air intended to be diffused into the passenger compartment.
  • the air flow intended to be diffused into the passenger compartment is cooled in contact with the internal evaporator EVi.
  • the distribution means R are arranged and the first pump P1.
  • the second pump P2 and the third pump P3 are operated so as to ensure the circulation of the coolant fluid in three separate closed circuits namely:
  • the fourth closed circuit CF4 comprising the first conditioning branch B1 and the cooling branch BR,
  • the fifth closed circuit CF5 comprising the heating branch BC.
  • a sixth closed circuit CF6, comprising the main branch BP, the second conditioning B2 and the third branch conditioning B3.
  • the distribution means D are arranged in such a way that, respectively, the internal evaporator EVi and the coolant evaporator EVc are supplied with refrigerant fluid having undergone relaxation.
  • the fluid loop refrigerant BF is configured in the operating mode called "cooling".
  • the packaging assembly according to the present invention is also designed to operate in a mode of operation called "cooling the cockpit" while the vehicle is in electrical driving phase in particular.
  • the coolant loop BF is configured in the so-called “cooling" operating mode
  • the distribution means D are arranged in such a way that, respectively, the indoor evaporator EVi and the coolant evaporator EVc are supplied with refrigerated fluid having undergone relaxation. Cooling of the refrigerant fluid at the outlet of the compressor C is then ensured in the coolant condenser CDc and in the external condenser CDe.
  • the distribution means R are arranged and the first pump P1, the second pump P2 and the third pump P3 are put into operation so as to ensure the circulation of the coolant in two separate closed circuits namely:
  • the fourth closed circuit CF4 comprising the first conditioning branch B1 and the cooling branch BR, and
  • the sixth closed circuit CF6, comprising the main branch BP and the third conditioning branch B3 and / or the second conditioning branch B2.
  • the distribution means R are arranged and the first pump P1.
  • the second pump P2 and the third pump P3 are put into operation so as to ensure the circulation of the coolant in: the fifth closed circuit CF5, comprising the heating branch BC, the fourth branch B4 conditioning and the fifth conditioning branch B5, and optionally the branch branch BD, and thus, the extracted heat or indoor air flow intended to be broadcast in the passenger compartment, functional units of the vehicle, in particular of the battery unit and the electric propulsion unit, are discharged into the outside air flow through the first radiator R1 and / or the second radiator R2 .
  • the refrigerant fluid loop BF may comprise a bottle for collecting the refrigerant fluid.
  • the bottle is arranged downstream of the coolant fluid condenser CDc, in particular at the outlet of the coolant condenser CDc.
  • the bottle is arranged upstream of the external condenser CDe.
  • the refrigerant fluid loop BF has been described with an external condenser CDe. However, such a component is optional.
  • the present invention also covers a refrigerant loop BF without external condenser CDe. In such a configuration, the refrigerant is condensed in the coolant condenser CDc.
  • the refrigerant fluid loop BF has been described with a coolant condenser CDc.
  • a component is optional.
  • the present invention also covers a refrigerant fluid loop BF without a condenser with a coolant CDc. In such a configuration, the condensation of the refrigerant is in external condenser CDe.
  • the faculty offered by the distribution means R and the first pump P1, the second pump P2 and the third pump P3 define independent closed circuits for the circulation of the coolant fluid and the reversibility of the refrigerant loop.
  • BF can be used to selectively extract heat, at different sources such as the outside air flow, the indoor air flow intended to be diffused in the cockpit and the functional units, in order to return to functional units and / or the indoor air flow.
  • the ability offered by the distribution means R and the first pump P1, the second pump P2 and the third pump P3 to define independent closed circuits for the circulation of the coolant fluid makes it possible to define separate closed cooling circuits according to operating temperature ranges of the functional units to be cooled.
  • the invention is not limited to the embodiments described above and provided solely by way of example. It encompasses various modifications, alternative forms and other variants that may be considered by those skilled in the art in the context of the present invention and in particular any combination of the different modes of operation described above, which can be taken separately or in combination.

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Abstract

Ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) d'un véhicule, comprenant une boucle de fluide réfrigérant (BF) apte à fonctionner au moins dans un mode de fonctionnement dit « pompe à chaleur » et comprenant un compresseur (C). L'ensemble comprenant aussi un circuit caloporteur (CC) avec des moyens de répartition (R) aptes à permettre un agencement de l'ensemble de conditionnement au moins dans un premier mode de fonctionnement dit « chauffage au démarrage » dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) et le circuit caloporteur (CC) assurent simultanément le chauffage de l'unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) et d'un flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle.

Description

Ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unité fonctionnelle d'un véhicule.
La présente invention concerne le domaine technique des boucles de climatisation à fluide réfrigérant et à compresseur utilisées dans les installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un flux d'air d'un habitacle de véhicule, notamment d'un véhicule automobile. L'invention concerne également le domaine des circuits de conditionnement thermique d'une unité fonctionnelle d'un véhicule, notamment d'un véhicule électrique ou hybride. Dans le cadre d'un véhicule électrique, une telle unité fonctionnelle peut être en particulier une unité de propulsion électrique ou une unité de batterie. Dans le cadre d'un véhicule hybride, une telle unité fonctionnelle peut être en particulier une unité de propulsion électrique, une unité de batterie ou un moteur à combustion interne.
Dans le domaine des installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un flux d'air d'un habitacle d'un véhicule, il est connu de mettre en œuvre un système de conditionnement thermique comprenant une unité de ventilation comportant un groupe moto-ventilateur qui aspire le flux d'air pour l'insuffler dans une unité conditionnement thermique à partir de laquelle le flux d'air est traité qualitativement et/ou thermiquement. Par suite, le flux d'air traité qualitativement et/ou thermiquement est dirigé vers une unité de diffusion comportant des sorties d'air afin de diffuser ie flux d'air traité vers différentes zones de l'habitacle. La principale fonction de l'unité de conditionnement thermique est de chauffer et/ou de refroidir le flux d'air à une température de consigne déterminée par un utilisateur du véhicule. À cet effet, l'unité de conditionnement comprend des moyens de chauffage, déshumidification et/ou refroidissement du flux d'air.
Dans le cas d'un véhicule à moteur à combustion interne de tels moyens de chauffage, déshumidification et/ou refroidissement du flux d'air sont ie plus généralement formés, d'une part, par un échangeur de chaleur raccordé au système de refroidissement du moteur à combustion interne pour assurer la fonction de chauffage, et, d'autre part, par un échangeur de chaleur fonctionnant en tant qu'un évaporateur et faisant partie intégrante d'un boucle de climatisation pour assurer la fonction de refroidissement.
Dans le cas d'un véhicule hybride ou d'un véhicule complètement électrique, ii n'est pas possible d'utiliser le circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne pour assurer la fonction de chauffage. Aussi, il a proposé de mettre en œuvre une boucle de climatisation apte à être agencée dans un mode de fonctionnement dit "climatisation" ou "refroidissement" ou dans un mode de fonctionnement dit "chauffage" ou "pompe à chaleur". Dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", la boucle de climatisation permet, notamment, d'obtenir une fonction de chauffage avec un rendement très supérieur à celui qui serait obtenu avec un radiateur électrique pour assurer la môme fonction de chauffage. Une telle boucle de climatisation est dite "réversible" et est particulièrement adapté pour un véhicule dont la consommation énergétique doit être maîtrisée. Une telle boucle de climatisation "réversible" est notamment connue de la demande de brevet FR 2 954463.
Une boucle de climatisation "réversible" comprend une unité de commande pilotant un compresseur raccordé à une boucle de fluide réfrigérant. La boucle de fluide réfrigérant comprend au moins un condenseur, un évaporateur, et un échangeur de chaleur réversible, adapté pour fonctionner en tant qu'évaporateur ou en tant que condenseur. La boucle de fluide réfrigérant comprend également des moyens de distribution pilotés par l'unité de commande et adaptés pour alimenter, sélectivement ou simultanément, i'évaporateur, le condenseur et l'échangeur de chaleur réversible. Le pilotage des moyens de distribution permet d'obtenir les divers modes de fonctionnement recherchés, en particulier le mode de fonctionnement dit "climatisation", le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" et un mode de fonctionnement dit "déshumidification". Par ailleurs, dans le cadre d'un véhicule hybride, tel qu'un véhicule dont les batteries sont susceptibles d'être rechargées par une source extérieure, désigné par les termes anglais « Plug-in Hybrld Vehicle », il peut être nécessaire, en période hivernale, d'une part, de réchauffer l'habitacle du véhicule, et, d'autre part, de réchauffer une ou plusieurs unité(s) fonctionneile(s) du véhicule, telle qu'une unité de batterie afin de la conditionner à une température suffisante pour qu'elle délivre le courant nécessaire à la propulsion électrique du véhicule. II est donc apparu le besoin de disposer d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation en mesure de réchauffer un habitacle et au moins une unité fonctionnelle d'un véhicule et présentant un rendement énergétique supérieur à celui d'un système de chauffage à radiateur électrique. Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unité fonctionnelle d'un véhicule, comprenant, d'une part, une boucle de fluide réfrigérant comportant un compresseur assurant la circulation d'un fluide réfrigérant dans !a boucle fluide réfrigérant, optionnellement au moins un évaporateur extérieur, la boucle de fluide réfrigérant étant apte à fonctionner au moins dans un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", et, d'autre, un circuit caloporteur comprenant au moins une branche principale comportant au moins une première pompe assurant une circulation d'un fluide caloporteur. Le circuit caloporteur comprend une première branche de conditionnement comportant au moins un premier échangeur de chaleur, apte à assurer un conditionnement thermique de l'unité fonctionnelle du véhicule, et, une branche de chauffage comportant au moins un échangeur de chaleur intérieur, apte à assurer un échange de chaleur avec un flux d1 air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle. Plus spécifiquement, le circuit caloporteur comprend des moyens de répartition aptes à permettre un agencement de l'ensemble de conditionnement au moins dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel la boucle de fluide réfrigérant et le circuit caloporteur assurent simultanément le chauffage de l'unité fonctionnelle et du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle.
La mise en œuvre du circuit caloporteur coopérant avec la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en pompe à chaleur, permet de chauffer simultanément l'habitacle du véhicule et une unité fonctionnelle du véhicule avec un rendement supérieur à celui qui serait atteint par la mise en œuvre de moyens de chauffage électrique à effet joule. De plus, un tel rendement amélioré est obtenu alors que l'entraînement du compresseur et de la première pompe sont assurés par des moteurs électriques.
Au sens de l'invention, il convient d'entendre par "unité fonctionnelle", une unité contribuant à une fonction essentielle du véhicule telle que la propulsion ou la sécurité active du véhicule. Une unité fonctionnelle est à définir par opposition è une unité secondaire contribuant au confort des passagers du véhicule. Ainsi, parmi les unités fonctionnelles du véhicule, notamment d'un véhicule électrique ou hybride, il est possible de citer une unité de propulsion électrique, une unité de batterie, utilisée pour l'alimentation de l'unité de propulsion électrique, un moteur à combustion interne, ... sans que cette liste ne soit ni limitative, ni exhaustive.
Selon diverses caractéristiques additionnelles prises séparément ou en combinaison, la boucle de fluide réfrigérant comprend :
- un condenseur à fluide caloporteur, apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, avantageusement en aval du compresseur,
- un condenseur extérieur, préférentiellement agencé en avai du condenseur à fluide caloporteur,
- un évaporateur è fluide caloporteur, apte à permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant, et
- un évaporateur intérieur, apte à refroidir le flux d'air Intérieur destiné à l'habitacle du véhicule. Préférentiellement, la branche principale comprend le condenseur à fluide caloporteur et ta première pompe, la branche de chauffage comprend l'échangeur de chaleur intérieur et la première branche de conditionnement comprend le premier échangeur de chaleur coopérant avec l'unité fonctionnelle. De plus la première branche de conditionnement comprend une deuxième pompe.
La mise en œuvre du condenseur extérieur permet de garantir que ie fluide réfrigérant est suff isamment refroidi pour permettre un fonctionnement optimal de la boucle de fluide réfrigérant.
De plus, préférentiellement, la boucle de fluide réfrigérant comprend des moyens de distribution aptes à assurer l'alimentation en fluide réfrigérant de l'évaporateur extérieur et/ou de l'évaporateur à fluide caloporteur et/ou de l'évaporateur intérieur.
Selon diverses caractéristiques additionnelles prises séparément ou en combinaison, le circuit caloporteur comprend :
- une branche de refroidissement raccordée à la première branche ae conditionnement en amont et en aval du premier échangeur de chaleur,
- une deuxième branche de conditionnement comprenant un deuxième échangeur de chaleur, apte à assurer un conditionnement thermique d'une deuxième unité fonctionnelle du véhicule,
- une troisième branche de conditionnement comprenant un premier radiateur extérieur, apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le flux d'air extérieur.
- une quatrième branche de conditionnement comprenant un troisième échangeur de chaleur, apte à assurer un conditionnement thermique d'une troisième unité fonctionnelle du véhicule,
- une cinquième branche de conditionnement comprenant un deuxième radiateur extérieur, apte à assurer un échange de chaleur entre ie fluide caloporteur et le flux d'air extérieur et préférentiellement agencé en amont de l'évaporateur extérieur par rapport au sens de circulation d'un flux d'air extérieur.
De plus, le circuit caloporteur comprend une unité de cnauffage électrique, préférentiellement agencée en aval du condenseur à fluide caloporteur, et avantageusement en amont du premier ôchangeur de chaieur et de i'échangeur de chaleur intérieur,
La mise en œuvre d'une telle unité de chauffage électrique permet d'assurer à un chauffage satisfaisant de l'habitacle et de l'unité fonctionnelle lorsque , a puissance calorifique fournie par la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en tant que pompe à chaleur n'est pas suffisante.
Le circuit caloporteur peut, par ailleurs, être mis è profit pour optimiser les échanges de chaleur et notamment récupérer au mieux la chaleur dégagée par certaines unités fonctionnelles du véhicule pour assurer le chauffage de l'habitacle notamment.
Ainsi, la présente invention permet, après le démarrage du véhicule, de récupérer au mieux la chaleur produite par au moins une unité fonctionnelle du véhicule pour assurer le chauffage de l'habitacle. En effet, le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" permet d'extraire des calories du fluide caloporteur ayant parcouru l'unité fonctionnelle alors que ce dernier ne serait pas à une température suffisante pour assurer directement ie chauffage de l'habitacle.
Selon une variante préférée de réalisation, le premier échangeur oe chaleur échange de la chaleur avec une unité de batterie et le circuit caloporteur comprend une deuxième branche de conditionnement comprenant une pompe et un deuxième échangeur de chaleur coopérant avec une unité de propulsion électrique du véhicule.
Selon la présente invention, les moyens de répartition sont aptes à assurer la circulation du fluide caloporteur dans la branche principale et/ou ta branche de chauffage et/ou la branche de refroidissement et/ou la première branche de conditionnement et/ou la deuxième branche de conditionnement et/ou la troisième branche de conditionnement et/ou la quatrième branche de conditionnement et/ou ta cinquième branche de conditionnement du circuit caloporteur.
Notamment, d'une part, la branche principale et. dautre part, la branche de chauffage et/ou la branche de refroidissement et/ou la première branche de conditionnement et/ou la deuxième branche de conditionnement et/ou la troisième branche de conditionnement et/ou la quatrième branche de conditionnement et/ou la cinquième branche de conditionnement sont agencées en parallèle.
Selon divers modes de réalisation, pouvant être combinés ou pris indépendamment, les moyens de répartition sont aptes à définir :
- un premier circuit fermé comprenant la branche de refroidissement et la première branche de conditionnement et/ou la deuxième branche de conditionnement,
- un deuxième circuit fermé comprend la branche principale et la branche de chauffage, avantageusement distinct du premier circuit fermé,
- un troisième circuit fermé comprenant la deuxième branche de conditionnement et la troisième branche de conditionnement,
- un quatrième circuit fermé comprenant la première branche de conditionnement et la branche de refroidissement,
- un cinquième circuit fermé comprenant la branche chauffage, la quatrième branche de conditionnement et la cinquième branche de conditionnement, et
- un sixième circuit fermé comprenant la branche principale, la deuxième de conditionnement et la troisième branche de conditionnement.
Dans la mise en œuvre des diverses variantes de réalisation de la présente invention, la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en tant que pompe à chaleur, l'ensemble de conditionnement est susceptible de fonctionner au moins dans:
- dans un premier de mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur extérieur et la condensation du fiuide réfrigérant se dérouie dans le condenseur à fluide caloporteur, et dans iequei «a circulation du fluide caloporteur se fait depuis le condenseur à fluide caloporteur vers l'échangeur de chaleur intérieur et ie premier écr angeur de chaleur, et
- dans un premier de mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur à fluide caloporteur, et dans iequei la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans le premier circuit fermé et, d'autre part, dans le deuxième circuit fermé.
Ainsi, la présente invention permet, en phase de roulage électrique, de récupérer au mieux, par ie fonctionnement en tant que pompe à chaleur de la boucle de fluide réfrigérant, la chaleur produite par une unité fonctionnement du véhicule, en particulier l'unité de batterie et/ou l'unité de propulsion, pour assurer le chauffage de l'habitacle.
De plus, optionnellement, dans le premier de mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage", les moyens de chauffage électrique sont activés.
Selon la présente invention, la mise en œuvre du premier radiateur extérieur et/ou du deuxième radiateur extérieur permet d'assurer une évacuation de la chaleur vers le flux d'air extérieur, lorsque la chaleur absorbée par la boucle de fluide réfrigérant en tant que pompe à chaleur n'est pas suffisante pour assurer un refroidissement convenable des unités fonctionnelles, ou lorsque qu'une unité fonctionnelle produit une quantité de chaleur telle qu'il convient d'isoler le fluide caloporteur qui la parcourt du fluide caloporteur parcourant les autres sources de chaleurs susceptibles d'être utilisées pour le chauffage de l'habitacle. De plus, dans la mise en œuvre des diverses variantes de réalisation de la présente invention, la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en tant que pompe à chaleur, l'ensemble de conditionnement est susceptible de fonctionner au moins dans: un deuxième de mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur extérieur, et dans lequel la circulation da fluide caloporteur se fait, d'une part, dans te circuit fermé comprenant les branches principale et de chauffage, et, d'autre part, dans le autre circuit fermé comprenant les deuxième et troisième branches de conditionnement, et
dans un premier mode de fonctionnement dit "dégivrage", dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans le circuit fermé comprenant la branche principale et les deuxième et troisième branches de conditionnement et, d'autre part, dans le circuit fermé comprenant '«a branche de chauffage et les quatrième et cinquième branches de conditionnement, Par ailleurs, dans la mise en œuvre des diverses variantes de réalisation de la présente invention, la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en mode refroidissement, , l'ensemble de conditionnement est susceptible de fonctionner au moins dans:
- dans un deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur intérieur et l'évaporateur à fluide caloporteur et dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait d'une part, dans le circuit fermé comprenant les branches principale et de chauffage et, d'autre part, dans le circuit fermé comprenant ta première branche de conditionnement et (a branche de refroidissement et/ou dans le circuit fermé comprenant les deuxièmes et troisième branches de conditionnement,
- dans un troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur intérieur et l'évaporateur à fluide caloporteur, et dans iequel la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans ie circuit fermé comprenant la branche de chauffage et la quatrième branche da conditionnement et éventuellement la cinquième branche de conditionnement, d'autre part, dans le circuit fermé comprenant la première branche de conditionnement et ta branche de refroidissement et, par ailieurs, dans le circuit fermé comprenant la branche principale, et ;es deuxième et troisième branches de conditionnement. Oe plus, dans la mise en œuvre des diverses variantes de réalisation de la présente invention, la boucle de fluide réfrigérant fonctionnant en tant que refroidissement, l'ensemble de conditionnement est susceptible de fonctionner au moins dans:
- .dans un mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle", dans lequel le fluide réfrigérant subit une détente avant de traverser l'évaporateur intérieur et l'évaporateur à fluide caloporteur, et dans lequel la circulation du fluide caloporteur se fait, d'une part, dans le circuit fermé comprenant la branche principale et la troisième branche de conditionnement et éventuellement la deuxième branche de conditionnement, et d'autre part, dans le circuit fermé comprenant la première branche de conditionnement et la branche de refroidissement. Bien entendu les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles :
- La figure 1 est une vue schématique d'un ensemble ae conditionnement d'un flux d'air d'un habitacle de véhicule selon la présente invention, et
- Les figures 2 à 10 sont des vues schématiques de divers modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement de la figure 1. Il est à noter que, sur tes figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter ies mômes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Selon la présente invention, les termes "aval", "amont", "en série" et "en parallèle" qualifient la position d'un composant par rapport à ur. autre, selon ie sens de circulation de fluide réfrigérant dans une boucle de fluide réfrigérant ou selon le sens de circulation de fluide caloporteur dans un circuit caloporteur.
Il est à noter qu'à la figure 1, les canalisations de la boucle de fluide réfrigérant sont illustrées en traits discontinus tandis que ies conduites du circuit caloporteur sont représentées en traits continus. Sur les figures 2 à 10, les canalisations de la boucle de fluide réfrigérant parcourues par le fluide réfrigérant sont représentées en traits fins continus, le sens de circulation du fluide réfrigérant y étant indiqué par des flèches, tandis que les canalisations inactives de la boucle de fluide réfrigérant, c'est-à-dire qui ne sont pas parcouru par le fluide réfrigérant, sont illustrées en traits discontinus.
De même, sur les figures 2 à 10, les conduites du circuit caloporteur parcourus par le fluide caloporteur sont représentées en traits gras continus, le sens de circulation du fluide caloporteur y étant indiqué par des flèches, tandis que les conduites inactives du circuit caloporteur, c'est-à-dire qui ne sont pas parcouru par le fluide caloporteur, sont Illustrées en traits discontinus.
De façon générique, une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend un boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation comportant, dans le sens de circulation d'un flux d'air intérieur parcourant le boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation, une unité de ventilation, une unité de conditionnement thermique et une unité de distribution. L'unité de ventilation comprend un boîtier de ventilation pourvu d'au moins une entrée d'air et d'au moins une sortie d'air. Le boîtier ae ventilation loge un groupe moto-ventilateur comprenant une turoine entraînée en rotation par un moteur électrique afin d'aspirer le flux d'air intérieur par l'entrée d'air du boîtier de ventilation et l'expulser par la sortie d'air du boîtier de ventilation raccordée à u~ orifice d'admission de l'unité de conditionnement thermique. Enfin, l'unité de conditionnement thermique comporte au moins une sortie d'air raccordée à une entrée de l'unité de distribution. Afin d'assurer une fonction de chauffage, l'unité de conditionnement thermique comporte des moyens de chauffage comprenant au moins un échangeur de chaleur intérieur Ei faisant partie intégrante d'un circuit caioporteur CC. L'unité de conditionnement thermique comprend également des moyens de refroidissement constitués, notamment, par un évaporateur intérieur EVi faisant partie intégrante d'une boucle de fluide réfrigérant BF.
L'échangeur de chaleur intérieur Ei et l'évaporateur intérieur EVI sont visibles sur la figure 1 qui est une vue schématique d'un ensembie de conditionnement d'un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans un habitacle et/ou d'une unité fonctionnelle d'un véhicule selon la présente invention. Par ailleurs, l'unité de conditionnement thermique comprend aussi des canaux de circulation du flux d'air associés à des volets commandés en fonction du traitement aérothermique du flux d'air intérieur recherché.
L'unité de distribution comprend, quant à elle, au moins une sortie d'air destinée à alimenter différentes bouches de sortie dans l'habitacle du véhicule. Les sorties d'air de l'unité de distribution sont alors associées à des voiets de distribution pilotés en fonction des commandes d'un utilisateur du véhicule.
L'invention se rapporte plus particulièrement à un ensemble de conditionnement associé au boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation de l'installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation et dont un exemple de réalisation est illustré è la figure 1. Afin de fournir de la chaleur ou du froid, "ensemble de conditionnement comprend la boucle de fiuide réfrigérant BF et '.e circuit caloporteur CC coopérant pour chauffer et/ou refroidir l'habitacle et/ou au moins une unité fonctionnelle du véhicule.
La boucle de fluide réfrigérant BF comprend un compresseur C, assurant la mise en circulation et la compression d'un fluide réfrigérant dans la boucle de fluide réfrigérant BF. Préférentiellement, le compresseur C est piloté par une unité de commande U.
Afin de simplifier la lecture des figures, les liaisons, entre l'unité de commande C et les différents dispositifs qu'elle pilote ne sont pas représentés.
Le compresseur C est de préférence un compresseur à entraînement électrique mais pourrait également être un compresseur hybride susceptible d'être entraîné soit par un moteur électrique soit par un moteur à combustion interne.
Le fluide réfrigérant circulant dans la boucle de fluide réfrigérant BF peut-être de toute nature appropriée, en particulier être constitué par un hydrocarbure halogéné ou un mélange d'hydrocarbures halogénés. Dans une forme préférée mais non exclusive de réalisation, le fluide réfrigérant est constitué par un gaz dit supercritique, tel que du dioxyde de carbone. Par ailleurs, alternativement, le fluide réfrigérant peut également être un fluide à faible impact environnemental. Le compresseur C est raccordé à la boucle de fluide réfrigérant BF par, en aval, une canalisation de refoulement 20 et, en amont, une canalisation d'aspiration 21.
La boucle de fluide réfrigérant BF comprend, è partir du compresseur C dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un condenseur CDc, adapté pour assurer un échange de chaleur entre le fluide réfrigèrant et un fluide caloporteur circulant dans le circuit caloporteur CC. Ainsi, le condenseur CDc est également appelé condenseur â fluide caloporteur CDc. Le condenseur à fluide caloporteur CDc assure la coopération entre la boucle de fluide réfrigérant BF et le circuit caloporteur CC comme cela apparaîtra par la suite.
Le fluide caloporteur circulant dans le circuit caloporteur CC peut être de toute nature appropriée dans la mesure où la fonction de transport de la chaleur n'est pas susceptible d'être affectée par la température extérieure, la température du fluide réfrigérant avec lequel il doit échanger ou encore la température de fonctionnement des unités fonctionnelles. Ainsi, le fluide caloporteur peut, par exemple, être formé par un liquide tel que de l'eau glycolée.
La boucle de fluide réfrigérant BF comprend, en aval du condenseur à fluide caloporteur CDc, un condenseur extérieur Cde, adapté pour assurer un refroidissement du fluide réfrigérant par échange avec un flux d'air extérieur. Â cet effet, le condenseur extérieur CDe est, de préférence, situé dans un compartiment avant du véhicule, de manière à être traversé le flux d'air extérieur.
Au sens de l'invention, le flux d'air traversant le condenseur extérieur CDe est qualifié "d'extérieur" par opposition au flux d'air destiné à l'habitacle, dit flux d'air intérieur. Ainsi, le flux d'air extérieur est un flux d'air provenant de l'extérieur de l'habitacle du véhicule et qui n'est pas destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. De la même manière, le condenseur extérieur CDe est qualifié "d'extérieur" par opposition à un échangeur de chaleur intérieur adapté et placé pour échanger de la chaleur ou du froid avec le flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule. La boucle de fluide réfrigérant BF comprend, en aval du condenseur extérieur CDe et en parallèle les uns aux autres : - un évaporateur extérieur EVe destiné à échanger de la chaieur avec ·Θ flux d'air extérieur et préférentiellement, situé dans le compartiment avant du véhicule,
- l'évaporeteur intérieur EVi, destiné à échanger de ta chaleur avec )e flux d'air intérieur et préférentieilement intégré dans le boîtier de chauffage. ventilation et/ou climatisation, et
- un évaporateur à fluide caloporteur EVc, raccordé au circuit caioporteur CC et adapté pour permettre un échange de chaleur entre e fluide caloporteur et le fluide réfrigérant.
L évaporateur extérieur Eve, l'évaporateur intérieur EVi et ('évaporateur à fluide '
caloporteur EVc sont associés à des moyens de détente respectifs. Ainsi, la boucle de fluide réfrigérant BF comprend :
- un premier moyen de détente 22, agencé en amont de l'évaporateur extérieur Eve,
- un deuxième moyen de détente 23, agencé en amont de l'évaporateur intérieur EVi, et
- un troisième moyen de détente 24, agencé en amont de l'évaporateur à fluide caloporteur EVc.
Selon l'exempte de réalisation Illustré, le premier moyen de détente 22, le deuxième moyen de détente 23 et le troisième moyen de détente 24 sont formés par des détendeurs thermostatiques. Alternativement, le premier moyen de détente 22, le deuxième moyen de détente 23 et le troisième moyen de détente 24 pourraient également être formés par des tubes capillaires, avantageusement intégrés respectivement à l'évaporateur extérieur Eve, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc.
Afin de permettre une configuration selon divers modes de fonctionnement, la boucle de fluide réfrigérant BF comprend également des moyens de distribution D. Préférentieilement, les moyens de distribution D sont agencés entre, d'une part, le condenseur extérieur CDe et, d'autre part, l'évaporateur extérieur Eve, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc. Les moyens de distribution D sont avantageusement pilotés par l'unité de commande U pour alimenter, sélectivement ou simultanément, l'évaporateur extérieur EVe, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur un fluide caloporteur EVc. Oe plus, l'évaporateur extérieur Eve, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc sont raccordés au compresseur C par ''intermédiaire de la canalisation d'aspiration 21. Par ailleurs, comme le montre la figure 1, le circuit caloporteur CC comprend une branche principale BP comportant une première pompe P1 assurant ta circulation d'un fluide caloporteur à l'intérieur du circuit CC. La première pompe P1 est avantageusement une pompe électrique pilotée par l'unité de commande U. La branche principale BP comprend également le condenseur à fluide caloporteur COc et une unité de chauffage électrique EH. Préférentieilement, l'unité de chauffage électrique EH est agencée en aval du condenseur à fluide caloporteur CDc. L'unité de chauffage électrique EH est apte à assurer le chauffage du fluide caloporteur. Avantageusement, l'unité de chauffage électrique EH est pilotée par l'unité de commande U.
De plus, en parallèle avec la branche principale BP, le circuit caloporteur CC comprend au moins :
- une branche de chauffage BC, comprenant l'échangeur de chaleur Intérieur Ei,
- une branche de refroidissement BR, comprenant l'évaporateur à fluide caloporteur EVc,
- une première branche de conditionnement B1, comprenant un premier échangeur de chaleur E1,
- une deuxième branche de conditionnement B2, comprenant un deuxième échangeur de chaleur E2,
- une troisième branche de conditionnement B3, comprenant un premier radiateur extérieur R1, - une quatrième branche de conditionnement B4, comprenant un troisième échangeur de chaleur E3,
- une cinquième branche de conditionnement B5, comprenant un deuxième radiateur extérieur R2, et
- une branche de dérivation BD.
Selon la présente invention, le circuit caloporteur CC comporte la branche principale BP et au moins l'une des branches listées ci-dessus. Préférentiellement, réchangeur de chaleur intérieur Ei est intégré dans le boîtier de chauffage, ventilation et/ou climatisation. L'échangeur de chaleur intérieur Ei est adapté pour assurer un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et ie flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle du véhicule.
De plus, la première branche de conditionnement B1 comporte une première unité fonctionnelle du véhicule, par exempte une unité de batterie BT. Selon l'exemple illustré, la première branche de conditionnement B1 comprend une deuxième pompe P2 assurant la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur de la première branche de conditionnement B1. Le premier échangeur de chaleur E1 assure le conditionnement thermique de la première unité fonctionnelle dû véhicule, par exemple l'unité de batterie BT.
La deuxième pompe P2 est avantageusement une pompe électrique pilotée par l'unité de commande U. Préférentiellement, la deuxième pompe P2 est disposée en amont du premier échangeur de chaleur E1.
La branche de refroidissement BR est raccordée à la première branche de conditionnement B1 , d'une part, en amont de la deuxième pompe P2 et, d'autre part, en aval du premier échangeur de chaleur E1
De plus, la deuxième branche de conditionnement B2 comporte une deuxième unité fonctionnelle du véhicule, par exemple une unité de propulsion électrique EPT. Selon l'exemple illustré, la deuxième branche de conditionnement B2 comprend une troisième pompe P3 assurant la circulation du fluiae caioporteur è l'intérieur de la deuxième branche de conditionnement B2. Le deuxième échangeur de chaleur E2 assure le conditionnement thermique de la deuxième unité fonctionnelle du véhicule, par exemple .'unité de propulsion électrique EPI.
La troisième pompe P3 est avantageusement une pompe électrique pilotée par l'unité de commande U. Préférentiellement, la troisième pompe Ρ3 est disposée en amont du deuxième échangeur de chaleur E2. La deuxième branche de conditionnement B2 est raccordée à la troisième branche de conditionnement B3.
Le premier radiateur extérieur R1 de la troisième branche de conditionnement B3 est destiné à assurer un échange de chaleur entre le fluide caioporteur et le flux d'air extérieur. Le premier radiateur extérieur R1 est, de préférence, disposé dans le compartiment avant. Avantageusement, le premier radiateur extérieur R1 est situé en amont de l'évaporateur extérieur Eve, par rapport au sens de circulation du flux d'air extérieur. Préférentiellement, la troisième branche de conditionnement B3 se trouve raccordée en parallèle avec la branche principale BP, la première branche de conditionnement B1 et la deuxième branche de conditionnement B2.
De plus, la quatrième branche de conditionnement B4 comporte une troisième unité fonctionnelle du véhicule, par exemple un organe de propulsion ICE du véhicule, notamment un moteur à combustion interne ou un moteur électrique. Selon l'exemple illustré, la quatrième branche de conditionnement B4 comprend une quatrième pompe P4 assurant la circulation du fluide caioporteur à l'intérieur de la quatrième branche de conditionnement B4. Le troisième échangeur de chaleur E3 assure le conditionnement thermique de la troisième unité fonctionnelle du véhicule, par exemple l'organe de propulsion ICE du véhicule. La quatrième pompe P4 est, par exemple, une pompe électrique piiotée oar l'unité de commande U. Préférentiellement, la quatrième pompe P4 est disposée en amont du troisième échangeur de chaleur E3. Alternativement, la quatrième pompa P4 est. de préférence, une pompe mécanique entraînée par le moteur à combustion interne.
La quatrième branche de conditionnement B4 est raccordée en parallèle à la branche de chauffage BC et à la branche principale BP. Préférentiellement, le deuxième radiateur extérieur R2 est situé dans le compartiment avant du véhicule. Dans la mesure où, comme cela apparaîtra par la suite, le fluide caloporteur circulant dans le deuxième radiateur extérieur R2 est susceptible de provenir directement du troisième échangeur de chaleur E3 et, donc, de présenter une température très nettement supérieure à cette du fluide caloporteur circulant dans le premier radiateur extérieur R1 et provenant du deuxième échangeur de chaleur E2 et/ou de la branche principale BP. le deuxième radiateur extérieur R2 est, de préférence, situé en aval du premier radiateur extérieur R1 , par rapport au sens de circulation du flux d'air extérieur. De plus, avantageusement, le deuxième radiateur extérieur R2 est placé en amont de l'évaporateur extérieur Eve, par rapport au sens de circulation du flux d'air extérieur.
Selon l'exemple illustré, la branche de dérivation BD permet au fluide caloporteur de contourner le deuxième radiateur extérieur R2. Le contournement du deuxième radiateur extérieur R2 est actionné lorsque l'organe de propulsion ICE n'a pas atteint une température de fonctionnement optimale. Dans une telle configuration, il n'est pas souhaitable de refroidir l'organe de propulsion ICE étant entendu que la circulation du fluide caloporteur est susceptible d'être assurée par la quatrième pompe P4 dès la mise en marche de l'organe de propulsion ICE.
A titre d'exemple, la circulation du fluide caloporteur dans la branche de dérivation BD est commandée par un clapet thermostatique non représenté. Le circuit caloporteur CC comprend, en outre, des moyens de répartition R. avantageusement, pilotés par l'unité de commande U. -es moyens de répartition R sont aptes à assurer la circulation du fiuide caloporteur oans:
- la branche de chauffage BC, et/ou
- la branche de refroidissement BR, et/ou
- la première branche de conditionnement B1 , et/ou
- une deuxième branche de conditionnement B2, et/ou
- une troisième branche de conditionnement B3, et/ou
- une quatrième branche de conditionnement B4, et/ou
- une cinquième branche de conditionnement B5, et/ou
- une branche de dérivation BD.
De même, les moyens de répartition R sont aptes à isoler de manière sélective certaines parties du circuit caloporteur CC de sorte que le fluide caloporteur peut circuler en circuit fermé dans des parties distinctes du circuit caloporteur CC comme cela apparaîtra par la suite.
Selon l'exemple illustré, les moyens de répartition R comprennent trois vannes trois voies, préférentieilement pilotées par l'unité de commande U.
Une première vanne trois voies V1 est agencée â la jonction de la première branche de conditionnement B1 et de la branche de refroidissement BR. Avantageusement, la première vanne trois voies V1 est agencée en amont de la deuxième pompe P2.
Une deuxième vanne trois voies V2 est agencée à ta jonction entre la branche de chauffage BC, une conduite de raccordement 25 à la branche principale BP et une conduite de raccordement 26 à la quatrième branche de conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5. Préférentieilement, la deuxième vanne trois voies V2 est agencée en aval de la première pompe P1 et de la quatrième pompe P4. Une troisième vanne trois voies V3 est agencée à le jonction entre ia oranche principale BP, la première branche de conditionnement 3". et ta deuxième branche de conditionnement B2. Préférentiellement, la troisième vanne trois voies V3 est agencée en aval de la première pompe P1 de la deuxième pompe P2 et de ta troisième pompe P3.
L'ensemble de conditionnement selon la présente invention présente donc deux sous-ensembles de branches parallèles entre elles. Ainsi, la branche principaie BP, la première branche de conditionnement B1, la deuxième branche de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3 définissent un premier sous-ensemble de branches. Par ailleurs, la branche principaie BP. la branche de chauffage BC, la quatrième branche de conditionnement B4. la cinquième branche de conditionnement B5 et la branche de dérivation 3C constituent un deuxième sous-ensemble de branches.
L'ensemble de conditionnement, ainsi constitué, est susceptible d'être agencé selon différents modes de fonctionnement, préférentiellement gérés par l'unité de commande U, en fonction des besoins des unités fonctionnelles du véhicule et des souhaits de confort d'occupants de l'habitacle.
La boucle de fluide réfrigérant BF est réversible et est donc susceptible de fonctionner, soit dans un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur", lorsqu'il est nécessaire de chauffer le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle, soit dans un mode de fonctionnement dit "refroidissement", lorsqu'il est nécessaire de refroidir le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle.
Les figures 2 à 10 sont des vues schématiques de divers modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement de la figure 1. Les divers modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement sont notamment pilotés par l'unité de commande U. Dans un premier temps, i' va être décrit des modes de fonctionnement oe l'ensemble de conditionnement dans lequel la boucle de fluide réfrigérant BP est dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" Ainsi, lorsque que la boucle de fluide réfrigérant BF fonctionne dans ie mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" et qu'il est nécessaire de chauffer, au démarrage du véhicule, à la fois l'habitacle et une unité fonctionnelle Ou véhicule, notamment l'unité de batterie BT, l'ensemble de conditionnement est configuré dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage".
Le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" est illustré à la figure 2. La boucle de fluide réfrigérant BF est agencée de manière à ce que le fluide réfrigérant alimente l'évaporateur extérieur Eve après avoir subi une détente à l'entrée ou juste en amont de l'évaporateur extérieur Eve. Par suite, le fluide réfrigérant rejoint compresseur C Ainsi, en sortie du compresseur C, ie fluide réfrigérant traverse le condenseur à fluide caloporteur CDc puis ie condenseur extérieur CDe avant d'entrer dans l'évaporateur extérieur EVe. Avantageusement, le fluide réfrigérant délivre, au niveau du condenseur à fluide caloporteur CDc, la chaleur prélevée au milieu extérieur par l'évaporateur extérieur EVe.
Dans le même temps, la première pompe P1 est mise en fonctionnement et les moyens de répartition R sont configurés de manière à ce que le fluide caloporteur parcourt à la fois la première branche de conditionnement B1 et la branche de chauffage BC après avoir traversé le condenseur à fluide caloporteur CDc. Ainsi, le fluide caloporteur délivre la chaleur absorbée au niveau au condenseur à fluide caloporteur CDc au niveau du premier échangeur de chaleur E1 et de réchangeur de chaleur intérieur Ei. Dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage", avantageusement, le fluide caloporteur ne circule pas dans la branche de refroidissement BR Le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage : permet aonc de chauffer ''habitacle et une unité fonctionnelle au véhicule, en particulier l'unité de batterie BT, grâce a la configuration dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" de la boucle de fluide réfrigérant 8F et de la circulation au fluide caloporteur uniquement dans la première branche de conditionnement B1. la branche principale BP et la branche de chauffage BC du circuit caloporteur CC.
Le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" est généralement mis en œuvre lorsque la température extérieure est passe, en particulier en hiver. Dans ce cas, si la chaleur récupérée par la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" n'est pas suffisante pour réchauffer à la fois l'unité fonctionnelle du véhicuie, en particulier l'unité de batterie BT, et l'habitacle, l'ensemble de conditionnement peut être configuré dans un deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage".
Le deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" correspond au premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel des moyens de chauffage électrique EH sont activés. Ainsi, les moyens de chauffage électrique EH apportent alors au fluide caloporteur le supplément de chaleur nécessaire au bon chauffage de l'habitacle et de l'unité fonctionnelle du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT. II est à noter que le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" et le deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" sont généralement mis en œuvre dans le cas d'une immobilité du véhicule ou d'un roulage de ce dernier en mode électrique, l'organe de propulsion ICE étant arrêté.
Après un certain temps de fonctionnement du premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" et/ou du deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" et/ou de roulage électrique du véhicule, les diverses unités fonctionnelles du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT et/ou « unité de propulsion électrique EPT, atteignent oes températures de fonctionnement nécessitant leur refroidissement. L'invention propose alors de récupérer la chaleur produite par toute ou partie des unités fonctionnelles du véhicuie pour chauffer l'habitacle du véhicule.
À cet effet, l'ensemble de conditionnement est configuré dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", plus particulièrement illustré à la figure 3.
Dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage electrique": les moyens de répartition R sont agencés de manière à définir, dans le circuit caloporteur CC, un premier circuit fermé CF1 et un deuxième circuit fermé CF2. Préférentieliement, le premier circuit fermé CF1 et le deuxième circuit fermé CF2 sont distincts. Le fluide caloporteur circule alors en boucle dans le premier circuit fermé CF1 et le deuxième circuit fermé ÇF2, sans mélange du fluide caloporteur circulant dans le premier circuit fermé avec le fluide caloporteur circulant dans le deuxième circuit fermé CF2. Le premier circuit fermé CF1 , qualifié également de premier circuit fermé de refroidissement, comprend la branche de refroidissement BR, la première branche de conditionnement Θ1 et/ou la deuxième branche de conditionnement B2. Le deuxième circuit fermé CF2, qualifié également de circuit fermé de chauffage, comprend la branche principale BP et la branche de chauffage BC.
Dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", les moyens de distribution O de la boucle de fluide réfrigérant sont agencés oe manière à ce que le fluide réfrigérant alimente l'évaporateur à fluide caloporteur EVc en ayant subi une détente à l'entrée ou juste en amont de l'évaporateur à fluide caloporteur EVc pour ensuite rejoindre le compresseur C. En sortie du compresseur C, le fluide réfrigérant traverse e condenseur à fluide caloporteur CDc puis ie condenseur extérieur CDe avant de traverse- l'évaporateur à fluide caloporteur EVc. Selon la température de fonctionnement des unités fonctionnelles du véhicuie, notamment de l'unité de batterie BT et de l'unité de propulsion électnque EPT. les moyens de répartition R, plus particulièrement de la première vanne trois voies Vt , la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont agencés de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans la branche de refroidissement BR et :
- soit dans la première branche de conditionnement B1 ,
- soit dans la deuxième branche de conditionnement B2,
- soit à la fois dans la première branche de conditionnement B1 la deuxième branche de conditionnement B2.
Dans tous ces cas, le fluide caloporteur circulant dans le premier circuit fermé CF1 est refroidi dans l'évaporateur à fluide caloporteur EVc dans lequel i! transfère au fluide réfrigérant les calories prélevées aux unités fonctionnelles du véhicule, notamment de l'unité de batterie BT et de l'unité de propulsion électrique EPT. Le fluide réf rigérant restitue alors les calories eu fluide caloporteur traversant le condenseur à fluide caloporteur CDc.
Le fluide caloporteur circulant dans le deuxième circuit fermé CF2 achemine les calories vers l'échangeur de chaleur intérieur Ei de manière à chauffer le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle.
Le premier mode de fonctionnement dit "chauff age en roulage électrique" est généralement mis en œuvre lorsque la température extérieure est basse, en particulier en hiver. Dans ce cas, si la chaleur récupérée par la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" n'est pas suffisante pour chauffer l'habitacle, l'ensemble de conditionnement peut être configuré dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique" tout en activant les moyens de chauffage électrique EH, apportant alors au fluide caloporteur le supplément de chaleur nécessaire au bon chauffage ae l'habitacle.
Lorsque le véhicule est en phase roulage électrique et qu'il est nécessaire de chauffer l'habitacle, l'ensemble de conditionnement peut être configuré dans un deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", plus particulièrement illustré à la figure 4.
Dans le deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique". le fluide réfrigérant subit une détente au moins avant de traverser l'évaporateur extérieur EVe, de sorte que la boucle de fluide réfrigérant BF est agencée comme dans le premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage'
Dans le même temps, les moyens de répartition R sont agencés et le première pompe P1 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à ce que le fluide caloporteur circule d'une part, dans le deuxième circuit fermé CF2 comprenant la branche principale BP et la branche chauffage BC, et d'autre part, dans un troisième circuit fermé CF3, également qualifié de deuxième circuit fermé de refroidissement, comprenant la deuxième branche de conditionnement 82 et la troisième branche de conditionnement B3.
Ainsi, dans le deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", le refroidissement de l'unité de propulsion électrique EPT est assurée par le troisième circuit fermé CF3 avec une évacuation de la cnaleur captée au niveau de l'unité de propulsion électrique EPT vers l'extérieur au niveau du premier radiateur extérieur R1.
Le chauffage de l'habitacle est, par ailleurs, assuré par la boucle ae fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur'- et par le deuxième circuit fermé CF2.
Selon une autre variante de réalisation de la présente invention, du deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", ies moyens de chauffage électrique EH sont activés pour compléter l'apport de chaieur ae :a boucle de fluide réfrigérant BF.
Selon une autre variante du deuxième mode de fonctionnement dit "chauffage en roulage électrique", d'une part, la boucle de fluide réfrigérant BF est agencée de sorte à assurer une alimentation de i'évaporateur à fluide ca.oporteur EVc et le circuit caloporteur CC est agencé de sorte à assurer une circulation dû fiuiae caloporteur dans un quatrième circuit fermé CF4, également qualifié de troisième circuit fermé de refroidissement, comprenant la première branche de conditionnement B1 et la branche de refroidissement BR. Ainsi, le refroidissement le refroidissement de l'unité de batterie BT est assuré.
Lors d'un fonctionnement prolongé de I'évaporateur extérieur Eve, du givre est susceptible de se former à sa surface, notamment lorsque la température extérieure est basse, en particulier en hiver. Il est donc nécessaire de procéder à un dégivrage de I'évaporateur extérieur Eve afin de conserver le rendement de la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur". À cet effet, l'ensemble de conditionnement peut être configuré dans un premier mode de fonctionnement dit "dégivrage" illustré à la figure 5.
Dans le premier mode de fonctionnement dit "dégivrage", l'organe de propulsion ICE, notamment le moteur à combustion Interne, est en fonctionnement. Le circuit caloporteur CC est agencé de sorte à assurer une circulation du fluide caloporteur dans un cinquième circuit fermé CF5, également qualifié de quatrième circuit fermé de refroidissement, comprenant la branche chauffage BC, la quatrième branche de conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5, et éventuellement la branche de dérivation BD.
Le circuit caloporteur CC est également agencé de sorte à assurer une circulation du fluide caloporteur dans le troisième circuit fermé CF3 comprenant la deuxième branche de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3. Ainsi, le troisième circuit fermé CF3 oermei de refroidir l'unité de propulsion électrique EPT.
La chaleur dissipée à travers le deuxième radiateur R2 est transférée par te flux d'air extérieur vers l'évaporateur extérieur Eve qui est alors susceptible de dégivrer.
Dans le premier mode de fonctionnement dit "dégivrage", la boucle de fluide réfrigérant BF est arrêté le temps de procéder au dégivrage de l'évaporateur extérieur EVe.
Toutefois, selon un deuxième mode de fonctionnement dit "dégivrage", non représenté, le fonctionnement de la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" est maintenu pendant le dégivrage. À cet effet, les moyens de répartition R sont agencées et la troisième pompe P3 et la quatrième pompe P4 sont mises en fonctionnement, de manière à ce que te fluide caloporteur circule, d'une part, dans le cinquième circuit fermé CF5 comprenant la quatrième branche de conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5 et, d'autre part, dans le deuxième circuit fermé CF2 comprenant la branche principale BP et la branche de chauffage BC. Eventuellement, les moyens de répartition R sont agencés de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans la deuxième branche de conditionnement B2 et/ou la troisième branche de conditionnement B3. La chaleur dissipée à travers le condenseur extérieur CDe est transférée par le flux d'air extérieur vers l'évaporateur extérieur Eve qui est alors susceptible de dégivrer.
La boucle de fluide réfrigérant BF est également adaptée pour fonctionner dans un mode de fonctionnement dit "refroidissement", afin de permettre un refroidissement et/ou une déshumidification du flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle. La déshumjdification du flux d'air intérieur consiste à faire passer le flux d a.r destiné à être diffusé dans l'habitacle sur une surface froide pour condenser toute ou partie au moins de la vapeur d'eau contenue dans le flux d'air intérieur. Par suite, le flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans i habitacle peut être réchauffé avant d'être diffusé dans l'habitacle de manière soit è éviter un abaissement de la température de l'habitacle, soit à assurer une élévation de la température de l'habitacle sans risque d'embuage. La présente invention propose de mettre en œuvre le circuit caloporteur CC et les différentes branches de manière à optimiser le refroidissement et ie réchauffage du flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle dans le cadre de la déshumidification. Dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement" de la boucle de fluide réfrigérant BF, l'évaporateur intérieur EVi est alimenté en fluide réfrigérant ayant subi une détente juste en amont ou à rentrée de l'évaporateur intérieur EVi. Le refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du compresseur C est alors assuré dans le condenseur à fluide caloporteur CDc et dans le condenseur extérieur CDe.
Sauf indication contraire, il est considéré que dans les divers modes de fonctionnement dit "déshumidification" exposés ci-après, la boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement".
Selon un premier mode de fonctionnement dit "déshumidification" illustré à la figure 6, les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe P1 est mise en fonctionnement de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans le deuxième circuit fermé CF2 comprenant la branche principale BP et la branche de chauffage BC.
Ainsi, le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle est tout d'abord déshumidifié au contact de l'évaporateur intérieur EVi puis réchauffé dans l'écnangeur de chaleur intérieur Ei par le fluide caloporteur réchauffé oar échange de chaleur avec le fluide réfrigérant, comprimé en sortie du compresseur C, dans le condenseur à fluide caloporteur CDc Alternativement ou complémentairement, le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle est tout d'abord déshumidifié au contact de i'évaporateur intérieur EV! puis réchauffé, dans le condenseur à fluide caloporteur CDc, par te fluide réfrigérant comprimé en sortie du compresseur C. Selon un deuxième mode de fonctionnement dit ''déshumidification" illustré à la figure 7, les moyens de distribution D sont agencés de manière à ce que. respectivement, i'évaporateur intérieur EVi et I'évaporateur à fluide caloporteur EVc sont alimentés en fluide réfrigérant ayant subi une détente. La boucle de fluide réfrigérant BF configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement".
Dans le deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification". les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe P1, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à définir le premier circuit fermé CF1 et le deuxième circuit fermé CF2 distincts, dans lesquels le fluide caloporteur circule en boucle, sans mélange du fluide caloporteur circulant dans le premier circuit fermé CF1 avec le fluide caloporteur circulant dans deuxième circuit fermé CF2. Le premier circuit fermé CF1 comprend la branche de refroidissement BR et la première branche de conditionnement B1 et/ou la deuxième branche de conditionnement B2.
Le deuxième circuit fermé CF2 comprend la branche principale BP et la branche de chauffage BC.
Selon la température de fonctionnement des unités fonctionnelles du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT et de l'unité de propulsion électrique EPT, dans le deuxième mode de fonctionnement dit "désnumidification" te fonctionnement des moyens de répartition R, plus particulièrement la première vanne trois voies V1, et la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont agencés de manière à ce que le fluide caloporteur circule dans la branche de refroidissement BR et :
- soit dans la première branche de conditionnement B1 ,
- soit dans la deuxième branche de conditionnement B2,
- soit à la fols dans la première branche de conditionnement B1 !a deuxième branche de conditionnement B2.
Ainsi, le flux d'air intérieur destiné è être diffusé dans l'habitacle est tout d'abord déshumidifté au contact de l'évaporateur intérieur EVi puis réchauffé, dans le condenseur è fluide caloporteur CDc et/ou dans l'échangeur de chaleur intérieur Ei. Par ailleurs, les unités fonctionnelles du véhicule, en particulier l'unité de batterie BT et/ou l'unité de propulsion électrique EPT, sont refroidis par le fluide caloporteur refroidi à la traversée de l'évaporateur à fluide caloporteur EVc. Bien entendu, dans le deuxième mode de fonctionnement dit "désnumidification'', les moyens de répartition R sont agencés de manière à ce que, préférentiellement, le premier circuit fermé CF1 comprenne uniquement la branche refroidissement BR et la première branche de conditionnement B1. Alternativement, une variante de réalisation du deuxième mode de fonctionnement dit "désnumidification", les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe P1, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à ce que le fluide caloporteur circule uniquement dans le deuxième circuit fermé CF2.
Dans une variante de réalisation du deuxième mode de fonctionnement dit "déshumidification" illustrée à la figure 8, les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe P1 , ta deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à ce que le luide caioporteur circule dans trois circuits fermés distincts à savoir
- le deuxième circuit fermé CF2, comprenant la branche principale BP et la oranche de chauffage BC,
- le troisième circuit fermé CF3, comprenant !a deuxième de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3. et
- le quatrième circuit fermé CF4, comprenant la première branche oe conditionnement B1 et la branche de refroidissement BR.
Selon un troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification" illustré à ta figure 9, la chaleur produite par le fonctionnement de l'organe de propulsion ICE est mise à profit pour assurer le réchauffage du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle. Préférentiellement, dans le troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification", le flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle est refroidi au contact de l'évaporateur intérieur EVi.
À cet effet, les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe Pl . la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à assurer la circulation du fluide caioporteur dans trots circuits fermés distincts à savoir :
- le quatrième circuit fermé CF4, comprenant la première branche de conditionnement B1 et la branche de refroidissement BR,
- le cinquième circuit fermé CF5, comprenant la branche chauffage BC. la quatrième branche de conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5, et éventuellement la branche de dérivation BD, et
- un sixième circuit fermé CF6, comprenant la branche principale BP, la deuxième de conditionnement B2 et la troisième branche de conditionnement B3. Par ailleurs, dans le troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification", les moyens de distribution D sont agencés de manière à ce que, respectivement, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caioporteur EVc sont alimentés en fluide réfrigérant ayant subi une détente. La boucle de fluide réfrigérant BF est configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement".
L'ensemble de conditionnement selon la présente invention est également conç« pour fonctionner dans un mode de fonctionnement dit "refroidissement ae l'habitacle" alors que le véhicule est en phase de roulage électrique notamment.
Dans ie mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle" illustré à la figure 10, la boucle de fluide réfrigérant BF est configurée dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement", les moyens de distribution D sont agencés de manière à ce que, respectivement, l'évaporateur intérieur EVi et l'évaporateur à fluide caloporteur EVc sont alimentés en fluide réfrigérant ayant subi une détente. Le refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du compresseur C est alors assuré dans le condenseur à fluide caloporteur CDc et dans le condenseur extérieur CDe.
Dans le mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle", les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe P1, la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à assurer la circulation du fluide caloporteur dans deux circuit fermés distincts à savoir :
- le quatrième circuit fermé CF4, comprenant la première branche de conditionnement B1 et la branche de refroidissement BR, et
- le sixième circuit fermé CF6, comprenant la branche principale BP et ïa troisième branche de conditionnement B3 et/ou la deuxième oranche de conditionnement B2.
Optionnellement, ans le mode de fonctionnement dit "refroidissement ae l'habitacle", les moyens de répartition R sont agencés et la première pompe P1. la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 sont mises en fonctionnement de manière à assurer la circulation du fluide caloporteur dans : - le cinquième circuit fermé CF5, comprenant la branche chauffage BC ta quatrième branche cie conditionnement B4 et la cinquième branche de conditionnement B5, et éventuellement la branche de dérivation BD, et Ainsi, la chaleur extraite ou flux d'air intérieur destiné à être diffusé aans l'habitacle, des unités fonctionnelles du véhicule, en particulier de l'unité de batterie et de l'unité de propulsion électrique, est évacuée dans le flux d'air extérieur à travers le premier radiateur R1 et/ou le deuxième radiateur R2.
Il doit être remarqué que le troisième mode de fonctionnement dit "déshumidification" peut être utilisé par intermittence avec te mode de fonctionnement dit "refroidissement de l'habitacle" afin de procéder au dégivrage de l'évaporateur intérieur EVi. Bien entendu, divers autres formes de réalisation et modes de fonctionnement de l'ensemble de conditionnement selon la présente invention peuvent être envisagés dans le cadre des revendications annexées. Par ailleurs, la boucle de fluide réfrigérant BF peut comporter une bouteille permettant de collecter le fluide réfrigérant Préférentiellement, la bouteille est agencée en aval du condenseur à fluide caioporteur CDc, en particulier en sortie du condenseur à fluide caioporteur CDc. Selon une autre variante de réalisation, la bouteille est agencée en amont du condenseur extérieur CDe. De plus, la boucle de fluide réfrigérant BF a été décrite avec un condenseur extérieur CDe. Toutefois, un tel composant est optionnel. La présente invention couvre également une boucle de fluide réfrigérant BF dépourvue de condenseur extérieur CDe. Dans une telle configuration, la condensation du fluide réfrigérant se fait dans le condenseur à fluide caioporteur CDc.
Alternativement, la boucle de fluide réfrigérant BF a été décrite avec un condenseur à fluide caioporteur CDc. Toutefois, un tel composant est optionnel. La présente invention couvre également une boucle de fluide réfrigérant BF dépourvue de condenseur à fluide caioporteur CDc. Dans une telle configuration, la condensation du fluide réfrigérant se fait dans condenseur extérieur CDe.
A cet égard, la faculté offerte par les moyens de répartition R et la première pompe P1 , la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 de définir des circuits fermés indépendants pour la circulation du fluide caioporteur ainsi que la réversibilité de la boucle de fluide réfrigérant BF peuvent être mise à profit pour prélever sélectivement de la chaleur, au niveau des différentes sources que sont le flux d'air extérieur, le flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle et les unités fonctionnelles, en vue de la restituer à des unités fonctionnelles et/ou au flux d'air intérieur.
De plus, la faculté offerte par les moyens de répartition R et la première pompe P1 , la deuxième pompe P2 et la troisième pompe P3 de définir des circuits fermés indépendants pour la circulation du fluide caioporteur permet de définir des circuits fermés de refroidissement distincts en fonction des plages de températures de fonctionnement des unités fonctionnelles à refroidir. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims

Revendications 1. Ensemble de conditionnement d'un habitacle et d'au moins une unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) d'un véhicule, comprenant une boud e de fluide réfrigérant (BF) comportant un compresseur (C), la boucle de fluide réfrigérant (BF) étant apte à fonctionner au moins dans un mode de fonctionnement dit "pompe à chaleur" et
un circuit caloporteur (CC) comprenant au moins une branche principale (BP) comportant au moins une première pompe (P1) assurant une circulation d'un fluide caloporteur comprenant :
- une première branche de conditionnement (B1) comportant au moins un premier échangeur de chaleur (E1) apte à assurer un conditionnement thermique de l'unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) du véhicule et,
- une branche de chauffage (BC) comportant au moins un échangeur de chaleur intérieur (Ei) apte à assurer un échange de chaleur avec un flux d'air intérieur destiné à être diffusé dans l'habitacle,
caractérisé en ce que le circuit caloporteur (CC) comprend des moyens de répartition (R) aptes à permettre un agencement de l'ensemble de conditionnement au moins dans un premier mode de fonctionnement dit "chauffage au démarrage" dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) et le circuit caloporteur (CC) assurent simultanément le chauffage de l'unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) et du flux d'air destiné à être diffusé dans l'habitacle. 2. Ensemble de refroidissement/chauffage selon la revendication 1. dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend au moins un évaporateur extérieur (EVe)
3. Ensemble de refroidissement chauffage selon la revendication 1 ou 2. dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend un condenseur extérieur (CDe).
4. Ensemble de conditionnement seion l'une quelconque des revendicatic? ' à 3, dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend un condenseur à fluide caloporteur (CDc), apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur.
5. Ensemble de refroidissement chauffage selon la revendication 3 et 4, dans lequel le condenseur extérieur (CDe) est agencé en aval du condenseur à fluide caloporteur (CDc).
6. Ensemble de conditionnement selon la revendication 4 ou 5, dans leque: le condenseur à fluide caloporteur (CDc) est agencé dans la boucle de fluide réfrigérant (BF) en aval du compresseur (C), 7. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend un évaporateur à fluide caloporteur (EVc), apte à permettre un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant. Θ. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications précédentes, dans lequel le boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend un évaporateur intérieur (EVi), apte à refroidir le flux d'air intérieur destiné à l'habitacle du véhicule. 9. Ensemble de conditionnement selon les revendications 7 et/ou 8, dans lequel la boucle de fluide réfrigérant (BF) comprend des moyens de distribution (D) aptes à assurer l'alimentation en fluide réfrigérant de l'évaporateur extérieur (EVe) et/ou de l'évaporateur à fluide caloporteur (EVc) et/ou de l'évaporateur intérieur (EVi). 10. Ensemble de conditionnement selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit caloporteur (CC) comprend une unité de chauffage électrique (EH). 11. Ensemble de conditionnement selon la revendication 10, dans lequel le l'unité de chauffage électrique (EH) est agencée en avai du condenseur à fluide caioporteur (CDc). 12. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caioporteur (CC) comprend une branche de refroidissement (BR) raccordée à la première branche de conditionnement (B1} en amont et en aval du premier échangeur de chaleur (E1). 13. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caioporteur (CC) comprend une deuxième branche de conditionnement (B2) comprenant un deuxième échangeur de chaleur (E2), apte à assurer un conditionnement thermique d'une deuxième unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) du véhicule. 14. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caioporteur (CC) comprend une troisième branche de conditionnement (B3) comprenant un premier radiateur extérieur (R1 ), apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide caioporteur et le flux d'air extérieur. 15. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caioporteur (CC) comprend une quatrième branche de conditionnement (B4) comprenant un troisième échangeur de chaleur (E3), apte à assurer un conditionnement thermique d'une troisième unité fonctionnelle (BT, EPT, ICE) du véhicule. 16. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit caioporteur (CC) comprend une cinquième branche de conditionnement (B5) comprenant un deuxième radiateur extérieur (R2), apte à assurer un échange de chaleur entre le fluide caioporteur et le flux d'air extérieur. 17. Ensemble de conditionnement selon la revendication 16. dans te que ,s deuxième radiateur extérieur (R2) est agencé en amont de i'évaporateur extérieur (EVe) par rapport au sens de circulation d'un flux d'air extérieur. 18. Ensemble de conditionnement selon les revendications 12 à 17, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à assurer la circulation ou fluide caloporteur dans la branche principale (BP) et/ou la branche de chauffage (BC) et/ou la branche de refroidissement (BR) et/ou la première branche de conditionnement (B1) et/ou la deuxième branche de conditionnement (B2) et/ou la troisième branche de conditionnement (B3) et/ou la quatrième branche de conditionnement (B4) et/ou la cinquième branche de conditionnement (B5) du circuit caloporteur (CC). 19. Ensemble de conditionnement selon les revendications 12 à 18, dans lequel la branche principale (BP) et la branche de chauffage (BC) et/ou la branche de refroidissement (BR) et/ou la première branche de conditionnement (B1) et/ou la deuxième branche de conditionnement (B2) et/ou la troisième branche de conditionnement (B3) et/ou la quatrième branche de conditionnement (B4) et/ou la cinquième branche de conditionnement (B5) sont agencées en parallèle.
20. Ensemble de conditionnement selon la revendication 16 ou 19, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir un premier circuit fermé (CF1 ) comprenant la branche de refroidissement (BR) et la première branche de conditionnement (B1) et/ou la deuxième branche de conditionnement (B2).
21. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 20, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir un deuxième circuit fermé (CF2) comprend la branche principale (BP) et la branche de chauffage (BC).
22. Ensemble de conditionnement selon ta revendication 2C et 21 dans lequel le premier circuit fermé (CF1) et ie deuxième circuit fermé (CF2) sont distincts. 23. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 22, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir un troisième circuit fermé (CF3) comprenant la deuxième branche de conditionnement (B2) et la troisième branche de conditionnement (B3). 24. Ensemble de conditionnement selon ('une quelconques des revendications 18 à 23, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir un quatrième circuit fermé (CF4) comprenant la première branche de conditionnement (B1 ) et la branche de refroidissement (BR). 25. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 24, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes à définir dans un cinquième circuit fermé (CF5) comprenant la branche chauffage (BC), la quatrième branche de conditionnement (B4) et la cinquième branche ae conditionnement (B5). 26. Ensemble de conditionnement selon l'une quelconques des revendications 18 à 25, dans lequel les moyens de répartition (R) sont aptes è définir un sixième circuit fermé (CF6) comprenant la branche principale (BP), la deuxième de conditionnement (B2) et la troisième branche de conditionnement (B3).
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