WO2017207038A1 - System for the thermal management of intake air for a supercharged combustion engine - Google Patents

System for the thermal management of intake air for a supercharged combustion engine Download PDF

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WO2017207038A1 PCT/EP2016/062307 EP2016062307W WO2017207038A1 WO 2017207038 A1 WO2017207038 A1 WO 2017207038A1 EP 2016062307 W EP2016062307 W EP 2016062307W WO 2017207038 A1 WO2017207038 A1 WO 2017207038A1
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thermal management
air conditioning
loop
fluid
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Dawid Szostek
Kamel Azzouz
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Valeo Systemes Thermiques
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Definitions

  • the present invention relates to a thermal intake air management system of a supercharged engine.
  • the present invention relates to a thermal management system (1) of intake air, comprising a heat management loop (A) intake air of a supercharged heat engine in which circulates a coolant, an air conditioning loop (B) operable in an air conditioning mode and in which circulates a refrigerant, said air conditioning loop (B) comprising a compressor (33), a first and a second heat exchanger (35, 39) and an expansion member (37), said intake air thermal management system (1) also comprising a bifluid exchanger (9) in which the cooling fluid and the fluid circulates; coolant, said thermal management loop (A) comprising a charge air cooler (5) and a radiator (7), the bifluid exchanger (9) being arranged upstream of the charge air cooler (5) of said thermal management loop (A) and the low pressure side of said air conditioning loop (B) in cooling mode, said thermal management loop (B) further comprising a bypass branch (11) of said heat exchanger bifluid heat (9) and a device for redirecting (13) the heat transfer
  • This positioning of the low pressure side thus makes it possible to cool the coolant circulating in the thermal management loop, when the air conditioning loop operates in air conditioning mode, by transfer of heat energy from the heat transfer fluid to the cooling fluid, which evaporates. at the bifluid heat exchanger.
  • the use of a two-fluid heat exchanger to thermally manage the heat transfer fluid and thus to indirectly manage the temperature of the intake air makes it possible to avoid using a dedicated heat exchanger within the intake circuit. of air which could increase the losses of loads and also undergo a corrosion and a fall of its performances. In addition the risks of condensation during cooling of the intake air are reduced.
  • the integration of a two-fluid heat exchanger between the thermal management loop and the air conditioning loop is also easier than the integration of a dedicated heat exchanger within the air intake circuit.
  • the bifluid heat exchanger is connected in series with the second heat exchanger, upstream or downstream of said second heat exchanger.
  • the two-fluid heat exchanger is connected in parallel with the second heat exchanger.
  • the air conditioning loop comprises a device for bifurcating the fluid to the second heat exchanger and / or to the two-fluid heat exchanger.
  • the air-conditioning loop is a reversible air-conditioning loop able to operate in a heat pump mode and in which the cooling fluid circulates, said air-conditioning loop comprising the compressor, a third heat exchanger, a second expansion member and the first heat exchanger, the bifluid heat exchanger then being disposed on the high pressure side of the reversible air conditioning loop during operation in heat pump mode, parallel to the third heat exchanger.
  • This positioning of the high pressure side when the air conditioning loop operates in heat pump mode thus allows to heat the heat transfer fluid circulating in the thermal management loop when the air conditioning loop operates in heat pump by heat transfer of heat from the refrigerant fluid, which condenses at the two-fluid heat exchanger, to the coolant.
  • the refrigerant circulating in the air conditioning loop circulates successively in the compressor, the third heat exchanger, the second expansion member and the first heat exchanger.
  • the air conditioning loop comprises:
  • a bifurcation device allowing the redirection of the refrigerant fluid from the expansion element located between the first and second heat exchangers to the two-fluid heat exchanger and / or the redirection of the refrigerant fluid from the compressor to the bifluid heat exchanger,
  • a bifurcation device for redirecting the refrigerant fluid from the two-fluid heat exchanger to the compressor and / or to the first heat exchanger.
  • the thermal management loop further comprises a thermal battery.
  • the thermal battery is disposed on the bypass branch of the two-fluid heat exchanger.
  • the thermal battery is arranged parallel to the bifluid heat exchanger.
  • the thermal battery comprises a phase change material.
  • the thermal management loop includes a bypass branch of the radiator.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an intake air thermal management system according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an intake air thermal management system according to a second embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a thermal management loop of an intake air thermal management system according to a particular embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a thermal management loop of an intake air thermal management system according to an alternative embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an intake air thermal management system according to a third embodiment
  • FIGS. 6 and 7 show representations of the thermal management system of FIG. 5 according to different modes of operation.
  • connection points and "junction points”. These elements are in both cases elements having the same function of node and can have the same structure. For the sake of clarity, their name differs in order to identify those present on the thermal management loop A as "connection points” and those present on the air conditioning loop B as "junction points”. This name can be inverted without departing from the scope of the present invention.
  • placed upstream means that one element is placed before another relative to the direction of flow of a fluid.
  • downstream means that one element is placed after another relative to the direction of fluid flow.
  • the intake air thermal management system 1 comprises an intake air thermal management loop A, in which a heat transfer fluid circulates, this thermal management loop A comprises in particular:
  • bypass branch 11 of said bifluid heat exchanger 9 said bypass branch 11 connecting a first connection point 101 placed upstream of the bifluid heat exchanger 9 and a second connection point 102 disposed downstream of the heat exchanger bifluid heat 9, a device for redirecting the fluid 13 to said connection branch 11 of the bifluid heat exchanger 9 or to the bifluid heat exchanger 9, arranged on the first connection point 101.
  • This redirection device 13 can for example, a three-way valve 13 disposed on the first connection point 101 as illustrated in FIGS. 1 to 5.
  • redirection device 13 such as for example a composite configuration two valves respectively arranged between the first connection point 101 and the two-fluid heat exchanger 9 and the bypass branch 11 of the said bifluid heat exchanger 9.
  • redirection and bifurcation devices given as examples will be three-way valves. In the same way, it will be possible to imagine for each device a configuration composed of two valves.
  • the bypass branch 11 of the bifluid heat exchanger 9 and the redirection device 13 make it possible to choose whether or not the heat transfer fluid of the thermal management loop A passes through the bifluid heat exchanger 9 and, if this latter influences or not on the temperature of said coolant through the coolant of the air conditioning loop B.
  • the air conditioning loop B comprises in particular
  • a first heat exchanger 35 generally disposed in an outside air flow, in particular at the front face of the motor vehicle,
  • a second heat exchanger 39 generally disposed in a flow of air to the passenger compartment of the motor vehicle, in particular in a heating, ventilation and air conditioning (HVAC) chamber, Ventilation and Air-Conditioning).
  • HVAC heating, ventilation and air conditioning
  • the air conditioning loop B is able to operate in an air conditioning mode, that is to say that the refrigerant circulates successively in the compressor 33, the first heat exchanger 35, the expansion member 37 and the second heat exchanger 39 .
  • the bifluid heat exchanger 9 is disposed on the low pressure side of said air conditioning loop B, when the latter operates in air conditioning mode.
  • low pressure is meant that the refrigerant flowing through the bifluid heat exchanger 9 has undergone expansion at an expansion member. This positioning of the low pressure side thus makes it possible to cool the heat transfer fluid circulating in the thermal management loop A, when the air conditioning loop B operates in air conditioning mode, by transfer of heat energy from the coolant to the coolant, which is evaporated at the bifluid heat exchanger 9.
  • a two-fluid heat exchanger 9 to thermally manage the coolant and therefore to indirectly manage the temperature of the intake air, avoids the use of a dedicated heat exchanger within the circuit. air intake which could increase the pressure losses and also undergo corrosion and a decrease in its performance. In addition the risks of condensation during cooling of the intake air are reduced.
  • the integration of a two-fluid heat exchanger 9 between the thermal management loop A and the air conditioning loop B is also easier than the integration of a dedicated heat exchanger within the air intake circuit.
  • the bifluid heat exchanger 9 is connected in series with the second heat exchanger 39.
  • the bifluid heat exchanger 9 can thus be disposed downstream of the second heat exchanger 39 between said second heat exchanger 39 and the compressor 33.
  • the bifluid heat exchanger 9 can also be arranged upstream of the second heat exchanger 39 between the latter and the first detent 37.
  • the bifluid heat exchanger 9 is connected in parallel with the second heat exchanger 39.
  • the refrigerant fluid inlet of the bifluid heat exchanger 9 is then connected to a first junction point 201 disposed upstream of the second heat exchanger 39 and the coolant outlet of the two-fluid heat exchanger 9 is connected to a second junction point 202 disposed downstream of the second heat exchanger 39.
  • the air conditioning loop B comprises a bifurcation device 43 of the fluid to the second heat exchanger 39 and / or to the two-fluid heat exchanger 9.
  • This bifurcation device 43 may for example be a three-way valve 43 disposed on the
  • the thermal management loop A for intake air may also include a thermal battery 15.
  • the thermal battery 15 may in particular comprise a phase-change material.
  • This thermal battery 15 may be connected in parallel with the bifluid heat exchanger 9 as illustrated in FIG. 3.
  • the thermal battery 15 is then placed between a third connection point 103 placed between the two-fluid heat exchanger 9 and the first connection point 101, and a fourth connection point 104, placed between said two-fluid heat exchanger 9 and the second connection point 102.
  • This placement of the thermal battery 15 allows the latter also to be bypassed by the bypass branch 11 of ⁇ two - fluid heat exchanger 9.
  • the thermal battery 15 may also be arranged directly on the bypass branch 11 of the two-fluid heat exchanger 9, as
  • thermal battery 15 within the thermal management loop A may allow, depending on the type of thermal battery 15 chosen, to store heat energy to heat the heat transfer fluid, for example during a start cold, or then allow to cool the heat transfer fluid by capturing the heat energy of the heat transfer fluid, without the need to start the air conditioning branch B, for example during a rapid acceleration phase.
  • the admission air thermal management circuit A may also comprise a bypass branch 17 of the radiator 7 as shown in FIG. 4. This bypass branch 17 of the radiator 7 connects a fifth connection point
  • connection point 106 disposed between the radiator 7 and the first connection point 101.
  • the thermal management loop A then comprises a second device for redirecting the fluid 19 to the radiator 7 or to the sixth connection point
  • the second redirection device 19 may for example be a three-way valve 19 disposed on the fifth connection point 105.
  • the air conditioning loop B may also be a reversible air conditioning loop as shown in Figure 5. Reversible air conditioning loop means that said air conditioning loop B can cool as well as warm the air flow to the passenger compartment.
  • the air-conditioning loop B can thus further include a condenser loop 45 between a third junction point 203 disposed downstream of the compressor 33 and a fourth junction point 204 disposed between the third junction point 203 and the first heat exchanger 35.
  • Said condenser loop 45 comprises in particular: A third heat exchanger 41, generally disposed in a flow of air to the passenger compartment of the motor vehicle, in particular in a heating, ventilation and air conditioning chamber,
  • a second expansion member 49 disposed downstream of said third heat exchanger 41.
  • the air conditioning loop B comprises a bifurcation device 52 of the fluid to the second heat exchanger 39 and / or to the third heat exchanger 41.
  • This bifurcation device 52 of the fluid to the second heat exchanger 39 and / or to the third heat exchanger 41 may for example be a three-way valve 52 disposed on the third junction point 203.
  • the air conditioning loop B in order to be a reversible air conditioning loop, also comprises a bypass branch 56 of both the first expansion member 37 and the second heat exchanger 39.
  • This bypass branch 56 connects a fifth point of junction 205, disposed between the first heat exchanger 35 and the first expansion member 37, and a sixth junction point 206 disposed between the second heat exchanger 39 and the compressor 33.
  • the air conditioning loop B also comprises a bifurcation device 53 of the fluid to the first expansion member 37 and / or to the compressor 33.
  • This bifurcation device 53 of the fluid to the first expansion member 37 and / or to the compressor 33 can for example be a three-way valve 53 disposed on the fifth junction point 205.
  • the reversible air-conditioning loop B is still able to operate according to its air-conditioning mode, ie where the refrigerant circulates successively in the compressor 33, the first heat exchanger 35, the expansion device 37 and the second heat exchanger 39, as shown in Figure 6.
  • the bifurcation device 52 redirects the fluid to the first heat exchanger 35 and the bifurcation device 53 redirects the refrigerant to the expansion member 37
  • the reversible air conditioning loop B is also able to operate in a heat pump mode, that is to say that the refrigerant circulates successively in the compressor 33, the third heat exchanger 41, the second expansion member 49 and the first Heat exchanger 35.
  • This operating mode is illustrated in FIG. 7.
  • the bifurcation device 52 redirects the fluid to the third heat exchanger 41 and the bifurcation device 53 redirects the refrigerant to the compressor 33.
  • the bifluid heat exchanger 9 is disposed on the high pressure side of said air conditioning loop B.
  • high pressure side is meant that the refrigerant has not yet undergone relaxation after its passage. in the compressor 33. This positioning of the high pressure side when the air conditioning loop operates in heat pump mode, thus allows to heat the coolant circulating in the thermal management loop A when the air conditioning loop B operates in heat pump by transfer of heat energy from the refrigerant, which condenses at the level of the two-fluid heat exchanger 9, to the coolant, as shown in FIG. 7.
  • the bifluid heat exchanger 9 is connected in parallel with both the second heat exchanger 39 and the third heat exchanger 41.
  • the refrigerant inlet of the two-fluid heat exchanger 9 is therefore connected at the first junction point 201 and a seventh junction point 207 disposed on the condenser loop 45 upstream of the third heat exchanger 41.
  • This connection is enabled by a bifurcation device 54 which allows the redirection of the refrigerant fluid from the expansion member 37 to the bifluid heat exchanger 9 and / or to redirect the refrigerant from the compressor 33 to the heat exchanger bifluid heat 9
  • the refrigerant output of the two-fluid heat exchanger 9 is connected to the second junction point 202 and to an eighth junction point 208 disposed on the condenser loop 45 downstream of the third heat exchanger 41.
  • This connection is permitted by a bifurcation device 55 for redirecting the refrigerant fluid from the bifluid heat exchanger 9 to the compressor 33 or to the first heat exchanger 35.
  • the thermal management loop A for intake air can thus operate according to several operating modes, dependent on the path of the heat transfer fluid, among which:
  • the redirection device 13 allows the bypass of the two-fluid heat exchanger 9 and of the thermal battery 15, if present. If the bypass branch 17 of the radiator 7 is present, the second redirection device 19 redirects the heat transfer fluid to the radiator 7.
  • a so-called restricted mode where the heat transfer fluid passes into the pump 3, the charge air cooler 5 and the thermal battery 15.
  • the redirection device 13 allows the bypass of the two-fluid heat exchanger 9 and redirects the heat transfer fluid to the thermal battery 15.
  • the bypass branch 17 of the radiator 7 being present, the second redirector device 19 redirects the heat transfer fluid to the bypass branch 17.
  • the redirection device 13 redirects the heat transfer fluid to the two-fluid heat exchanger 9 and the thermal battery 15.
  • the bypass branch 17 of the radiator 7 being present, the second redirector device 19 redirects the heat transfer fluid to the bypass branch 17.
  • the device 13 redirects the heat transfer fluid to the two-fluid heat exchanger 9 and the thermal battery 15. If the bypass branch 17 of the radiator 7 is present, the second redirector device 19 redirects the heat transfer fluid to the radiator 7.
  • the intermediate or complete operating modes are preferably used when it is inexpensive to operate the compressor 33, for example during deceleration or braking phases, or when the air conditioning loop B has a high coefficient of performance and where the cooling of the heat transfer fluid would not harm the comfort of the occupants of the motor vehicle, this is for example the case during motorway journeys or in the optimal speed ranges of use of the heat engine.
  • the bifluid heat exchanger 9 because it is placed on the low pressure side of the air conditioning loop B in cooling mode, allows cooling of the heat transfer fluid of the thermal management loop A and thus said air conditioning loop B in cooling mode can help cooling the charge air.
  • the restricted mode of operation can also be used to cool the intake air through the thermal battery 15 without the need to pass through the radiator 7 and the two-fluid heat exchanger 9. L heat energy stored in the thermal battery 15 during this cooling can then be evacuated during the standard operation of the thermal management loop A or through the air conditioning loop B in cooling mode.
  • the restricted mode of operation can be used to heat the intake air via the thermal battery 15.
  • This heating of the intake air can help the engine to reach its optimum temperature. running faster.
  • the heat energy released by the thermal battery 15 during this heating can then be recovered during the standard operation of the thermal management loop A or through the air conditioning loop B in heat pump mode.
  • the intermediate or complete operating mode is preferably used during cold start.
  • the bifluid heat exchanger 9 because it is placed on the high pressure side of the air conditioning loop B in heat pump mode, allows heating of the heat transfer fluid of the thermal management loop A and thus said air conditioning loop B in Heat pump mode can help heat the intake air and thus help the heat engine reach its optimum operating temperature faster.
  • the thermal management system particularly because of the use of a bifluid heat exchanger 9 and its positioning, allows improved management of the temperature of the intake air.

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Abstract

The present invention relates to a system (1) for the thermal management of intake air, comprising a thermal management loop (A) to the intake air of a supercharged combustion engine, through which loop a heat-transfer fluid circulates, an air conditioning loop (B) able to operate in an air conditioning mode and through which a coolant circulates, said air conditioning loop (B) comprising a compressor (33), a first and a second heat exchanger (35, 39) and an expansion member (37), said thermal management system (1) also comprising a dual fluid exchanger (9) through which the coolant and the heat-transfer fluid circulate, said thermal management loop (A) comprising a charge air cooler (5) and a radiator (7).

Description

Système de gestion thermique d'air d'admission d'un moteur thermique suralimenté.  Intake air thermal management system of a supercharged engine.
La présente invention concerne un système de gestion thermique d'air d'admission d'un moteur thermique suralimenté. The present invention relates to a thermal intake air management system of a supercharged engine.
Il est connu dans le domaine des véhicules à moteur thermique suralimenté de devoir équiper le circuit d'air d'admission d'un refroidisseur d'air de suralimentation disposé au sein d'une boucle de gestion thermique comportant une pompe et un radiateur pour évacuer l'énergie calorifique captée par le refroidisseur d'air de suralimentation. Néanmoins dans certaines conditions, notamment lorsque la température extérieure est élevée, le radiateur ne peut évacuer suffisamment d'énergie calorifique et l'air d'admission voit donc sa température augmenter. Pour remédier à ce problème il est également connu d'ajouter un échangeur de chaleur supplémentaire au sein du circuit d'admission d'air. Cet échangeur de chaleur supplémentaire est relié à une source froide, comme par exemple un circuit de climatisation. Cependant, un tel échangeur de chaleur supplémentaire au sein du circuit d'admission d'air entraîne une perte de charge de l'air d'admission qui peut nuire aux performances du moteur thermique. De plus, un échangeur de chaleur supplémentaire au sein du circuit d'admission d'air est difficile et coûteux à intégrer. Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un système de gestion thermique d'air d'admission amélioré. It is known in the field of supercharged combustion engine vehicles to have to equip the intake air circuit of a charge air cooler disposed within a thermal management loop comprising a pump and a radiator to evacuate the heat energy captured by the charge air cooler. Nevertheless, under certain conditions, especially when the outside temperature is high, the radiator can not evacuate enough heat energy and the intake air thus sees its temperature increase. To remedy this problem it is also known to add an additional heat exchanger within the air intake circuit. This additional heat exchanger is connected to a cold source, such as an air conditioning circuit. However, such an additional heat exchanger within the air intake circuit causes a pressure drop of the intake air which can adversely affect the performance of the engine. In addition, an additional heat exchanger within the air intake circuit is difficult and expensive to integrate. An object of the present invention is therefore to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and to provide an improved intake air thermal management system.
La présente invention concerne un système de gestion thermique (1) d'air d'admission, comportant une boucle de gestion thermique (A) d'air d'admission d'un moteur thermique suralimenté dans laquelle circule un fluide caloporteur, une boucle de climatisation (B) apte à fonctionner dans un mode de climatisation et dans laquelle circule un fluide réfrigérant, ladite boucle de climatisation (B) comprenant un compresseur (33), un premier et un deuxième échangeur de chaleur (35, 39) et un organe de détente (37), ledit système de gestion thermique (1) d'air d'admission comportant également un échangeur bifluide (9) dans lequel circule le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, ladite boucle de gestion thermique (A) comportant un refroidisseur d'air de suralimentation (5) et un radiateur (7), l'échangeur bifluide (9) étant disposé en amont du refroidisseur d'air de suralimentation (5) de ladite boucle de gestion thermique (A) et du côté basse pression de ladite boucle de climatisation (B) en mode de climatisation, ladite boucle de gestion thermique (B) comportant en outre une branche de contournement (11) dudit échangeur de chaleur bifluide (9) et un dispositif de redirection (13) du fluide caloporteur vers ladite branche de contournement (11) de l'échangeur de chaleur bifluide (9) ou vers l'échangeur de chaleur bifluide (9). The present invention relates to a thermal management system (1) of intake air, comprising a heat management loop (A) intake air of a supercharged heat engine in which circulates a coolant, an air conditioning loop (B) operable in an air conditioning mode and in which circulates a refrigerant, said air conditioning loop (B) comprising a compressor (33), a first and a second heat exchanger (35, 39) and an expansion member (37), said intake air thermal management system (1) also comprising a bifluid exchanger (9) in which the cooling fluid and the fluid circulates; coolant, said thermal management loop (A) comprising a charge air cooler (5) and a radiator (7), the bifluid exchanger (9) being arranged upstream of the charge air cooler (5) of said thermal management loop (A) and the low pressure side of said air conditioning loop (B) in cooling mode, said thermal management loop (B) further comprising a bypass branch (11) of said heat exchanger bifluid heat (9) and a device for redirecting (13) the heat transfer fluid to said bypass branch (11) of the bifluid heat exchanger (9) or to the two-fluid heat exchanger (9).
Ce positionnement du côté basse pression permet ainsi de refroidir le fluide caloporteur circulant dans la boucle de gestion thermique, lorsque la boucle de climatisation fonctionne en mode climatisation, par transfert d'énergie calorifique depuis le fluide caloporteur vers le fluide réfrigérant, qui s'évapore, au niveau de l'échangeur de chaleur bifluide. L'utilisation d'un échangeur de chaleur bifluide pour gérer thermiquement le fluide caloporteur et donc pour gérer indirectement la température de l'air d'admission, permet d'éviter d'utiliser un échangeur de chaleur dédié au sein du circuit d'admission d'air qui pourrait augmenter les pertes de charges et également subir une corrosion et une baisse de ses performances. De plus les risques de condensation lors du refroidissement de l'air d'admission sont diminués. L'intégration d'un échangeur de chaleur bifluide entre la boucle de gestion thermique et la boucle de climatisation est également plus aisée que l'intégration d'un échangeur de chaleur dédié au sein du circuit d'admission d'air. Selon un aspect de l'invention, au sein de la boucle de climatisation, l'échangeur de chaleur bifluide est connecté en série avec le deuxième échangeur de chaleur, en amont ou en aval dudit deuxième échangeur de chaleur. Selon un autre aspect de l'invention, au sein de la boucle de climatisation, l'échangeur de chaleur bifluide est connecté en parallèle avec le deuxième échangeur de chaleur. This positioning of the low pressure side thus makes it possible to cool the coolant circulating in the thermal management loop, when the air conditioning loop operates in air conditioning mode, by transfer of heat energy from the heat transfer fluid to the cooling fluid, which evaporates. at the bifluid heat exchanger. The use of a two-fluid heat exchanger to thermally manage the heat transfer fluid and thus to indirectly manage the temperature of the intake air, makes it possible to avoid using a dedicated heat exchanger within the intake circuit. of air which could increase the losses of loads and also undergo a corrosion and a fall of its performances. In addition the risks of condensation during cooling of the intake air are reduced. The integration of a two-fluid heat exchanger between the thermal management loop and the air conditioning loop is also easier than the integration of a dedicated heat exchanger within the air intake circuit. According to one aspect of the invention, within the air conditioning loop, the bifluid heat exchanger is connected in series with the second heat exchanger, upstream or downstream of said second heat exchanger. According to another aspect of the invention, within the air conditioning loop, the two-fluid heat exchanger is connected in parallel with the second heat exchanger.
Selon un autre aspect de l'invention, la boucle de climatisation comporte un dispositif de bifurcation du fluide vers le deuxième échangeur de chaleur et/ou vers l'échangeur de chaleur bifluide. According to another aspect of the invention, the air conditioning loop comprises a device for bifurcating the fluid to the second heat exchanger and / or to the two-fluid heat exchanger.
Selon un autre aspect de l'invention, la boucle de climatisation est une boucle de climatisation réversible apte à fonctionner dans un mode pompe à chaleur et dans laquelle circule le fluide réfrigérant, ladite boucle de climatisation comprenant le compresseur, un troisième échangeur de chaleur, un deuxième organe de détente et le premier échangeur de chaleur, l'échangeur de chaleur bifluide étant alors disposé du côté haute pression de la boucle de climatisation réversible en fonctionnement en mode pompe à chaleur, parallèlement au troisième échangeur de chaleur. According to another aspect of the invention, the air-conditioning loop is a reversible air-conditioning loop able to operate in a heat pump mode and in which the cooling fluid circulates, said air-conditioning loop comprising the compressor, a third heat exchanger, a second expansion member and the first heat exchanger, the bifluid heat exchanger then being disposed on the high pressure side of the reversible air conditioning loop during operation in heat pump mode, parallel to the third heat exchanger.
Ce positionnement du côté haute pression lorsque la boucle de climatisation fonctionne en mode pompe à chaleur, permet ainsi de réchauffer le fluide caloporteur circulant dans la boucle de gestion thermique lorsque la boucle de climatisation fonctionne en pompe à chaleur par transfert d'énergie calorifique depuis le fluide réfrigérant, qui se condense au niveau de l'échangeur de chaleur bifluide, vers le fluide caloporteur.  This positioning of the high pressure side when the air conditioning loop operates in heat pump mode, thus allows to heat the heat transfer fluid circulating in the thermal management loop when the air conditioning loop operates in heat pump by heat transfer of heat from the refrigerant fluid, which condenses at the two-fluid heat exchanger, to the coolant.
Selon un autre aspect de l'invention, le fluide réfrigérant circulant dans la boucle de climatisation circule successivement dans le compresseur, le troisième échangeur de chaleur, le deuxième organe de détente et le premier échangeur de chaleur. Selon un autre aspect de l'invention, la boucle de climatisation comporte : According to another aspect of the invention, the refrigerant circulating in the air conditioning loop circulates successively in the compressor, the third heat exchanger, the second expansion member and the first heat exchanger. According to another aspect of the invention, the air conditioning loop comprises:
• un dispositif de bifurcation permettant la redirection du fluide réfrigérant en provenance de l'organe de détente situé entre le premier et le deuxième échangeur de chaleur vers l'échangeur de chaleur bifluide et/ou la redirection du fluide réfrigérant en provenance du compresseur vers l'échangeur de chaleur bifluide,  A bifurcation device allowing the redirection of the refrigerant fluid from the expansion element located between the first and second heat exchangers to the two-fluid heat exchanger and / or the redirection of the refrigerant fluid from the compressor to the bifluid heat exchanger,
• un dispositif de bifurcation permettant la redirection du fluide réfrigérant en provenance de l'échangeur de chaleur bifluide vers le compresseur et/ou bien vers le premier échangeur de chaleur.  • a bifurcation device for redirecting the refrigerant fluid from the two-fluid heat exchanger to the compressor and / or to the first heat exchanger.
Selon un autre aspect de l'invention, la boucle de gestion thermique comporte en outre une batterie thermique. According to another aspect of the invention, the thermal management loop further comprises a thermal battery.
Selon un autre aspect de l'invention, la batterie thermique est disposée sur la branche de contournement de l'échangeur de chaleur bifluide. According to another aspect of the invention, the thermal battery is disposed on the bypass branch of the two-fluid heat exchanger.
Selon un autre aspect de l'invention, la batterie thermique est disposée parallèlement à l'échangeur de chaleur bifluide. According to another aspect of the invention, the thermal battery is arranged parallel to the bifluid heat exchanger.
Selon un autre aspect de l'invention, la batterie thermique comporte un matériau à changement de phase. Selon un autre aspect de l'invention, la boucle de gestion thermique comporte une branche de contournement du radiateur. According to another aspect of the invention, the thermal battery comprises a phase change material. According to another aspect of the invention, the thermal management loop includes a bypass branch of the radiator.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : • la figure 1 montre une représentation schématique d'un système de gestion thermique d'air d'admission selon un premier mode de réalisation, Other features and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings among which: FIG. 1 shows a schematic representation of an intake air thermal management system according to a first embodiment,
• la figure 2 montre une représentation schématique d'un système de gestion thermique d'air d'admission selon un deuxième mode de réalisation,  FIG. 2 shows a schematic representation of an intake air thermal management system according to a second embodiment,
• la figure 3 montre une représentation schématique d'une boucle de gestion thermique d'un système de gestion thermique d'air d'admission selon un mode de réalisation particulier,  FIG. 3 shows a schematic representation of a thermal management loop of an intake air thermal management system according to a particular embodiment,
• la figure 4 montre une représentation schématique d'une boucle de gestion thermique d'un système de gestion thermique d'air d'admission selon un mode de réalisation alternatif,  FIG. 4 shows a schematic representation of a thermal management loop of an intake air thermal management system according to an alternative embodiment,
• la figure 5 montre une représentation schématique d'un système de gestion thermique d'air d'admission selon un troisième mode de réalisation,  FIG. 5 shows a schematic representation of an intake air thermal management system according to a third embodiment,
• les figures 6 et 7 montrent des représentations du système de gestion thermique de la figure 5 selon différents modes de fonctionnement.  FIGS. 6 and 7 show representations of the thermal management system of FIG. 5 according to different modes of operation.
Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. In the different figures, the identical elements bear the same reference numbers.
Dans la présente description on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou second élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et second critère etc. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tels critères. Dans la présente description nous allons parler de « points de raccordement » et de « points de jonction ». Ces éléments sont dans les deux cas des éléments ayant une même fonction de nœud et peuvent avoir la même structure. Par soucis de clarté, leur dénomination diffère afin d'identifier ceux présents sur la boucle de gestion thermique A comme « points de raccordement » et ceux présents sur la boucle de climatisation B comme « points de jonction ». Cette dénomination peut être intervertie sans sortir du cadre de la présente invention. In the present description it is possible to index certain elements or parameters, such as for example first element or second element as well as first parameter and second parameter or else first criterion and second criterion, etc. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria close but not identical. This indexing does not imply a priority of one element, parameter or criterion with respect to another, and it is easy to interchange such denominations without departing from the scope of the present description. This indexing does not imply either an order in time for example to appreciate such or such criteria. In this description we will talk about "connection points" and "junction points". These elements are in both cases elements having the same function of node and can have the same structure. For the sake of clarity, their name differs in order to identify those present on the thermal management loop A as "connection points" and those present on the air conditioning loop B as "junction points". This name can be inverted without departing from the scope of the present invention.
Dans la présente description nous allons également parler de « dispositifs de redirection » et de « dispositifs de bifurcation ». Ces éléments sont dans les deux cas des éléments ayant une même fonction d'orientation du fluide et peuvent avoir la même structure. Par soucis de clarté, leur dénomination diffère afin d'identifier ceux présents sur la boucle de gestion thermique A comme « dispositifs de redirection » et ceux présents sur la boucle de climatisation B comme « dispositifs de bifurcation ». Cette dénomination peut être intervertie sans sortir du cadre de la présente invention. In the present description we will also speak of "redirection devices" and "bifurcation devices". These elements are in both cases elements having the same function of orientation of the fluid and can have the same structure. For the sake of clarity, their denomination differs in order to identify those present on the thermal management loop A as "redirection devices" and those present on the air conditioning loop B as "bifurcation devices". This name can be inverted without departing from the scope of the present invention.
Dans la présente description, on entend par « placé en amont » qu'un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d'un fluide. A contrario, on entend par « placé en aval » qu'un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide. In the present description, the term "placed upstream" means that one element is placed before another relative to the direction of flow of a fluid. Conversely, "downstream" means that one element is placed after another relative to the direction of fluid flow.
Comme le montre la figure 1, le système de gestion thermique 1 d'air d'admission comporte une boucle de gestion thermique d'air d'admission A, dans laquelle circule un fluide caloporteur, cette boucle de gestion thermique A comporte notamment : As shown in FIG. 1, the intake air thermal management system 1 comprises an intake air thermal management loop A, in which a heat transfer fluid circulates, this thermal management loop A comprises in particular:
• une pompe 3,  • a pump 3,
• un refroidisseur d'air de suralimentation 5,  A charge air cooler 5,
• un radiateur 7, un échangeur de chaleur bifluide 9, disposé en amont du refroidisseur d'air de suralimentation 5, et dans lequel circule également un fluide réfrigérant issu d'une boucle de climatisation B, • a radiator 7, a bifluid heat exchanger 9, arranged upstream of the charge air cooler 5, and in which also circulates a refrigerant fluid from an air conditioning loop B,
une branche de contournement 11 dudit échangeur de chaleur bifluide 9, ladite branche de contournement 11 reliant un premier point de raccordement 101 placé en amont de l'échangeur de chaleur bifluide 9 et un deuxième point de raccordement 102 disposé en aval de l'échangeur de chaleur bifluide 9, un dispositif de redirection 13 du fluide vers ladite branche de raccordement 11 de l'échangeur de chaleur bifluide 9 ou vers l'échangeur de chaleur bifluide 9, disposé sur le premier point de raccordement 101. Ce dispositif de redirection 13 peut être par exemple une vanne trois-voies 13 disposée sur le premier point de raccordement 101 comme illustré aux figures 1 à 5. Il est cependant tout à fait possible d'imaginer d'autres configurations du dispositif de redirection 13 comme par exemple une configuration composée de deux vannes disposées respectivement entre le premier point de raccordement 101 et l 'échangeur de chaleur bifluide 9 et sur la branche de contournement 11 dudit échangeur de chaleur bifluide 9.  a bypass branch 11 of said bifluid heat exchanger 9, said bypass branch 11 connecting a first connection point 101 placed upstream of the bifluid heat exchanger 9 and a second connection point 102 disposed downstream of the heat exchanger bifluid heat 9, a device for redirecting the fluid 13 to said connection branch 11 of the bifluid heat exchanger 9 or to the bifluid heat exchanger 9, arranged on the first connection point 101. This redirection device 13 can for example, a three-way valve 13 disposed on the first connection point 101 as illustrated in FIGS. 1 to 5. However, it is quite possible to imagine other configurations of the redirection device 13 such as for example a composite configuration two valves respectively arranged between the first connection point 101 and the two-fluid heat exchanger 9 and the bypass branch 11 of the said bifluid heat exchanger 9.
Dans la suite de la description, les dispositifs de redirection et de bifurcation donnés en exemple seront des vannes trois voies. De la même façon, il sera possible d'imaginer pour chaque dispositif une configuration composée de deux vannes. In the remainder of the description, the redirection and bifurcation devices given as examples will be three-way valves. In the same way, it will be possible to imagine for each device a configuration composed of two valves.
La branche de contournement 11 de l'échangeur de chaleur bifluide 9 et le dispositif de redirection 13 permettent de choisir si le fluide caloporteur de la boucle de gestion thermique A traverse ou non l'échangeur de chaleur bifluide 9 et donc si ce dernier influe ou pas sur la température dudit fluide caloporteur par l'intermédiaire du fluide réfrigérant de la boucle de climatisation B. The bypass branch 11 of the bifluid heat exchanger 9 and the redirection device 13 make it possible to choose whether or not the heat transfer fluid of the thermal management loop A passes through the bifluid heat exchanger 9 and, if this latter influences or not on the temperature of said coolant through the coolant of the air conditioning loop B.
La boucle de climatisation B comporte notamment The air conditioning loop B comprises in particular
un compresseur 33, • un premier échangeur de chaleur 35, généralement disposé dans un flux d'air extérieur, notamment en face avant du véhicule automobile, a compressor 33, A first heat exchanger 35, generally disposed in an outside air flow, in particular at the front face of the motor vehicle,
• un organe de détente 37,  • an expansion device 37,
• un deuxième échangeur de chaleur 39, généralement disposé dans un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule automobile, notamment au sein d'une chambre de chauffage, ventilation et climatisation (ou HVAC, acronyme de l'anglais Heating, Ventilation and Air-Conditioning).  A second heat exchanger 39, generally disposed in a flow of air to the passenger compartment of the motor vehicle, in particular in a heating, ventilation and air conditioning (HVAC) chamber, Ventilation and Air-Conditioning).
La boucle de climatisation B est apte à fonctionner selon un mode climatisation, c'est à dire que le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 33, le premier échangeur de chaleur 35, l'organe de détente 37 et le deuxième échangeur de chaleur 39. The air conditioning loop B is able to operate in an air conditioning mode, that is to say that the refrigerant circulates successively in the compressor 33, the first heat exchanger 35, the expansion member 37 and the second heat exchanger 39 .
L'échangeur de chaleur bifluide 9 est disposé du côté basse pression de ladite boucle de climatisation B, lorsque cette dernière fonctionne en mode climatisation. Par « basse pression » on entend que le fluide réfrigérant traversant l'échangeur de chaleur bifluide 9 a subi une détente au niveau d'un organe de détente. Ce positionnement du côté basse pression permet ainsi de refroidir le fluide caloporteur circulant dans la boucle de gestion thermique A, lorsque la boucle de climatisation B fonctionne en mode climatisation, par transfert d'énergie calorifique depuis le fluide caloporteur vers le fluide réfrigérant, qui s'évapore, au niveau de l'échangeur de chaleur bifluide 9.  The bifluid heat exchanger 9 is disposed on the low pressure side of said air conditioning loop B, when the latter operates in air conditioning mode. By "low pressure" is meant that the refrigerant flowing through the bifluid heat exchanger 9 has undergone expansion at an expansion member. This positioning of the low pressure side thus makes it possible to cool the heat transfer fluid circulating in the thermal management loop A, when the air conditioning loop B operates in air conditioning mode, by transfer of heat energy from the coolant to the coolant, which is evaporated at the bifluid heat exchanger 9.
L'utilisation d'un échangeur de chaleur bifluide 9 pour gérer thermiquement le fluide caloporteur et donc pour gérer indirectement la température de l'air d'admission, permet d'éviter d'utiliser un échangeur de chaleur dédié au sein du circuit d'admission d'air qui pourrait augmenter les pertes de charges et également subir une corrosion et une baisse de ses performances. De plus les risques de condensation lors du refroidissement de l'air d'admission sont diminués. L'intégration d'un échangeur de chaleur bifluide 9 entre la boucle de gestion thermique A et la boucle de climatisation B est également plus aisée que l'intégration d'un échangeur de chaleur dédié au sein du circuit d'admission d'air. Selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 1, l'échangeur de chaleur bifluide 9 est connecté en série avec le deuxième échangeur de chaleur 39. The use of a two-fluid heat exchanger 9 to thermally manage the coolant and therefore to indirectly manage the temperature of the intake air, avoids the use of a dedicated heat exchanger within the circuit. air intake which could increase the pressure losses and also undergo corrosion and a decrease in its performance. In addition the risks of condensation during cooling of the intake air are reduced. The integration of a two-fluid heat exchanger 9 between the thermal management loop A and the air conditioning loop B is also easier than the integration of a dedicated heat exchanger within the air intake circuit. According to a first embodiment illustrated in FIG. 1, the bifluid heat exchanger 9 is connected in series with the second heat exchanger 39.
L'échangeur de chaleur bifluide 9 peut ainsi être disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur 39 entre ledit deuxième échangeur de chaleur 39 et le compresseur 33. L'échangeur de chaleur bifluide 9 peut également être disposé en amont du deuxième échangeur de chaleur 39, entre ce dernier et le premier organe de détente 37.  The bifluid heat exchanger 9 can thus be disposed downstream of the second heat exchanger 39 between said second heat exchanger 39 and the compressor 33. The bifluid heat exchanger 9 can also be arranged upstream of the second heat exchanger 39 between the latter and the first detent 37.
Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 2, l'échangeur de chaleur bifluide 9 est connecté en parallèle du deuxième échangeur de chaleur 39. L'entrée de fluide réfrigérant de l'échangeur de chaleur bifluide 9 est alors reliée à un premier point de jonction 201 disposé en amont du deuxième échangeur de chaleur 39 et la sortie de fluide réfrigérant de l'échangeur de chaleur bifluide 9 est reliée à un deuxième point de jonction 202 disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur 39. According to a second embodiment illustrated in FIG. 2, the bifluid heat exchanger 9 is connected in parallel with the second heat exchanger 39. The refrigerant fluid inlet of the bifluid heat exchanger 9 is then connected to a first junction point 201 disposed upstream of the second heat exchanger 39 and the coolant outlet of the two-fluid heat exchanger 9 is connected to a second junction point 202 disposed downstream of the second heat exchanger 39.
La boucle de climatisation B comporte un dispositif de bifurcation 43 du fluide vers le deuxième échangeur de chaleur 39 et/ou vers l'échangeur de chaleur bifluide 9. Ce dispositif de bifurcation 43 peut être par exemple une vanne trois-voies 43 disposée sur le premier point de jonction 201.. Comme le montrent les figures 3 et 4, la boucle de gestion thermique A d'air d'admission peut également comporter une batterie thermique 15. La batterie thermique 15 peut notamment comporter un matériau à changement de phase. Cette batterie thermique 15 peut être connectée en parallèle de l'échangeur de chaleur bifluide 9 comme illustré à la figure 3. La batterie thermique 15 est alors disposée entre un troisième point de raccordement 103, placé entre l'échangeur de chaleur bifluide 9 et le premier point de raccordement 101, et un quatrième point de raccordement 104, placé entre ledit échangeur de chaleur bifluide 9 et le deuxième point de raccordement 102. Ce placement de la batterie thermique 15 permet que cette dernière soit également contournée par la branche de contournement 11 de Γ échangeur de chaleur bifluide 9. La batterie thermique 15 peut également être disposée directement sur la branche de contournement 11 de Γ échangeur de chaleur bifluide 9, comme illustré sur la figure 4. The air conditioning loop B comprises a bifurcation device 43 of the fluid to the second heat exchanger 39 and / or to the two-fluid heat exchanger 9. This bifurcation device 43 may for example be a three-way valve 43 disposed on the As shown in FIGS. 3 and 4, the thermal management loop A for intake air may also include a thermal battery 15. The thermal battery 15 may in particular comprise a phase-change material. This thermal battery 15 may be connected in parallel with the bifluid heat exchanger 9 as illustrated in FIG. 3. The thermal battery 15 is then placed between a third connection point 103 placed between the two-fluid heat exchanger 9 and the first connection point 101, and a fourth connection point 104, placed between said two-fluid heat exchanger 9 and the second connection point 102. This placement of the thermal battery 15 allows the latter also to be bypassed by the bypass branch 11 of Γ two - fluid heat exchanger 9. The thermal battery 15 may also be arranged directly on the bypass branch 11 of the two-fluid heat exchanger 9, as illustrated in FIG.
La présence d'une batterie thermique 15 au sein de la boucle de gestion thermique A peut permettre, selon le type de batterie thermique 15 choisi, de stocker de l'énergie calorifique afin de réchauffer le fluide caloporteur, par exemple lors d'un démarrage à froid, ou alors permettre de refroidir le fluide caloporteur en captant de l'énergie calorifique du fluide caloporteur, sans qu'il soit nécessaire de mettre en route la branche de climatisation B, par exemple lors d'une phase rapide d'accélération.  The presence of a thermal battery 15 within the thermal management loop A may allow, depending on the type of thermal battery 15 chosen, to store heat energy to heat the heat transfer fluid, for example during a start cold, or then allow to cool the heat transfer fluid by capturing the heat energy of the heat transfer fluid, without the need to start the air conditioning branch B, for example during a rapid acceleration phase.
La boucle de gestion thermique A d'air d'admission peut également comporter une branche de contournement 17 du radiateur 7 comme le montre la figure 4. Cette branche de contournement 17 du radiateur 7 relie un cinquième point de raccordementThe admission air thermal management circuit A may also comprise a bypass branch 17 of the radiator 7 as shown in FIG. 4. This bypass branch 17 of the radiator 7 connects a fifth connection point
105, disposé entre le refroidisseur d'air de suralimentation 5 et le radiateur 7, et un sixième point de raccordement 106, disposé entre le radiateur 7 et le premier point de raccordement 101. 105, arranged between the charge air cooler 5 and the radiator 7, and a sixth connection point 106, disposed between the radiator 7 and the first connection point 101.
La boucle de gestion thermique A comporte alors un deuxième dispositif de redirection 19 du fluide vers le radiateur 7 ou vers le sixième point de raccordement The thermal management loop A then comprises a second device for redirecting the fluid 19 to the radiator 7 or to the sixth connection point
106. A l'instar du dispositif de redirection 13, le deuxième dispositif de redirection 19 peut être par exemple une vanne trois-voies 19 disposée sur le cinquième point de raccordement 105. La boucle de climatisation B peut également être une boucle de climatisation réversible, comme illustré à la figure 5. Par boucle de climatisation réversible on entend que ladite boucle de climatisation B peut aussi bien refroidir que réchauffer le flux d'air à destination de l'habitacle. La boucle de climatisation B peut ainsi comporter en outre une boucle condenseur 45 entre un troisième point de jonction 203 disposé en aval du compresseur 33 et un quatrième point de jonction 204 disposé entre le troisième point de jonction 203 et le premier échangeur de chaleur 35. 106. Like the redirection device 13, the second redirection device 19 may for example be a three-way valve 19 disposed on the fifth connection point 105. The air conditioning loop B may also be a reversible air conditioning loop as shown in Figure 5. Reversible air conditioning loop means that said air conditioning loop B can cool as well as warm the air flow to the passenger compartment. The air-conditioning loop B can thus further include a condenser loop 45 between a third junction point 203 disposed downstream of the compressor 33 and a fourth junction point 204 disposed between the third junction point 203 and the first heat exchanger 35.
Ladite boucle condenseur 45 comporte notamment : • un troisième échangeur de chaleur 41, généralement disposé dans un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule automobile, notamment au sein d'une chambre de chauffage, ventilation et climatisation, Said condenser loop 45 comprises in particular: A third heat exchanger 41, generally disposed in a flow of air to the passenger compartment of the motor vehicle, in particular in a heating, ventilation and air conditioning chamber,
• un deuxième organe de détente 49 disposé en aval dudit troisième échangeur de chaleur 41.  A second expansion member 49 disposed downstream of said third heat exchanger 41.
La boucle de climatisation B comporte un dispositif de bifurcation 52 du fluide vers le deuxième échangeur de chaleur 39 et/ou vers le troisième échangeur de chaleur 41. Ce dispositif de bifurcation 52 du fluide vers le deuxième échangeur de chaleur 39 et/ou vers le troisième échangeur de chaleur 41 peut être par exemple une vanne trois- voies 52 disposée sur le troisième point de jonction 203.  The air conditioning loop B comprises a bifurcation device 52 of the fluid to the second heat exchanger 39 and / or to the third heat exchanger 41. This bifurcation device 52 of the fluid to the second heat exchanger 39 and / or to the third heat exchanger 41 may for example be a three-way valve 52 disposed on the third junction point 203.
La boucle de climatisation B, afin d'être une boucle de climatisation réversible, comporte également une branche de contournement 56 à la fois du premier organe de détente 37 et du deuxième échangeur de chaleur 39. Cette branche de contournement 56 relie un cinquième point de jonction 205, disposé entre le premier échangeur de chaleur 35 et le premier organe de détente 37, et un sixième point de jonction 206 disposé entre le deuxième échangeur de chaleur 39 et le compresseur 33.  The air conditioning loop B, in order to be a reversible air conditioning loop, also comprises a bypass branch 56 of both the first expansion member 37 and the second heat exchanger 39. This bypass branch 56 connects a fifth point of junction 205, disposed between the first heat exchanger 35 and the first expansion member 37, and a sixth junction point 206 disposed between the second heat exchanger 39 and the compressor 33.
La boucle de climatisation B comporte également un dispositif de bifurcation 53 du fluide vers le premier organe de détente 37 et/ou vers le compresseur 33. Ce dispositif de bifurcation 53 du fluide vers le premier organe de détente 37 et/ou vers le compresseur 33 peut être par exemple une vanne trois-voies 53 disposée sur le cinquième point de jonction 205.  The air conditioning loop B also comprises a bifurcation device 53 of the fluid to the first expansion member 37 and / or to the compressor 33. This bifurcation device 53 of the fluid to the first expansion member 37 and / or to the compressor 33 can for example be a three-way valve 53 disposed on the fifth junction point 205.
Dans cette configuration, la boucle de climatisation B réversible est toujours apte à fonctionner selon son mode climatisation, c'est à dire où le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 33, le premier échangeur de chaleur 35, l'organe de détente 37 et le deuxième échangeur de chaleur 39, comme illustré à la figure 6. Pour cela, le dispositif de bifurcation 52 redirige le fluide vers le premier échangeur de chaleur 35 et le dispositif de bifurcation 53 redirige le fluide réfrigérant vers l'organe de détente 37 La boucle de climatisation B réversible est également apte à fonctionner selon un mode pompe à chaleur, c'est à dire que le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 33, le troisième échangeur de chaleur 41, le deuxième organe de détente 49 et le premier échangeur de chaleur 35. Ce mode de fonctionnement est illustré à la figure 7. Pour cela, le dispositif de bifurcation 52 redirige le fluide vers le troisième échangeur de chaleur 41 et le dispositif de bifurcation 53 redirige le fluide réfrigérant vers le compresseur 33. In this configuration, the reversible air-conditioning loop B is still able to operate according to its air-conditioning mode, ie where the refrigerant circulates successively in the compressor 33, the first heat exchanger 35, the expansion device 37 and the second heat exchanger 39, as shown in Figure 6. For this, the bifurcation device 52 redirects the fluid to the first heat exchanger 35 and the bifurcation device 53 redirects the refrigerant to the expansion member 37 The reversible air conditioning loop B is also able to operate in a heat pump mode, that is to say that the refrigerant circulates successively in the compressor 33, the third heat exchanger 41, the second expansion member 49 and the first Heat exchanger 35. This operating mode is illustrated in FIG. 7. For this, the bifurcation device 52 redirects the fluid to the third heat exchanger 41 and the bifurcation device 53 redirects the refrigerant to the compressor 33.
Dans ce mode pompe à chaleur, l'échangeur de chaleur bifluide 9 est disposé du côté haute pression de ladite boucle de climatisation B. Par « côté haute pression » on entend que le fluide réfrigérant n'a pas encore subit de détente après son passage dans le compresseur 33. Ce positionnement du côté haute pression lorsque la boucle de climatisation fonctionne en mode pompe à chaleur, permet ainsi de réchauffer le fluide caloporteur circulant dans la boucle de gestion thermique A lorsque la boucle de climatisation B fonctionne en pompe à chaleur par transfert d'énergie calorifique depuis le fluide réfrigérant, qui se condense au niveau de l'échangeur de chaleur bifluide 9, vers le fluide caloporteur, comme illustré sur la figure 7. In this heat pump mode, the bifluid heat exchanger 9 is disposed on the high pressure side of said air conditioning loop B. By "high pressure side" is meant that the refrigerant has not yet undergone relaxation after its passage. in the compressor 33. This positioning of the high pressure side when the air conditioning loop operates in heat pump mode, thus allows to heat the coolant circulating in the thermal management loop A when the air conditioning loop B operates in heat pump by transfer of heat energy from the refrigerant, which condenses at the level of the two-fluid heat exchanger 9, to the coolant, as shown in FIG. 7.
Afin d'assurer ces deux fonctions de refroidissement du fluide caloporteur lorsque la boucle de climatisation B est en mode climatisation (illustré à la figure 6) et de chauffage du fluide caloporteur lorsque la boucle de climatisation A est en mode pompe à chaleur (illustré à la figure 7), l'échangeur de chaleur bifluide 9 est connecté en parallèle à la fois du deuxième échangeur de chaleur 39 et du troisième échangeur de chaleur 41. L'entrée de fluide réfrigérant de l'échangeur de chaleur bifluide 9 est donc connectée au premier point de jonction 201 et à un septième point de jonction 207 disposé sur la boucle condenseur 45 en amont du troisième échangeur de chaleur 41. Cette connexion est permise par un dispositif de bifurcation 54 qui permet la redirection du fluide réfrigérant en provenance de l'organe de détente 37 vers l'échangeur de chaleur bifluide 9 et/ou permet de rediriger le fluide réfrigérant en provenance du compresseur 33 vers l'échangeur de chaleur bifluide 9 La sortie de fluide réfrigérant de l'échangeur de chaleur bifluide 9 est quant à elle connectée au deuxième point de jonction 202 et à un huitième point de jonction 208 disposé sur la boucle condenseur 45 en aval du troisième échangeur de chaleur 41. Cette connexion est permise par un dispositif de bifurcation 55 permettant la redirection du fluide réfrigérant en provenance de l'échangeur de chaleur bifluide 9 vers le compresseur 33 ou bien vers le premier échangeur de chaleur 35. In order to ensure these two coolant cooling functions when the air conditioning loop B is in cooling mode (illustrated in FIG. 6) and heating the coolant when the air conditioning loop A is in heat pump mode (illustrated in FIG. FIG. 7), the bifluid heat exchanger 9 is connected in parallel with both the second heat exchanger 39 and the third heat exchanger 41. The refrigerant inlet of the two-fluid heat exchanger 9 is therefore connected at the first junction point 201 and a seventh junction point 207 disposed on the condenser loop 45 upstream of the third heat exchanger 41. This connection is enabled by a bifurcation device 54 which allows the redirection of the refrigerant fluid from the expansion member 37 to the bifluid heat exchanger 9 and / or to redirect the refrigerant from the compressor 33 to the heat exchanger bifluid heat 9 The refrigerant output of the two-fluid heat exchanger 9 is connected to the second junction point 202 and to an eighth junction point 208 disposed on the condenser loop 45 downstream of the third heat exchanger 41. This connection is permitted by a bifurcation device 55 for redirecting the refrigerant fluid from the bifluid heat exchanger 9 to the compressor 33 or to the first heat exchanger 35.
La boucle de gestion thermique A d'air d'admission peut ainsi fonctionner selon plusieurs modes de fonctionnements, dépendants du trajet du fluide caloporteur, parmi lesquels : The thermal management loop A for intake air can thus operate according to several operating modes, dependent on the path of the heat transfer fluid, among which:
• un mode dit standard où le fluide caloporteur passe dans la pompe 3, le refroidisseur d'air de suralimentation 5 et le radiateur 7. Dans ce mode dit standard, ledispositif de redirection 13 permet le contournement de l'échangeur de chaleur bifluide 9 et de la batterie thermique 15, si elle est présente. Si la branche de contournement 17 du radiateur 7 est présente, le deuxième dispositif de redirection 19 redirige le fluide caloporteur vers le radiateur 7.  A so-called standard mode where the heat transfer fluid passes into the pump 3, the charge air cooler 5 and the radiator 7. In this so-called standard mode, the redirection device 13 allows the bypass of the two-fluid heat exchanger 9 and of the thermal battery 15, if present. If the bypass branch 17 of the radiator 7 is present, the second redirection device 19 redirects the heat transfer fluid to the radiator 7.
• un mode dit restreint où le fluide caloporteur passe dans la pompe 3, le refroidisseur d'air de suralimentation 5 et la batterie thermique 15. Dans ce mode dit restreint, le dispositif de redirection 13 permet le contournement de l'échangeur de chaleur bifluide 9 et redirige le fluide caloporteur vers la batterie thermique 15. La branche de contournement 17 du radiateur 7 étant présente, le deuxième dispositif de redirection 19 redirige le fluide caloporteur vers la branche de contournement 17.  A so-called restricted mode where the heat transfer fluid passes into the pump 3, the charge air cooler 5 and the thermal battery 15. In this mode said restricted, the redirection device 13 allows the bypass of the two-fluid heat exchanger 9 and redirects the heat transfer fluid to the thermal battery 15. The bypass branch 17 of the radiator 7 being present, the second redirector device 19 redirects the heat transfer fluid to the bypass branch 17.
• un mode dit intermédiaire où le fluide caloporteur passe dans la pompe 3, le refroidisseur d'air de suralimentation 5, l'échangeur de chaleur bifluide 9 et la batterie thermique 15. Dans ce mode dit intermédiaire, le dispositif de redirection 13 redirige le fluide caloporteur vers l'échangeur de chaleur bifluide 9 et la batterie thermique 15. La branche de contournement 17 du radiateur 7 étant présente, le deuxième dispositif de redirection 19 redirige le fluide caloporteur vers la branche de contournement 17. • un mode dit complet où le fluide caloporteur passe dans la pompe 3, le refroidis seur d'air de suralimentation 5, le radiateur 7 et l'échangeur de chaleur bifluide 9 et la batterie thermique 15. Dans ce mode dit complet, le dispositif de redirection 13 redirige le fluide caloporteur vers l'échangeur de chaleur bifluide 9 et la batterie thermique 15. Si la branche de contournement 17 du radiateur 7 est présente, le deuxième dispositif de redirection 19 redirige le fluide caloporteur vers le radiateur 7. An intermediate mode in which the heat transfer fluid passes into the pump 3, the charge air cooler 5, the two-fluid heat exchanger 9 and the thermal battery 15. In this intermediate mode, the redirection device 13 redirects the heat transfer fluid to the two-fluid heat exchanger 9 and the thermal battery 15. The bypass branch 17 of the radiator 7 being present, the second redirector device 19 redirects the heat transfer fluid to the bypass branch 17. A so-called complete mode in which the heat transfer fluid passes into the pump 3, the charge air cooler 5, the radiator 7 and the two-fluid heat exchanger 9 and the thermal battery 15. In this so-called complete mode, the device 13 redirects the heat transfer fluid to the two-fluid heat exchanger 9 and the thermal battery 15. If the bypass branch 17 of the radiator 7 is present, the second redirector device 19 redirects the heat transfer fluid to the radiator 7.
Lorsque la boucle de climatisation B est en mode climatisation, les modes de fonctionnement intermédiaire ou complet sont de préférence utilisés lorsqu'il est peu coûteux en énergie de faire fonctionner le compresseur 33, par exemple lors de phases de décélération ou de freinage, ou encore lorsque la boucle de climatisation B a un coefficient de performance élevé et où le refroidissement du fluide caloporteur ne nuirait pas au confort des occupants du véhicule automobile, cela est par exemple le cas lors de trajets sur autoroute ou dans les plages de régime optimal d'utilisation du moteur thermique. L'échangeur de chaleur bifluide 9 du fait qu'il soit placé côté basse pression de la boucle de climatisation B en mode climatisation, permet un refroidissement du fluide caloporteur de la boucle de gestion thermique A et donc ladite boucle de climatisation B en mode climatisation peut aider au refroidissement de l'air de suralimentation. When the air conditioning loop B is in air conditioning mode, the intermediate or complete operating modes are preferably used when it is inexpensive to operate the compressor 33, for example during deceleration or braking phases, or when the air conditioning loop B has a high coefficient of performance and where the cooling of the heat transfer fluid would not harm the comfort of the occupants of the motor vehicle, this is for example the case during motorway journeys or in the optimal speed ranges of use of the heat engine. The bifluid heat exchanger 9 because it is placed on the low pressure side of the air conditioning loop B in cooling mode, allows cooling of the heat transfer fluid of the thermal management loop A and thus said air conditioning loop B in cooling mode can help cooling the charge air.
Le mode de fonctionnement restreint peut être utilisé également pour refroidir l'air d'admission par l'intermédiaire de la batterie thermique 15 sans pour autant qu'il soit nécessaire de passer par le radiateur 7 et l'échangeur de chaleur bifluide 9. L'énergie calorifique stockée dans la batterie thermique 15 lors de ce refroidissement peut ensuite être évacuée lors du fonctionnement standard de la boucle de gestion thermique A ou par l'intermédiaire de la boucle de climatisation B en mode climatisation. The restricted mode of operation can also be used to cool the intake air through the thermal battery 15 without the need to pass through the radiator 7 and the two-fluid heat exchanger 9. L heat energy stored in the thermal battery 15 during this cooling can then be evacuated during the standard operation of the thermal management loop A or through the air conditioning loop B in cooling mode.
A contrario, le mode de fonctionnement restreint peut être utilisé pour réchauffer l'air d'admission par l'intermédiaire de la batterie thermique 15. Ce chauffage de l'air d'admission pouvant aider le moteur thermique à atteindre sa température optimale de fonctionnement plus rapidement. L'énergie calorifique libérée par la batterie thermique 15 lors de ce chauffage peut ensuite être récupérée lors du fonctionnement standard de la boucle de gestion thermique A où par l'intermédiaire de la boucle de climatisation B en mode pompe à chaleur. Conversely, the restricted mode of operation can be used to heat the intake air via the thermal battery 15. This heating of the intake air can help the engine to reach its optimum temperature. running faster. The heat energy released by the thermal battery 15 during this heating can then be recovered during the standard operation of the thermal management loop A or through the air conditioning loop B in heat pump mode.
Lorsque la boucle de climatisation B est en mode pompe à chaleur, le mode de fonctionnement intermédiaire ou complet est de préférence utilisé lors de démarrage à froid. L'échangeur de chaleur bifluide 9 du fait qu'il soit placé côté haute pression de la boucle de climatisation B en mode pompe à chaleur, permet un chauffage du fluide caloporteur de la boucle de gestion thermique A et donc ladite boucle de climatisation B en mode pompe à chaleur peut aider au chauffage de l'air d'admission et ainsi aider le moteur thermique à atteindre sa température optimale de fonctionnement plus rapidement. Ainsi, on voit bien que le système de gestion thermique 1, du fait notamment de l'utilisation d'un échangeur de chaleur bifluide 9 et de son positionnement, permet une gestion améliorée de la température de l'air d'admission. When the air conditioning loop B is in heat pump mode, the intermediate or complete operating mode is preferably used during cold start. The bifluid heat exchanger 9 because it is placed on the high pressure side of the air conditioning loop B in heat pump mode, allows heating of the heat transfer fluid of the thermal management loop A and thus said air conditioning loop B in Heat pump mode can help heat the intake air and thus help the heat engine reach its optimum operating temperature faster. Thus, it is clear that the thermal management system 1, particularly because of the use of a bifluid heat exchanger 9 and its positioning, allows improved management of the temperature of the intake air.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de gestion thermique (1) d'air d'admission, comportant une boucle de gestion thermique (A) d'air d'admission d'un moteur thermique suralimenté dans laquelle circule un fluide caloporteur, une boucle de climatisation (B) apte à fonctionner dans un mode de climatisation et dans laquelle circule un fluide réfrigérant, ladite boucle de climatisation (B) comprenant un compresseur (33), un premier et un deuxième échangeur de chaleur (35, 39) et un organe de détente (37), ledit système de gestion thermique (1) d'air d'admission comportant également un échangeur bifluide (9) dans lequel circule le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur, ladite boucle de gestion thermique (A) comportant un refroidisseur d'air de suralimentation (5) et un radiateur (7), caractérisé en ce que : 1. Thermal management system (1) for intake air, comprising a thermal management loop (A) for intake air of a supercharged heat engine in which a heat transfer fluid circulates, an air conditioning loop (B ) capable of operating in an air conditioning mode and in which a refrigerant fluid circulates, said air conditioning loop (B) comprising a compressor (33), a first and a second heat exchanger (35, 39) and an expansion member ( 37), said intake air thermal management system (1) also comprising a two-fluid exchanger (9) in which the refrigerant fluid and the heat transfer fluid circulate, said thermal management loop (A) comprising an air cooler supercharger (5) and a radiator (7), characterized in that:
• l'échangeur bifluide (9) est disposé en amont du refroidisseur d'air de suralimentation (5) de ladite boucle de gestion thermique (A) et du côté basse pression de ladite boucle de climatisation (B) en mode de climatisation, • the dual-fluid exchanger (9) is arranged upstream of the charge air cooler (5) of said thermal management loop (A) and on the low pressure side of said air conditioning loop (B) in air conditioning mode,
• ladite boucle de gestion thermique (B) comporte une branche de contournement (11) dudit échangeur de chaleur bifluide (9) et un dispositif de redirection (13) du fluide caloporteur vers ladite branche de contournement (11) de l'échangeur de chaleur bifluide (9) ou vers l'échangeur de chaleur bifluide (9). • said thermal management loop (B) comprises a bypass branch (11) of said bifluid heat exchanger (9) and a device for redirecting (13) the heat transfer fluid towards said bypass branch (11) of the heat exchanger bifluid (9) or towards the bifluid heat exchanger (9).
2. Système de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au sein de la boucle de climatisation (B), l'échangeur de chaleur bifluide (9) est connecté en série avec le deuxième échangeur de chaleur (39), en amont ou en aval dudit deuxième échangeur de chaleur (39). 2. Thermal management system (1) according to the preceding claim, characterized in that within the air conditioning loop (B), the bifluid heat exchanger (9) is connected in series with the second heat exchanger ( 39), upstream or downstream of said second heat exchanger (39).
3. Système de gestion thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au sein de la boucle de climatisation (B), l'échangeur de chaleur bifluide (9) est connecté en parallèle avec le deuxième échangeur de chaleur (39). 3. Thermal management system (1) according to claim 1, characterized in that within the air conditioning loop (B), the bifluid heat exchanger (9) is connected in parallel with the second heat exchanger ( 39).
4. Système de gestion thermique (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la boucle de climatisation comporte un dispositif de bifurcation (43) du fluide vers le deuxième échangeur de chaleur (39) et/ou vers l'échangeur de chaleur bifluide (9). 4. Thermal management system (1) according to claim 3, characterized in that the air conditioning loop comprises a device for bifurcating (43) the fluid towards the second heat exchanger (39) and/or towards the heat exchanger bifluid (9).
5. Système de gestion thermique (1) selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la boucle de climatisation (B) est une boucle de climatisation réversible apte à fonctionner dans un mode pompe à chaleur et dans laquelle circule le fluide réfrigérant, ladite boucle de climatisation (B) comprenant le compresseur (33), un troisième échangeur de chaleur (41), un deuxième organe de détente (49) et le premier échangeur de chaleur (35), l'échangeur de chaleur bifluide (9) étant alors disposé du côté haute pression de la boucle de climatisation (B) réversible en fonctionnement en mode pompe à chaleur, parallèlement au troisième échangeur de chaleur (41). 5. Thermal management system (1) according to one of claims 3 or 4, characterized in that the air conditioning loop (B) is a reversible air conditioning loop capable of operating in a heat pump mode and in which the refrigerant fluid, said air conditioning loop (B) comprising the compressor (33), a third heat exchanger (41), a second expansion member (49) and the first heat exchanger (35), the bifluid heat exchanger (9) then being arranged on the high pressure side of the reversible air conditioning loop (B) in operation in heat pump mode, parallel to the third heat exchanger (41).
6. Système de gestion thermique (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fluide réfrigérant circulant dans la boucle de climatisation (B) circule successivement dans le compresseur (33), le troisième échangeur de chaleur (41), le deuxième organe de détente (49) et le premier échangeur de chaleur (35) 6. Thermal management system (1) according to claim 5, characterized in that the refrigerant fluid circulating in the air conditioning loop (B) circulates successively in the compressor (33), the third heat exchanger (41), the second expansion member (49) and the first heat exchanger (35)
7. Système de gestion thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la boucle de climatisation (B) comporte : 7. Thermal management system (1) according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the air conditioning loop (B) comprises:
• un dispositif de bifurcation (54) permettant la redirection du fluide réfrigérant en provenance de l'organe de détente (37) vers l'échangeur de chaleur bifluide (9) et/ou la redirection du fluide réfrigérant en provenance du compresseur (33) vers l'échangeur de chaleur bifluide (9), • a bifurcation device (54) allowing the redirection of the refrigerant fluid coming from the expansion member (37) towards the bifluid heat exchanger (9) and/or the redirection of the refrigerant fluid in coming from the compressor (33) towards the two-fluid heat exchanger (9),
• un dispositif de bifurcation (55) permettant la redirection du fluide réfrigérant en provenance de l'échangeur de chaleur bifluide (9) vers le compresseur (33) et/ou vers le premier échangeur de chaleur (35). • a bifurcation device (55) allowing the redirection of the refrigerant fluid coming from the bifluid heat exchanger (9) towards the compressor (33) and/or towards the first heat exchanger (35).
8. Système de gestion thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle de gestion thermique (A) comporte en outre une batterie thermique (15). 8. Thermal management system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal management loop (A) further comprises a thermal battery (15).
9. Système de gestion thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la batterie thermique (15) est disposée sur la branche de contournement (11) de l'échangeur de chaleur bifluide (9). 9. Thermal management system (1) according to the preceding claim, characterized in that the thermal battery (15) is arranged on the bypass branch (11) of the bifluid heat exchanger (9).
10. Système de gestion thermique (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que la batterie thermique (15) est disposée parallèlement à l'échangeur de chaleur bifluide (9). 10. Thermal management system (1) according to claim 8, characterized in that the thermal battery (15) is arranged parallel to the bifluid heat exchanger (9).
11. Système de gestion thermique (1) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la batterie thermique (15) comporte un matériau à changement de phase. 11. Thermal management system (1) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the thermal battery (15) comprises a phase change material.
12. Système de gestion thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle de gestion thermique (A) comporte une branche de contournement (17) du radiateur (7). 12. Thermal management system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal management loop (A) comprises a bypass branch (17) of the radiator (7).
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