WO2021116564A1 - Reversible thermal-management device - Google Patents

Reversible thermal-management device Download PDF

Info

Publication number
WO2021116564A1
WO2021116564A1 PCT/FR2020/052249 FR2020052249W WO2021116564A1 WO 2021116564 A1 WO2021116564 A1 WO 2021116564A1 FR 2020052249 W FR2020052249 W FR 2020052249W WO 2021116564 A1 WO2021116564 A1 WO 2021116564A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connection point
branch
refrigerant
valve
condenser
Prior art date
Application number
PCT/FR2020/052249
Other languages
French (fr)
Inventor
Mohamed Yahia
Bertrand Nicolas
Jin-ming LIU
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
Publication of WO2021116564A1 publication Critical patent/WO2021116564A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00914Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is a bypass of the condenser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B6/00Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307Component temperature regulation using a liquid flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00949Control 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00957Control 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 locations with heat exchange within the refrigerant circuit itself, e.g. cross-, counter-, or parallel heat exchange

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Reversible thermal-management device (1) for a motor vehicle, said thermal-management device (1) comprising a refrigerant fluid circuit, and comprising: • a main loop (A) comprising, in succession, a compressor (3), an internal condenser (5), a thermostatic expansion device (7) and an external evaporator/condenser (9), • a first tapped-off branch (B), • a second tapped-off branch (C), • a third tapped-off branch (D) comprising at least a heat exchanger (11, 13), • a first redirection device (X) for redirecting the refrigerant fluid coming from the compressor (3) towards the internal condenser (5) or towards the first tapped-off branch (B), • a second redirection device (Y) redirecting the refrigerant fluid coming from the thermostatic expansion device (7) towards the at least one heat exchanger (11, 13) of the third tapped-off branch (D) or towards the evaporator/condenser (9), • an internal heat exchanger (15) arranged on the main loop (A) and configured to allow exchanges of heat energy between the high-pressure refrigerant fluid upstream of the thermostatic expansion device (7) and the low-pressure refrigerant fluid downstream of the at least one heat exchanger (11, 13).

Description

DISPOSITIF DE GESTION THERMIQUE INVERSIBLE INVERSIBLE THERMAL MANAGEMENT DEVICE
[1]L’ invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles et plus particulièrement à un dispositif de gestion thermique inversible pour un véhicule automobile. [2]Les véhicules automobiles actuels comportent de plus en plus souvent un dispositif de gestion thermique. Généralement, dans un dispositif de gestion thermique « classique », un fluide réfrigérant circule dans un circuit de climatisation et passe successivement dans un compresseur, un premier échangeur de chaleur, appelé condenseur, placé en contact avec un flux d'air extérieur au véhicule automobile pour libérer de la chaleur, un dispositif de détente et un deuxième échangeur de chaleur, appelé évaporateur, placé en contact avec un flux d'air intérieur du véhicule automobile pour le refroidir. [1] The invention relates to the field of motor vehicles and more particularly to an invertible thermal management device for a motor vehicle. [2] Current motor vehicles increasingly include a thermal management device. Generally, in a “conventional” thermal management device, a refrigerant fluid circulates in an air conditioning circuit and passes successively through a compressor, a first heat exchanger, called a condenser, placed in contact with a flow of air outside the motor vehicle. to release heat, an expansion device and a second heat exchanger, called an evaporator, placed in contact with an air flow inside the motor vehicle to cool it.
[3]I1 existe également des architectures de circuit de climatisation plus complexes qui permettent d'obtenir un dispositif de gestion thermique inversible, c'est à dire qu'il peut utiliser un mode de fonctionnement pompe à chaleur dans lequel il est apte à absorber de l'énergie calorifique dans l'air extérieur au niveau du premier échangeur de chaleur, appelé alors évapo/condenseur, et la restituer dans l'habitacle notamment au moyen d'un troisième échangeur de chaleur dédié. [3] There are also more complex air conditioning circuit architectures which make it possible to obtain an invertible thermal management device, ie it can use a heat pump operating mode in which it is able to absorb heat energy in the outside air at the first heat exchanger, then called evapo / condenser, and return it to the passenger compartment in particular by means of a third dedicated heat exchanger.
[4]Cela est possible notamment en utilisant un condenseur interne dédié disposé dans le flux d’air interne et permettant de chauffer ledit flux d’air interne. [4] This is possible in particular by using a dedicated internal condenser arranged in the internal air flow and allowing to heat said internal air flow.
[5]Le dispositif de gestion thermique peut également comporter un ou plusieurs échangeurs de chaleurs, généralement disposés en parallèle de G évaporateur, afin par exemple de refroidir des éléments tels que les batteries dans un véhicule hybride ou électrique. [6]Le dispositif de gestion thermique comporte ainsi généralement un dispositif de détente dédié en amont de chaque échangeur de chaleur. Une telle architecture n’est pas toujours adaptée car elle demande autant de dispositifs de détente que d’échangeurs de chaleur pouvant jouer le rôle d’ évaporateur et donc elle est coûteuse. [7]Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un dispositif de gestion thermique amélioré et moins coûteux. [8]La présente invention concerne donc un dispositif de gestion thermique inversible d’un véhicule automobile, ledit dispositif de gestion thermique comportant un circuit de fluide réfrigérant dans lequel circule un fluide réfrigérant et comportant : · une boucle principale comportant successivement un compresseur, un condenseur interne, un détendeur thermo statique et un évapo/condenseur externe, [5] The thermal management device can also include one or more heat exchangers, generally arranged in parallel with the evaporator, in order for example to cool elements such as batteries in a hybrid or electric vehicle. [6] The thermal management device thus generally comprises a dedicated expansion device upstream of each heat exchanger. Such an architecture is not always suitable because it requires as many expansion devices as there are heat exchangers capable of playing the role of evaporator and therefore it is expensive. [7] One of the aims of the present invention is therefore to at least partially remedy the drawbacks of the prior art and to provide an improved and less expensive thermal management device. [8] The present invention therefore relates to an invertible thermal management device of a motor vehicle, said thermal management device comprising a refrigerant circuit in which a refrigerant fluid circulates and comprising: a main loop successively comprising a compressor, a internal condenser, a thermostatic expansion valve and an external evapo / condenser,
• une première branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du compresseur, entre le compresseur et le détendeur thermostatique, à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en amont de G évapo/condenseur externe, entre ledit évapo/condenseur externe et le détendeur thermostatique, • a first branch branch connecting a first connection point arranged on the main loop downstream of the compressor, between the compressor and the thermostatic expansion valve, to a second connection point arranged on the main loop upstream of G evapo / external condenser, between said external evapo / condenser and the thermostatic expansion valve,
• une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval de G évapo/condenseur externe, entre ledit évapo/condenseur externe et le compresseur, à un quatrième point de raccordement disposé sur la boucle principale en amont du détendeur thermostatique, entre le premier point de raccordement et ledit détendeur thermostatique, · une troisième branche de dérivation reliant un cinquième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du détendeur thermostatique, entre ledit détendeur thermostatique et le deuxième point de raccordement, à un sixième point de raccordement disposé sur la boucle principale en amont du compresseur, entre ledit compresseur et le troisième point de raccordement, ladite troisième branche de dérivation comportant au moins un échangeur de chaleur, • a second bypass branch connecting a third connection point arranged on the main loop downstream of G evapo / external condenser, between said evapo / external condenser and the compressor, to a fourth connection point arranged on the main loop upstream of the thermostatic expansion valve, between the first connection point and said thermostatic expansion valve, a third branch branch connecting a fifth connection point arranged on the main loop downstream of the thermostatic expansion valve, between said thermostatic expansion valve and the second connection point, to a sixth connection point arranged on the main loop upstream of the compressor, between said compressor and the third connection point, said third bypass branch comprising at least one heat exchanger,
• un premier dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du compresseur vers le condenseur interne ou vers la première branche de dérivation, · une vanne d’arrêt du fluide réfrigérant disposée sur la boucle principale entre le troisième et le sixième point de raccordement, • a first device for redirecting the refrigerant from the compressor to the internal condenser or to the first bypass branch, · a refrigerant shut-off valve placed on the main loop between the third and the sixth connection point,
• une première vanne antiretour disposée sur la deuxième branche de dérivation de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance du quatrième point de raccordement, • un deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique vers l’au moins un échangeur de chaleur de la troisième branche de dérivation ou vers l’évapo/condenseur, • a first non-return valve arranged on the second bypass branch so as to block the refrigerant fluid coming from the fourth connection point, • a second device for redirecting the refrigerant from the thermostatic expansion valve to at least one heat exchanger in the third branch branch or to the evapo / condenser,
• un échangeur de chaleur interne disposé sur la boucle principale et configuré pour permettre les échanges d’énergie calorifique entre le fluide réfrigérant à haute pression en amont du détendeur thermo statique et le fluide réfrigérant à basse pression en provenance du sixième point de raccordement. • an internal heat exchanger arranged on the main loop and configured to allow heat energy exchanges between the high pressure refrigerant upstream of the thermostatic expansion valve and the low pressure refrigerant from the sixth connection point.
[9]Selon un aspect de l’invention, le circuit de fluide réfrigérant comporte en outre une deuxième vanne antiretour disposée sur la boucle principale entre le premier et le quatrième point de raccordement de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance dudit quatrième point de raccordement. [9] According to one aspect of the invention, the refrigerant circuit further comprises a second non-return valve arranged on the main loop between the first and the fourth connection point so as to block the refrigerant from said fourth point. connection.
[10]Selon un autre aspect de l’invention, le détendeur thermo statique comporte un bulbe thermostatique disposé en amont du compresseur entre le côté basse pression de l’échangeur de chaleur interne et ledit compresseur. [1 l]Selon un autre aspect de l’invention, le condenseur interne est disposé sur la boucle principale en aval du premier point de raccordement, entre le premier et le quatrième point de raccordement. [10] According to another aspect of the invention, the thermostatic expansion valve comprises a thermostatic bulb disposed upstream of the compressor between the low pressure side of the internal heat exchanger and said compressor. [1 l] According to another aspect of the invention, the internal condenser is arranged on the main loop downstream of the first connection point, between the first and the fourth connection point.
[12]Selon un autre aspect de l’invention, le deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique comporte : · une première vanne d’arrêt disposée sur la boucle principale en amont de l’évapo/condenseur, entre le deuxième point de raccordement et le cinquième point de raccordement, [12] According to another aspect of the invention, the second device for redirection of the refrigerant fluid coming from the thermostatic expansion valve comprises: a first shut-off valve arranged on the main loop upstream of the evapo / condenser, between the second connection point and the fifth connection point,
• au moins une autre vanne d’arrêt disposée sur la troisième branche de dérivation en amont de l’au moins un échangeur de chaleur, entre le cinquième point de raccordement et l’au moins un échangeur de chaleur. • at least one other shut-off valve arranged on the third bypass branch upstream of the at least one heat exchanger, between the fifth connection point and the at least one heat exchanger.
[13]Selon un autre aspect de l’invention, le circuit de fluide réfrigérant comporte une troisième vanne anti-retour disposée sur la boucle principale entre la première vanne d’arrêt du deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique et le deuxième point de raccordement de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance du deuxième point de raccordement. [13] According to another aspect of the invention, the refrigerant circuit comprises a third non-return valve arranged on the main loop between the first shut-off valve of the second device for redirection of the refrigerant from the thermostatic expansion valve and the second connection point so as to block the refrigerant fluid coming from the second connection point.
[14]Selon un autre aspect de l’invention, la troisième branche de dérivation comporte un évaporateur interne et en ce que le dispositif de gestion thermique inversible comporte une quatrième branche de dérivation comportant un refroidisseur, ladite quatrième branche de dérivation reliant un septième point de raccordement disposé sur la troisième branche de dérivation en aval du cinquième point de raccordement, entre ledit cinquième point de raccordement et l’évaporateur interne, à un huitième point de raccordement disposé sur la troisième branche de dérivation en amont du sixième point de raccordement, entre ledit sixième point de raccordement et l’évaporateur interne, le deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique étant configuré pour rediriger le fluide vers l’évapo/condenseur ou vers l’évaporateur interne et/ou le refroidisseur. [15]Selon un autre aspect de l’invention, le deuxième dispositif de redirection du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique comporte : [14] According to another aspect of the invention, the third branch branch comprises an internal evaporator and in that the invertible thermal management device comprises a fourth branch branch comprising a cooler, said fourth bypass branch connecting a seventh connection point arranged on the third bypass branch downstream of the fifth connection point, between said fifth connection point and the internal evaporator, to an eighth connection point arranged on the third branch branch upstream of the sixth connection point, between said sixth connection point and the internal evaporator, the second device for redirecting the refrigerant fluid from the thermostatic expansion valve being configured to redirect the fluid to the evapo / condenser or to the internal evaporator and / or cooler. [15] According to another aspect of the invention, the second device for redirection of the refrigerant fluid coming from the thermostatic expansion valve comprises:
• une deuxième vanne d’arrêt disposée sur la troisième branche de dérivation en amont de l’évaporateur interne, entre ledit évaporateur interne et le septième point de raccordement, et · une troisième vanne d’arrêt disposée sur la quatrième branche de dérivation en amont du refroidisseur, entre ledit refroidisseur et le septième point de raccordement. • a second stop valve arranged on the third bypass branch upstream of the internal evaporator, between said internal evaporator and the seventh connection point, and · a third stop valve placed on the fourth bypass branch upstream of the cooler, between said cooler and the seventh connection point.
[16]Selon un autre aspect de l’invention, la première vanne antiretour est également une vanne de régulation de pression configurée pour permettre le passage du fluide réfrigérant dans la deuxième branche de dérivation entre le troisième et le quatrième point de raccordement à une première pression déterminée. [16] According to another aspect of the invention, the first non-return valve is also a pressure regulating valve configured to allow the passage of the refrigerant fluid in the second branch branch between the third and the fourth point of connection to a first determined pressure.
[17]Selon un autre aspect de l’invention, la deuxième vanne antiretour est également une vanne de régulation de pression configurée pour permettre le passage du fluide réfrigérant en provenance du condenseur interne vers le quatrième point de raccordement à une deuxième pression déterminée. [17] According to another aspect of the invention, the second non-return valve is also a pressure regulating valve configured to allow the passage of the refrigerant fluid from the internal condenser to the fourth connection point at a second determined pressure.
[18]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 : [18] Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and non-limiting example, and the appended drawings, among which:
[19]La figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif de gestion thermique inversible, [19] Figure 1 is a schematic representation of an invertible thermal management device,
[20]La figure 2a est une représentation schématique du dispositif de gestion thermique inversible de la figure 1 selon un premier mode de refroidissement,[20] Figure 2a is a schematic representation of the invertible thermal management device of Figure 1 according to a first cooling mode,
[21]La figure 2b est une représentation schématique du dispositif de gestion thermique inversible de la figure 1 selon un deuxième mode de refroidissement, [22]La figure 3a est une représentation schématique du dispositif de gestion thermique inversible de la figure 1 selon un premier mode pompe à chaleur,[21] FIG. 2b is a schematic representation of the invertible thermal management device of FIG. 1 according to a second cooling mode, [22] Figure 3a is a schematic representation of the invertible thermal management device of Figure 1 according to a first heat pump mode,
[23]La figure 3b est une représentation schématique du dispositif de gestion thermique inversible de la figure 1 selon un deuxième mode pompe à chaleur, [24]La figure 4 est une représentation schématique du dispositif de gestion thermique inversible de la figure 1 selon un mode de déshumidification, [23] FIG. 3b is a schematic representation of the invertible thermal management device of FIG. 1 according to a second heat pump mode, [24] FIG. 4 is a schematic representation of the invertible thermal management device of FIG. 1 according to a dehumidification mode,
[25]La figure 5 est une représentation schématique du dispositif de gestion thermique inversible de la figure 1 selon un mode de dégivrage. [25] FIG. 5 is a schematic representation of the invertible thermal management device of FIG. 1 according to a defrost mode.
[26]Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. [26] In the various figures, identical elements bear the same reference numbers.
[27]Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations. [27] The following realizations are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, or that the characteristics apply only to one embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined and / or interchanged to provide other embodiments.
[28]Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième 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. [29]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. [28] 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 even first criterion and second criterion, and so on. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name similar elements or parameters or criteria, but not identical. This indexing does not imply a priority of one element, parameter or criterion over another and such names can easily be interchanged without departing from the scope of the present description. [29] In the present description, by "placed upstream" is meant that one element is placed before another with respect to the direction of flow of a fluid. Conversely, by "placed downstream" is meant that one element is placed after another with respect to the direction of flow of the fluid.
[30]La figure 1 montre un dispositif de gestion thermique inversible 1 d’un véhicule automobile. Ce dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte un circuit de fluide réfrigérant dans lequel circule un fluide réfrigérant. Sur la représentation de la figure 1 ainsi que sur les figures suivantes, le circuit de fluide réfrigérant est notamment divisé en une boucle principale A sur laquelle sont connectées des branches de dérivation B, C, D et E. Le choix de cette boucle principale A est un choix arbitraire utilisé afin de faciliter la compréhension des différents branchements et de la position des différents éléments les uns par rapport aux autres. La boucle principale A est représentée en trait plein et les branches de dérivation B, C, D et E en trait pointillé. [3 l]La boucle principale A comporte successivement un compresseur 3, un condenseur interne 5, un détendeur thermostatique 7 et un évapo/condenseur externe 9. On entend ici par « interne » que l’élément est destiné à être traversé par un flux d’air interne (non représenté) qui est lui-même destiné à rejoindre l’habitacle du véhicule automobile. Par « externe », on entend que l’élément est destiné à être traversé par un flux d’air externe (non représenté) en provenance de l’extérieur du véhicule automobile. [30] Figure 1 shows an invertible thermal management device 1 of a motor vehicle. This invertible thermal management device 1 comprises a refrigerant fluid circuit in which a refrigerant fluid circulates. In the representation of Figure 1 as well as in the following figures, the refrigerant circuit is in particular divided into a main loop A to which are connected bypass branches B, C, D and E. The choice of this main loop A is an arbitrary choice used to make it easier to understand the different branches and the position of the different elements with respect to each other. The main loop A is shown in solid lines and the bypass branches B, C, D and E in dotted lines. [3 l] The main loop A successively comprises a compressor 3, an internal condenser 5, a thermostatic expansion valve 7 and an evapo / external condenser 9. Here, “internal” means that the element is intended to be crossed by a flow. internal air (not shown) which is itself intended to reach the passenger compartment of the motor vehicle. By “external” is meant that the element is intended to be passed through by an external air flow (not shown) coming from outside the motor vehicle.
[32]Le fluide réfrigérant est notamment destiné à circuler dans le compresseur 3, le condenseur interne 5, le détendeur thermostatique 7 et G évapo/condenseur externe 9 dans un mode de fonctionnement dit pompe à chaleur qui sera détaillé plus loin dans la description. C’est ce sens de circulation du fluide réfrigérant qui est pris en considération arbitrairement pour faciliter la compréhension et définir les termes « amont » et « aval ». [32] The refrigerant fluid is intended in particular to circulate in the compressor 3, the internal condenser 5, the thermostatic expansion valve 7 and G evapo / external condenser 9 in an operating mode called a heat pump which will be detailed later in the description. It is this direction of circulation of the refrigerant that is taken into consideration arbitrarily to facilitate understanding and to define the terms "upstream" and "downstream".
[33]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte également une première branche de dérivation B reliant un premier point de raccordement 51 à un deuxième point de raccordement 52. Le premier point de raccordement 51 est disposé sur la boucle principale A en aval du compresseur 3, entre ledit compresseur 3 et le détendeur thermo statique 7. Le deuxième point de raccordement 52 est quant à lui disposé sur la boucle principale A en amont de G évapo/condenseur externe 9, entre ledit évapo/condenseur externe 9 et le détendeur thermostatique 7. [33] The invertible thermal management device 1 also comprises a first bypass branch B connecting a first connection point 51 to a second connection point 52. The first connection point 51 is arranged on the main loop A downstream of the compressor 3, between said compressor 3 and the thermostatic expansion valve 7. The second connection point 52 is for its part disposed on the main loop A upstream of G evapo / external condenser 9, between said evapo / external condenser 9 and the thermostatic expansion valve 7.
[34]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte aussi une deuxième branche de dérivation C reliant un troisième point de raccordement 53 à un quatrième point de raccordement 54. Le troisième point de raccordement 53 est disposé sur la boucle principale A en aval de l’ évapo/condenseur externe 9, entre ledit évapo/condenseur externe 9 et le compresseur 3. Le quatrième point de raccordement 54 est quant à lui disposé sur la boucle principale A en amont du détendeur thermostatique 7, entre le premier point de raccordement 51 et ledit détendeur thermostatique 7. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, le quatrième point de raccordement 54 est disposé en aval du condenseur interne 5. [35]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte enfin une troisième branche de dérivation D reliant un cinquième point de raccordement 55 à un sixième point de raccordement 56. Le cinquième point de raccordement 55 est disposé sur la boucle principale A en aval du détendeur thermo statique 7, entre ledit détendeur thermo statique 7 et le deuxième point de raccordement 52. Le sixième point de raccordement 56 est quant à lui disposé sur la boucle principale A en amont du compresseur 3, entre ledit compresseur 3 et le troisième point de raccordement 53. Cette troisième branche de dérivation D comporte notamment au moins un échangeur de chaleur 11, 13. [36]Le condenseur interne 5 peut, selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 1, être disposé en aval du premier point de raccordement 51, entre le premier 51 et le quatrième 54 point de raccordement. Ce positionnement permet que le fluide réfrigérant ne circule dans le condenseur interne 5 que lorsqu’il est nécessaire d’échanger de l’énergie calorifique avec le flux d’air interne le traversant, comme par exemple dans un mode pompe à chaleur. [34] The invertible thermal management device 1 also comprises a second branch branch C connecting a third connection point 53 to a fourth connection point 54. The third connection point 53 is arranged on the main loop A downstream of the 'evapo / external condenser 9, between said evapo / external condenser 9 and compressor 3. The fourth connection point 54 is for its part disposed on the main loop A upstream of the thermostatic expansion valve 7, between the first connection point 51 and said thermostatic expansion valve 7. According to the embodiment illustrated in FIG. 1, the fourth connection point 54 is disposed downstream of the internal condenser 5. [35] The invertible thermal management device 1 finally comprises a third branch branch D connecting a fifth connection point 55 to a sixth connection point 56. The fifth connection point 55 is arranged on the main loop A downstream of the regulator thermostatic 7, between said thermostatic expansion valve 7 and the second connection point 52. The sixth connection point 56 is for its part disposed on the main loop A upstream of the compressor 3, between said compressor 3 and the third connection point 53. This third branch branch D comprises in particular at least one heat exchanger 11, 13. [36] The internal condenser 5 can, according to a first embodiment illustrated in FIG. 1, be arranged downstream of the first connection point. 51, between the first 51 and the fourth 54 connection point. This positioning allows the refrigerant fluid to circulate in the internal condenser 5 only when it is necessary to exchange heat energy with the internal air flow passing through it, such as for example in a heat pump mode.
[37]Selon un deuxième mode de réalisation (non représenté), le condenseur interne 5 peut être disposé en amont du premier point de raccordement 51. Dans ce deuxième mode de réalisation, le fluide réfrigérant circule dans le condenseur interne 5 dans tous les modes de fonctionnement. Si dans l’un de ces modes de fonctionnement il n’est pas nécessaire d’échanger de l’énergie calorifique avec le flux d’air interne traversant le condenseur interne 5, ledit flux d’air interne doit être stoppé ou détourné afin qu’il ne traverse pas le condenseur interne. Le premier mode de réalisation est ainsi préféré car plus simple à mettre en œuvre. [37] According to a second embodiment (not shown), the internal condenser 5 can be arranged upstream of the first connection point 51. In this second embodiment, the refrigerant fluid circulates in the internal condenser 5 in all the modes. Operating. If in one of these operating modes it is not necessary to exchange heat energy with the internal air flow passing through the internal condenser 5, said internal air flow must be stopped or diverted so that 'it does not pass through the internal condenser. The first embodiment is thus preferred because it is simpler to implement.
[38]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte également un premier dispositif de redirection X du fluide réfrigérant en provenance du compresseur 3 vers le quatrième point de raccordement 54 ou vers la première branche de dérivation B. Ce premier dispositif de redirection X permet de choisir si le fluide réfrigérant en provenance du compresseur 3 est redirigé vers le quatrième point de raccordement 54 ou vers la première branche de dérivation B selon le mode de fonctionnement choisi. [38] The invertible thermal management device 1 also comprises a first device for X redirection of the refrigerant coming from the compressor 3 to the fourth connection point 54 or to the first branch branch B. This first X redirection device makes it possible to choose whether the refrigerant from the compressor 3 is redirected to the fourth connection point 54 or to the first bypass branch B depending on the operating mode chosen.
[39]Ce premier dispositif de redirection X peut notamment être composé d’une première 21 et d’une deuxième 22 vanne d’arrêt. La première vanne d’arrêt 21 est disposée sur la boucle principale A en amont du quatrième point de raccordement 54, entre le premier 51 et ledit quatrième point de raccordement 54. La deuxième vanne d’arrêt 22 est disposée sur la première branche de dérivation B. En fonction de l’ouverture ou de la fermeture de ces vannes d’arrêt 21-22 il est ainsi possible de contrôler la direction du fluide réfrigérant. Une alternative peut être une vanne trois-voies disposée au niveau du premier point de raccordement. [39] This first X redirection device may in particular consist of a first 21 and a second 22 shut-off valve. The first shut-off valve 21 is arranged on the main loop A upstream of the fourth connection point 54, between the first 51 and said fourth connection point 54. The second stop valve 22 is arranged on the first bypass branch B. Depending on the opening or closing of these stop valves 21-22, it is thus possible to control the direction of the refrigerant fluid. An alternative can be a three-way valve arranged at the first connection point.
[40]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte également divers éléments de contrôle de la circulation du fluide réfrigérant permettant le fonctionnement selon différents modes de fonctionnement. [40] The invertible thermal management device 1 also comprises various elements for controlling the circulation of the refrigerant fluid allowing operation according to different operating modes.
[41]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte ainsi un échangeur de chaleur interne 15 disposé sur la boucle principale A et configuré pour permettre les échanges d’énergie calorifique entre le fluide réfrigérant à haute pression en amont du détendeur thermo statique 7 et le fluide réfrigérant à basse pression en provenance du sixième point de raccordement 56. Le côté haute pression de l’échangeur de chaleur interne 15 est notamment disposé entre le quatrième point de raccordement 54 et le détendeur thermostatique 7. Le côté basse pression de l’échangeur de chaleur interne 15 est quant à lui disposé entre le sixième point de raccordement 56 et le compresseur 3. [41] The invertible thermal management device 1 thus comprises an internal heat exchanger 15 arranged on the main loop A and configured to allow exchanges of heat energy between the high pressure refrigerant fluid upstream of the thermostatic expansion valve 7 and the low pressure refrigerant fluid coming from the sixth connection point 56. The high pressure side of the internal heat exchanger 15 is in particular arranged between the fourth connection point 54 and the thermostatic expansion valve 7. The low pressure side of the exchanger internal heat 15 is placed between the sixth connection point 56 and the compressor 3.
[42]La deuxième branche de dérivation C comporte ainsi une première vanne antiretour 24 disposée de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance du du quatrième point de raccordement 54. Cette première vanne antiretour 24 peut être un clapet anti-retour. Selon une variante, cette première vanne antiretour 24 peut notamment être une vanne de régulation de pression configurée pour permettre le passage du fluide réfrigérant dans la deuxième branche de dérivation C entre le troisième 53 et le quatrième 54 point de raccordement à une première pression déterminée. Cette première pression déterminée est notamment utile pour permettre au fluide réfrigérant à haute pression de subir un sous-refroidissement optimal lorsqu’il traverse l’échangeur de chaleur interne 15 notamment dans un mode de refroidissement tel que décrit plus loin dans la description. Cela permet une amélioration du coefficient de performance du dispositif de gestion thermique inversible 1. Cette première pression déterminée peut notamment être choisie parmi des tables d’essais en fonction de différents paramètres tels que la température extérieure, la température cible au sein de l’habitacle, ainsi que la pression et la température du fluide réfrigérant à différentes positions dans le dispositif de gestion thermique inversible 1. [43]La boucle principale A comporte une vanne d’arrêt 23 du fluide réfrigérant disposée entre le troisième 53 et le sixième 56 point de raccordement. [42] The second bypass branch C thus comprises a first non-return valve 24 arranged so as to block the refrigerant from the fourth connection point 54. This first non-return valve 24 may be a non-return valve. According to a variant, this first non-return valve 24 can in particular be a pressure regulation valve configured to allow the passage of the refrigerant fluid in the second bypass branch C between the third 53 and the fourth 54 connection point at a determined first pressure. This first determined pressure is in particular useful for allowing the high-pressure refrigerant fluid to undergo optimum sub-cooling when it passes through the internal heat exchanger 15, in particular in a cooling mode as described later in the description. This allows an improvement in the performance coefficient of the invertible thermal management device 1. This first determined pressure can in particular be chosen from test tables as a function of various parameters such as the outside temperature, the target temperature within the passenger compartment. , as well as the pressure and the temperature of the refrigerant fluid at different positions in the invertible thermal management device 1. [43] The main loop A comprises a shut-off valve 23 for the refrigerant fluid arranged between the third 53 and the sixth 56 connection point.
[44]La boucle principale A peut comporter également une deuxième vanne antiretour 25 disposée entre le premier 51 et le quatrième 54 point de raccordement de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance du quatrième point de raccordement 54, plus précisément de la deuxième branche de dérivation C.[44] The main loop A can also include a second non-return valve 25 arranged between the first 51 and the fourth 54 connection point so as to block the refrigerant from the fourth connection point 54, more precisely the second branch of bypass C.
Cette deuxième vanne antiretour 25 peut être un clapet anti-retour. Selon une variante, cette deuxième vanne antiretour 25 peut également être une vanne de régulation de pression configurée pour permettre le passage du fluide réfrigérant en provenance du premier point de raccordement 51 vers le quatrième point de raccordement 54 à une deuxième pression déterminée. Cette deuxième pression déterminée est notamment utile pour permettre au fluide réfrigérant à haute pression de subir un sous-refroidissement optimal lorsqu’il traverse l’échangeur de chaleur interne 15 notamment dans un mode pompe à chaleur tel que décrit plus loin dans la description. Cela permet une amélioration du coefficient de performance du dispositif de gestion thermique inversible 1 tout en limitant la surchauffe du fluide réfrigérant à basse pression qui rentre dans le compresseur 3. Cette deuxième pression déterminée peut notamment être choisie parmi des tables d’essais en fonction de différents paramètres tels que la température extérieure, la température cible au sein de l’habitacle, ainsi que la pression et la température du fluide réfrigérant à différentes positions dans le dispositif de gestion thermique inversible 1. This second non-return valve 25 can be a non-return valve. According to a variant, this second non-return valve 25 can also be a pressure regulation valve configured to allow the passage of the refrigerant fluid from the first connection point 51 to the fourth connection point 54 at a second determined pressure. This second determined pressure is in particular useful for allowing the high-pressure refrigerant fluid to undergo optimum sub-cooling when it passes through the internal heat exchanger 15, in particular in a heat pump mode as described later in the description. This makes it possible to improve the coefficient of performance of the invertible thermal management device 1 while limiting the superheating of the low-pressure refrigerant fluid which enters the compressor 3. This second determined pressure can in particular be chosen from test tables as a function of various parameters such as the exterior temperature, the target temperature within the passenger compartment, as well as the pressure and the temperature of the coolant at different positions in the invertible thermal management device 1.
[45]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte en outre un deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique 7 vers l’au moins un échangeur de chaleur 11, 13 de la troisième branche de dérivation D ou vers l’évapo/condenseur 9. Ce deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique 7 permet ainsi de rediriger le fluide réfrigérant ayant traversé le détendeur thermo statique. [46]Le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique 7 peut notamment comporter : [45] The invertible thermal management device 1 further comprises a second device for redirecting the refrigerant fluid Y from the thermostatic expansion valve 7 to at least one heat exchanger 11, 13 of the third branch branch D or to the evapo / condenser 9. This second device for redirecting the refrigerant fluid Y coming from the thermostatic expansion valve 7 thus makes it possible to redirect the refrigerant fluid which has passed through the thermostatic expansion valve. [46] The second device Y for redirection of the refrigerant from the thermostatic expansion valve 7 may in particular include:
• une première vanne d’arrêt 31 disposée sur la boucle principale A en amont de l’évapo/condenseur 9, entre le cinquième point de raccordement 55 et la deuxième vanne antiretour 25, • au moins une autre vanne d’arrêt 32, 33 disposée sur la troisième branche de dérivation D en amont de l’au moins un échangeur de chaleur 11, 13, entre le cinquième point de raccordement 55 et l’au moins un échangeur de chaleur 11, 13. [47]La boucle principale A peut également comporter optionnellement une troisième vanne anti-retour 26 disposée entre la première vanne d’arrêt 31 du deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique 7 et le deuxième 52 point de raccordement de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance du deuxième point de raccordement 52. Cette troisième vanne antiretour 26 peut être un clapet anti-retour. Cette troisième vanne anti-retour 26 permet d’éviter un reflux de fluide réfrigérant en provenance du deuxième point de raccordement 52, par exemple dans un mode de refroidissement vers la première vanne anti-retour 31. L’étanchéité de cette première vanne d’arrêt est alors améliorée et il est possible d’utiliser une première vanne d’arrêt 31 à simple flux moins onéreuse. • a first stop valve 31 arranged on the main loop A upstream of the evapo / condenser 9, between the fifth connection point 55 and the second non-return valve 25, • at least one other shut-off valve 32, 33 disposed on the third bypass branch D upstream of the at least one heat exchanger 11, 13, between the fifth connection point 55 and the at least one heat exchanger. heat 11, 13. [47] The main loop A can also optionally include a third non-return valve 26 arranged between the first shut-off valve 31 of the second device Y for redirection of the refrigerant from the thermostatic expansion valve 7 and the second connection point 52 so as to block the refrigerant fluid coming from the second connection point 52. This third non-return valve 26 may be a non-return valve. This third non-return valve 26 makes it possible to prevent a reflux of refrigerant from the second connection point 52, for example in a cooling mode towards the first non-return valve 31. The tightness of this first valve of stopping is then improved and it is possible to use a first stop valve 31 with less expensive single flow.
[48]Le détendeur thermostatique 7 peut notamment comporter un bulbe thermo statique 70 disposé en amont du compresseur 3 entre le côté basse pression de l’échangeur de chaleur interne 15 et ledit compresseur 3. [48] The thermostatic expansion valve 7 may in particular include a thermostatic bulb 70 disposed upstream of the compressor 3 between the low pressure side of the internal heat exchanger 15 and said compressor 3.
L’utilisation d’un détendeur thermo statique 7 permet une réduction des coûts de production du dispositif de gestion thermique inversible 1. The use of a thermostatic expansion valve 7 reduces the production costs of the invertible thermal management device 1.
[49]Dans l’exemple illustré à la figure 1, le dispositif de gestion thermique inversible 1 comporte deux échangeurs de chaleurs 11, 13 sur la troisième branche de dérivation D. Plus précisément, ces deux échangeurs de chaleurs 11, 13 sont connectés en parallèle l’un de l’autre. Ainsi, la troisième branche de dérivation D comporte un évaporateur interne 11 et un refroidisseur 13. Ce refroidisseur 13 est disposé sur une quatrième branche de dérivation E reliant un septième point de raccordement 57 à un huitième point de raccordement 58. Le septième point de raccordement 57 est disposé sur la troisième branche de dérivation D en aval du cinquième point de raccordement 55, entre ledit cinquième point de raccordement 55 et l’évaporateur interne 11. Le huitième point de raccordement[49] In the example illustrated in Figure 1, the invertible thermal management device 1 comprises two heat exchangers 11, 13 on the third branch branch D. More specifically, these two heat exchangers 11, 13 are connected in parallel to each other. Thus, the third branch branch D comprises an internal evaporator 11 and a cooler 13. This cooler 13 is arranged on a fourth branch branch E connecting a seventh connection point 57 to an eighth connection point 58. The seventh connection point 57 is disposed on the third branch branch D downstream of the fifth connection point 55, between said fifth connection point 55 and the internal evaporator 11. The eighth connection point
58 est quant à lui disposé sur la troisième branche de dérivation D en amont du sixième point de raccordement 56, entre ledit sixième point de raccordement 56 et G évaporateur interne 11. [50]Dans cet exemple, le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique 7 est configuré pour rediriger le fluide vers l’évapo/condenseur 9 ou vers l’évaporateur interne 11 et/ou le refroidisseur 13. Pour cela, le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique 7 peut notamment comporter : 58 is for its part disposed on the third branch branch D upstream of the sixth connection point 56, between said sixth connection point 56 and G internal evaporator 11. [50] In this example, the second device for redirecting the refrigerant fluid Y coming from the thermostatic expansion valve 7 is configured to redirect the fluid to the evapo / condenser 9 or to the internal evaporator 11 and / or the cooler 13. For this, the second device Y for redirection of the refrigerant from the thermostatic expansion valve 7 may in particular include:
• une deuxième vanne d’arrêt 32 disposée sur la troisième branche de dérivation D en amont de l’évaporateur interne 11, entre ledit évaporateur interne 11 et le septième point de raccordement 57, et · une troisième vanne d’arrêt 33 disposée sur la quatrième branche de dérivation• a second shut-off valve 32 arranged on the third bypass branch D upstream of the internal evaporator 11, between said internal evaporator 11 and the seventh connection point 57, and a third shut-off valve 33 arranged on the fourth branch branch
E en amont du refroidisseur 13, entre ledit refroidisseur 13 et le septième point de raccordement 57. E upstream of the cooler 13, between said cooler 13 and the seventh connection point 57.
[51]I1 est à noter que l’invention ne se limite pas à un exemple avec un ou deux échangeurs de chaleur 11, 13 et qu’il est possible d’avoir un plus grand nombre d’échangeurs de chaleur 11, 13 sur la troisième branche de dérivation D. Le deuxième dispositif de redirection 7 du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique 7 peut être configuré pour contrôler la distribution du fluide réfrigérant pour chacun de ces échangeurs de chaleur 11, 13. [51] It should be noted that the invention is not limited to an example with one or two heat exchangers 11, 13 and that it is possible to have a greater number of heat exchangers 11, 13 on the third branch branch D. The second device for redirection 7 of the refrigerant fluid coming from the thermostatic expansion valve 7 can be configured to control the distribution of the refrigerant fluid for each of these heat exchangers 11, 13.
[52]L’ évaporateur Selon un autre aspect de l’invention, 11 peut être plus particulièrement disposé dans le flux d’air interne à destination de l’habitacle afin de refroidir ce dernier. Le refroidisseur 13 peut quant à lui être par exemple un refroidisseur destiné à refroidir des éléments tels que les batteries d’un véhicule automobile électrique ou hybride. Le refroidisseur 13 peut encore être par exemple un autre évaporateur placé dans un flux d’air interne par exemple dans le cas d’une climatisation à plusieurs zones. [52] The evaporator According to another aspect of the invention, 11 may be more particularly disposed in the internal air flow to the passenger compartment in order to cool the latter. The cooler 13 can, for example, be a cooler intended to cool elements such as the batteries of an electric or hybrid motor vehicle. The cooler 13 can also be, for example, another evaporator placed in an internal air flow, for example in the case of air conditioning with several zones.
[53]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 peut également comporter un dispositif de séparation de phase (non représenté) comme par exemple un accumulateur. Cet accumulateur peut être par exemple disposé sur la boucle principale A en amont de la partie basse pression de l’échangeur de chaleur interne 15. Plus précisément, cette accumulateur peut être disposé entre le sixième point de raccordement 56 et l’échangeur de chaleur interne 15. [53] The invertible thermal management device 1 can also include a phase separation device (not shown) such as for example an accumulator. This accumulator can for example be placed on the main loop A upstream of the low pressure part of the internal heat exchanger 15. More precisely, this accumulator can be placed between the sixth connection point 56 and the internal heat exchanger. 15.
[54] A la place d’un accumulateur, le dispositif de gestion thermique inversible 1 peut comporter un bouteille dessicante (non représentée). Cette bouteille dessicante peut être disposée en aval du condenseur interne 5. Plus précisément, la bouteille dessicante peut être disposée entre le quatrième point de raccordement 54 et la partie haute pression de l’échangeur de chaleur interne 15. [54] Instead of an accumulator, the invertible thermal management device 1 can include a desiccant bottle (not shown). This desiccant bottle can be placed downstream of the internal condenser 5. More precisely, the bottle desiccant can be placed between the fourth connection point 54 and the high pressure part of the internal heat exchanger 15.
[55]Les figures 2a à 6 montrent le dispositif de gestion thermique inversible 1 selon différents modes de fonctionnement. Sur ces figures 2a à 6, seuls les éléments actifs sont représentés. Le sens de circulation du fluide réfrigérant est représenté par des flèches. [55] Figures 2a to 6 show the invertible thermal management device 1 according to different operating modes. In these Figures 2a to 6, only the active elements are shown. The direction of circulation of the refrigerant fluid is represented by arrows.
G5611) Premier mode de refroidissement : G5611) First cooling mode:
[57]La figure 2a montre le dispositif de gestion thermique inversible 1 selon un premier mode de fonctionnement dit de refroidissement. [58]Dans ce premier mode de refroidissement, le fluide réfrigérant passe tout d’abord par le compresseur 3 au niveau duquel il subit une augmentation de pression. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans la première branche de dérivation B et rejoint l’évapo/condenseur 9. Le fluide réfrigérant à haute pression cède de l’énergie calorifique au flux d’air externe et passe dans la deuxième branche de dérivation C. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite par l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit un sous-refroidissement. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le détendeur thermo statique 7 au niveau duquel il subit une perte de pression. Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans la troisième branche de dérivation D et passe dans l’évaporateur interne 11 au niveau duquel il récupère de l’énergie calorifique dans le flux d’air interne. Le fluide réfrigérant à basse pression passe dans l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit une surchauffe et retourne ensuite dans le compresseur 3. [57] FIG. 2a shows the invertible thermal management device 1 according to a first so-called cooling mode of operation. [58] In this first mode of cooling, the refrigerant first passes through compressor 3 where it undergoes an increase in pressure. The high pressure refrigerant then passes through the first bypass branch B and joins the evapo / condenser 9. The high pressure refrigerant transfers heat energy to the external air flow and passes into the second bypass branch. C. The high pressure refrigerant then passes through the internal heat exchanger 15 where it undergoes subcooling. The high pressure refrigerant then passes through the thermostatic expansion valve 7 at which it experiences a loss of pressure. The low-pressure refrigerant then passes through the third bypass branch D and passes into the internal evaporator 11 where it recovers heat energy from the internal air flow. The low-pressure refrigerant passes through the internal heat exchanger 15 where it overheats and then returns to the compressor 3.
[59]Pour que ce trajet soit possible, le premier dispositif de redirection X du fluide réfrigérant en provenance du compresseur 3 redirige le fluide réfrigérant vers la première branche de dérivation B. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 21 est fermée et sa deuxième vanne d’arrêt 22 est ouverte. [59] To make this path possible, the first device for redirecting the refrigerant fluid X from the compressor 3 redirects the refrigerant to the first bypass branch B. For this, its first stop valve 21 is closed and its second stop valve 22 is open.
[60]Dans ce premier mode de refroidissement, le fluide réfrigérant en sortie du détendeur thermostatique 7 passe uniquement dans l’évaporateur interne 11. Le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique 7 redirige le fluide réfrigérant uniquement vers l’évaporateur interne 11. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 31 est fermée. Sa deuxième vanne d’arrêt 32 est ouverte et sa troisième vanne d’arrêt 33 est fermée. La vanne d’arrêt 23 est quant à elle fermée. [61]Dans ce premier mode de refroidissement, le dispositif de gestion thermique inversible 1 est utilisé pour refroidir exclusivement le flux d’air interne traversant l’évaporateur interne 11 afin de refroidir l’habitacle. Deuxième mode de refroidissement :
Figure imgf000015_0001
[63]La figure 2b montre le dispositif de gestion thermique inversible 1 selon un deuxième mode de refroidissement.
[60] In this first cooling mode, the refrigerant fluid leaving the thermostatic expansion valve 7 passes only into the internal evaporator 11. The second device for redirecting the refrigerant fluid from the thermostatic expansion valve 7 redirects the refrigerant fluid only to the internal evaporator 11. For this, its first shut-off valve 31 is closed. Its second stop valve 32 is open and its third stop valve 33 is closed. The stop valve 23 is for its part closed. [61] In this first cooling mode, the invertible thermal management device 1 is used to cool exclusively the internal air flow passing through the internal evaporator 11 in order to cool the passenger compartment. Second cooling mode:
Figure imgf000015_0001
[63] FIG. 2b shows the invertible thermal management device 1 according to a second cooling mode.
[64]Ce deuxième mode de refroidissement est identique au premier mode de refroidissement à la différence qu’en sortie du détendeur thermostatique 7 le fluide réfrigérant passe dans la troisième branche de dérivation D et dans la quatrième branche de dérivation E pour traverser à la fois le refroidisseur 13 et l’évaporateur interne 11. Au niveau du refroidisseur 13 et de l’évaporateur interne 11, le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique. [64] This second cooling mode is identical to the first cooling mode with the difference that at the outlet of the thermostatic expansion valve 7 the refrigerant fluid passes into the third branch branch D and into the fourth branch branch E to cross both the cooler 13 and the internal evaporator 11. At the cooler 13 and the internal evaporator 11, the coolant recovers heat energy.
[65]Dans ce deuxième mode de refroidissement, le fluide réfrigérant en sortie du détendeur thermostatique 7 passe à la fois dans le refroidisseur 13 et dans l’évaporateur interne 11. Le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique 7 redirige le fluide réfrigérant simultanément vers le refroidisseur 13 et l’évaporateur interne 11. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 31 est fermée. Sa deuxième 32 et troisième 33 vanne d’arrêt sont ouvertes. La vanne d’arrêt 23 est quant à elle fermée. [66]Dans ce deuxième mode de refroidissement, le dispositif de gestion thermique inversible 1 est utilisé pour refroidir à la fois le flux d’air interne et l’élément associé au refroidisseur 13, par exemple les batteries d’un véhicule automobile hybride ou électrique. [65] In this second cooling mode, the refrigerant fluid leaving the thermostatic expansion valve 7 passes both into the cooler 13 and into the internal evaporator 11. The second device Y for redirecting the refrigerant coming from the thermostatic expansion valve 7 redirects the refrigerant simultaneously to the cooler 13 and the internal evaporator 11. For this, its first stop valve 31 is closed. His second 32 and third 33 shut-off valves are open. The stop valve 23 is closed. [66] In this second cooling mode, the invertible thermal management device 1 is used to cool both the internal air flow and the element associated with the cooler 13, for example the batteries of a hybrid motor vehicle or electric.
[67]Le dispositif de gestion thermique inversible 1 peut également fonctionner selon un troisième mode de refroidissement (non représenté) dans lequel le fluide réfrigérant en sortie du détendeur thermo statique 7 passe uniquement dans le refroidisseur 13. Le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique 7 redirige le fluide réfrigérant uniquement vers le refroidisseur 13. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 31 est fermée. Sa deuxième vanne d’arrêt 32 est fermée et sa troisième vanne d’arrêt 33 est ouverte. La vanne d’arrêt 23 est quant à elle fermée. Dans ce troisième mode de refroidissement, le dispositif de gestion thermique inversible 1 est utilisé pour refroidir exclusivement l’élément associé au refroidisseur 13, par exemple les batteries d’un véhicule automobile hybride ou électrique. Premier mode pompe à chaleur :
Figure imgf000016_0001
[67] The invertible thermal management device 1 can also operate according to a third cooling mode (not shown) in which the refrigerant at the outlet of the thermostatic expansion valve 7 passes only into the cooler 13. The second Y redirection device of the fluid refrigerant coming from the thermostatic expansion valve 7 redirects the refrigerant fluid only to the cooler 13. For this, its first stop valve 31 is closed. Its second stop valve 32 is closed and its third stop valve 33 is open. The stop valve 23 is for its part closed. In this third cooling mode, the invertible thermal management device 1 is used to cool exclusively the element associated with the cooler 13, for example the batteries of a hybrid or electric motor vehicle. First heat pump mode:
Figure imgf000016_0001
[69]La figure 3a montre le dispositif de gestion thermique inversible 1 selon un premier mode de fonctionnement dit pompe à chaleur. [69] Figure 3a shows the invertible thermal management device 1 according to a first mode of operation called heat pump.
[70]Dans ce premier mode pompe à chaleur, le fluide réfrigérant passe tout d’abord par le compresseur 3 au niveau duquel il subit une augmentation de pression. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le condenseur interne 5 qui est traversé par le flux d’air interne. Le fluide réfrigérant à haute pression cède de l’énergie calorifique au flux d’air interne et passe ensuite dans l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit un sous-refroidissement. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans le détendeur thermostatique 7 au niveau duquel il subit une perte de pression. Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans l’évapo/condenseur 9 au niveau duquel il récupère de l’énergie calorifique dans le flux d’air externe. Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit une surchauffe et retourne ensuite dans le compresseur 3. [70] In this first heat pump mode, the refrigerant first passes through compressor 3 where it undergoes an increase in pressure. The high pressure refrigerant then passes into the internal condenser 5 which is crossed by the internal air flow. The high-pressure refrigerant transfers heat energy to the internal air flow and then passes to the internal heat exchanger 15 where it undergoes sub-cooling. The refrigerant then passes into the thermostatic expansion valve 7 at which it experiences a loss of pressure. The low pressure refrigerant then passes to the evapo / condenser 9 where it recovers heat energy in the external air flow. The low-pressure refrigerant then passes into the internal heat exchanger 15 where it overheats and then returns to the compressor 3.
[71]Dans ce premier mode pompe à chaleur, le fluide réfrigérant circule uniquement dans la boucle principale A. [71] In this first heat pump mode, the refrigerant circulates only in the main loop A.
[72]Pour que ce trajet soit possible, le premier dispositif de redirection X du fluide réfrigérant en provenance du compresseur 3 redirige le fluide réfrigérant vers le détendeur thermostatique 7. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 21 est ouverte et sa deuxième vanne d’arrêt 22 est fermée. [72] To make this journey possible, the first device for redirecting the refrigerant fluid X from the compressor 3 redirects the refrigerant to the thermostatic expansion valve 7. For this, its first shut-off valve 21 is open and its second valve stop 22 is closed.
[73]Le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique 7 redirige quant à lui le fluide réfrigérant vers l’évapo/condenseur 9. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 31 est ouverte et ses deuxième 32 et troisième 33 vannes d’arrêt sont fermées. La vanne d’arrêt 23 est quant à elle ouverte. [73] The second device for redirecting the refrigerant fluid Y coming from the thermostatic expansion valve 7 redirects the refrigerant fluid to the evapo / condenser 9. For this, its first stop valve 31 is open and its second 32 and third 33 shut-off valves are closed. The shut-off valve 23 is open.
[74]Ce premier mode pompe à chaleur permet de réchauffer le flux d’air interne et ainsi de chauffer l’habitacle du véhicule automobile. [74] This first heat pump mode makes it possible to heat the internal air flow and thus heat the passenger compartment of the motor vehicle.
G7514) Deuxième mode pompe à chaleur : [76]La figure 3b montre le dispositif de gestion thermique inversible 1 selon un deuxième mode pompe à chaleur. G7514) Second heat pump mode: [76] FIG. 3b shows the invertible thermal management device 1 according to a second heat pump mode.
[77]Ce deuxième mode pompe à chaleur est identique au premier mode pompe à chaleur à la différence qu’en sortie du détendeur thermostatique 7 le fluide réfrigérant passe également dans la troisième branche de dérivation D et dans la quatrième branche de dérivation E pour traverser à la fois le refroidisseur 13 et l’évaporateur interne 11 en parallèle de l’évapo/condenseur 9. Au niveau du refroidisseur 13 et de l’évaporateur interne 11, le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique. [78]Dans ce deuxième mode pompe à chaleur, le fluide réfrigérant en sortie du détendeur thermostatique 7 passe à la fois dans le refroidisseur 13 et dans l’évaporateur interne 11. Le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique 7 redirige le fluide réfrigérant simultanément vers le refroidisseur 13 et l’évaporateur interne 11. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 31 est ouverte. Sa deuxième 32 et troisième[77] This second heat pump mode is identical to the first heat pump mode except that at the outlet of the thermostatic expansion valve 7 the refrigerant also passes into the third bypass branch D and into the fourth branch E branch to cross both the cooler 13 and the internal evaporator 11 in parallel with the evapo / condenser 9. At the cooler 13 and the internal evaporator 11, the refrigerant recovers energy calorific. [78] In this second heat pump mode, the refrigerant fluid leaving the thermostatic expansion valve 7 passes both into the cooler 13 and into the internal evaporator 11. The second device for redirecting Y the refrigerant coming from the thermostatic expansion valve static 7 redirects the refrigerant simultaneously to the cooler 13 and the internal evaporator 11. For this, its first stop valve 31 is open. His second 32 and third
33 vanne d’arrêt sont ouvertes. 33 shut-off valves are open.
[79]Dans ce deuxième mode pompe à chaleur, le dispositif de gestion thermique inversible 1 est utilisé pour réchauffer le flux d’air interne en absorbant de l’énergie calorifique au niveau de l’évapo/condenseur 9 mais également en récupérant de l’énergie calorifique au niveau de l’élément associé au refroidisseur 13, par exemple les batteries d’un véhicule automobile hybride ou électrique et au niveau de l’évaporateur interne 11. Cela est particulièrement utile pour un chauffage rapide du flux d’air interne au niveau du condenseur interne 5 avec une température externe de l’ordre de 5°C. [80]I1 est également possible d’imaginer un mode pompe à chaleur similaire dans lequel le dispositif de gestion thermique inversible 1 permet une récupération d’énergie calorifique au niveau du seul refroidisseur 13 en complément de l’évapo/condenseur 9. [79] In this second heat pump mode, the invertible thermal management device 1 is used to heat the internal air flow by absorbing heat energy at the evapo / condenser 9 but also by recovering water. calorific energy at the level of the element associated with the cooler 13, for example the batteries of a hybrid or electric motor vehicle and at the level of the internal evaporator 11. This is particularly useful for rapid heating of the internal air flow at the level of the internal condenser 5 with an external temperature of the order of 5 ° C. [80] It is also possible to imagine a similar heat pump mode in which the invertible thermal management device 1 allows heat energy recovery at the level of the single cooler 13 in addition to the evapo / condenser 9.
G81151 Mode de déshumidification : [82]La figure 4 montre le dispositif de gestion thermique inversible 1 selon un mode de fonctionnement dit de déshumidification. G81151 Dehumidification mode: [82] FIG. 4 shows the invertible thermal management device 1 according to an operating mode called dehumidification.
[83]Dans ce mode de déshumidification, le fluide réfrigérant passe tout d’abord par le compresseur 3 au niveau duquel il subit une augmentation de pression. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le condenseur interne 5 qui est traversé par le flux d’air interne. Le fluide réfrigérant à haute pression cède de l’énergie calorifique au flux d’air interne et passe ensuite dans l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit un sous-refroidissement. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans le détendeur thermostatique 7 au niveau duquel il subit une perte de pression. [84]Une partie du fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans l’évapo/condenseur 9 au niveau duquel il récupère de l’énergie calorifique dans le flux d’air externe. [83] In this dehumidification mode, the refrigerant first passes through the compressor 3 where it undergoes an increase in pressure. The high pressure refrigerant then passes into the internal condenser 5 which is crossed by the internal air flow. The high pressure refrigerant fluid transfers heat energy to the internal air flow and then passes into the internal heat exchanger 15 where it undergoes sub-cooling. The refrigerant then passes into the thermostatic expansion valve 7 at which it experiences a loss of pressure. [84] A portion of the low-pressure refrigerant then passes into the evapo / condenser 9 at which it recovers heat energy in the external air flow.
[85]Une autre partie du fluide réfrigérant à basse pression passe quant à elle dans l’évaporateur interne 11 au niveau duquel il récupère de l’énergie au flux d’air interne. [85] Another part of the low pressure refrigerant fluid passes through the internal evaporator 11 where it recovers energy from the internal air flow.
[86]Les deux fluides réfrigérant à basse pression se rejoignent au niveau du sixième point de raccordement 56. Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit une surchauffe et retourne ensuite dans le compresseur 3. [86] The two low-pressure refrigerant fluids meet at the sixth connection point 56. The low-pressure refrigerant then passes into the internal heat exchanger 15 where it overheats and then returns to the compressor 3.
[87]Pour que ce trajet soit possible, le premier dispositif de redirection X du fluide réfrigérant en provenance du compresseur 3 redirige le fluide réfrigérant vers le détendeur thermostatique 7. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 21 est ouverte et sa deuxième vanne d’arrêt 22 est fermée. [88]Le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique 7 redirige quant à lui le fluide réfrigérant vers l’évapo/condenseur 9 et vers l’évaporateur interne 11. Pour cela, ses première 31 et deuxième 32 vannes d’arrêt 31 sont ouvertes et sa troisième vanne d’arrêt 33 est fermée. La vanne d’arrêt 23 est quant à elle ouverte. [89]Généralement, le condenseur interne 5 est disposé en aval de l’évaporateur interne 11 dans le sens de circulation du flux d’air interne. Ainsi le flux d’air interne subit dans ce mode de déshumidification un refroidissement et un réchauffement ce qui conduit à sa déshumidification. [87] In order for this trip to be possible, the first device for redirection X of the refrigerant fluid coming from the compressor 3 redirects the refrigerant fluid to the thermostatic expansion valve 7. For this, its first stop valve 21 is open and its second valve stop 22 is closed. [88] The second device for redirecting the refrigerant fluid Y coming from the thermostatic expansion valve 7 redirects the refrigerant fluid to the evapo / condenser 9 and to the internal evaporator 11. For this, its first 31 and second 32 valves stop 31 are open and its third stop valve 33 is closed. The shut-off valve 23 is open. [89] Generally, the internal condenser 5 is arranged downstream of the internal evaporator 11 in the direction of circulation of the internal air flow. Thus, in this dehumidification mode, the internal air flow undergoes cooling and heating which leads to its dehumidification.
[90]I1 est possible d’imaginer un autre mode de déshumidification dans le cas où le condenseur interne 5 est disposé en amont du premier point de raccordement 51.[90] It is possible to imagine another mode of dehumidification in the case where the internal condenser 5 is arranged upstream of the first connection point 51.
Dans ce cas de figure il est possible que le fluide réfrigérant à haute pression circule successivement dans le condenseur interne 5 au niveau duquel il réchauffe le flux d’air interne. Le fluide réfrigérant à haute pression emprunte ensuite la première branche de dérivation B et rejoint l’évapo/condenseur 9 où il cède de l’énergie calorifique au flux d’air externe. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite par la deuxième branche de dérivation C et l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit un sous-refroidissement. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le détendeur thermo statique 7 où il subit une perte de pression. Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans l’évaporateur interne 11 au niveau duquel il refroidit le flux d’air interne. Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite par l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit une surchauffe avant de retourner au compresseur 3. La circulation du fluide réfrigérant ce fait ici en série entre les différents échangeurs de chaleur. G91161 Mode de dégiyrage : In this case, it is possible for the high pressure refrigerant fluid to flow successively in the internal condenser 5 at which it heats the internal air flow. The high pressure refrigerant then takes the first branch B branch and joins the evapo / condenser 9 where it gives heat energy to the external air flow. The high-pressure refrigerant then passes through the second bypass branch C and the internal heat exchanger 15 where it undergoes sub-cooling. The refrigerant then passes through the thermostatic expansion valve 7 where it undergoes a loss of pressure. The low pressure refrigerant then passes through the internal evaporator 11 at which it cools the internal air flow. The low-pressure refrigerant then passes through the internal heat exchanger 15 where it undergoes overheating before returning to the compressor 3. The circulation of the refrigerant is done here in series between the various heat exchangers. G91161 De-icing mode:
[92]La figure 5 montre le dispositif de gestion thermique inversible 1 selon un mode de fonctionnement dit de dégivrage. [92] FIG. 5 shows the invertible thermal management device 1 according to a so-called defrost operating mode.
[93]Dans ce mode de dégivrage, le fluide réfrigérant passe tout d’abord par le compresseur 3 au niveau duquel il subit une augmentation de pression. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans la première branche de dérivation[93] In this defrost mode, the refrigerant first passes through compressor 3 where it undergoes an increase in pressure. The high pressure refrigerant then passes into the first branch branch
B et rejoint l’évapo/condenseur 9. Le fluide réfrigérant à haute pression traverse l’évapo/condenseur 9 et cède de l’énergie calorifique non pas au flux d’air externe mais à l’évapo/condenseur 9 lui-même afin de le dégivrer. Le flux d’air externe est pour cela bloqué afin qu’il ne traverse pas l’évapo/condenseur 9, par exemple par la fermeture de volets d’un dispositif d’obturation de face avant. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite par l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit un sous-refroidissement via la deuxième branche de dérivation C. Le fluide réfrigérant à haute pression passe ensuite dans le détendeur thermostatique 7 au niveau duquel il subit une perte de pression. Le fluide réfrigérant à basse pression passe ensuite dans la troisième branche de dérivation D et passe dans le refroidisseur 13 au niveau duquel il récupère de l’énergie calorifique de l’élément qui lui est lié. Le fluide réfrigérant à basse pression passe dans l’échangeur de chaleur interne 15 où il subit une surchauffe et retourne ensuite dans le compresseur 3. [94]Pour que ce trajet soit possible, le premier dispositif de redirection X du fluide réfrigérant en provenance du compresseur 3 redirige le fluide réfrigérant vers la première branche de dérivation B. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 21 est fermée et sa deuxième vanne d’arrêt 22 est ouverte. B and joins the evapo / condenser 9. The high pressure refrigerant fluid passes through the evapo / condenser 9 and gives up heat energy not to the external air flow but to the evapo / condenser 9 itself in order to to defrost it. The external air flow is therefore blocked so that it does not pass through the evapo / condenser 9, for example by closing the flaps of a front face shutter device. The high-pressure refrigerant then passes through the internal heat exchanger 15 where it undergoes sub-cooling via the second bypass branch C. The high-pressure refrigerant then passes into the thermostatic expansion valve 7 at which it undergoes a loss of pressure. The low-pressure refrigerant then passes into the third branch branch D and passes into the cooler 13 where it recovers heat energy from the element linked to it. The low-pressure refrigerant fluid passes through the internal heat exchanger 15 where it overheats and then returns to compressor 3. [94] To make this path possible, the first device X for redirecting the refrigerant from the compressor 3 redirects the refrigerant to the first bypass branch B. For this, its first stop valve 21 is closed and its second stop valve 22 is open.
[95]Dans ce mode de dégivrage, le fluide réfrigérant en sortie du détendeur thermo statique 7 passe uniquement dans le refroidisseur 13. Le deuxième dispositif de redirection Y du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique 7 redirige le fluide réfrigérant uniquement vers le refroidisseur 13. Pour cela, sa première vanne d’arrêt 31 est fermée. Sa deuxième vanne d’arrêt 32 est fermée et sa troisième vanne d’arrêt 33 est ouverte. La vanne d’arrêt 23 est quant à elle fermée. [95] In this defrosting mode, the refrigerant fluid leaving the thermostatic expansion valve 7 passes only into the cooler 13. The second device for redirecting the refrigerant fluid from the thermostatic expansion valve 7 redirects the refrigerant only to the cooler. 13. For this, its first stop valve 31 is closed. Its second valve stop 32 is closed and its third stop valve 33 is open. The stop valve 23 is for its part closed.
[96]Ce mode de dégivrage permet de dégivrer l’évapo/condenseur 9 du givre pouvant se former lors du mode pompe à chaleur en récupérant de l’énergie calorifique au niveau du refroidisseur 13. Cela est particulièrement efficace lors d’un trajet à grande vitesse par exemple sur autoroute durant lequel les volets d’un dispositif d’obturation de face avant sont fermés. [96] This defrost mode makes it possible to defrost the evapo / condenser 9 of the frost that may form during the heat pump mode by recovering heat energy at the level of the cooler 13. This is particularly effective during a journey at high speed, for example on a motorway during which the shutters of a front face shutter device are closed.
[97]Ainsi, on voit bien que part son architecture, le dispositif de gestion thermique inversible 1 est économique tout en conservant une grande variété de modes de fonctionnement. De plus le dispositif de gestion thermique inversible 1 est également efficace et performant. [97] Thus, it is clear that, due to its architecture, the invertible thermal management device 1 is economical while retaining a wide variety of operating modes. In addition, the invertible thermal management device 1 is also effective and efficient.

Claims

Revendications Claims
1. Dispositif de gestion thermique inversible (1) d’un véhicule automobile, ledit dispositif de gestion thermique (1) comportant un circuit de fluide réfrigérant dans lequel circule un fluide réfrigérant et comportant : · une boucle principale (A) comportant successivement un compresseur (3), un condenseur interne (5), un détendeur thermostatique (7) et un évapo/condenseur externe (9), 1. Reversible thermal management device (1) of a motor vehicle, said thermal management device (1) comprising a refrigerant circuit in which a refrigerant fluid circulates and comprising: a main loop (A) successively comprising a compressor (3), an internal condenser (5), a thermostatic expansion valve (7) and an external evapo / condenser (9),
• une première branche de dérivation (B) reliant un premier point de raccordement (51) disposé sur la boucle principale (A) en aval du compresseur (3), entre le compresseur (3) et le détendeur thermo statique (7), à un deuxième point de raccordement (52) disposé sur la boucle principale (A) en amont de G évapo/condenseur externe (9), entre ledit évapo/condenseur externe (9) et le détendeur thermostatique (7), • a first bypass branch (B) connecting a first connection point (51) arranged on the main loop (A) downstream of the compressor (3), between the compressor (3) and the thermostatic expansion valve (7), to a second connection point (52) arranged on the main loop (A) upstream of G evapo / external condenser (9), between said evapo / external condenser (9) and the thermostatic expansion valve (7),
• une deuxième branche de dérivation (C) reliant un troisième point de raccordement (53) disposé sur la boucle principale (A) en aval de • a second branch branch (C) connecting a third connection point (53) arranged on the main loop (A) downstream of
G évapo/condenseur externe (9), entre ledit évapo/condenseur externe (9) et le compresseur (3), à un quatrième point de raccordement (54) disposé sur la boucle principale (A) en amont du détendeur thermostatique (7), entre le premier point de raccordement (51) et ledit détendeur thermo statique (7), · une troisième branche de dérivation (D) reliant un cinquième point de raccordement (55) disposé sur la boucle principale (A) en aval du détendeur thermostatique (7), entre ledit détendeur thermo statique (7) et le deuxième point de raccordement (52), à un sixième point de raccordement (56) disposé sur la boucle principale (A) en amont du compresseur (3), entre ledit compresseur (3) et le troisième point de raccordement (53), ladite troisième branche de dérivation (D) comportant au moins un échangeur de chaleur (11, 13), G evapo / external condenser (9), between said evapo / external condenser (9) and the compressor (3), at a fourth connection point (54) arranged on the main loop (A) upstream of the thermostatic expansion valve (7) , between the first connection point (51) and said thermostatic expansion valve (7), a third branch branch (D) connecting a fifth connection point (55) arranged on the main loop (A) downstream of the thermostatic expansion valve (7), between said thermostatic expansion valve (7) and the second connection point (52), at a sixth connection point (56) arranged on the main loop (A) upstream of the compressor (3), between said compressor (3) and the third connection point (53), said third bypass branch (D) comprising at least one heat exchanger (11, 13),
• un premier dispositif de redirection (X) du fluide réfrigérant en provenance du compresseur (3) vers le condenseur interne (5) ou vers la première branche de dérivation (B), • a first device for redirection (X) of the refrigerant fluid coming from the compressor (3) to the internal condenser (5) or to the first bypass branch (B),
• une vanne d’arrêt (23) du fluide réfrigérant disposée sur la boucle principale (A) entre le troisième (53) et le sixième (56) point de raccordement, • une première vanne antiretour (24) disposée sur la deuxième branche de dérivation (C) de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance du quatrième point de raccordement (54), • a refrigerant shut-off valve (23) arranged on the main loop (A) between the third (53) and the sixth (56) connection point, • a first non-return valve (24) arranged on the second bypass branch (C) so as to block the refrigerant from the fourth connection point (54),
• un deuxième dispositif de redirection (Y) du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique (7) vers l’au moins un échangeur de chaleur (11, 13) de la troisième branche de dérivation (D) ou vers l’évapo/condenseur (9), • a second device for redirection (Y) of the refrigerant from the thermostatic expansion valve (7) to at least one heat exchanger (11, 13) of the third bypass branch (D) or to the evapo / condenser (9),
• un échangeur de chaleur interne (15) disposé sur la boucle principale (A) et configuré pour permettre les échanges d’énergie calorifique entre le fluide réfrigérant à haute pression en amont du détendeur thermostatique (7) et le fluide réfrigérant à basse pression en provenance du sixième point de raccordement (56). • an internal heat exchanger (15) arranged on the main loop (A) and configured to allow exchanges of heat energy between the high pressure refrigerant fluid upstream of the thermostatic expansion valve (7) and the low pressure refrigerant fluid in from the sixth connection point (56).
2. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le circuit de fluide réfrigérant comporte en outre une deuxième vanne antiretour (25) disposée sur la boucle principale (A) entre le premier (51) et le quatrième (54) point de raccordement de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance dudit quatrième point de raccordement (54).2. Reversible thermal management device (1) according to the preceding claim, characterized in that the refrigerant circuit further comprises a second non-return valve (25) disposed on the main loop (A) between the first (51) and the fourth (54) connection point so as to block the refrigerant from said fourth connection point (54).
3. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détendeur thermostatique (7) comporte un bulbe thermostatique (70) disposé en amont du compresseur (3) entre le côté basse pression de l’échangeur de chaleur interne (15) et ledit compresseur (3). 3. Reversible thermal management device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the thermostatic expansion valve (7) comprises a thermostatic bulb (70) arranged upstream of the compressor (3) between the low pressure side of the internal heat exchanger (15) and said compressor (3).
4. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le condenseur interne (5) est disposé sur la boucle principale (A) en aval du premier point de raccordement (51), entre le premier (51) et le quatrième (54) point de raccordement. 4. Reversible thermal management device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal condenser (5) is arranged on the main loop (A) downstream of the first connection point (51), between the first (51) and the fourth (54) connection point.
5. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième dispositif de redirection (Y) du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique (7) comporte : 5. Reversible thermal management device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the second redirection device (Y) of the refrigerant from the thermostatic expansion valve (7) comprises:
• une première vanne d’arrêt (31) disposée sur la boucle principale (A) en amont de l’évapo/condenseur (9), entre le deuxième point de raccordement (52) et le cinquième point de raccordement (55), • au moins une autre vanne d’arrêt (32, 33) disposée sur la troisième branche de dérivation (D) en amont de l’au moins un échangeur de chaleur (11, 13), entre le cinquième point de raccordement (55) et l’au moins un échangeur de chaleur (11, 13). 6. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le circuit de fluide réfrigérant comporte une troisième vanne anti-retour (26) disposée sur la boucle principale (A) entre la première vanne d’arrêt (31) du deuxième dispositif de redirection (Y) du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermostatique (7) et le deuxième point de raccordement (52) de sorte à bloquer le fluide réfrigérant en provenance du deuxième point de raccordement (52). • a first shut-off valve (31) placed on the main loop (A) upstream of the evapo / condenser (9), between the second connection point (52) and the fifth connection point (55), • at least one other shut-off valve (32, 33) arranged on the third bypass branch (D) upstream of the at least one heat exchanger (11, 13), between the fifth connection point (55) and the at least one heat exchanger (11, 13). 6. Reversible thermal management device (1) according to the preceding claim, characterized in that the refrigerant circuit comprises a third non-return valve (26) arranged on the main loop (A) between the first shut-off valve ( 31) of the second device for redirection (Y) of the refrigerant fluid coming from the thermostatic expansion valve (7) and the second connection point (52) so as to block the refrigerant fluid coming from the second connection point (52).
7. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la troisième branche de dérivation (D) comporte un évaporateur interne (11) et en ce que le dispositif de gestion thermique inversible (1) comporte une quatrième branche de dérivation7. An invertible thermal management device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the third bypass branch (D) comprises an internal evaporator (11) and in that the invertible thermal management device (1 ) has a fourth branch branch
(E) comportant un refroidisseur (15), ladite quatrième branche de dérivation (E) reliant un septième point de raccordement (57) disposé sur la troisième branche de dérivation (D) en aval du cinquième point de raccordement (55), entre ledit cinquième point de raccordement (55) et l’évaporateur interne (11), à un huitième point de raccordement (58) disposé sur la troisième branche de dérivation (D) en amont du sixième point de raccordement (56), entre ledit sixième point de raccordement (56) et l’évaporateur interne (11), le deuxième dispositif de redirection (Y) du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique (7) étant configuré pour rediriger le fluide vers l’évapo/condenseur (9) ou vers l’évaporateur interne (11) et/ou le refroidisseur(E) comprising a cooler (15), said fourth bypass branch (E) connecting a seventh connection point (57) disposed on the third bypass branch (D) downstream of the fifth connection point (55), between said fifth connection point (55) and the internal evaporator (11), to an eighth connection point (58) arranged on the third bypass branch (D) upstream of the sixth connection point (56), between said sixth point connection (56) and the internal evaporator (11), the second redirection device (Y) of the refrigerant fluid coming from the thermostatic expansion valve (7) being configured to redirect the fluid to the evapo / condenser (9) or to the internal evaporator (11) and / or the cooler
(15). (15).
8. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le deuxième dispositif de redirection (Y) du fluide réfrigérant en provenance du détendeur thermo statique (7) comporte : · une deuxième vanne d’arrêt (32) disposée sur la troisième branche de dérivation (D) en amont de G évaporateur interne (11), entre ledit évaporateur interne (11) et le septième point de raccordement (57), et • une troisième vanne d’arrêt (33) disposée sur la quatrième branche de dérivation (E) en amont du refroidisseur (13), entre ledit refroidisseur (13) et le septième point de raccordement (57). 8. Reversible thermal management device (1) according to claims 4 and 5, characterized in that the second redirection device (Y) of the refrigerant from the thermostatic expansion valve (7) comprises: a second shut-off valve (32) arranged on the third bypass branch (D) upstream of G internal evaporator (11), between said internal evaporator (11) and the seventh connection point (57), and • a third shut-off valve (33) disposed on the fourth branch branch (E) upstream of the cooler (13), between said cooler (13) and the seventh connection point (57).
9. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première vanne antiretour9. Reversible thermal management device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first non-return valve
(24) est également une vanne de régulation de pression configurée pour permettre le passage du fluide réfrigérant dans la deuxième branche de dérivation (C) entre le troisième (53) et le quatrième (54) point de raccordement à une première pression déterminée. 10. Dispositif de gestion thermique inversible (1) selon la revendication 2 ou selon l’une quelconque des revendications 3 à 9 en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième vanne antiretour (25) est également une vanne de régulation de pression configurée pour permettre le passage du fluide réfrigérant en provenance du condenseur interne (5) vers le quatrième point de raccordement (54) à une deuxième pression déterminée. (24) is also a pressure regulating valve configured to allow the passage of the refrigerant fluid in the second bypass branch (C) between the third (53) and the fourth (54) connection point at a determined first pressure. 10. Reversible thermal management device (1) according to claim 2 or according to any one of claims 3 to 9 in combination with claim 2, characterized in that the second non-return valve (25) is also a control valve of pressure configured to allow the passage of the refrigerant fluid from the internal condenser (5) to the fourth connection point (54) at a second determined pressure.
PCT/FR2020/052249 2019-12-12 2020-12-02 Reversible thermal-management device WO2021116564A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1914260 2019-12-12
FR1914260A FR3104493B1 (en) 2019-12-12 2019-12-12 Reversible thermal management device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021116564A1 true WO2021116564A1 (en) 2021-06-17

Family

ID=70008711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2020/052249 WO2021116564A1 (en) 2019-12-12 2020-12-02 Reversible thermal-management device

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3104493B1 (en)
WO (1) WO2021116564A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3126344A1 (en) * 2021-08-26 2023-03-03 Valeo Systemes Thermiques BATTERY THERMAL MANAGEMENT DEVICE FOR ELECTRIC OR HYBRID VEHICLES

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2936445A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-02 Valeo Systemes Thermiques Heating and/or air conditioning device for e.g. electric car, has evaporation, cooling and reversible units exchanging heat with three secondary loops, where one of loops is connected to exchanger exchanging heat with traction unit
US20130312442A1 (en) * 2011-02-10 2013-11-28 Sanden Corporation Air conditioning device for vehicle
WO2015010907A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 Valeo Systemes Thermiques Thermal conditioning device for a motor vehicle comprising an electric machine used for driving said vehicle
CH711726A2 (en) * 2015-11-04 2017-05-15 Belenos Clean Power Holding Ag Device and method for regulating the temperature of a battery or fuel cell of an electric or hybrid vehicle.
FR3052237A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-08 Valeo Systemes Thermiques REVERSIBLE AIR CONDITIONING CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2936445A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-02 Valeo Systemes Thermiques Heating and/or air conditioning device for e.g. electric car, has evaporation, cooling and reversible units exchanging heat with three secondary loops, where one of loops is connected to exchanger exchanging heat with traction unit
US20130312442A1 (en) * 2011-02-10 2013-11-28 Sanden Corporation Air conditioning device for vehicle
WO2015010907A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 Valeo Systemes Thermiques Thermal conditioning device for a motor vehicle comprising an electric machine used for driving said vehicle
CH711726A2 (en) * 2015-11-04 2017-05-15 Belenos Clean Power Holding Ag Device and method for regulating the temperature of a battery or fuel cell of an electric or hybrid vehicle.
FR3052237A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-08 Valeo Systemes Thermiques REVERSIBLE AIR CONDITIONING CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE

Also Published As

Publication number Publication date
FR3104493B1 (en) 2021-11-05
FR3104493A1 (en) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3465025B1 (en) Motor vehicle air-conditioning circuit
EP3606774B1 (en) Indirect reversible air-conditioning circuit for a motor vehicle and corresponding operating method
EP3496964B1 (en) Indirect reversible air-conditioning circuit for a motor vehicle and corresponding operating method
FR3070316A1 (en) INDIRECT INDIRECT AIR CONDITIONING CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR MANAGING THE SAME
EP3924673A1 (en) Device for thermal management of an electric or hybrid motor vehicle
EP3881013B1 (en) Reversible thermal management device for a motor vehicle
EP3507114B1 (en) Indirect reversible air-conditioning circuit for a motor vehicle and corresponding operating method
WO2021116564A1 (en) Reversible thermal-management device
FR3058783A1 (en) INDIRECT INDIRECT AIR CONDITIONING CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE AND METHOD OF OPERATING THE SAME
WO2021058915A1 (en) Device for the thermal management of an electric or hybrid motor vehicle comprising a heat-transfer fluid circuit
WO2021249934A1 (en) Device for the thermal management of an electric or hybrid motor vehicle comprising a heat-transfer fluid circuit
WO2020152420A1 (en) Motor vehicle air-conditioning circuit and related management method
EP3924674A1 (en) Thermal management device for an electric or hybrid motor vehicle
FR3069911B1 (en) METHOD FOR MANAGING AN INDIRECT INDIRECT AIR CONDITIONING CIRCUIT OF A MOTOR VEHICLE
FR3066808B1 (en) METHOD FOR MANAGING AN INVERSIBLE AIR CONDITIONING CIRCUIT OF A MOTOR VEHICLE
WO2020165513A1 (en) Thermal management device for an electric or a hybrid motor vehicle
FR3116764A1 (en) Thermal management device of an electric or hybrid motor vehicle
FR3100607A1 (en) Reversible thermal management device for a motor vehicle comprising a refrigerant redirection module and corresponding redirection module
FR3092654A1 (en) Thermal management device of a motor vehicle with constant pressure valve
FR3092162A1 (en) Motor vehicle air conditioning circuit and associated management method
FR3056453A1 (en) INDIRECT INDIRECT AIR CONDITIONING CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE AND METHOD OF OPERATING THE SAME

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20828549

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20828549

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1