FR3158261A1 - Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle - Google Patents
Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicleInfo
- Publication number
- FR3158261A1 FR3158261A1 FR2400414A FR2400414A FR3158261A1 FR 3158261 A1 FR3158261 A1 FR 3158261A1 FR 2400414 A FR2400414 A FR 2400414A FR 2400414 A FR2400414 A FR 2400414A FR 3158261 A1 FR3158261 A1 FR 3158261A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- exchanger
- refrigerant
- branch
- connection point
- refrigerant fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
- B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
- B60H1/00921—Controlling 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3205—Control means therefor
- B60H1/3213—Control means therefor for increasing the efficiency in a vehicle heat pump
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
- B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H2001/00957—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising locations with heat exchange within the refrigerant circuit itself, e.g. cross-, counter-, or parallel heat exchange
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H2001/3286—Constructional features
- B60H2001/3291—Locations with heat exchange within the refrigerant circuit itself
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
L’invention concerne un procédé de contrôle d’un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile, comprenant un circuit de fluide réfrigérant (10) comportant:- Une boucle principale (A) comprenant successivement :-- un compresseur (7),-- un premier échangeur de chaleur (1,-- un premier détendeur (31),-- un deuxième détendeur (32),-- un deuxième échangeur de chaleur (2),- Une première branche de dérivation (B),- Une deuxième branche de dérivation (C),- Une troisième branche de dérivation (D),- Une quatrième branche de dérivation (E),le procédé comportant les étapes :(ii) faire circuler un premier débit (Q1) de fluide réfrigérant à haute pression dans le premier échangeur (1),(iii) faire circuler le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur (1) dans le troisième échangeur (3),(iv) détendre le premier débit (Q1) de fluide réfrigérant dans le deuxième détendeur (32) jusqu’à une basse pression,(v) faire circuler le fluide réfrigérant à basse pression dans le deuxième échangeur (2). Figure de l’abrégé : Figure 4 The invention relates to a method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle, comprising a refrigerant circuit (10) comprising:- A main loop (A) successively comprising:- a compressor (7),- a first heat exchanger (1,- a first expansion valve (31),- a second expansion valve (32),- a second heat exchanger (2),- A first bypass branch (B),- A second bypass branch (C),- A third bypass branch (D),- A fourth bypass branch (E), the method comprising the steps:(ii) circulating a first flow rate (Q1) of refrigerant at high pressure in the first exchanger (1),(iii) circulating the refrigerant coming from the first exchanger (1) in the third exchanger (3),(iv) expanding the first flow rate (Q1) of refrigerant in the second expansion valve (32) to a low pressure,(v) circulating the refrigerant at low pressure in the second exchanger (2). Abstract figure: Figure 4
Description
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de conditionnement thermique. De tels systèmes peuvent par exemple équiper des véhicules automobiles. Ces systèmes permettent d’assurer une régulation thermique de différents organes du véhicule, comme l’habitacle ou une batterie de stockage d’énergie électrique, lorsque le véhicule est à propulsion électrique. Les échanges de chaleur sont gérés principalement par la compression et la détente d’un fluide réfrigérant circulant dans un circuit dans lequel sont disposés plusieurs échangeurs de chaleur. Un compresseur refoule le fluide réfrigérant dans un état de haute pression et permet une circulation du fluide réfrigérant dans le circuit.The present invention relates to the field of thermal conditioning systems. Such systems can, for example, be fitted to motor vehicles. These systems provide thermal regulation for various parts of the vehicle, such as the passenger compartment or an electrical energy storage battery, when the vehicle is electrically powered. Heat exchanges are managed mainly by the compression and expansion of a refrigerant circulating in a circuit in which several heat exchangers are arranged. A compressor delivers the refrigerant in a high-pressure state and allows the refrigerant to circulate in the circuit.
Il est connu d’utiliser le dioxyde de carbone comme fluide réfrigérant, ce qui permet de limiter au minimum le potentiel de réchauffement global (coefficient GWP) du fluide réfrigérant utilisé. Divers systèmes de conditionnement thermique adaptés pour fonctionner avec du dioxyde de carbone comme fluide réfrigérant ont été proposés. Ces systèmes permettent en général d’assurer de nombreuses fonctions différentes, en fonction des échangeurs de chaleur présents sur la partie de circuit dans laquelle le fluide réfrigérant peut circuler, et en fonction du taux de détente assuré par chacun des dispositifs de détente présents en amont de ces échangeurs. Parmi des modes de fonctionnement possibles, on peut citer le chauffage de la cabine du véhicule et son refroidissement, ainsi que le refroidissement de la batterie de stockage d’énergie électrique, par exemple pendant sa recharge en énergie électrique.It is known to use carbon dioxide as a refrigerant, which makes it possible to limit to a minimum the global warming potential (GWP coefficient) of the refrigerant used. Various thermal conditioning systems adapted to operate with carbon dioxide as a refrigerant have been proposed. These systems generally make it possible to perform many different functions, depending on the heat exchangers present on the part of the circuit in which the refrigerant can circulate, and depending on the expansion rate provided by each of the expansion devices present upstream of these exchangers. Possible operating modes include heating the vehicle cabin and cooling it, as well as cooling the electrical energy storage battery, for example during its electrical energy charging.
Afin d’optimiser le fonctionnement de la batterie par ambiance froide, il peut être avantageux de pouvoir également réchauffer cette batterie. Lorsque l’habitacle et la batterie doivent être chauffés simultanément, il peut être difficile de disposer d’une puissance de chauffe suffisante pour assurer le chauffage des deux organes. De plus, le contrôle de cette phase de chauffe conjointe de la batterie et de l’habitacle peut être délicat. En particulier, une répartition précise de la puissance de chauffe totale entre l’habitacle et la batterie peut être difficile à réaliser.To optimize battery operation in cold conditions, it may be advantageous to also be able to heat the battery. When the passenger compartment and battery need to be heated simultaneously, it can be difficult to have sufficient heating power to ensure the heating of both components. In addition, controlling this joint heating phase of the battery and the passenger compartment can be tricky. In particular, precise distribution of the total heating power between the passenger compartment and the battery can be difficult to achieve.
Il est donc souhaitable de pouvoir chauffer simultanément l’habitacle du véhicule et la batterie de stockage d’énergie électrique, selon un fonctionnement amélioré par rapports aux systèmes connus.It is therefore desirable to be able to simultaneously heat the vehicle interior and the electrical energy storage battery, with improved operation compared to known systems.
Dans ce but, il est proposé un procédé de contrôle d’un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile, le système de conditionnement thermique comprenant un circuit de fluide réfrigérant comportant:
- une boucle principale comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant:
-- un compresseur,
-- un premier échangeur de chaleur couplé thermiquement avec un flux d’air intérieur à un habitacle du véhicule,
-- un premier détendeur,
-- un deuxième détendeur,
-- un deuxième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur à l’habitacle du véhicule,
-- un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant,
- une première branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval d’une sortie du compresseur et en amont du premier échangeur à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du deuxième échangeur de chaleur et en amont du dispositif d’accumulation, la première branche de dérivation comprenant un troisième détendeur,
- une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le premier échangeur et le premier détendeur à un quatrième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du deuxième échangeur et en amont du dispositif d’accumulation, la deuxième branche de dérivation comprenant successivement un quatrième détendeur et un troisième échangeur de chaleur couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- une troisième branche de dérivation reliant un cinquième point de raccordement disposé sur la deuxième branche de dérivation en aval du troisième échangeur et en amont du quatrième point de raccordement à un sixième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le premier détendeur et le deuxième détendeur,
- une quatrième branche de dérivation reliant un septième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du premier point de raccordement et en amont du premier échangeur à un huitième point de raccordement disposé sur la deuxième branche de dérivation en aval du quatrième détendeur et en amont du troisième échangeur, la quatrième branche de dérivation comportant un cinquième détendeur,
le procédé comportant les étapes :
(i) fournir un premier débit de fluide réfrigérant à haute pression en sortie du compresseur,
(ii) faire circuler au moins une partie du premier débit de fluide réfrigérant à haute pression dans le premier échangeur,
(iii) faire circuler le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur dans le troisième échangeur,
(iv) faire circuler le premier débit de fluide réfrigérant dans le deuxième détendeur et détendre le premier débit jusqu’à une basse pression inférieure à la haute pression,
(v) faire circuler le fluide réfrigérant à basse pression dans le deuxième échangeur.For this purpose, a method is proposed for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle, the thermal conditioning system comprising a refrigerant circuit comprising:
- a main loop comprising successively, depending on the direction of circulation of the refrigerant fluid:
-- a compressor,
-- a first heat exchanger thermally coupled with an air flow inside a passenger compartment of the vehicle,
-- a first regulator,
-- a second regulator,
-- a second heat exchanger configured to exchange heat with an air flow outside the vehicle passenger compartment,
-- a refrigerant fluid accumulation device,
- a first bypass branch connecting a first connection point arranged on the main loop downstream of a compressor outlet and upstream of the first exchanger to a second connection point arranged on the main loop downstream of the second heat exchanger and upstream of the accumulation device, the first bypass branch comprising a third expansion valve,
- a second branch connection connecting a third connection point arranged on the main loop between the first exchanger and the first expansion valve to a fourth connection point arranged on the main loop downstream of the second exchanger and upstream of the accumulation device, the second branch connection successively comprising a fourth expansion valve and a third heat exchanger thermally coupled with an element of an electric traction chain of a motor vehicle,
- a third branch connection connecting a fifth connection point located on the second branch connection downstream of the third exchanger and upstream of the fourth connection point to a sixth connection point located on the main loop between the first regulator and the second regulator,
- a fourth branch connection connecting a seventh connection point located on the main loop downstream of the first connection point and upstream of the first exchanger to an eighth connection point located on the second branch connection downstream of the fourth regulator and upstream of the third exchanger, the fourth branch connection comprising a fifth regulator,
the process comprising the steps:
(i) provide a first flow of high-pressure refrigerant fluid at the compressor outlet,
(ii) circulating at least part of the first flow of high-pressure refrigerant fluid in the first exchanger,
(iii) circulating the refrigerant fluid from the first exchanger in the third exchanger,
(iv) circulating the first flow of refrigerant fluid through the second expansion valve and expanding the first flow to a low pressure lower than the high pressure,
(v) circulate the refrigerant at low pressure in the second exchanger.
Le fluide réfrigérant à haute pression circulant dans le premier échangeur permet de chauffer à la demande le flux d’air intérieur. Après avoir traversé le premier échangeur, le fluide réfrigérant peut également chauffer l’élément de la chaine de traction électrique, au niveau du troisième échangeur. Le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur peut, selon un mode de fonctionnement, être rejoint par du fluide réfrigérant circulant dans la quatrième branche de dérivation. Ce fluide réfrigérant venant de la quatrième branche de dérivation vient augmenter l’énergie thermique apportée à l’élément de la chaine de traction électrique. En jouant sur la répartition des débits de fluide réfrigérant circulant respectivement dans le premier échangeur et dans la quatrième branche de dérivation, il est possible de contrôler la puissance de chauffage de l’habitacle et de la batterie.The high-pressure refrigerant circulating in the first exchanger allows the interior airflow to be heated on demand. After passing through the first exchanger, the refrigerant can also heat the element of the electric powertrain, at the third exchanger. The refrigerant from the first exchanger can, depending on an operating mode, be joined by refrigerant circulating in the fourth branch. This refrigerant coming from the fourth branch increases the thermal energy supplied to the element of the electric powertrain. By adjusting the distribution of the refrigerant flow rates circulating respectively in the first exchanger and in the fourth branch, it is possible to control the heating power of the passenger compartment and the battery.
Les caractéristiques listées dans les paragraphes suivant peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :The features listed in the following paragraphs can be implemented independently of each other or in any technically possible combination:
Le circuit de fluide réfrigérant est configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant.The refrigerant circuit is configured to circulate a refrigerant.
Le compresseur fait passer le fluide réfrigérant d’un état de basse pression, en entrée du compresseur, à un état de haute pression, en sortie du compresseur.The compressor moves the refrigerant fluid from a low pressure state, at the compressor inlet, to a high pressure state, at the compressor outlet.
Selon un exemple de réalisation, le premier échangeur de chaleur est configuré pour échanger de la chaleur avec le flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule.According to an exemplary embodiment, the first heat exchanger is configured to exchange heat with the air flow inside the passenger compartment of the vehicle.
Selon une variante de réalisation, le premier échangeur de chaleur est configuré pour échanger de la chaleur avec un liquide caloporteur circulant dans un circuit fermé de liquide caloporteur, le circuit de liquide caloporteur comportant un échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec le flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule.According to an alternative embodiment, the first heat exchanger is configured to exchange heat with a heat transfer fluid circulating in a closed heat transfer fluid circuit, the heat transfer fluid circuit comprising a heat exchanger configured to exchange heat with the air flow inside the passenger compartment of the vehicle.
Selon le procédé proposé, le premier échangeur fonctionne en refroidisseur de fluide réfrigérant.According to the proposed method, the first exchanger operates as a refrigerant fluid cooler.
Selon le procédé proposé, le deuxième échangeur fonctionne en évaporateur de fluide réfrigérant.According to the proposed method, the second exchanger operates as a refrigerant evaporator.
Selon le procédé proposé, le troisième échangeur fonctionne en refroidisseur de fluide réfrigérant.According to the proposed method, the third exchanger operates as a refrigerant cooler.
Le troisième échangeur de chaleur permet de réchauffer l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule. L’élément de la chaine de traction électrique du véhicule peut ainsi être maintenu, ou placé, dans une plage de température préférentielle correspondant au fonctionnement optimal de cet élément.The third heat exchanger is used to heat the vehicle's electric powertrain element. This allows the vehicle's electric powertrain element to be maintained, or placed, in a preferred temperature range corresponding to the optimal operation of this element.
Selon un exemple de réalisation, l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule comprend une batterie de stockage d’énergie électrique.According to an exemplary embodiment, the element of the electric powertrain of the vehicle comprises an electrical energy storage battery.
En variante ou de manière complémentaire, l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule comprend un moteur électrique de traction du véhicule.Alternatively or additionally, the element of the vehicle's electric powertrain comprises an electric vehicle traction motor.
En variante encore ou de manière complémentaire, l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule comprend une unité électronique de contrôle du moteur électrique de traction du véhicule.Alternatively or additionally, the element of the vehicle's electric drive train comprises an electronic unit for controlling the vehicle's electric traction motor.
Selon un exemple de réalisation, le troisième échangeur de chaleur est couplé thermiquement avec l’élément de la chaine de traction électrique par l’intermédiaire d’un liquide caloporteur circulant dans un circuit de liquide caloporteur.According to an exemplary embodiment, the third heat exchanger is thermally coupled with the element of the electric traction chain by means of a heat transfer fluid circulating in a heat transfer fluid circuit.
Selon un mode de réalisation, la deuxième branche de dérivation comprend un sixième détendeur disposé entre le quatrième point de raccordement et le cinquième point de raccordement.According to one embodiment, the second branch branch comprises a sixth regulator arranged between the fourth connection point and the fifth connection point.
Chaque détendeur est par exemple un détendeur électronique.Each regulator is for example an electronic regulator.
Selon le procédé proposé, le fluide réfrigérant à basse pression provenant du deuxième échangeur rejoint le compresseur.According to the proposed method, the low pressure refrigerant fluid from the second exchanger reaches the compressor.
Selon un aspect du procédé proposé, le débit de fluide réfrigérant dans la première branche de dérivation est nul.According to one aspect of the proposed method, the flow rate of refrigerant fluid in the first bypass branch is zero.
Le troisième détendeur est ainsi en position fermée.The third regulator is thus in the closed position.
Selon un autre aspect du procédé proposé, le débit de fluide réfrigérant circulant dans la deuxième branche de dérivation entre le cinquième point de raccordement et le quatrième point de raccordement est nul.According to another aspect of the proposed method, the flow rate of refrigerant fluid circulating in the second bypass branch between the fifth connection point and the fourth connection point is zero.
Le sixième détendeur est ainsi en position fermée.The sixth regulator is thus in the closed position.
Selon encore un autre aspect du procédé proposé, le débit de fluide réfrigérant circulant dans la boucle principale entre le troisième point de raccordement et le sixième point de raccordement est nul.According to yet another aspect of the proposed method, the flow rate of refrigerant circulating in the main loop between the third connection point and the sixth connection point is zero.
Le premier détendeur est ainsi en position fermée.The first regulator is thus in the closed position.
Selon un exemple de mise en œuvre du procédé proposé, le débit de fluide réfrigérant dans la quatrième branche de dérivation est nul.According to an example of implementation of the proposed method, the flow rate of refrigerant fluid in the fourth bypass branch is zero.
Ce mode de fonctionnement peut être utilisé par exemple lorsque la température de l’élément de la chaine de traction est faible, par exemple inférieure à 0°C. Dans ce cas, le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur peut suffire à réchauffer l’élément de la chaine de traction. Dans ce mode de fonctionnement dans lequel le premier échangeur et le troisième échangeur sont connectés en série sur le circuit de fluide réfrigérant, le coefficient de performance est particulièrement avantageux.This operating mode can be used, for example, when the temperature of the drive train element is low, for example below 0°C. In this case, the refrigerant from the first exchanger may be sufficient to heat the drive train element. In this operating mode, in which the first exchanger and the third exchanger are connected in series on the refrigerant circuit, the coefficient of performance is particularly advantageous.
Le cinquième détendeur est dans ce cas en position fermée.The fifth regulator is in this case in the closed position.
Dans ce mode de fonctionnement, le débit de fluide réfrigérant est identique dans le premier échangeur, le troisième échangeur et le deuxième échangeur.In this operating mode, the refrigerant flow rate is identical in the first exchanger, the third exchanger and the second exchanger.
Selon d’autres exemples de mise en œuvre du procédé proposé, le premier débit de fluide réfrigérant à haute pression est divisé en un deuxième débit circulant dans la boucle principale et un troisième débit circulant dans la quatrième branche de dérivation.According to other examples of implementation of the proposed method, the first flow of high-pressure refrigerant fluid is divided into a second flow circulating in the main loop and a third flow circulating in the fourth bypass branch.
Dans ce cas, une partie du fluide réfrigérant à haute pression et haute température peut être dirigée vers la quatrième branche de dérivation et rejoint le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur. Le fluide réfrigérant parcourant la quatrième branche de dérivation permet d’augmenter l’énergie thermique apportée à l’élément de la chaine de traction électrique et ainsi d’augmenter la puissance de chauffage fournie à cet élément. Ce type de fonctionnement peut être mis en œuvre par exemple lorsque la température de l’élément de la chaine de traction est supérieure ou égale à la température du fluide réfrigérant provenant du premier échangeur. Ce fluide réfrigérant n’est alors pas en mesure de réchauffer l’élément de la chaine de traction. Le chauffage de cet élément est alors assuré par le fluide réfrigérant circulant dans la quatrième branche de dérivation.In this case, a portion of the high-pressure, high-temperature refrigerant can be directed to the fourth branch and joins the refrigerant coming from the first exchanger. The refrigerant flowing through the fourth branch increases the thermal energy supplied to the element of the electric powertrain and thus increases the heating power supplied to this element. This type of operation can be implemented, for example, when the temperature of the element of the powertrain is greater than or equal to the temperature of the refrigerant coming from the first exchanger. This refrigerant is then unable to heat the element of the powertrain. The heating of this element is then provided by the refrigerant circulating in the fourth branch.
Dans ce mode de fonctionnement, le débit de fluide réfrigérant dans le premier échangeur est inférieur au débit de fluide réfrigérant dans le troisième échangeur.
Le débit de fluide réfrigérant dans le troisième échangeur est identique au débit de fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur.In this mode of operation, the flow rate of refrigerant in the first exchanger is lower than the flow rate of refrigerant in the third exchanger.
The refrigerant flow rate in the third exchanger is identical to the refrigerant flow rate in the second exchanger.
Selon un cas de mise en œuvre du procédé proposé, le deuxième débit de fluide réfrigérant traverse le quatrième détendeur sans subir de détente, et
le troisième débit de fluide réfrigérant traverse le cinquième détendeur sans subir de détente.
Un débit du flux d’air intérieur peut être nul.
Dans ce cas, il n’y a pas d’échange de chaleur dans le premier échangeur.According to a case of implementation of the proposed method, the second flow of refrigerant fluid passes through the fourth expansion valve without undergoing expansion, and
the third flow of refrigerant fluid passes through the fifth expansion valve without undergoing expansion.
An indoor airflow rate may be zero.
In this case, there is no heat exchange in the first exchanger.
Ce mode de fonctionnement permet de chauffer l’élément de la chaine de traction avec du fluide réfrigérant à haute pression et haute température.This operating mode allows the drive train element to be heated with high-pressure, high-temperature refrigerant.
Autrement dit, le fluide réfrigérant circulant dans le troisième échangeur est à haute pression.In other words, the refrigerant circulating in the third exchanger is at high pressure.
Selon un autre cas de mise en œuvre du procédé proposé, le quatrième détendeur détend le deuxième débit de fluide réfrigérant jusqu’à une pression intermédiaire inférieure à la haute pression et supérieure à la basse pression, et le cinquième détendeur détend le troisième débit de fluide réfrigérant jusqu’à une pression intermédiaire.According to another case of implementation of the proposed method, the fourth expander expands the second flow of refrigerant fluid to an intermediate pressure lower than the high pressure and higher than the low pressure, and the fifth expander expands the third flow of refrigerant fluid to an intermediate pressure.
Selon ce cas de fonctionnement, le fonctionnement du premier échangeur et celui du troisième échangeur sont découplés. En effet, la pression du fluide réfrigérant dans le troisième échangeur peut être contrôlée indépendamment de la pression dans le premier échangeur. Il est ainsi possible d’ajuster indépendamment le niveau de température dans les deux échangeurs de chaleur. De plus, la répartition de la puissance thermique entre les deux échangeurs peut ainsi être ajustée à la demande en contrôlant les ouvertures respectives du quatrième détendeur et du cinquième détendeur. La puissance de chauffage fournie par le premier échangeur et la puissance de chauffage fournie par le troisième échangeur peuvent ainsi être contrôlées indépendamment l’une de l’autre.In this operating case, the operation of the first exchanger and that of the third exchanger are decoupled. In fact, the pressure of the refrigerant in the third exchanger can be controlled independently of the pressure in the first exchanger. It is thus possible to adjust the temperature level in the two heat exchangers independently. In addition, the distribution of the thermal power between the two exchangers can thus be adjusted on demand by controlling the respective openings of the fourth expansion valve and the fifth expansion valve. The heating power supplied by the first exchanger and the heating power supplied by the third exchanger can thus be controlled independently of each other.
Autrement dit, le fluide réfrigérant circulant dans le troisième échangeur est à pression intermédiaire. La valeur de la pression intermédiaire est ajustée en fonction de la température de l’élément de la chaine de traction.In other words, the refrigerant circulating in the third exchanger is at intermediate pressure. The value of the intermediate pressure is adjusted according to the temperature of the element of the traction chain.
Le quatrième détendeur est ainsi en position d’ouverture partielle.
De même, le cinquième détendeur est en position d’ouverture partielle.
La position d’ouverture du quatrième détendeur peut différer de la position d’ouverture du cinquième détendeur. La position d’ouverture du quatrième détendeur et la position d’ouverture du cinquième détendeur sont ajustées en fonction d’une puissance thermique à fournir respectivement par le premier échangeur et par le troisième échangeur.The fourth regulator is thus in the partially open position.
Likewise, the fifth regulator is in the partially open position.
The opening position of the fourth expansion valve may differ from the opening position of the fifth expansion valve. The opening position of the fourth expansion valve and the opening position of the fifth expansion valve are adjusted according to a thermal power to be supplied respectively by the first exchanger and by the third exchanger.
La valeur de la pression dite « haute pression », en sortie du compresseur, est par exemple comprise entre 80 bars et 120 bars.
La valeur de la pression dite « intermédiaire », après détente par exemple par le premier détendeur, est inférieure à la valeur de la haute pression. La pression intermédiaire est par exemple comprise entre 25 bars et 70 bars.
La valeur de la pression dite « basse pression », après détente par exemple dans le deuxième détendeur, est inférieure à la valeur de la pression intermédiaire.
La basse pression est par exemple comprise entre 10 bars et 40 bars.The value of the so-called “high pressure” pressure, at the compressor outlet, is for example between 80 bars and 120 bars.
The value of the so-called "intermediate" pressure, after expansion for example by the first regulator, is lower than the value of the high pressure. The intermediate pressure is for example between 25 bars and 70 bars.
The value of the so-called “low pressure”, after expansion for example in the second regulator, is lower than the value of the intermediate pressure.
Low pressure is for example between 10 bars and 40 bars.
Selon un exemple de mise en œuvre du procédé de contrôle, le troisième échangeur de chaleur est couplé thermiquement avec l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule par l’intermédiaire d’un liquide caloporteur circulant dans un circuit de liquide caloporteur, et le procédé comporte les étapes :
- déterminer une température du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur.According to an example of implementation of the control method, the third heat exchanger is thermally coupled with the element of the electric powertrain of the vehicle by means of a heat transfer fluid circulating in a heat transfer fluid circuit, and the method comprises the steps:
- determine the temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger.
Le procédé de contrôle peut comporter l’étape :
- contrôler le premier débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant de façon à contrôler la température du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur à une première valeur cible.The control process may include the step:
- control the first flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit so as to control the temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the third exchanger to a first target value.
Le procédé de contrôle peut ainsi comporter les sous-étapes :
- augmenter le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant si la température du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur est inférieure à la première valeur cible, et
- diminuer le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant si la température du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur est supérieure à la première valeur cible.The control process can thus include the following sub-steps:
- increase the flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit if the temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the third exchanger is lower than the first target value, and
- reduce the flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit if the temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the third exchanger is higher than the first target value.
Le procédé de contrôle comporte ainsi la sous-étape :
- contrôler le régime de rotation du compresseur afin de contrôler le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant.The control process thus includes the sub-step:
- control the compressor rotation speed in order to control the flow of refrigerant circulating in the refrigerant circuit.
Le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant est égal au débit de fluide réfrigérant refoulé par le compresseur.The flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit is equal to the flow rate of refrigerant discharged by the compressor.
Le procédé de contrôle comporte les sous-étapes :
- augmenter le régime de rotation du compresseur de façon à augmenter le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant, et
- diminuer le régime de rotation du compresseur de façon à diminuer le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant.The control process includes the following sub-steps:
- increase the rotation speed of the compressor so as to increase the flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit, and
- reduce the compressor rotation speed so as to reduce the flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit.
Le procédé de contrôle peut comporter les étapes :
- déterminer une valeur de la pression du fluide réfrigérant à haute pression,
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le deuxième détendeur de façon à contrôler la pression du fluide réfrigérant à haute pression à une deuxième valeur cible.The control process may include the steps:
- determine a value of the pressure of the high-pressure refrigerant fluid,
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the second expansion valve so as to control the pressure of the high-pressure refrigerant fluid at a second target value.
Le procédé peut ainsi comporter les sous-étapes :
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur si la pression du fluide réfrigérant à haute pression est supérieure à la deuxième valeur cible,
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur si la pression du fluide réfrigérant à haute pression est inférieure à la deuxième valeur cible.The process can thus include the following sub-steps:
- reduce a refrigerant passage section through the second expansion valve if the high-pressure refrigerant pressure is higher than the second target value,
- increase a refrigerant passage section through the second expansion valve if the high-pressure refrigerant pressure is lower than the second target value.
Selon un exemple d’implémentation du procédé de contrôle, la deuxième valeur cible dépend de la première valeur cible et d’un débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur.According to an exemplary implementation of the control method, the second target value depends on the first target value and a flow rate of heat transfer fluid in the third exchanger.
Selon un exemple de mise en œuvre du procédé de contrôle :
- le quatrième détendeur est en position d’ouverture maximale,
- le cinquième détendeur est en position d’ouverture maximale.According to an example of implementation of the control process:
- the fourth regulator is in the maximum opening position,
- the fifth regulator is in the maximum opening position.
Selon un exemple de mise en œuvre, le procédé de contrôle comporte les étapes :
- déterminer une température du flux d’air intérieur en aval du premier échangeur,
- contrôler le premier débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant de façon à contrôler la température du flux d’air intérieur en aval du premier échangeur à une troisième valeur cible.According to an example of implementation, the control method comprises the steps:
- determine the temperature of the interior air flow downstream of the first exchanger,
- controlling the first flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit so as to control the temperature of the interior air flow downstream of the first exchanger to a third target value.
Selon cet exemple de mise en œuvre, le procédé de contrôle peut comporter les étapes :
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le quatrième détendeur de façon à contrôler la température du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur à une quatrième valeur cible.According to this implementation example, the control method may include the steps:
- control an expansion of the refrigerant fluid in the fourth expansion valve so as to control the temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger to a fourth target value.
Le procédé peut ainsi comporter les sous-étapes :
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le quatrième détendeur si la température du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur est supérieure à la quatrième valeur cible,
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le quatrième détendeur si la température du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur est inférieure à la quatrième valeur cible.The process can thus include the following sub-steps:
- reduce a passage section of the refrigerant fluid through the fourth expansion valve if the temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger is higher than the fourth target value,
- increase a passage section of the refrigerant fluid through the fourth expansion valve if the temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger is lower than the fourth target value.
Selon un autre exemple de mise en œuvre du procédé de contrôle, le procédé comporte les étapes :
- déterminer une puissance thermique totale fournie conjointement par le premier échangeur et par le troisième échangeur,
- contrôler le premier débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant de façon à contrôler à une cinquième valeur cible la puissance thermique totale fournie conjointement par le premier échangeur et par le troisième échangeur.According to another example of implementation of the control method, the method comprises the steps:
- determine a total thermal power supplied jointly by the first exchanger and by the third exchanger,
- control the first flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit so as to control at a fifth target value the total thermal power supplied jointly by the first exchanger and by the third exchanger.
Le procédé de contrôle peut ainsi comporter les sous-étapes :
- augmenter le premier débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant si la puissance thermique totale fournie conjointement par le premier échangeur et par le troisième échangeur est inférieure à la cinquième valeur cible, et
- diminuer le premier débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant si la puissance thermique totale fournie conjointement par le premier échangeur et par le troisième échangeur est supérieure à la cinquième valeur cible.The control process can thus include the following sub-steps:
- increase the first flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit if the total thermal power supplied jointly by the first exchanger and by the third exchanger is less than the fifth target value, and
- reduce the first flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit if the total thermal power supplied jointly by the first exchanger and by the third exchanger is greater than the fifth target value.
Selon cet exemple de mise en œuvre, le procédé de contrôle peut comporter les étapes :
- déterminer une température du flux d’air intérieur en aval du premier échangeur,
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le quatrième détendeur de façon à contrôler la température du flux d’air intérieur en aval du premier échangeur à une sixième valeur cible.According to this implementation example, the control method may include the steps:
- determine the temperature of the interior air flow downstream of the first exchanger,
- control an expansion of the refrigerant fluid in the fourth expansion valve so as to control the temperature of the interior air flow downstream of the first exchanger to a sixth target value.
Selon cet exemple de mise en œuvre, le procédé de contrôle peut comporter les sous-étapes :
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le quatrième détendeur si la température déterminée du flux d’air intérieur en aval du premier échangeur est supérieure à la sixième valeur cible,
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le quatrième détendeur si la température déterminée du flux d’air intérieur en aval du premier échangeur est inférieure à la sixième valeur cible.According to this implementation example, the control method may include the following sub-steps:
- reduce a flow section of the refrigerant fluid through the fourth expansion valve if the determined temperature of the interior air flow downstream of the first exchanger is higher than the sixth target value,
- increase a refrigerant fluid passage section through the fourth expansion valve if the determined temperature of the indoor air flow downstream of the first exchanger is lower than the sixth target value.
Selon un autre aspect de cet exemple de mise en œuvre, le procédé de contrôle peut comporter les étapes :
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le cinquième détendeur de façon à contrôler la température du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur à une septième valeur cible.According to another aspect of this exemplary implementation, the control method may comprise the steps:
- control an expansion of the refrigerant fluid in the fifth expansion valve so as to control the temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger to a seventh target value.
Le procédé de contrôle peut ainsi comporter les sous-étapes :
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le cinquième détendeur si la température déterminée du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur est supérieure à la septième valeur cible,
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le cinquième détendeur si la température déterminée du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur est inférieure à la septième valeur cible.The control process can thus include the following sub-steps:
- reduce a passage section of the refrigerant fluid through the fifth expansion valve if the determined temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger is higher than the seventh target value,
- increase a passage section of the refrigerant fluid through the fifth expansion valve if the determined temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger is lower than the seventh target value.
Selon encore un autre aspect de cet exemple de mise en œuvre, dans lequel le fluide réfrigérant circulant dans le troisième échangeur est dans un état sous-critique, le procédé de contrôle peut comporter les étapes :
- déterminer un sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur,
- - contrôler une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur de façon à ajuster le sous-refroidissement du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur à une huitième valeur cible.
Dans ce cas de figure, la pression intermédiaire est par exemple inférieure à 65 bars.According to yet another aspect of this exemplary implementation, in which the refrigerant fluid circulating in the third exchanger is in a subcritical state, the control method may comprise the steps:
- determine sub-cooling of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger,
- - control a section of passage of the refrigerant fluid through the second expansion valve so as to adjust the subcooling of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger to an eighth target value.
In this case, the intermediate pressure is, for example, less than 65 bars.
Le procédé de contrôle peut ainsi comporter les sous-étapes :
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur si le sous-refroidissement déterminé du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur est supérieur à la huitième valeur cible,
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur si le sous-refroidissement déterminé du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur est inférieur à la huitième valeur cible.The control process can thus include the following sub-steps:
- increase a passage section of the refrigerant fluid through the second expansion valve if the determined subcooling of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger is greater than the eighth target value,
- reduce a passage section of the refrigerant fluid through the second expansion valve if the determined subcooling of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger is lower than the eighth target value.
Il est également proposé un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile, comprenant un circuit de fluide réfrigérant comportant:
- une boucle principale comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant:
-- un compresseur,
-- un premier échangeur de chaleur couplé thermiquement avec un flux d’air intérieur à un habitacle du véhicule,
-- un premier détendeur,
-- un deuxième détendeur,
-- un deuxième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur à l’habitacle du véhicule,
-- un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant,
- une première branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval d’une sortie du compresseur et en amont du premier échangeur à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du deuxième échangeur de chaleur et en amont du dispositif d’accumulation, la première branche de dérivation comprenant un troisième détendeur,
- une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le premier échangeur et le premier détendeur à un quatrième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du deuxième échangeur et en amont du dispositif d’accumulation, la deuxième branche de dérivation comprenant successivement un quatrième détendeur et un troisième échangeur de chaleur couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- une troisième branche de dérivation reliant un cinquième point de raccordement disposé sur la deuxième branche de dérivation en aval du troisième échangeur et en amont du quatrième point de raccordement à un sixième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le premier détendeur et le deuxième détendeur,
- une quatrième branche de dérivation reliant un septième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du premier point de raccordement et en amont du premier échangeur à un huitième point de raccordement disposé sur la deuxième branche de dérivation en aval du quatrième détendeur et en amont du troisième échangeur, la quatrième branche de dérivation comportant un cinquième détendeur,
- une unité électronique de contrôle configurée pour mettre en œuvre le procédé décrit précédemment.A thermal conditioning system for a motor vehicle is also proposed, comprising a refrigerant fluid circuit comprising:
- a main loop comprising successively, depending on the direction of circulation of the refrigerant fluid:
-- a compressor,
-- a first heat exchanger thermally coupled with an air flow inside a passenger compartment of the vehicle,
-- a first regulator,
-- a second regulator,
-- a second heat exchanger configured to exchange heat with an air flow outside the vehicle passenger compartment,
-- a refrigerant fluid accumulation device,
- a first bypass branch connecting a first connection point arranged on the main loop downstream of a compressor outlet and upstream of the first exchanger to a second connection point arranged on the main loop downstream of the second heat exchanger and upstream of the accumulation device, the first bypass branch comprising a third expansion valve,
- a second branch connection connecting a third connection point arranged on the main loop between the first exchanger and the first expansion valve to a fourth connection point arranged on the main loop downstream of the second exchanger and upstream of the accumulation device, the second branch connection successively comprising a fourth expansion valve and a third heat exchanger thermally coupled with an element of an electric traction chain of a motor vehicle,
- a third branch connection connecting a fifth connection point located on the second branch connection downstream of the third exchanger and upstream of the fourth connection point to a sixth connection point located on the main loop between the first regulator and the second regulator,
- a fourth branch connection connecting a seventh connection point located on the main loop downstream of the first connection point and upstream of the first exchanger to an eighth connection point located on the second branch connection downstream of the fourth regulator and upstream of the third exchanger, the fourth branch connection comprising a fifth regulator,
- an electronic control unit configured to implement the method described above.
Selon un mode de réalisation, le système de conditionnement thermique comprend :
- un échangeur interne configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant circulant entre le premier détendeur et le deuxième détendeur et le fluide réfrigérant en aval du dispositif d’accumulation et en amont d’une entrée du compresseur.According to one embodiment, the thermal conditioning system comprises:
- an internal exchanger configured to allow heat exchange between the refrigerant circulating between the first expansion valve and the second expansion valve and the refrigerant downstream of the accumulation device and upstream of a compressor inlet.
L’échangeur interne est configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant circulant entre le premier détendeur et le sixième point de raccordement et le fluide réfrigérant en aval du dispositif d’accumulation et en amont d’une entrée du compresseur.The internal exchanger is configured to allow heat exchange between the refrigerant circulating between the first expansion valve and the sixth connection point and the refrigerant downstream of the accumulation device and upstream of a compressor inlet.
Selon un mode de réalisation, le système de conditionnement thermique comprend une cinquième branche de dérivation reliant un neuvième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le premier détendeur et le sixième point de raccordement à un dixième point de raccordement disposé sur la boucle principale entre le deuxième point de raccordement et le quatrième point de raccordement, la cinquième branche de dérivation comprenant successivement un septième détendeur et un quatrième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur.According to one embodiment, the thermal conditioning system comprises a fifth bypass branch connecting a ninth connection point arranged on the main loop between the first expansion valve and the sixth connection point to a tenth connection point arranged on the main loop between the second connection point and the fourth connection point, the fifth bypass branch successively comprising a seventh expansion valve and a fourth heat exchanger configured to exchange heat with an interior air flow.
La boucle principale comprend une première vanne d’arrêt disposée entre le premier point de raccordement et le septième point de raccordement.The main loop includes a first shut-off valve arranged between the first connection point and the seventh connection point.
La boucle principale comprend une deuxième vanne d’arrêt disposée entre le deuxième point de raccordement et le quatrième point de raccordement.
La boucle principale comprend une deuxième vanne d’arrêt disposée entre le deuxième point de raccordement et le dixième point de raccordement.The main loop includes a second shut-off valve located between the second connection point and the fourth connection point.
The main loop includes a second shut-off valve located between the second connection point and the tenth connection point.
La première vanne d’arrêt est une vanne à commande électrique. De même, la deuxième vanne d’arrêt est une vanne à commande électrique.The first shut-off valve is an electrically operated valve. Similarly, the second shut-off valve is an electrically operated valve.
Le circuit de fluide réfrigérant comprend une première vanne unidirectionnelle disposée sur la boucle principale entre le premier échangeur et le troisième point de raccordement.The refrigerant circuit comprises a first one-way valve arranged on the main loop between the first exchanger and the third connection point.
La première vanne unidirectionnelle est configurée pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant à travers la première vanne unidirectionnelle du premier échangeur vers le troisième point de raccordement. La première vanne unidirectionnelle est également configurée pour interdire une circulation de fluide réfrigérant à travers la première vanne unidirectionnelle du troisième point de raccordement vers le premier échangeur.The first one-way valve is configured to allow circulation of refrigerant fluid through the first one-way valve from the first exchanger to the third connection point. The first one-way valve is also configured to prohibit circulation of refrigerant fluid through the first one-way valve from the third connection point to the first exchanger.
Le circuit de fluide réfrigérant comprend une deuxième vanne unidirectionnelle disposée sur la troisième branche de dérivation.The refrigerant circuit includes a second one-way valve arranged on the third bypass branch.
La deuxième vanne unidirectionnelle est configurée pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant à travers la deuxième vanne unidirectionnelle du cinquième point de raccordement vers le sixième point de raccordement et configurée pour interdire une circulation de fluide réfrigérant à travers la deuxième vanne unidirectionnelle du sixième point de raccordement vers le cinquième point de raccordement.The second one-way valve is configured to allow refrigerant fluid to flow through the second one-way valve from the fifth connection point to the sixth connection point and configured to prohibit refrigerant fluid to flow through the second one-way valve from the sixth connection point to the fifth connection point.
Le circuit de fluide réfrigérant comprend une troisième vanne unidirectionnelle disposée sur la boucle principale entre le quatrième échangeur et le dixième point de raccordement.The refrigerant circuit includes a third one-way valve located on the main loop between the fourth exchanger and the tenth connection point.
La troisième vanne unidirectionnelle est configurée pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant à travers la troisième vanne unidirectionnelle du quatrième échangeur vers le sixième point de raccordement.The third one-way valve is configured to allow refrigerant fluid to flow through the third one-way valve of the fourth exchanger to the sixth connection point.
La troisième vanne unidirectionnelle est aussi configurée pour interdire une circulation de fluide réfrigérant à travers la troisième vanne unidirectionnelle du sixième point de raccordement vers le quatrième échangeur.The third one-way valve is also configured to prohibit the flow of refrigerant fluid through the third one-way valve from the sixth connection point to the fourth exchanger.
La première vanne unidirectionnelle est par exemple un clapet anti-retour.The first one-way valve is for example a check valve.
De même, la deuxième vanne unidirectionnelle et la troisième vanne unidirectionnelle peuvent aussi être un clapet anti-retour.Similarly, the second one-way valve and the third one-way valve can also be a check valve.
En variante, chaque vanne unidirectionnelle peut être une vanne à commande électrique.Alternatively, each one-way valve may be an electrically operated valve.
La divulgation se rapporte également à un programme d’ordinateur stocké sur une mémoire et configuré pour mettre en œuvre le procédé décrit auparavant.The disclosure also relates to a computer program stored in a memory and configured to implement the method described above.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the attached drawings, in which:
Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c’est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, ou paramètre par rapport à un autre et on peut interchanger les dénominations.To facilitate reading the figures, the different elements are not necessarily represented to scale. In these figures, identical elements bear the same references. Some elements or parameters may be indexed, i.e. designated for example by first element or second element, or first parameter and second parameter, etc. This indexing is intended to differentiate similar, but not identical, elements or parameters. This indexing does not imply a priority of one element or parameter over another and the names may be interchanged.
Dans la description qui suit, l’expression « un premier élément en amont d’un deuxième élément » signifie que le premier élément est placé avant le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, d’un fluide. De manière analogue, le terme « un premier élément en aval d’un deuxième élément » signifie que le premier élément est placé après le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, du fluide considéré. Dans le cas du circuit de fluide réfrigérant, le terme « un premier élément est en amont d’un deuxième élément » signifie que le fluide réfrigérant parcourt successivement le premier élément, puis le deuxième élément, sans passer par le dispositif de compression. Autrement dit, le fluide réfrigérant sort du dispositif de compression, traverse éventuellement ou plusieurs éléments, puis traverse le premier élément, puis le deuxième élément, puis regagne le dispositif de compression, éventuellement après avoir traversé d’autres éléments.In the following description, the expression "a first element upstream of a second element" means that the first element is placed before the second element relative to the direction of circulation, or path, of a fluid. Similarly, the term "a first element downstream of a second element" means that the first element is placed after the second element relative to the direction of circulation, or path, of the fluid in question. In the case of the refrigerant circuit, the term "a first element is upstream of a second element" means that the refrigerant passes successively through the first element, then the second element, without passing through the compression device. In other words, the refrigerant leaves the compression device, possibly passes through one or more elements, then passes through the first element, then the second element, then returns to the compression device, possibly after passing through other elements.
L’expression « un deuxième élément est placé entre un premier élément et un troisième élément » signifie que le plus court trajet pour passer du premier élément au troisième élément ou du troisième élément au premier élément passe par le deuxième élément.The expression "a second element is placed between a first element and a third element" means that the shortest path from the first element to the third element or from the third element to the first element passes through the second element.
Quand il est précisé qu’un sous-système comporte un élément donné, cela n’exclut pas la présence d’autres éléments dans ce sous-système.When it is specified that a subsystem includes a given element, this does not exclude the presence of other elements in this subsystem.
Le système de conditionnement thermique 100 qui va être décrit comprend une unité électronique de contrôle 63 recevant des informations de différents capteurs mesurant notamment les caractéristiques du fluide réfrigérant en divers points du circuit. L’unité électronique de contrôle 63 reçoit également des consignes émises par les occupants du véhicule, par exemple la température souhaitée à l’intérieur de l’habitacle. L’unité électronique de contrôle 63 peut aussi recevoir des consignes provenant d’autres sous-systèmes électroniques, comme un système de gestion des batteries de stockage d’énergie électrique. L’unité électronique de contrôle 63 met en œuvre des lois de contrôle permettant le pilotage des différents actionneurs, afin d’assurer le contrôle du système de conditionnement thermique 100 de façon à assurer les consignes reçues.
L’unité de contrôle 63 peut exécuter un logiciel codant le procédé proposé.The thermal conditioning system 100 which will be described comprises an electronic control unit 63 receiving information from various sensors measuring in particular the characteristics of the refrigerant fluid at various points in the circuit. The electronic control unit 63 also receives instructions issued by the occupants of the vehicle, for example the desired temperature inside the passenger compartment. The electronic control unit 63 can also receive instructions from other electronic subsystems, such as a system for managing electrical energy storage batteries. The electronic control unit 63 implements control laws allowing the control of the various actuators, in order to ensure the control of the thermal conditioning system 100 so as to ensure the instructions received.
The control unit 63 can execute software encoding the proposed method.
Un dispositif de compression 7, appelé compresseur, permet de faire circuler un fluide réfrigérant dans un circuit 10 de circulation de fluide réfrigérant. Le dispositif de compression 7 peut être un compresseur électrique, c’est-à-dire un compresseur dont les pièces mobiles sont entrainées par un moteur électrique. Le dispositif de compression 7 comporte un côté aspiration du fluide réfrigérant à basse pression, encore appelé entrée 7a du dispositif de compression, et un côté refoulement du fluide réfrigérant à haute pression, encore appelé sortie 7b du dispositif de compression 7. Les pièces mobiles internes du compresseur 7 font passer le fluide réfrigérant d’une basse pression du côté de l’entrée 7a à une haute pression côté sortie 7b. Après détente dans un ou plusieurs organes de détente et après circulation dans au moins une partie du circuit 10, le fluide réfrigérant revient à l’entrée 7a du compresseur 7 et recommence un nouveau cycle thermodynamique.A compression device 7, called a compressor, makes it possible to circulate a refrigerant fluid in a refrigerant circulation circuit 10. The compression device 7 may be an electric compressor, that is to say a compressor whose moving parts are driven by an electric motor. The compression device 7 comprises a suction side for the refrigerant fluid at low pressure, also called the inlet 7a of the compression device, and a discharge side for the refrigerant fluid at high pressure, also called the outlet 7b of the compression device 7. The internal moving parts of the compressor 7 cause the refrigerant fluid to pass from a low pressure on the inlet 7a side to a high pressure on the outlet 7b side. After expansion in one or more expansion members and after circulation in at least part of the circuit 10, the refrigerant fluid returns to the inlet 7a of the compressor 7 and begins a new thermodynamic cycle.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 forme un circuit fermé dans lequel peut circuler le fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant 10 est étanche lorsque celui-ci est dans un état nominal de fonctionnement, c’est-à-dire sans défaut ni fuite.
Chaque point de raccordement du circuit 10 permet au fluide réfrigérant de passer dans l’une ou l’autre des portions du circuit 10 se rejoignant à ce point de raccordement. La répartition du fluide réfrigérant entre les portions de circuit se rejoignant en un point de raccordement se fait en jouant sur l’ouverture ou la fermeture des vannes d’arrêt, clapets anti-retour ou dispositifs de détente compris sur chacune de ces portions de circuit. Autrement dit, chaque point de raccordement est un moyen de redirection du fluide réfrigérant arrivant à ce point de raccordement. Diverses vannes d’arrêt et clapets anti-retour permettent ainsi de diriger sélectivement le fluide réfrigérant dans les différentes branches du circuit de réfrigérant, afin d’assurer à la demande différents modes de fonctionnement, comme il sera décrit ultérieurement.The refrigerant circuit 10 forms a closed circuit in which the refrigerant can circulate. The refrigerant circuit 10 is sealed when it is in a nominal operating state, i.e. without defects or leaks.
Each connection point of the circuit 10 allows the refrigerant to pass into one or other of the portions of the circuit 10 joining at this connection point. The distribution of the refrigerant between the circuit portions joining at a connection point is achieved by adjusting the opening or closing of the stop valves, non-return valves or expansion devices included on each of these circuit portions. In other words, each connection point is a means of redirecting the refrigerant arriving at this connection point. Various stop valves and non-return valves thus make it possible to selectively direct the refrigerant into the different branches of the refrigerant circuit, in order to ensure different operating modes on demand, as will be described later.
Le fluide réfrigérant utilisé par le circuit de fluide réfrigérant 10 est ici un fluide naturel, tel le R744. Il est également possible d’utiliser un fluide réfrigérant chimique, tel que le R1234yf, ou le R134a.The refrigerant used by the refrigerant circuit 10 is a natural refrigerant, such as R744. It is also possible to use a chemical refrigerant, such as R1234yf, or R134a.
Chaque dispositif de détente du fluide réfrigérant, encore appelé détendeur, peut être un détendeur électronique. Dans un détendeur électronique, la section de passage permettant de faire passer le fluide réfrigérant peut être ajustée de manière continue entre une position de fermeture et une position d’ouverture maximale. Pour cela, un module électronique de contrôle du détendeur pilote un moteur électrique qui déplace un obturateur mobile contrôlant la section de passage offerte au fluide réfrigérant. En position de fermeture, encore appelée position fermée, la circulation de fluide réfrigérant est interrompue, c’est-à-dire que le débit de fluide réfrigérant traversant le détendeur électronique est nul. En position d’ouverture maximale, le fluide réfrigérant traverse le détendeur sans subir de détente.Each refrigerant fluid expansion device, also called an expansion valve, can be an electronic expansion valve. In an electronic expansion valve, the flow area for passing the refrigerant fluid can be continuously adjusted between a closed position and a fully open position. To achieve this, an electronic expansion valve control module drives an electric motor that moves a movable shutter controlling the flow area offered to the refrigerant fluid. In the closed position, also called the closed position, the circulation of refrigerant fluid is interrupted, i.e. the flow of refrigerant fluid passing through the electronic expansion valve is zero. In the fully open position, the refrigerant fluid passes through the expansion valve without undergoing expansion.
On entend par flux d’air intérieur Fi un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Ce flux d’air intérieur Fi peut circuler dans une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, désignée fréquemment par le terme Anglais « HVAC », pour « Heating, Ventilating and Air Conditioning ». Cette installation n’a pas été représentée sur les différentes figures. Un premier groupe moto-ventilateur, également non représenté, est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air intérieur Fi.Interior air flow Fi is understood to mean an air flow to the passenger compartment of the motor vehicle. This interior air flow Fi can circulate in a heating, ventilation and/or air conditioning system, frequently referred to by the English term "HVAC", for "Heating, Ventilating and Air Conditioning". This system has not been shown in the various figures. A first motor-fan unit, also not shown, is arranged in the heating, ventilation and/or air conditioning system in order to increase the flow rate of the interior air flow Fi if necessary.
On entend par flux d’air extérieur Fe un flux d’air qui n’est pas à destination de l’habitacle du véhicule. Autrement dit, ce flux d’air Fe reste à l’extérieur de l’habitacle du véhicule. Un deuxième groupe moto-ventilateur, non représenté, peut être activé afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air extérieur Fe. Le débit d’air assuré par le premier ainsi que par le deuxième groupe moto-ventilateur peut être ajusté en temps réel en fonction des besoins d’échanges thermiques, par exemple par l’unité électronique 63 de contrôle du système de conditionnement thermique 100.Outside air flow Fe is understood to mean an air flow that is not intended for the passenger compartment of the vehicle. In other words, this air flow Fe remains outside the passenger compartment of the vehicle. A second motor-fan unit, not shown, can be activated in order to increase the flow rate of the outside air flow Fe if necessary. The air flow rate provided by the first and by the second motor-fan unit can be adjusted in real time according to the heat exchange requirements, for example by the electronic unit 63 for controlling the thermal conditioning system 100.
Le terme « premier échangeur » est équivalent au terme « premier échangeur de chaleur ». De même, le terme « échangeur interne » est équivalent au terme « échangeur de chaleur interne ». Le terme « dispositif d’accumulation » est équivalent au terme « dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant ». Le terme « dispositif de compression » est équivalent au terme « compresseur ».The term "first exchanger" is equivalent to the term "first heat exchanger". Similarly, the term "internal exchanger" is equivalent to the term "internal heat exchanger". The term "accumulation device" is equivalent to the term "refrigerant accumulation device". The term "compression device" is equivalent to the term "compressor".
Le système de conditionnement thermique 100 peut comprendre un ou des circuits de liquide caloporteur. Ces circuits de liquide caloporteur forment également un ou des circuits fermés et étanches dans lesquels un liquide caloporteur peut circuler.The thermal conditioning system 100 may comprise one or more heat transfer fluid circuits. These heat transfer fluid circuits also form one or more closed and sealed circuits in which a heat transfer fluid can circulate.
On a représenté sur la
Le système de conditionnement thermique 100 comprend un circuit de fluide réfrigérant 10 comportant une boucle principale A comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant:
- un compresseur 7,
- un premier échangeur de chaleur 1 couplé thermiquement avec un flux d’air intérieur Fi à un habitacle du véhicule,
- un premier détendeur 31,
- un deuxième détendeur 32,
- un deuxième échangeur de chaleur 2 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur Fe à l’habitacle du véhicule,
- un dispositif d’accumulation 8 de fluide réfrigérant.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 comporte une première branche de dérivation B reliant un premier point de raccordement 11 disposé sur la boucle principale A en aval d’une sortie 7b du compresseur 7 et en amont du premier échangeur 1 à un deuxième point de raccordement 12 disposé sur la boucle principale A en aval du deuxième échangeur de chaleur 2 et en amont du dispositif d’accumulation 8, la première branche de dérivation B comprenant un troisième détendeur 33.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 comporte une deuxième branche de dérivation C reliant un troisième point de raccordement 13 disposé sur la boucle principale A entre le premier échangeur 1 et le premier détendeur 31 à un quatrième point de raccordement 14 disposé sur la boucle principale A en aval du deuxième échangeur 2 et en amont du dispositif d’accumulation 8, la deuxième branche de dérivation C comprenant successivement un quatrième détendeur 34 et un troisième échangeur de chaleur 3 couplé thermiquement avec un élément 25 d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 comporte une troisième branche de dérivation D reliant un cinquième point de raccordement 15 disposé sur la deuxième branche de dérivation C en aval du troisième échangeur 3 et en amont du quatrième point de raccordement 14 à un sixième point de raccordement 16 disposé sur la boucle principale A entre le premier détendeur 31 et le deuxième détendeur 32.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 comporte une quatrième branche de dérivation E reliant un septième point de raccordement 17 disposé sur la boucle principale A en aval du premier point de raccordement 11 et en amont du premier échangeur 1 à un huitième point de raccordement 18 disposé sur la deuxième branche de dérivation C en aval du quatrième détendeur 34 et en amont du troisième échangeur 3, la quatrième branche de dérivation E comportant un cinquième détendeur 35.
Le système de conditionnement thermique 100 comprend une unité électronique de contrôle 63 configurée pour mettre en œuvre le procédé qui va décrit ci-après.It has been represented on the
The thermal conditioning system 100 comprises a refrigerant circuit 10 comprising a main loop A successively comprising, according to the direction of circulation of the refrigerant:
- a compressor 7,
- a first heat exchanger 1 thermally coupled with an interior air flow Fi to a passenger compartment of the vehicle,
- a first regulator 31,
- a second regulator 32,
- a second heat exchanger 2 configured to exchange heat with an external air flow Fe to the passenger compartment of the vehicle,
- a refrigerant fluid accumulation device 8.
The refrigerant circuit 10 comprises a first bypass branch B connecting a first connection point 11 arranged on the main loop A downstream of an outlet 7b of the compressor 7 and upstream of the first exchanger 1 to a second connection point 12 arranged on the main loop A downstream of the second heat exchanger 2 and upstream of the accumulation device 8, the first bypass branch B comprising a third expansion valve 33.
The refrigerant circuit 10 comprises a second branch branch C connecting a third connection point 13 arranged on the main loop A between the first exchanger 1 and the first expansion valve 31 to a fourth connection point 14 arranged on the main loop A downstream of the second exchanger 2 and upstream of the accumulation device 8, the second branch branch C successively comprising a fourth expansion valve 34 and a third heat exchanger 3 thermally coupled with an element 25 of an electric traction chain of a motor vehicle.
The refrigerant circuit 10 comprises a third bypass branch D connecting a fifth connection point 15 arranged on the second bypass branch C downstream of the third exchanger 3 and upstream of the fourth connection point 14 to a sixth connection point 16 arranged on the main loop A between the first expansion valve 31 and the second expansion valve 32.
The refrigerant circuit 10 comprises a fourth branch branch E connecting a seventh connection point 17 arranged on the main loop A downstream of the first connection point 11 and upstream of the first exchanger 1 to an eighth connection point 18 arranged on the second branch branch C downstream of the fourth expansion valve 34 and upstream of the third exchanger 3, the fourth branch branch E comprising a fifth expansion valve 35.
The thermal conditioning system 100 comprises an electronic control unit 63 configured to implement the method which will be described below.
Un programme d’ordinateur stocké sur une mémoire peut mettre en œuvre le procédé proposé. La mémoire peut être intégrée à l’unité électronique de contrôle 63.A computer program stored in a memory can implement the proposed method. The memory can be integrated into the electronic control unit 63.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 est configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant.
Le compresseur 7 fait passer le fluide réfrigérant d’un état de basse pression, en entrée 7a du compresseur 7, à un état de haute pression, en sortie 7b du compresseur 7.
Le dispositif d’accumulation 8, encore appelé accumulateur, forme un volume de stockage de réfrigérant liquide. Le dispositif d’accumulation 8 permet de compenser les variations en fonction des conditions de fonctionnement de la quantité de fluide réfrigérant circulant dans le circuit 10. Le dispositif d’accumulation 8 permet aussi de séparer la phase liquide et la phase gazeuse du fluide réfrigérant de façon à alimenter le compresseur 7 en fluide réfrigérant sous forme gazeuse.The refrigerant circuit 10 is configured to circulate a refrigerant.
The compressor 7 passes the refrigerant fluid from a low pressure state, at the inlet 7a of the compressor 7, to a high pressure state, at the outlet 7b of the compressor 7.
The accumulation device 8, also called an accumulator, forms a storage volume for liquid refrigerant. The accumulation device 8 makes it possible to compensate for variations depending on the operating conditions in the quantity of refrigerant circulating in the circuit 10. The accumulation device 8 also makes it possible to separate the liquid phase and the gaseous phase of the refrigerant so as to supply the compressor 7 with refrigerant in gaseous form.
Le couplage thermique entre le premier échangeur de chaleur 1 et le flux d’air intérieur Fi peut être assuré de différentes manières.The thermal coupling between the first heat exchanger 1 and the indoor air flow Fi can be ensured in different ways.
Selon un exemple de réalisation, schématisé sur la
Le couplage thermique entre le premier échangeur de chaleur 1 et le flux d’air intérieur Fi est dans ce cas dit direct. En effet, le flux d’air intérieur Fi est en contact avec les parois de l’échangeur de chaleur 1 dans lequel circule le fluide réfrigérant.
Dans ce mode de réalisation, le premier échangeur 1 est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation du véhicule.The thermal coupling between the first heat exchanger 1 and the interior air flow Fi is in this case called direct. Indeed, the interior air flow Fi is in contact with the walls of the heat exchanger 1 in which the refrigerant circulates.
In this embodiment, the first exchanger 1 is arranged in the heating, ventilation and/or air conditioning system of the vehicle.
Selon un autre exemple de réalisation, schématisé sur la
Le couplage thermique entre le premier échangeur de chaleur 1 et le flux d’air intérieur Fi est dans ce cas dit indirect, puisqu’il est réalisé par l’intermédiaire du liquide caloporteur circulant dans le circuit 30 qui transfère la chaleur fournie par le fluide réfrigérant au flux d’air Fi alimentant l’habitacle du véhicule.
L’échangeur de chaleur 1A du circuit de liquide caloporteur, encore appelé radiateur de chauffage, est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation du véhicule.The thermal coupling between the first heat exchanger 1 and the interior air flow Fi is in this case said to be indirect, since it is achieved by means of the heat transfer fluid circulating in the circuit 30 which transfers the heat supplied by the refrigerant fluid to the air flow Fi supplying the passenger compartment of the vehicle.
The heat exchanger 1A of the heat transfer fluid circuit, also called the heating radiator, is located in the vehicle's heating, ventilation and/or air conditioning system.
Le deuxième échangeur de chaleur 2 est par exemple disposé en face avant du véhicule, de façon à recevoir le flux d’air extérieur de manière directe. Le deuxième échangeur de chaleur 2 peut être disposé juste derrière la calandre du véhicule.The second heat exchanger 2 is for example arranged on the front of the vehicle, so as to receive the flow of outside air directly. The second heat exchanger 2 can be arranged just behind the grille of the vehicle.
Selon l’exemple illustré sur les différentes figures, le troisième échangeur 3 de chaleur est couplé thermiquement avec l’élément 25 de la chaine de traction électrique par l’intermédiaire d’un liquide caloporteur circulant dans un circuit 40 de liquide caloporteur.
Une pompe de circulation, non représentée, permet de faire circuler le liquide caloporteur dans le circuit 40.
Selon l’exemple schématisé, le circuit 30 et le circuit 40 sont indépendants, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas reliés.According to the example illustrated in the various figures, the third heat exchanger 3 is thermally coupled with the element 25 of the electric traction chain by means of a heat transfer liquid circulating in a heat transfer liquid circuit 40.
A circulation pump, not shown, allows the heat transfer fluid to circulate in circuit 40.
According to the schematic example, circuit 30 and circuit 40 are independent, that is to say they are not connected.
Le liquide caloporteur circulant dans le circuit 40 de liquide caloporteur peut échanger de la chaleur d’une part avec le fluide réfrigérant circulant dans le troisième échangeur de chaleur 3 et d’autre part avec l’élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule. Le liquide caloporteur permet ainsi un transfert thermique entre le fluide réfrigérant et l’élément 25 de la chaine de traction électrique.
Le liquide caloporteur circulant dans le circuit 40 est par exemple un mélange d’eau et de glycol.The heat transfer fluid circulating in the heat transfer fluid circuit 40 can exchange heat on the one hand with the refrigerant fluid circulating in the third heat exchanger 3 and on the other hand with the element 25 of the electric powertrain of the vehicle. The heat transfer fluid thus allows a heat transfer between the refrigerant fluid and the element 25 of the electric powertrain.
The heat transfer fluid circulating in the circuit 40 is, for example, a mixture of water and glycol.
Selon un exemple de réalisation, l’élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule comprend une batterie de stockage d’énergie électrique.
Selon une variante, ou de manière complémentaire, l’élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule comprend un moteur électrique de traction du véhicule.
Selon une autre variante, ou de manière complémentaire, l’élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule comprend une unité électronique de contrôle du moteur électrique de traction du véhicule.According to an exemplary embodiment, the element 25 of the electric powertrain of the vehicle comprises an electrical energy storage battery.
According to a variant, or in a complementary manner, the element 25 of the electric traction chain of the vehicle comprises an electric traction motor of the vehicle.
According to another variant, or in a complementary manner, the element 25 of the electric traction chain of the vehicle comprises an electronic unit for controlling the electric traction motor of the vehicle.
Le liquide caloporteur du circuit 40 peut par exemple circuler entre les éléments de la batterie, ou à l’intérieur de la paroi du carter du moteur électrique.The heat transfer fluid of circuit 40 can, for example, circulate between the elements of the battery, or inside the wall of the electric motor casing.
Selon l’exemple illustré, la deuxième branche de dérivation C comprend un sixième détendeur 36 disposé entre le quatrième point de raccordement 14 et le cinquième point de raccordement 15.According to the example illustrated, the second branch C comprises a sixth regulator 36 arranged between the fourth connection point 14 and the fifth connection point 15.
Selon le procédé proposé, le premier échangeur 1 fonctionne en refroidisseur de fluide réfrigérant.
Selon le procédé proposé, le deuxième échangeur 2 fonctionne en évaporateur de fluide réfrigérant.According to the proposed method, the first exchanger 1 operates as a refrigerant fluid cooler.
According to the proposed method, the second exchanger 2 operates as a refrigerant fluid evaporator.
Selon le procédé proposé, le troisième échangeur 3 fonctionne en refroidisseur de fluide réfrigérant.
Le troisième échangeur de chaleur 3 permet de réchauffer l’élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule. L’élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule peut ainsi être maintenu, ou placé, dans une plage de température préférentielle correspondant au fonctionnement optimal de cet élément.
Selon un mode de fonctionnement non représenté, le troisième échangeur 3 peut fonctionner en évaporateur de fluide réfrigérant.According to the proposed method, the third exchanger 3 operates as a refrigerant fluid cooler.
The third heat exchanger 3 makes it possible to heat the element 25 of the electric powertrain of the vehicle. The element 25 of the electric powertrain of the vehicle can thus be maintained, or placed, in a preferred temperature range corresponding to the optimal operation of this element.
According to a mode of operation not shown, the third exchanger 3 can operate as a refrigerant fluid evaporator.
Le deuxième mode de réalisation du système de conditionnement thermique 100, illustré sur la
Selon ce deuxième mode de réalisation, le système de conditionnement thermique 100 comprend un échangeur interne 6 configuré pour permettre un échange de chaleur entre :
- le fluide réfrigérant circulant entre le premier détendeur 31 et le deuxième détendeur 32, et
- le fluide réfrigérant en aval du dispositif d’accumulation 8 et en amont d’une entrée 7a du compresseur 7.According to this second embodiment, the thermal conditioning system 100 comprises an internal exchanger 6 configured to allow heat exchange between:
- the refrigerant fluid circulating between the first expansion valve 31 and the second expansion valve 32, and
- the refrigerant fluid downstream of the accumulation device 8 and upstream of an inlet 7a of the compressor 7.
L’échangeur interne 6 est configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant circulant entre le premier détendeur 31 et le sixième point de raccordement 16, et le fluide réfrigérant en aval du dispositif d’accumulation 8 et en amont d’une entrée 7a du compresseur 7.The internal exchanger 6 is configured to allow heat exchange between the refrigerant circulating between the first expansion valve 31 and the sixth connection point 16, and the refrigerant downstream of the accumulation device 8 and upstream of an inlet 7a of the compressor 7.
Selon le deuxième mode de réalisation, le système de conditionnement thermique 100 comprend une cinquième branche de dérivation F reliant un neuvième point de raccordement 19 disposé sur la boucle principale A entre le premier détendeur 31 et le sixième point de raccordement 16 à un dixième point de raccordement 20 disposé sur la boucle principale A entre le deuxième point de raccordement 12 et le quatrième point de raccordement 14. La cinquième branche de dérivation F comprend successivement un septième détendeur 37 et un quatrième échangeur de chaleur 4 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur Fi.According to the second embodiment, the thermal conditioning system 100 comprises a fifth branch branch F connecting a ninth connection point 19 arranged on the main loop A between the first expansion valve 31 and the sixth connection point 16 to a tenth connection point 20 arranged on the main loop A between the second connection point 12 and the fourth connection point 14. The fifth branch branch F successively comprises a seventh expansion valve 37 and a fourth heat exchanger 4 configured to exchange heat with an interior air flow Fi.
Le quatrième échangeur 4 est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation du véhicule.
Selon le premier mode de réalisation, le quatrième échangeur 4 est disposé en amont de l’échangeur 1A selon un sens d’écoulement du flux d’air intérieur Fi.
Selon le premier mode de réalisation, le quatrième échangeur 4 est disposé en amont du premier échangeur 1 selon un sens d’écoulement du flux d’air intérieur Fi.
Le quatrième échangeur 4 peut refroidir le flux d’air intérieur Fi et ainsi l’habitacle du véhicule.The fourth exchanger 4 is arranged in the heating, ventilation and/or air conditioning system of the vehicle.
According to the first embodiment, the fourth exchanger 4 is arranged upstream of the exchanger 1A in a direction of flow of the interior air flow Fi.
According to the first embodiment, the fourth exchanger 4 is arranged upstream of the first exchanger 1 in a direction of flow of the interior air flow Fi.
The fourth exchanger 4 can cool the interior air flow Fi and thus the vehicle interior.
La présence de la cinquième branche de dérivation F et indépendante de la présence de l’échangeur interne 6. Autrement dit, le système de conditionnement thermique 100 peut comporter la cinquième branche de dérivation F mais ne pas comporter l’échangeur interne 6, et réciproquement.The presence of the fifth branch of bypass F is independent of the presence of the internal exchanger 6. In other words, the thermal conditioning system 100 may include the fifth branch of bypass F but not include the internal exchanger 6, and vice versa.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 comprend plusieurs vannes unidirectionnelles et vannes d’arrêt, afin de sélectivement faire circuler le fluide réfrigérant dans diverses parties du circuit, en fonction du mode de fonctionnement souhaité pour le système de conditionnement thermique 100.The refrigerant circuit 10 includes several one-way valves and shutoff valves, in order to selectively circulate the refrigerant in various parts of the circuit, depending on the desired operating mode for the thermal conditioning system 100.
La boucle principale A comprend une première vanne d’arrêt 41 disposée entre le premier point de raccordement 11 et le septième point de raccordement 17.The main loop A comprises a first shut-off valve 41 arranged between the first connection point 11 and the seventh connection point 17.
Dans le premier mode de réalisation correspondant à la
Dans le deuxième mode de réalisation correspondant à la
In the second embodiment corresponding to the
La première vanne d’arrêt 41 est une vanne à commande électrique. De même, la deuxième vanne d’arrêt 42 est une vanne à commande électrique. Chaque vanne d’arrêt 41, 42 est par exemple commandée par l’unité électronique de contrôle 63.The first shut-off valve 41 is an electrically controlled valve. Similarly, the second shut-off valve 42 is an electrically controlled valve. Each shut-off valve 41, 42 is for example controlled by the electronic control unit 63.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 comprend une première vanne unidirectionnelle 43 disposée sur la boucle principale A entre le premier échangeur 1 et le troisième point de raccordement 13.
La première vanne unidirectionnelle 43 est configurée pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant à travers la première vanne unidirectionnelle 43 du premier échangeur 1 vers le troisième point de raccordement 13. La première vanne unidirectionnelle 43 est également configurée pour interdire une circulation de fluide réfrigérant à travers la première vanne unidirectionnelle 43 du troisième point de raccordement 13 vers le premier échangeur 1.The refrigerant circuit 10 comprises a first one-way valve 43 arranged on the main loop A between the first exchanger 1 and the third connection point 13.
The first one-way valve 43 is configured to allow circulation of refrigerant fluid through the first one-way valve 43 of the first exchanger 1 to the third connection point 13. The first one-way valve 43 is also configured to prohibit circulation of refrigerant fluid through the first one-way valve 43 of the third connection point 13 to the first exchanger 1.
Le circuit de fluide réfrigérant 10 comprend une deuxième vanne unidirectionnelle 44 disposée sur la troisième branche de dérivation D.
La deuxième vanne unidirectionnelle 44 est configurée pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant à travers la deuxième vanne unidirectionnelle 44 du cinquième point de raccordement 15 vers le sixième point de raccordement 16 et configurée pour interdire une circulation de fluide réfrigérant à travers la deuxième vanne unidirectionnelle 44 du sixième point de raccordement 16 vers le cinquième point de raccordement 15.The refrigerant circuit 10 comprises a second one-way valve 44 arranged on the third bypass branch D.
The second one-way valve 44 is configured to allow circulation of refrigerant fluid through the second one-way valve 44 from the fifth connection point 15 to the sixth connection point 16 and configured to prohibit circulation of refrigerant fluid through the second one-way valve 44 from the sixth connection point 16 to the fifth connection point 15.
Selon le deuxième mode de réalisation, le circuit de fluide réfrigérant 10 comprend une troisième vanne unidirectionnelle 45 disposée sur la boucle principale A entre le quatrième échangeur 4 et le dixième point de raccordement 20.
La troisième vanne unidirectionnelle 45 est configurée pour autoriser une circulation de fluide réfrigérant à travers la troisième vanne unidirectionnelle 45 du quatrième échangeur 4 vers le sixième point de raccordement 16.
La troisième vanne unidirectionnelle 45 est aussi configurée pour interdire une circulation de fluide réfrigérant à travers la troisième vanne unidirectionnelle 45 du sixième point de raccordement 16 vers le quatrième échangeur 4.According to the second embodiment, the refrigerant circuit 10 comprises a third one-way valve 45 arranged on the main loop A between the fourth exchanger 4 and the tenth connection point 20.
The third one-way valve 45 is configured to allow circulation of refrigerant fluid through the third one-way valve 45 of the fourth exchanger 4 to the sixth connection point 16.
The third one-way valve 45 is also configured to prohibit circulation of refrigerant fluid through the third one-way valve 45 from the sixth connection point 16 to the fourth exchanger 4.
La première vanne unidirectionnelle 43 est par exemple un clapet anti-retour.
De même, la deuxième vanne unidirectionnelle 44 et la troisième vanne unidirectionnelle 45 peuvent aussi être un clapet anti-retour.The first one-way valve 43 is for example a non-return valve.
Likewise, the second one-way valve 44 and the third one-way valve 45 may also be a check valve.
En variante, chaque vanne unidirectionnelle 43, 44, 45 peut être une vanne à commande électrique.Alternatively, each one-way valve 43, 44, 45 may be an electrically operated valve.
Chaque détendeur 31, …, 37 est par exemple un détendeur électronique.Each regulator 31, …, 37 is for example an electronic regulator.
Le système de conditionnement thermique 100 peut fonctionner selon plusieurs modes de fonctionnement. Le procédé proposé, lorsqu’il est mis en œuvre, correspond à un mode de fonctionnement particulier du système de conditionnement thermique 100.The thermal conditioning system 100 can operate in several operating modes. The proposed method, when implemented, corresponds to a particular operating mode of the thermal conditioning system 100.
Il est ainsi proposé un procédé de contrôle d’un système de conditionnement thermique 100 pour véhicule automobile. Le système de conditionnement thermique 100 comprend un circuit de fluide réfrigérant 10 comportant:
- une boucle principale A comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant:
-- un compresseur 7,
-- un premier échangeur de chaleur 1 couplé thermiquement avec un flux d’air intérieur Fi à un habitacle du véhicule,
-- un premier détendeur 31,
-- un deuxième détendeur 32,
-- un deuxième échangeur de chaleur 2 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur Fe à l’habitacle du véhicule,
-- un dispositif d’accumulation 8 de fluide réfrigérant,
- une première branche de dérivation B reliant un premier point de raccordement 11 disposé sur la boucle principale A en aval d’une sortie 7b du compresseur 7 et en amont du premier échangeur 1 à un deuxième point de raccordement 12 disposé sur la boucle principale A en aval du deuxième échangeur de chaleur 2 et en amont du dispositif d’accumulation 8, la première branche de dérivation B comprenant un troisième détendeur 33,
- une deuxième branche de dérivation C reliant un troisième point de raccordement 13 disposé sur la boucle principale A entre le premier échangeur 1 et le premier détendeur 31 à un quatrième point de raccordement 14 disposé sur la boucle principale A en aval du deuxième échangeur 2 et en amont du dispositif d’accumulation 8, la deuxième branche de dérivation C comprenant successivement un quatrième détendeur 34 et un troisième échangeur de chaleur 3 couplé thermiquement avec un élément 25 d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- une troisième branche de dérivation D reliant un cinquième point de raccordement 15 disposé sur la deuxième branche de dérivation C en aval du troisième échangeur 3 et en amont du quatrième point de raccordement 14 à un sixième point de raccordement 16 disposé sur la boucle principale A entre le premier détendeur 31 et le deuxième détendeur 32,
- une quatrième branche de dérivation E reliant un septième point de raccordement 17 disposé sur la boucle principale A en aval du premier point de raccordement 11 et en amont du premier échangeur 1 à un huitième point de raccordement 18 disposé sur la deuxième branche de dérivation C en aval du quatrième détendeur 34 et en amont du troisième échangeur 3, la quatrième branche de dérivation E comportant un cinquième détendeur 35.
Le procédé comportant les étapes :
(i) fournir un premier débit Q1 de fluide réfrigérant à haute pression en sortie du compresseur 7,
(ii) faire circuler au moins une partie du premier débit Q1 de fluide réfrigérant à haute pression dans le premier échangeur 1,
(iii) faire circuler le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1 dans le troisième échangeur 3,
(iv) faire circuler le premier débit Q1 de fluide réfrigérant dans le deuxième détendeur 32 et détendre le premier débit Q1 jusqu’à une basse pression inférieure à la haute pression,
(v) faire circuler le fluide réfrigérant à basse pression dans le deuxième échangeur 2.A method for controlling a thermal conditioning system 100 for a motor vehicle is thus proposed. The thermal conditioning system 100 comprises a refrigerant circuit 10 comprising:
- a main loop A comprising successively according to the direction of circulation of the refrigerant fluid:
-- a compressor 7,
-- a first heat exchanger 1 thermally coupled with an interior air flow Fi to a passenger compartment of the vehicle,
-- a first regulator 31,
-- a second regulator 32,
-- a second heat exchanger 2 configured to exchange heat with an outside air flow Fe to the passenger compartment of the vehicle,
-- a refrigerant fluid accumulation device 8,
- a first bypass branch B connecting a first connection point 11 arranged on the main loop A downstream of an outlet 7b of the compressor 7 and upstream of the first exchanger 1 to a second connection point 12 arranged on the main loop A downstream of the second heat exchanger 2 and upstream of the accumulation device 8, the first bypass branch B comprising a third expansion valve 33,
- a second branch branch C connecting a third connection point 13 arranged on the main loop A between the first exchanger 1 and the first expansion valve 31 to a fourth connection point 14 arranged on the main loop A downstream of the second exchanger 2 and upstream of the accumulation device 8, the second branch branch C successively comprising a fourth expansion valve 34 and a third heat exchanger 3 thermally coupled with an element 25 of an electric traction chain of a motor vehicle,
- a third branch D connecting a fifth connection point 15 arranged on the second branch C downstream of the third exchanger 3 and upstream of the fourth connection point 14 to a sixth connection point 16 arranged on the main loop A between the first regulator 31 and the second regulator 32,
- a fourth branch branch E connecting a seventh connection point 17 arranged on the main loop A downstream of the first connection point 11 and upstream of the first exchanger 1 to an eighth connection point 18 arranged on the second branch branch C downstream of the fourth regulator 34 and upstream of the third exchanger 3, the fourth branch branch E comprising a fifth regulator 35.
The process comprising the steps:
(i) provide a first flow Q1 of high-pressure refrigerant fluid at the outlet of the compressor 7,
(ii) circulating at least part of the first flow Q1 of high-pressure refrigerant fluid in the first exchanger 1,
(iii) circulating the refrigerant fluid from the first exchanger 1 in the third exchanger 3,
(iv) circulating the first flow Q1 of refrigerant fluid in the second expansion valve 32 and expanding the first flow Q1 to a low pressure lower than the high pressure,
(v) circulating the refrigerant at low pressure in the second exchanger 2.
Le fluide réfrigérant à haute pression circulant dans le premier échangeur 1 permet de chauffer à la demande le flux d’air intérieur Fi. Après avoir traversé le premier échangeur 1, le fluide réfrigérant peut également chauffer l’élément 25 de la chaine de traction électrique, au niveau du troisième échangeur 3. Le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1 peut, selon un mode de fonctionnement, être rejoint par du fluide réfrigérant circulant dans la quatrième branche de dérivation E. Ce fluide réfrigérant venant de la quatrième branche de dérivation E vient augmenter l’énergie thermique apportée à l’élément 25 de la chaine de traction électrique. En jouant sur la répartition des débits de fluide réfrigérant circulant respectivement dans le premier échangeur 1 et dans la quatrième branche de dérivation E, il est possible de contrôler la puissance de chauffage fournie à l’habitacle ainsi que celle fournie à la batterie.The high-pressure refrigerant circulating in the first exchanger 1 makes it possible to heat the interior air flow Fi on demand. After passing through the first exchanger 1, the refrigerant can also heat the element 25 of the electric powertrain, at the third exchanger 3. The refrigerant coming from the first exchanger 1 can, depending on one operating mode, be joined by refrigerant circulating in the fourth branch E. This refrigerant coming from the fourth branch E increases the thermal energy supplied to the element 25 of the electric powertrain. By adjusting the distribution of the refrigerant flow rates circulating respectively in the first exchanger 1 and in the fourth branch E, it is possible to control the heating power supplied to the passenger compartment as well as that supplied to the battery.
Le débit fluide réfrigérant à haute pression fourni par le compresseur 7 à l’étape (i) peut être divisé entre un débit dirigé vers le premier échangeur 1, correspondant à l’étape (ii), et un débit complémentaire circulant dans la quatrième branche de dérivation E.
L’intégralité du débit de fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1 circule ensuite dans le troisième échangeur 3, comme indiqué à l’étape (iii).
Le débit de fluide réfrigérant circulant dans la quatrième branche de dérivation E rejoint le fluide réfrigérant provenant premier échangeur 1 et circule dans le troisième échangeur 1.
Le débit de fluide réfrigérant circulant dans la quatrième branche de dérivation E peut être nul. Le débit de fluide réfrigérant circulant dans le troisième échangeur 3 est donc formé par la combinaison du débit de fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1 et du débit de fluide réfrigérant provenant de la quatrième branche de dérivation E, ce dernier débit pouvant être nul.
En régime permanent, cette combinaison du débit de fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1 et du débit de fluide réfrigérant provenant de la quatrième branche de dérivation E est égal au débit circulant en amont de la division entre un débit dirigé vers le premier échangeur 1 et un débit complémentaire circulant dans la quatrième branche de dérivation E, c’est à dire égal au premier débit Q1 fourni par le compresseur 7.
Après avoir circulé dans le troisième échangeur 3, le premier débit Q1 est détendu jusqu’à un état de basse pression par le deuxième détendeur 32, ce qui correspond à l’étape (iv).
Après cette détente, le fluide réfrigérant à basse pression circule dans le deuxième échangeur 2, ce qui correspond à l’étape (v).The high-pressure refrigerant fluid flow supplied by the compressor 7 in step (i) can be divided between a flow directed towards the first exchanger 1, corresponding to step (ii), and a complementary flow circulating in the fourth bypass branch E.
The entire flow of refrigerant fluid from the first exchanger 1 then circulates in the third exchanger 3, as indicated in step (iii).
The flow of refrigerant fluid circulating in the fourth branch of bypass E joins the refrigerant fluid coming from the first exchanger 1 and circulates in the third exchanger 1.
The flow rate of refrigerant circulating in the fourth branch E can be zero. The flow rate of refrigerant circulating in the third exchanger 3 is therefore formed by the combination of the flow rate of refrigerant coming from the first exchanger 1 and the flow rate of refrigerant coming from the fourth branch E, the latter flow rate being able to be zero.
In steady state, this combination of the flow rate of refrigerant coming from the first exchanger 1 and the flow rate of refrigerant coming from the fourth branch of bypass E is equal to the flow rate circulating upstream of the division between a flow rate directed towards the first exchanger 1 and a complementary flow rate circulating in the fourth branch of bypass E, i.e. equal to the first flow rate Q1 supplied by the compressor 7.
After circulating in the third exchanger 3, the first flow Q1 is expanded to a low pressure state by the second expander 32, which corresponds to step (iv).
After this expansion, the low-pressure refrigerant circulates in the second exchanger 2, which corresponds to step (v).
Le fluide réfrigérant à basse pression provenant du deuxième échangeur 2 rejoint le compresseur 7. Le cycle thermodynamique est ainsi bouclé.
En d’autres termes, le procédé comprend après l’étape (v) une étape : Faire circuler le fluide réfrigérant provenant du deuxième échangeur 2 vers une entrée 7a du compresseur 7.The low-pressure refrigerant fluid from the second exchanger 2 reaches the compressor 7. The thermodynamic cycle is thus completed.
In other words, the method comprises, after step (v), a step: Circulating the refrigerant fluid coming from the second exchanger 2 towards an inlet 7a of the compressor 7.
Selon l’exemple de la
(i) fournir un premier débit Q1 de fluide réfrigérant à haute pression en sortie du compresseur 7,
(ii) faire circuler le premier débit Q1 de fluide réfrigérant à haute pression dans le premier échangeur 1,
(iii) faire circuler le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1 dans le troisième échangeur 3,
(iv) faire circuler le fluide réfrigérant provenant du troisième échangeur 3 dans le deuxième détendeur 32 et réaliser une détente jusqu’à une basse pression inférieure à la haute pression,
(v) faire circuler dans le deuxième échangeur 2 le fluide réfrigérant à basse pression provenant du deuxième détendeur 32.According to the example of the
(i) provide a first flow Q1 of high-pressure refrigerant fluid at the outlet of the compressor 7,
(ii) circulating the first flow Q1 of high-pressure refrigerant fluid in the first exchanger 1,
(iii) circulating the refrigerant fluid from the first exchanger 1 in the third exchanger 3,
(iv) circulating the refrigerant fluid from the third exchanger 3 in the second expansion valve 32 and carrying out an expansion to a low pressure lower than the high pressure,
(v) circulating in the second exchanger 2 the low-pressure refrigerant fluid coming from the second expansion valve 32.
Selon l’exemple des figures 4 et 5, les différentes étapes du procédé peuvent s’écrire :
(i) fournir un premier débit Q1 de fluide réfrigérant à haute pression en sortie du compresseur 7,
(i-1) diviser le premier débit Q1 de fluide réfrigérant à haute pression en une première partie circulant vers le premier échangeur 1 et une deuxième partie circulant dans la quatrième branche de dérivation E,
(ii) faire circuler la première partie du premier débit Q1 de fluide réfrigérant à haute pression dans le premier échangeur 1,
(iii) faire circuler dans le troisième échangeur 3 le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1 et le fluide réfrigérant provenant de la quatrième branche de dérivation E,
(iv) faire circuler le fluide réfrigérant provenant du troisième échangeur 3 dans le deuxième détendeur 32 et réaliser une détente jusqu’à une basse pression inférieure à la haute pression,
(v) faire circuler dans le deuxième échangeur 2 le fluide réfrigérant à basse pression provenant du deuxième détendeur 32.According to the example of figures 4 and 5, the different stages of the process can be written:
(i) provide a first flow Q1 of high-pressure refrigerant fluid at the outlet of the compressor 7,
(i-1) dividing the first flow Q1 of high-pressure refrigerant into a first part circulating towards the first exchanger 1 and a second part circulating in the fourth bypass branch E,
(ii) circulating the first part of the first flow Q1 of high-pressure refrigerant fluid in the first exchanger 1,
(iii) circulating in the third exchanger 3 the refrigerant coming from the first exchanger 1 and the refrigerant coming from the fourth branch E,
(iv) circulating the refrigerant fluid from the third exchanger 3 in the second expansion valve 32 and carrying out an expansion to a low pressure lower than the high pressure,
(v) circulating in the second exchanger 2 the low-pressure refrigerant fluid coming from the second expansion valve 32.
Le débit de fluide réfrigérant dans la première branche de dérivation B est nul.
Le troisième détendeur 33 est en position fermée.The refrigerant flow rate in the first branch of bypass B is zero.
The third regulator 33 is in the closed position.
Le débit de fluide réfrigérant circulant dans la deuxième branche de dérivation C entre le cinquième point de raccordement 15 et le quatrième point de raccordement 14 est nul.
Le sixième détendeur 36 est ainsi en position fermée.The flow rate of refrigerant fluid circulating in the second branch C between the fifth connection point 15 and the fourth connection point 14 is zero.
The sixth regulator 36 is thus in the closed position.
Le débit de fluide réfrigérant circulant dans la boucle principale A entre le troisième point de raccordement 13 et le sixième point de raccordement 16 est nul.
Le premier détendeur 31 est ainsi en position fermée.The flow rate of refrigerant circulating in the main loop A between the third connection point 13 and the sixth connection point 16 is zero.
The first regulator 31 is thus in the closed position.
Les figures 3 à 5 illustrent la circulation du fluide réfrigérant dans le circuit 10 lorsque le procédé proposé est mis en œuvre sur un système de conditionnement thermique 100 selon le deuxième mode de réalisation, dont l’architecture est illustrée sur la
Les portions du circuit 10 dans lesquelles un débit de fluide réfrigérant circule sont en trait épais continu, tandis que les portions dans lesquelles le fluide réfrigérant ne circulent pas sont en traits fins pointillés. Les différentes flèches indiquent le sens de circulation du fluide réfrigérant dans les différentes portions du circuit de fluide réfrigérant 10.Figures 3 to 5 illustrate the circulation of the refrigerant fluid in the circuit 10 when the proposed method is implemented on a thermal conditioning system 100 according to the second embodiment, the architecture of which is illustrated in the
The portions of the circuit 10 in which a flow of refrigerant fluid circulates are shown in thick continuous lines, while the portions in which the refrigerant fluid does not circulate are shown in thin dotted lines. The different arrows indicate the direction of circulation of the refrigerant fluid in the different portions of the refrigerant circuit 10.
Selon un premier exemple de mise en œuvre du procédé proposé, schématisé sur la
Le cinquième détendeur 35 est dans ce cas en position fermée.According to a first example of implementation of the proposed process, shown schematically on the
The fifth regulator 35 is in this case in the closed position.
Ce mode de fonctionnement peut être utilisé par exemple lorsque la température de l’élément 25 de la chaine de traction est faible, par exemple inférieure à 0°C. Dans ce cas, le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1 et ayant réchauffé le flux d’air intérieur Fi est encore suffisamment chaud pour réchauffer l’élément 25 de la chaine de traction. Dans ce mode de fonctionnement dans lequel le premier échangeur 1 et le troisième échangeur 3 sont connectés en série sur le circuit 10 de fluide réfrigérant, le coefficient de performance thermodynamique du système de conditionnement thermique 100 est particulièrement avantageux. En effet, l’enthalpie du réfrigérant provenant du premier échangeur 1 et ayant subi une détente dans le quatrième détendeur 34 est abaissée en réchauffant l’élément 25 de la chaine de traction. Il s’en suit une augmentation du coefficient de performance.This operating mode can be used for example when the temperature of the element 25 of the traction chain is low, for example below 0°C. In this case, the refrigerant coming from the first exchanger 1 and having heated the interior air flow Fi is still sufficiently hot to heat the element 25 of the traction chain. In this operating mode in which the first exchanger 1 and the third exchanger 3 are connected in series on the refrigerant circuit 10, the thermodynamic coefficient of performance of the thermal conditioning system 100 is particularly advantageous. Indeed, the enthalpy of the refrigerant coming from the first exchanger 1 and having undergone expansion in the fourth expansion valve 34 is lowered by heating the element 25 of the traction chain. This results in an increase in the coefficient of performance.
Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant refoulé par le compresseur 7 passe successivement par le premier point de raccordement 11, la première vanne d’arrêt 41, le septième point de raccordement 17, le premier échangeur 1, le troisième point de raccordement 13, le quatrième détendeur 34, le troisième échangeur 3, le cinquième point de raccordement 15, la deuxième vanne unidirectionnelle 44, le sixième point de raccordement 16, le deuxième détendeur 32, le deuxième échangeur 2, le deuxième point de raccordement 12, la deuxième vanne d’arrêt 42, le dixième point de raccordement 20, le quatrième point de raccordement 14, l’accumulateur 8, la deuxième section d’échange thermique 6b de l’échangeur interne 6, et rejoint l’entrée basse pression 7a du compresseur 7.In this operating mode, the refrigerant fluid discharged by the compressor 7 passes successively through the first connection point 11, the first stop valve 41, the seventh connection point 17, the first exchanger 1, the third connection point 13, the fourth expansion valve 34, the third exchanger 3, the fifth connection point 15, the second one-way valve 44, the sixth connection point 16, the second expansion valve 32, the second exchanger 2, the second connection point 12, the second stop valve 42, the tenth connection point 20, the fourth connection point 14, the accumulator 8, the second heat exchange section 6b of the internal exchanger 6, and reaches the low pressure inlet 7a of the compressor 7.
Dans ce mode de fonctionnement, le débit de fluide réfrigérant est identique dans le premier échangeur 1, le troisième échangeur 3 et le deuxième échangeur 2.In this operating mode, the refrigerant flow rate is identical in the first exchanger 1, the third exchanger 3 and the second exchanger 2.
On entend que les débits sont identiques, ou égaux, lors d’un fonctionnement en régime permanent du système de conditionnement thermique 100.It is understood that the flow rates are identical, or equal, during steady-state operation of the thermal conditioning system 100.
Selon un deuxième et un troisième exemple de mise en œuvre du procédé proposé, illustrés respectivement sur la
Dans ces modes de fonctionnement, une partie du fluide réfrigérant à haute pression et haute température peut être dirigée vers la quatrième branche de dérivation E et rejoint le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1. Le fluide réfrigérant parcourant la quatrième branche de dérivation E permet d’augmenter l’énergie thermique apportée à l’élément 25 de la chaine de traction électrique et ainsi d’augmenter la puissance de chauffage fournie à cet élément 25. Ce type de fonctionnement peut être mis en œuvre par exemple lorsque la température de l’élément 25 de la chaine de traction est supérieure ou égale à la température du fluide réfrigérant provenant du premier échangeur 1. Ce fluide réfrigérant n’est alors pas en mesure de réchauffer l’élément 25 de la chaine de traction. Le chauffage de cet élément 25 est alors assuré par le fluide réfrigérant circulant dans la quatrième branche de dérivation E.In these operating modes, a portion of the high-pressure, high-temperature refrigerant can be directed toward the fourth branch E and joins the refrigerant coming from the first exchanger 1. The refrigerant flowing through the fourth branch E makes it possible to increase the thermal energy supplied to the element 25 of the electric traction chain and thus to increase the heating power supplied to this element 25. This type of operation can be implemented for example when the temperature of the element 25 of the traction chain is greater than or equal to the temperature of the refrigerant coming from the first exchanger 1. This refrigerant is then not able to heat the element 25 of the traction chain. The heating of this element 25 is then ensured by the refrigerant circulating in the fourth branch E.
Dans ces modes de fonctionnement, le débit de fluide réfrigérant dans le premier échangeur 1 est inférieur au débit de fluide réfrigérant dans le troisième échangeur 3.
Le débit de fluide réfrigérant dans le troisième échangeur 3 est identique au débit de fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur 2.
Comme précédemment, on entend que les débits sont égaux lors d’un fonctionnement en régime permanent.In these operating modes, the flow rate of refrigerant in the first exchanger 1 is lower than the flow rate of refrigerant in the third exchanger 3.
The flow rate of refrigerant in the third exchanger 3 is identical to the flow rate of refrigerant in the second exchanger 2.
As before, we mean that the flow rates are equal during steady-state operation.
Selon le troisième exemple de mise en œuvre du procédé, illustré à la
le troisième débit Q3 de fluide réfrigérant traverse le cinquième détendeur 35 sans subir de détente.
On entend par le terme « sans subir de détente » le fait de ne pas subir de diminution de pression autre que les pertes de charges inévitables d’un fluide circulant dans une portion de circuit.According to the third example of implementation of the method, illustrated in
the third flow Q3 of refrigerant fluid passes through the fifth expansion valve 35 without undergoing expansion.
The term "without undergoing any expansion" means not undergoing any reduction in pressure other than the inevitable pressure losses of a fluid circulating in a portion of the circuit.
Pour cela, le quatrième détendeur 4 est dans une position d’ouverture supérieure à un seuil prédéterminé.
Le seuil prédéterminé vaut par exemple 80% de la position d’ouverture maximale du quatrième détendeur 4.
De même, le cinquième détendeur 35 est dans une position d’ouverture supérieure à un seuil prédéterminé, ce seuil valant par exemple 80% de la position d’ouverture maximale du cinquième détendeur 4.For this, the fourth regulator 4 is in an opening position greater than a predetermined threshold.
The predetermined threshold is, for example, 80% of the maximum opening position of the fourth regulator 4.
Likewise, the fifth regulator 35 is in an opening position greater than a predetermined threshold, this threshold being for example 80% of the maximum opening position of the fifth regulator 4.
Selon un exemple de mise en œuvre du procédé de contrôle :
- le quatrième détendeur 34 est en position d’ouverture maximale,
- le cinquième détendeur 35 est en position d’ouverture maximale.According to an example of implementation of the control process:
- the fourth regulator 34 is in the maximum opening position,
- the fifth regulator 35 is in the maximum opening position.
Selon le fonctionnement illustré sur la
Pour cela, le premier groupe moto-ventilateur peut être maintenu à l’arrêt. En variante ou en complément, un volet mobile, non représenté sur les figures, peut être disposé dans une position obturant le passage de l’air sur le premier échangeur 1.
Dans ce cas, il n’y a pas d’échange de chaleur dans le premier échangeur 1.
Toute la puissance de chauffage est ainsi attribuée à l’élément 25 de la chaine de traction.According to the operation illustrated on the
For this purpose, the first motor-fan unit can be kept stationary. Alternatively or additionally, a movable flap, not shown in the figures, can be arranged in a position blocking the passage of air over the first exchanger 1.
In this case, there is no heat exchange in the first exchanger 1.
All the heating power is thus allocated to element 25 of the traction chain.
Ce mode de fonctionnement permet de chauffer l’élément 25 de la chaine de traction avec du fluide réfrigérant à haute pression et haute température.
Autrement dit, le fluide réfrigérant circulant dans le troisième échangeur 3 est à haute pression.This operating mode allows element 25 of the drive train to be heated with high-pressure, high-temperature refrigerant.
In other words, the refrigerant circulating in the third exchanger 3 is at high pressure.
Selon la mise en œuvre du procédé illustrée à la
Selon ce cas de fonctionnement, le fonctionnement du premier échangeur 1 et celui du troisième échangeur 3 sont découplés. En effet, la pression du fluide réfrigérant dans le troisième échangeur 3 peut être contrôlée indépendamment de la pression dans le premier échangeur 1. Il est ainsi possible d’ajuster indépendamment le niveau de température dans les deux échangeurs de chaleur 1,3. De plus, la répartition de la puissance thermique entre les deux échangeurs 1, 3 peut ainsi être ajustée à la demande en contrôlant les ouvertures respectives du quatrième détendeur 34 et du cinquième détendeur 35. La puissance de chauffage fournie par le premier échangeur 1 et la puissance de chauffage fournie par le troisième échangeur 3 peuvent ainsi être contrôlées indépendamment l’une de l’autre. Autrement dit, la puissance de chauffage fournie à l’habitacle du véhicule et la puissance de chauffage fournie à l’élément 25 de la chaine de traction sont contrôlées indépendamment l’une de l’autre.According to this operating case, the operation of the first exchanger 1 and that of the third exchanger 3 are decoupled. Indeed, the pressure of the refrigerant in the third exchanger 3 can be controlled independently of the pressure in the first exchanger 1. It is thus possible to independently adjust the temperature level in the two heat exchangers 1, 3. In addition, the distribution of the thermal power between the two exchangers 1, 3 can thus be adjusted on demand by controlling the respective openings of the fourth expansion valve 34 and the fifth expansion valve 35. The heating power supplied by the first exchanger 1 and the heating power supplied by the third exchanger 3 can thus be controlled independently of each other. In other words, the heating power supplied to the passenger compartment of the vehicle and the heating power supplied to the element 25 of the powertrain are controlled independently of each other.
Le fluide réfrigérant circulant dans le troisième échangeur 3 est à pression intermédiaire. La valeur de la pression intermédiaire est ajustée en fonction de la température de l’élément 25 de la chaine de traction.The refrigerant circulating in the third exchanger 3 is at intermediate pressure. The value of the intermediate pressure is adjusted according to the temperature of element 25 of the traction chain.
Le deuxième débit Q2 de fluide réfrigérant est détendu en traversant le quatrième détendeur 34 et passe à une pression intermédiaire inférieure à la haute pression et supérieure à la basse pression, et
le troisième débit Q3 de fluide réfrigérant est détendu en traversant le cinquième détendeur 35 et passe à une pression intermédiaire.The second flow Q2 of refrigerant fluid is expanded by passing through the fourth expansion valve 34 and passes to an intermediate pressure lower than the high pressure and higher than the low pressure, and
the third flow Q3 of refrigerant fluid is expanded by passing through the fifth expansion valve 35 and passes to an intermediate pressure.
Le quatrième détendeur 34 est ainsi en position d’ouverture partielle.
De même, le cinquième détendeur 35 est en position d’ouverture partielle.
La position d’ouverture du quatrième détendeur 34 peut différer de la position d’ouverture du cinquième détendeur 35. La position d’ouverture du quatrième détendeur 34 et la position d’ouverture du cinquième détendeur 35 sont ajustées en fonction d’une puissance thermique à fournir respectivement par le premier échangeur 1 et par le troisième échangeur 3.The fourth regulator 34 is thus in the partially open position.
Likewise, the fifth regulator 35 is in the partially open position.
The opening position of the fourth regulator 34 may differ from the opening position of the fifth regulator 35. The opening position of the fourth regulator 34 and the opening position of the fifth regulator 35 are adjusted as a function of a thermal power to be supplied respectively by the first exchanger 1 and by the third exchanger 3.
La valeur de la pression dite « haute pression », en sortie du compresseur 7, est par exemple comprise entre 80 bars et 120 bars.
La valeur de la pression dite « intermédiaire », après détente par exemple par le premier détendeur 31, est inférieure à la valeur de la haute pression. La pression intermédiaire est par exemple comprise entre 25 bars et 70 bars.
La valeur de la pression dite « basse pression », après détente par exemple dans le deuxième détendeur 32, est inférieure à la valeur de la pression intermédiaire.
La basse pression est par exemple comprise entre 10 bars et 40 bars.The value of the so-called “high pressure” pressure, at the outlet of compressor 7, is for example between 80 bars and 120 bars.
The value of the so-called "intermediate" pressure, after expansion for example by the first regulator 31, is lower than the value of the high pressure. The intermediate pressure is for example between 25 bars and 70 bars.
The value of the so-called “low pressure”, after expansion for example in the second regulator 32, is lower than the value of the intermediate pressure.
Low pressure is for example between 10 bars and 40 bars.
Dans le mode de fonctionnement de la
Au niveau du septième point de raccordement 17, le fluide réfrigérant se divise entre un deuxième débit Q2 circulant dans la boucle principale A vers le premier échangeur 1, et un troisième débit Q3 circulant dans la quatrième branche de dérivation E vers le cinquième détendeur 35. La somme du deuxième débit Q2 et du troisième débit Q3 est égale au premier débit Q1.
Le deuxième débit Q2 circulant dans la boucle principale A passe successivement par le premier échangeur 1, le troisième point de raccordement 13, le quatrième détendeur 34, le huitième point de raccordement 18.
Le troisième débit Q3 circulant dans la quatrième branche de dérivation E passe successivement par le cinquième détendeur 35 et le huitième point de raccordement 18, où il rejoint le deuxième débit Q2 provenant du quatrième détendeur 34.
Les deux débits Q2 et Q3 rassemblés passent par le troisième échangeur 3, le cinquième point de raccordement 15, la deuxième vanne unidirectionnelle 44, le sixième point de raccordement 16, le deuxième détendeur 32, le deuxième échangeur 2, le deuxième point de raccordement 12, la deuxième vanne d’arrêt 42, le dixième point de raccordement 20, le quatrième point de raccordement 14, l’accumulateur 8, la deuxième section d’échange thermique 6b de l’échangeur interne 6, et rejoint l’entrée basse pression 7a du compresseur 7.
En régime permanent, la variation temporelle de la masse de fluide réfrigérant dans un échangeur de chaleur est nulle, et le débit de fluide réfrigérant en aval d’un échangeur de chaleur est égal au débit de fluide réfrigérant en amont de cet échangeur de chaleur.
De la même manière, il n’y a pas d’accumulation de fluide réfrigérant dans un détendeur, et le débit de fluide réfrigérant en aval d’un détendeur est égal au débit en amont de ce détendeur.In the operating mode of the
At the seventh connection point 17, the refrigerant fluid is divided between a second flow Q2 circulating in the main loop A towards the first exchanger 1, and a third flow Q3 circulating in the fourth bypass branch E towards the fifth expansion valve 35. The sum of the second flow Q2 and the third flow Q3 is equal to the first flow Q1.
The second flow Q2 circulating in the main loop A passes successively through the first exchanger 1, the third connection point 13, the fourth regulator 34, the eighth connection point 18.
The third flow Q3 circulating in the fourth branch of bypass E passes successively through the fifth regulator 35 and the eighth connection point 18, where it joins the second flow Q2 coming from the fourth regulator 34.
The two combined flows Q2 and Q3 pass through the third exchanger 3, the fifth connection point 15, the second one-way valve 44, the sixth connection point 16, the second expansion valve 32, the second exchanger 2, the second connection point 12, the second shut-off valve 42, the tenth connection point 20, the fourth connection point 14, the accumulator 8, the second heat exchange section 6b of the internal exchanger 6, and reach the low pressure inlet 7a of the compressor 7.
In steady state, the time variation of the mass of refrigerant in a heat exchanger is zero, and the flow rate of refrigerant downstream of a heat exchanger is equal to the flow rate of refrigerant upstream of this heat exchanger.
Similarly, there is no accumulation of refrigerant in an expansion valve, and the flow rate of refrigerant downstream of an expansion valve is equal to the flow rate upstream of that valve.
Selon l’exemple illustré sur les différentes figures, dans lequel le troisième échangeur de chaleur 3 est couplé thermiquement avec l’élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule par l’intermédiaire d’un liquide caloporteur circulant dans un circuit 40 de liquide caloporteur, le procédé comporte les étapes :
- déterminer une température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3.According to the example illustrated in the various figures, in which the third heat exchanger 3 is thermally coupled with the element 25 of the electric traction chain of the vehicle by means of a heat transfer liquid circulating in a heat transfer liquid circuit 40, the method comprises the steps:
- determine a temperature T3 of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger 3.
Le procédé de contrôle peut comporter l’étape :
- contrôler le premier débit Q1 de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10 de façon à contrôler la température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 à une première valeur cible.The control process may include the step:
- controlling the first flow rate Q1 of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 so as to control the temperature T3 of the heat transfer liquid at the outlet of the third exchanger 3 to a first target value.
Le procédé de contrôle peut ainsi comporter les sous-étapes :
- augmenter le débit Q1 de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10 si la température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 est inférieure à la première valeur cible, et
- diminuer le débit Q1 de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10 si la température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 est supérieure à la première valeur cible.The control process can thus include the following sub-steps:
- increase the flow rate Q1 of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 if the temperature T3 of the heat transfer liquid at the outlet of the third exchanger 3 is lower than the first target value, and
- reduce the flow rate Q1 of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 if the temperature T3 of the heat transfer liquid at the outlet of the third exchanger 3 is higher than the first target value.
Le débit Q1 de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10 est égal au débit de fluide réfrigérant refoulé par le compresseur 7.The flow rate Q1 of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 is equal to the flow rate of refrigerant discharged by the compressor 7.
Le procédé de contrôle comporte ainsi la sous-étape :
- contrôler le régime de rotation du compresseur 7 afin de contrôler le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10.The control process thus includes the sub-step:
- control the rotation speed of the compressor 7 in order to control the flow of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10.
Le procédé de contrôle comporte ainsi les sous-étapes :
- augmenter le régime de rotation du compresseur 7 de façon à augmenter le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10, et
- diminuer le régime de rotation du compresseur 7 de façon à diminuer le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10.The control process thus includes the following sub-steps:
- increasing the rotation speed of the compressor 7 so as to increase the flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10, and
- reduce the rotation speed of the compressor 7 so as to reduce the flow rate of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10.
Le procédé proposé comprend une sous-étape de détermination du régime de rotation du compresseur 7.
Le contrôle du régime de rotation du compresseur 7 est ici réalisé en contrôlant le courant électrique alimentant le moteur électrique du compresseur 7, afin d’augmenter ou de diminuer le régime de rotation.The proposed method comprises a sub-step of determining the rotation speed of the compressor 7.
The control of the rotation speed of the compressor 7 is here achieved by controlling the electric current supplying the electric motor of the compressor 7, in order to increase or decrease the rotation speed.
Un ajustement de la vitesse de rotation du compresseur 7 permet ainsi d’ajuster la température du liquide caloporteur après l’échange thermique subi dans le troisième échangeur 3.An adjustment of the rotation speed of the compressor 7 thus makes it possible to adjust the temperature of the heat transfer liquid after the heat exchange undergone in the third exchanger 3.
Le procédé de contrôle peut comporter les étapes :
- déterminer une valeur de la pression P1 du fluide réfrigérant à haute pression,
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le deuxième détendeur 32 de façon à contrôler la pression P1 du fluide réfrigérant 10 à haute pression à une deuxième valeur cible.The control process may include the steps:
- determine a value of the pressure P1 of the high-pressure refrigerant fluid,
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the second expansion valve 32 so as to control the pressure P1 of the refrigerant fluid 10 at high pressure to a second target value.
Le procédé peut ainsi comporter les sous-étapes :
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur 32 si la pression P1 du fluide réfrigérant 10 à haute pression est supérieure à la deuxième valeur cible,
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur 32 si la pression P1 du fluide réfrigérant 10 à haute pression est inférieure à la deuxième valeur cible.The process can thus include the following sub-steps:
- reducing a passage section of the refrigerant fluid through the second expansion valve 32 if the pressure P1 of the high-pressure refrigerant fluid 10 is greater than the second target value,
- increasing a passage section of the refrigerant fluid through the second expansion valve 32 if the pressure P1 of the high-pressure refrigerant fluid 10 is lower than the second target value.
La valeur de la pression du fluide réfrigérant à haute pression peut par exemple être déterminée en sortie du compresseur 7.
Le procédé proposé comprend ainsi une sous-étape :
- déterminer une pression P1 du fluide réfrigérant en sortie du compresseur 7.The value of the pressure of the high-pressure refrigerant fluid can, for example, be determined at the outlet of the compressor 7.
The proposed method thus includes a sub-step:
- determine a pressure P1 of the refrigerant fluid at the outlet of compressor 7.
En variante, la valeur de la pression du fluide réfrigérant à haute pression peut être déterminée au niveau du premier échangeur 1.
Le procédé proposé comprend ainsi une sous-étape :
- déterminer une pression P1 du fluide réfrigérant dans le premier échangeur 1.Alternatively, the value of the pressure of the high-pressure refrigerant fluid can be determined at the first exchanger 1.
The proposed method thus includes a sub-step:
- determine a pressure P1 of the refrigerant fluid in the first exchanger 1.
Le contrôle de la détente du fluide réfrigérant dans un détendeur est réalisé en contrôlant la section de passage du fluide réfrigérant dans le détendeur.
En augmentant la section de passage du fluide réfrigérant, le taux de détente entre l’amont et l’aval du détendeur diminue.
En diminuant la section de passage du fluide réfrigérant, le taux de détente entre l’amont et l’aval du détendeur augmente.Control of the expansion of the refrigerant fluid in an expansion valve is achieved by controlling the flow section of the refrigerant fluid in the expansion valve.
By increasing the flow section of the refrigerant fluid, the expansion rate between upstream and downstream of the expansion valve decreases.
By reducing the flow section of the refrigerant fluid, the expansion rate between upstream and downstream of the expansion valve increases.
Selon un exemple d’implémentation du procédé de contrôle, la deuxième valeur cible dépend de la première valeur cible et d’un débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur 3.According to an exemplary implementation of the control method, the second target value depends on the first target value and a flow rate of heat transfer liquid in the third exchanger 3.
Le procédé comprend ainsi une sous-étape :
- déterminer un débit de liquide caloporteur circulant dans le circuit 40 de liquide caloporteur.The process thus includes a sub-step:
- determine a flow rate of heat transfer fluid circulating in the heat transfer fluid circuit 40.
La valeur cible de la haute pression P1 du cycle thermodynamique dépend ainsi de deux paramètres indépendants.
Cette deuxième valeur cible est déterminée par exemple par lecture d’une cartographie bidimensionnelle, c’est-à-dire dépendant de deux paramètres indépendants. L’un des paramètres d’entrée de la cartographie est la première valeur cible de la température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3.
L’autre paramètre d’entrée de la cartographie est le débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur 3.
Le débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur 3 peut par exemple être déterminé à partir du régime de rotation de la pompe du circuit 40, ou par un débitmètre disposé sur le circuit.The target value of the high pressure P1 of the thermodynamic cycle thus depends on two independent parameters.
This second target value is determined for example by reading a two-dimensional map, i.e. dependent on two independent parameters. One of the input parameters of the map is the first target value of the temperature T3 of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger 3.
The other input parameter of the mapping is the flow rate of heat transfer fluid in the third exchanger 3.
The flow rate of heat transfer liquid in the third exchanger 3 can for example be determined from the rotation speed of the pump of the circuit 40, or by a flow meter arranged on the circuit.
Selon l’exemple de mise en œuvre illustré à la
- déterminer une température T1 du flux d’air intérieur Fi en aval du premier échangeur 1,
- contrôler le premier débit Q1 de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10 de façon à contrôler la température T1 du flux d’air intérieur Fi en aval du premier échangeur 1 à une troisième valeur cible.According to the implementation example illustrated in
- determine a temperature T1 of the interior air flow Fi downstream of the first exchanger 1,
- controlling the first flow rate Q1 of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 so as to control the temperature T1 of the interior air flow Fi downstream of the first exchanger 1 to a third target value.
Un ajustement du débit de fluide réfrigérant à haute refoulé par le compresseur 7 permet ainsi d’ajuster le niveau de température du flux d’air intérieur Fi soufflé dans l’habitacle après avoir été réchauffé au niveau du premier échangeur 1, ou de l’échangeur 1A suivant le mode de réalisation.
Comme précédemment, cet ajustement du débit de fluide réfrigérant est fait en ajustant le régime de rotation du compresseur 7.An adjustment of the flow rate of high-pressure refrigerant delivered by the compressor 7 thus makes it possible to adjust the temperature level of the interior air flow Fi blown into the passenger compartment after having been heated at the level of the first exchanger 1, or of the exchanger 1A depending on the embodiment.
As before, this adjustment of the refrigerant flow rate is made by adjusting the rotation speed of the compressor 7.
Selon cet exemple de mise en œuvre, le procédé de contrôle peut comporter les étapes :
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le quatrième détendeur 34 de façon à contrôler la température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 à une quatrième valeur cible.According to this implementation example, the control method may include the steps:
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the fourth expansion valve 34 so as to control the temperature T3 of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger 3 to a fourth target value.
Le procédé peut ainsi comporter les sous-étapes :
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le quatrième détendeur 34 si la température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 est supérieure à la quatrième valeur cible, et
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le quatrième détendeur 34 si la température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 est inférieure à la quatrième valeur cible.The process can thus include the following sub-steps:
- reduce a passage section of the refrigerant fluid through the fourth expansion valve 34 if the temperature T3 of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger 3 is higher than the fourth target value, and
- increase a passage section of the refrigerant fluid through the fourth expansion valve 34 if the temperature T3 of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger 3 is lower than the fourth target value.
Selon l’exemple de mise en œuvre illustré à la
- déterminer une puissance thermique totale PTot fournie conjointement par le premier échangeur 1 et par le troisième échangeur 3,
- contrôler le premier débit Q1 de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10 de façon à contrôler à une cinquième valeur cible la puissance thermique totale Ptot fournie conjointement par le premier échangeur 1 et par le troisième échangeur 3.According to the implementation example illustrated in
- determine a total thermal power PTot supplied jointly by the first exchanger 1 and by the third exchanger 3,
- controlling the first flow rate Q1 of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 so as to control at a fifth target value the total thermal power Ptot supplied jointly by the first exchanger 1 and by the third exchanger 3.
La puissance thermique totale Ptot fournie est égale à la somme de la puissance thermique fournie par le premier échangeur 1 et de la puissance thermique fournie par le troisième échangeur 3.
La puissance thermique fournie par le premier échangeur 1 est déterminée à partir du débit du flux d’air intérieur Fi et de l’augmentation de température du flux d’air intérieur Fi lors de la traversée du premier échangeur 1.
D’une manière similaire, la puissance thermique fournie par le troisième échangeur 3 est déterminée à partir du débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur 3 et de l’augmentation de température du liquide caloporteur lors de la traversée du troisième échangeur 3.The total thermal power Ptot supplied is equal to the sum of the thermal power supplied by the first exchanger 1 and the thermal power supplied by the third exchanger 3.
The thermal power supplied by the first exchanger 1 is determined from the flow rate of the indoor air flow Fi and the increase in temperature of the indoor air flow Fi when passing through the first exchanger 1.
In a similar manner, the thermal power supplied by the third exchanger 3 is determined from the flow rate of heat transfer liquid in the third exchanger 3 and the increase in temperature of the heat transfer liquid when passing through the third exchanger 3.
Le procédé de contrôle peut ainsi comporter les sous-étapes :
- augmenter le premier débit Q1 de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10 si la puissance thermique totale PTot fournie conjointement par le premier échangeur 1 et par le troisième échangeur 3 est inférieure à la cinquième valeur cible, et
- diminuer le premier débit Q1 de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant 10 si la puissance thermique totale PTot fournie conjointement par le premier échangeur 1 et par le troisième échangeur 3 est supérieure à la cinquième valeur cible.The control process can thus include the following sub-steps:
- increase the first flow rate Q1 of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 if the total thermal power PTot supplied jointly by the first exchanger 1 and by the third exchanger 3 is less than the fifth target value, and
- reduce the first flow rate Q1 of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 if the total thermal power PTot supplied jointly by the first exchanger 1 and by the third exchanger 3 is greater than the fifth target value.
Selon l’exemple de mise en œuvre illustré à la
- déterminer une température T1 du flux d’air intérieur Fi en aval du premier échangeur 1,
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le quatrième détendeur 34 de façon à contrôler la température T1 du flux d’air intérieur Fi en aval du premier échangeur 1 à une sixième valeur cible.According to the implementation example illustrated in
- determine a temperature T1 of the interior air flow Fi downstream of the first exchanger 1,
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the fourth expansion valve 34 so as to control the temperature T1 of the interior air flow Fi downstream of the first exchanger 1 to a sixth target value.
Selon l’exemple de mise en œuvre de la
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le quatrième détendeur 34 si la température déterminée T1 du flux d’air intérieur Fi en aval du premier échangeur 1 est supérieure à la sixième valeur cible,
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le détendeur 34 si la température déterminée T1 du flux d’air intérieur Fi en aval du premier échangeur 1 est inférieure à la sixième valeur cible.According to the implementation example of the
- reduce a passage section of the refrigerant fluid through the fourth expansion valve 34 if the determined temperature T1 of the interior air flow Fi downstream of the first exchanger 1 is higher than the sixth target value,
- increase a passage section of the refrigerant fluid through the expansion valve 34 if the determined temperature T1 of the interior air flow Fi downstream of the first exchanger 1 is lower than the sixth target value.
Selon l’exemple de mise en œuvre de la
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le cinquième détendeur 35 de façon à contrôler la température T3 du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 à une septième valeur cible.According to the implementation example of the
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the fifth expansion valve 35 so as to control the temperature T3 of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger 3 to a seventh target value.
Le procédé de contrôle peut ainsi comporter les sous-étapes :
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le cinquième détendeur 35 si la température déterminée du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 est supérieure à la septième valeur cible,
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le cinquième détendeur 35 si la température déterminée du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur 3 est inférieure à la septième valeur cible.The control process can thus include the following sub-steps:
- reduce a passage section of the refrigerant fluid through the fifth expansion valve 35 if the determined temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger 3 is higher than the seventh target value,
- increase a passage section of the refrigerant fluid through the fifth expansion valve 35 if the determined temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger 3 is lower than the seventh target value.
Selon encore un autre aspect de l’exemple de la
- déterminer un sous-refroidissement Sc3 du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur 3,
- contrôler une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur 32 de façon à ajuster le sous-refroidissement Sc3 du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur 3 à une huitième valeur cible.
Dans ce cas de figure, la pression intermédiaire est par exemple inférieure à 65 bars.
On entend par état « sous-critique » un état dans lequel le fluide réfrigérant est dans un état diphasique, c’est-à-dire un mélange de liquide et de vapeur.According to yet another aspect of the example of the
- determine a sub-cooling Sc3 of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger 3,
- controlling a passage section of the refrigerant fluid through the second expansion valve 32 so as to adjust the subcooling Sc3 of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger 3 to an eighth target value.
In this case, the intermediate pressure is, for example, less than 65 bars.
A "subcritical" state is understood to mean a state in which the refrigerant is in a two-phase state, i.e. a mixture of liquid and vapor.
Le sous-refroidissement Sc3 du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur 3 est égal à la différence entre :
- la température de saturation Ts3 du fluide réfrigérant, pour une pression égale à la pression P3 du fluide réfrigérant dans le troisième échangeur 3, et
- la température TR3 du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur 3.
Le sous-refroidissement Sc3 est par définition positif, ou nul.The subcooling Sc3 of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger 3 is equal to the difference between:
- the saturation temperature Ts3 of the refrigerant, for a pressure equal to the pressure P3 of the refrigerant in the third exchanger 3, and
- the temperature TR3 of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger 3.
Subcooling Sc3 is by definition positive, or zero.
Le procédé de contrôle peut ainsi comporter les sous-étapes :
- augmenter une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur 32 si le sous-refroidissement déterminé Sc3 du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur 3 est supérieur à la huitième valeur cible, et
- diminuer une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur 32 si le sous-refroidissement déterminé Sc3 du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur 3 est inférieur à la huitième valeur cible.The control process can thus include the following sub-steps:
- increasing a passage section of the refrigerant fluid through the second expansion valve 32 if the determined subcooling Sc3 of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger 3 is greater than the eighth target value, and
- reduce a passage section of the refrigerant fluid through the second expansion valve 32 if the determined subcooling Sc3 of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger 3 is less than the eighth target value.
Selon les exemples illustrés de mise en œuvre du procédé, le quatrième échangeur 4 ne participe pas aux échanges thermiques. Le septième détendeur 37 est en position fermée, et la cinquième branche de dérivation F n’est pas parcourue par un débit de fluide réfrigérant.
De même, l’échangeur interne 6 ne participe pas aux échanges thermiques, puisque la première section d’échange thermique 6a n’est pas parcourue par un débit de fluide réfrigérant.According to the illustrated examples of implementation of the method, the fourth exchanger 4 does not participate in the heat exchanges. The seventh expansion valve 37 is in the closed position, and the fifth bypass branch F is not crossed by a flow of refrigerant fluid.
Likewise, the internal exchanger 6 does not participate in the heat exchanges, since the first heat exchange section 6a is not crossed by a flow of refrigerant fluid.
Claims (17)
- Une boucle principale (A) comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant:
-- un compresseur (7),
-- un premier échangeur de chaleur (1) couplé thermiquement avec un flux d’air intérieur (Fi) à un habitacle du véhicule,
-- un premier détendeur (31),
-- un deuxième détendeur (32),
-- un deuxième échangeur de chaleur (2) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur (Fe) à l’habitacle du véhicule,
-- un dispositif d’accumulation (8) de fluide réfrigérant,
- Une première branche de dérivation (B) reliant un premier point de raccordement (11) disposé sur la boucle principale (A) en aval d’une sortie (7b) du compresseur (7) et en amont du premier échangeur (1) à un deuxième point de raccordement (12) disposé sur la boucle principale (A) en aval du deuxième échangeur de chaleur (2) et en amont du dispositif d’accumulation (8), la première branche de dérivation (B) comprenant un troisième détendeur (33),
- Une deuxième branche de dérivation (C) reliant un troisième point de raccordement (13) disposé sur la boucle principale (A) entre le premier échangeur (1) et le premier détendeur (31) à un quatrième point de raccordement (14) disposé sur la boucle principale (A) en aval du deuxième échangeur (2) et en amont du dispositif d’accumulation (8), la deuxième branche de dérivation (C) comprenant successivement un quatrième détendeur (34) et un troisième échangeur de chaleur (3) couplé thermiquement avec un élément (25) d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- Une troisième branche de dérivation (D) reliant un cinquième point de raccordement (15) disposé sur la deuxième branche de dérivation (C) en aval du troisième échangeur (3) et en amont du quatrième point de raccordement (14) à un sixième point de raccordement (16) disposé sur la boucle principale (A) entre le premier détendeur (31) et le deuxième détendeur (32),
- Une quatrième branche de dérivation (E) reliant un septième point de raccordement (17) disposé sur la boucle principale (A) en aval du premier point de raccordement (11) et en amont du premier échangeur (1) à un huitième point de raccordement (18) disposé sur la deuxième branche de dérivation (C) en aval du quatrième détendeur (34) et en amont du troisième échangeur (3), la quatrième branche de dérivation (E) comportant un cinquième détendeur (35),
le procédé comportant les étapes :
(i) fournir un premier débit (Q1) de fluide réfrigérant à haute pression en sortie du compresseur (7),
(ii) faire circuler au moins une partie du premier débit (Q1) de fluide réfrigérant à haute pression dans le premier échangeur (1),
(iii) faire circuler le fluide réfrigérant provenant du premier échangeur (1) dans le troisième échangeur (3),
(iv) faire circuler le premier débit (Q1) de fluide réfrigérant dans le deuxième détendeur (32) et détendre le premier débit (Q1) jusqu’à une basse pression inférieure à la haute pression,
(v) faire circuler le fluide réfrigérant à basse pression dans le deuxième échangeur (2).Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle, the thermal conditioning system (100) comprising a refrigerant circuit (10) comprising:
- A main loop (A) comprising successively according to the direction of circulation of the refrigerant fluid:
-- a compressor (7),
-- a first heat exchanger (1) thermally coupled with an interior air flow (Fi) to a passenger compartment of the vehicle,
-- a first regulator (31),
-- a second regulator (32),
-- a second heat exchanger (2) configured to exchange heat with an external air flow (Fe) to the passenger compartment of the vehicle,
-- a refrigerant fluid accumulation device (8),
- A first bypass branch (B) connecting a first connection point (11) arranged on the main loop (A) downstream of an outlet (7b) of the compressor (7) and upstream of the first exchanger (1) to a second connection point (12) arranged on the main loop (A) downstream of the second heat exchanger (2) and upstream of the accumulation device (8), the first bypass branch (B) comprising a third expansion valve (33),
- A second branch branch (C) connecting a third connection point (13) arranged on the main loop (A) between the first exchanger (1) and the first expansion valve (31) to a fourth connection point (14) arranged on the main loop (A) downstream of the second exchanger (2) and upstream of the accumulation device (8), the second branch branch (C) successively comprising a fourth expansion valve (34) and a third heat exchanger (3) thermally coupled with an element (25) of an electric powertrain of a motor vehicle,
- A third branch branch (D) connecting a fifth connection point (15) arranged on the second branch branch (C) downstream of the third exchanger (3) and upstream of the fourth connection point (14) to a sixth connection point (16) arranged on the main loop (A) between the first regulator (31) and the second regulator (32),
- A fourth branch branch (E) connecting a seventh connection point (17) arranged on the main loop (A) downstream of the first connection point (11) and upstream of the first exchanger (1) to an eighth connection point (18) arranged on the second branch branch (C) downstream of the fourth regulator (34) and upstream of the third exchanger (3), the fourth branch branch (E) comprising a fifth regulator (35),
the process comprising the steps:
(i) providing a first flow (Q1) of high-pressure refrigerant fluid at the outlet of the compressor (7),
(ii) circulating at least part of the first flow (Q1) of high-pressure refrigerant fluid in the first exchanger (1),
(iii) circulating the refrigerant fluid from the first exchanger (1) in the third exchanger (3),
(iv) circulating the first flow (Q1) of refrigerant fluid in the second expansion valve (32) and expanding the first flow (Q1) to a low pressure lower than the high pressure,
(v) circulating the refrigerant at low pressure in the second exchanger (2).
le troisième débit (Q3) de fluide réfrigérant traverse le cinquième détendeur (35) sans subir de détente.Method according to claim 3, in which the second flow (Q2) of refrigerant fluid passes through the fourth expansion valve (4) without undergoing expansion, and
the third flow (Q3) of refrigerant fluid passes through the fifth expansion valve (35) without undergoing expansion.
- déterminer une température (T3) du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur (3),
- contrôler le premier débit (Q1) de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant (10) de façon à contrôler la température (T3) du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur (3) à une première valeur cible.Control method according to one of the preceding claims, in which the third heat exchanger (3) is thermally coupled with the element (25) of the electric powertrain of the vehicle by means of a heat transfer fluid circulating in a heat transfer fluid circuit (40), the method comprising the steps:
- determine a temperature (T3) of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger (3),
- controlling the first flow rate (Q1) of refrigerant circulating in the refrigerant circuit (10) so as to control the temperature (T3) of the heat transfer liquid at the outlet of the third exchanger (3) to a first target value.
- déterminer une valeur de la pression (P1) du fluide réfrigérant à haute pression,
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le deuxième détendeur (32) de façon à contrôler la pression (P1) du fluide réfrigérant (10) à haute pression à une deuxième valeur cible.Control method according to claim 2 or 4, comprising the steps:
- determine a value of the pressure (P1) of the high-pressure refrigerant,
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the second expansion valve (32) so as to control the pressure (P1) of the refrigerant fluid (10) at high pressure to a second target value.
- le quatrième détendeur (34) est en position d’ouverture maximale,
- le cinquième détendeur (35) est en position d’ouverture maximale.Control method according to claim 4, in which:
- the fourth regulator (34) is in the maximum opening position,
- the fifth regulator (35) is in the maximum opening position.
- déterminer une température (T1) du flux d’air intérieur (Fi) en aval du premier échangeur (1),
- contrôler le premier débit (Q1) de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant (10) de façon à contrôler la température (T1) du flux d’air intérieur (Fi) en aval du premier échangeur (1) à une troisième valeur cible.Control method according to claim 2, comprising the steps:
- determine a temperature (T1) of the interior air flow (Fi) downstream of the first exchanger (1),
- controlling the first flow rate (Q1) of refrigerant circulating in the refrigerant circuit (10) so as to control the temperature (T1) of the interior air flow (Fi) downstream of the first exchanger (1) to a third target value.
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le quatrième détendeur (34) de façon à contrôler la température (T3) du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur (3) à une quatrième valeur cible.Control method according to claim 2 or 10, comprising the steps:
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the fourth expansion valve (34) so as to control the temperature (T3) of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger (3) to a fourth target value.
- déterminer une puissance thermique totale (PTot) fournie conjointement par le premier échangeur (1) et par le troisième échangeur (3),
- contrôler le premier débit (Q1) de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant (10) de façon à contrôler à une cinquième valeur cible la puissance thermique totale (Ptot) fournie conjointement par le premier échangeur (1) et par le troisième échangeur (3).Control method according to claim 3 or 5, comprising the steps:
- determine a total thermal power (PTot) supplied jointly by the first exchanger (1) and by the third exchanger (3),
- controlling the first flow rate (Q1) of refrigerant circulating in the refrigerant circuit (10) so as to control at a fifth target value the total thermal power (Ptot) supplied jointly by the first exchanger (1) and by the third exchanger (3).
- déterminer une température (T1) du flux d’air intérieur (Fi) en aval du premier échangeur (1),
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le quatrième détendeur (34) de façon à contrôler la température (T1) du flux d’air intérieur (Fi) en aval du premier échangeur (1) à une sixième valeur cible.Control method according to one of claims 3, 5, or 12, comprising the steps:
- determine a temperature (T1) of the interior air flow (Fi) downstream of the first exchanger (1),
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the fourth expansion valve (34) so as to control the temperature (T1) of the interior air flow (Fi) downstream of the first exchanger (1) to a sixth target value.
- contrôler une détente du fluide réfrigérant dans le cinquième détendeur (35) de façon à contrôler la température (T3) du liquide caloporteur en sortie du troisième échangeur (3) à une septième valeur cible.Control method according to one of claims 3, 5, 12 or 13, comprising the steps:
- controlling an expansion of the refrigerant fluid in the fifth expansion valve (35) so as to control the temperature (T3) of the heat transfer fluid at the outlet of the third exchanger (3) to a seventh target value.
- déterminer un sous-refroidissement (Sc3) du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur (3),
- - contrôler une section de passage du fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur (32) de façon à ajuster le sous-refroidissement (Sc3) du fluide réfrigérant en sortie du troisième échangeur (3) à une huitième valeur cible.Control method according to claim 3 or 5 or according to one of claims 12 to 14, comprising the steps:
- determine a sub-cooling (Sc3) of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger (3),
- - control a passage section of the refrigerant fluid through the second expansion valve (32) so as to adjust the subcooling (Sc3) of the refrigerant fluid at the outlet of the third exchanger (3) to an eighth target value.
- une boucle principale (A) comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant:
-- un compresseur (7),
-- un premier échangeur de chaleur (1) couplé thermiquement avec un flux d’air intérieur (Fi) à un habitacle du véhicule,
-- un premier détendeur (31),
-- un deuxième détendeur (32),
-- un deuxième échangeur de chaleur (2) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air extérieur (Fe) à l’habitacle du véhicule,
-- un dispositif d’accumulation (8) de fluide réfrigérant,
- une première branche de dérivation (B) reliant un premier point de raccordement (11) disposé sur la boucle principale (A) en aval d’une sortie (7b) du compresseur (7) et en amont du premier échangeur (1) à un deuxième point de raccordement (12) disposé sur la boucle principale (A) en aval du deuxième échangeur de chaleur (2) et en amont du dispositif d’accumulation (8), la première branche de dérivation (B) comprenant un troisième détendeur (33),
- une deuxième branche de dérivation (C) reliant un troisième point de raccordement (13) disposé sur la boucle principale (A) entre le premier échangeur (1) et le premier détendeur (31) à un quatrième point de raccordement (14) disposé sur la boucle principale (A) en aval du deuxième échangeur (2) et en amont du dispositif d’accumulation (8), la deuxième branche de dérivation (C) comprenant successivement un quatrième détendeur (34) et un troisième échangeur de chaleur (3) couplé thermiquement avec un élément (25) d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- une troisième branche de dérivation (D) reliant un cinquième point de raccordement (15) disposé sur la deuxième branche de dérivation (C) en aval du troisième échangeur (3) et en amont du quatrième point de raccordement (14) à un sixième point de raccordement (16) disposé sur la boucle principale (A) entre le premier détendeur (31) et le deuxième détendeur (32),
- une quatrième branche de dérivation (E) reliant un septième point de raccordement (17) disposé sur la boucle principale (A) en aval du premier point de raccordement (11) et en amont du premier échangeur (1) à un huitième point de raccordement (18) disposé sur la deuxième branche de dérivation (C) en aval du quatrième détendeur (34) et en amont du troisième échangeur (3), la quatrième branche de dérivation (E) comportant un cinquième détendeur (35),
- une unité électronique de contrôle (63) configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes,
- un échangeur interne (6) configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant circulant entre le premier détendeur (31) et le deuxième détendeur (32) et le fluide réfrigérant en aval du dispositif d’accumulation (8) et en amont d’une entrée (7a) du compresseur (7),
- une cinquième branche de dérivation (F) reliant un neuvième point de raccordement (19) disposé sur la boucle principale (A) entre le premier détendeur (31) et le sixième point de raccordement (16) à un dixième point de raccordement (20) disposé sur la boucle principale (A) entre le deuxième point de raccordement (12) et le quatrième point de raccordement (14), la cinquième branche de dérivation (F) comprenant successivement un septième détendeur (37) et un quatrième échangeur de chaleur (4) configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air intérieur (Fi).Thermal conditioning system (100) for a motor vehicle, comprising a refrigerant fluid circuit (10) comprising:
- a main loop (A) comprising successively, depending on the direction of circulation of the refrigerant fluid:
-- a compressor (7),
-- a first heat exchanger (1) thermally coupled with an interior air flow (Fi) to a passenger compartment of the vehicle,
-- a first regulator (31),
-- a second regulator (32),
-- a second heat exchanger (2) configured to exchange heat with an external air flow (Fe) to the passenger compartment of the vehicle,
-- a refrigerant fluid accumulation device (8),
- a first bypass branch (B) connecting a first connection point (11) arranged on the main loop (A) downstream of an outlet (7b) of the compressor (7) and upstream of the first exchanger (1) to a second connection point (12) arranged on the main loop (A) downstream of the second heat exchanger (2) and upstream of the accumulation device (8), the first bypass branch (B) comprising a third expansion valve (33),
- a second branch branch (C) connecting a third connection point (13) arranged on the main loop (A) between the first exchanger (1) and the first pressure reducer (31) to a fourth connection point (14) arranged on the main loop (A) downstream of the second exchanger (2) and upstream of the accumulation device (8), the second branch branch (C) successively comprising a fourth pressure reducer (34) and a third heat exchanger (3) thermally coupled with an element (25) of an electric powertrain of a motor vehicle,
- a third branch branch (D) connecting a fifth connection point (15) arranged on the second branch branch (C) downstream of the third exchanger (3) and upstream of the fourth connection point (14) to a sixth connection point (16) arranged on the main loop (A) between the first regulator (31) and the second regulator (32),
- a fourth branch branch (E) connecting a seventh connection point (17) arranged on the main loop (A) downstream of the first connection point (11) and upstream of the first exchanger (1) to an eighth connection point (18) arranged on the second branch branch (C) downstream of the fourth regulator (34) and upstream of the third exchanger (3), the fourth branch branch (E) comprising a fifth regulator (35),
- an electronic control unit (63) configured to implement the method according to one of the preceding claims,
- an internal exchanger (6) configured to allow heat exchange between the refrigerant circulating between the first expansion valve (31) and the second expansion valve (32) and the refrigerant downstream of the accumulation device (8) and upstream of an inlet (7a) of the compressor (7),
- a fifth branch branch (F) connecting a ninth connection point (19) arranged on the main loop (A) between the first expansion valve (31) and the sixth connection point (16) to a tenth connection point (20) arranged on the main loop (A) between the second connection point (12) and the fourth connection point (14), the fifth branch branch (F) successively comprising a seventh expansion valve (37) and a fourth heat exchanger (4) configured to exchange heat with an interior air flow (Fi).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2400414A FR3158261A1 (en) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle |
| PCT/EP2025/050962 WO2025153577A1 (en) | 2024-01-16 | 2025-01-15 | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2400414 | 2024-01-16 | ||
| FR2400414A FR3158261A1 (en) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3158261A1 true FR3158261A1 (en) | 2025-07-18 |
Family
ID=90053938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2400414A Pending FR3158261A1 (en) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3158261A1 (en) |
| WO (1) | WO2025153577A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018201945A1 (en) * | 2018-02-08 | 2019-08-08 | Audi Ag | Method for operating a refrigerant circuit and vehicle refrigeration system |
| DE102018217396A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Air conditioning device for a motor vehicle and method for its operation |
| FR3126346A1 (en) * | 2021-08-26 | 2023-03-03 | Valeo Systemes Thermiques | THERMAL CONDITIONING SYSTEM FOR MOTOR VEHICLE |
| FR3134544A1 (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-20 | Valeo Systemes Thermiques | Thermal conditioning system |
| US20230373264A1 (en) * | 2020-09-21 | 2023-11-23 | Byd Company Limited | Vehicle thermal management system and electric vehicle |
-
2024
- 2024-01-16 FR FR2400414A patent/FR3158261A1/en active Pending
-
2025
- 2025-01-15 WO PCT/EP2025/050962 patent/WO2025153577A1/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018201945A1 (en) * | 2018-02-08 | 2019-08-08 | Audi Ag | Method for operating a refrigerant circuit and vehicle refrigeration system |
| DE102018217396A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Air conditioning device for a motor vehicle and method for its operation |
| US20230373264A1 (en) * | 2020-09-21 | 2023-11-23 | Byd Company Limited | Vehicle thermal management system and electric vehicle |
| FR3126346A1 (en) * | 2021-08-26 | 2023-03-03 | Valeo Systemes Thermiques | THERMAL CONDITIONING SYSTEM FOR MOTOR VEHICLE |
| FR3134544A1 (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-20 | Valeo Systemes Thermiques | Thermal conditioning system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2025153577A1 (en) | 2025-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4308392A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| WO2023025902A1 (en) | Thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| WO2021249929A1 (en) | Thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| FR3117197A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| FR3158261A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| EP4590527A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| WO2023006561A1 (en) | Thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| EP4547505A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system | |
| FR3154653A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| FR3157835A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| FR3137331A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system | |
| FR3158264A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| FR3154651A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| EP4247653A1 (en) | Thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| WO2021204915A1 (en) | Thermal conditioning system for a motor vehicle | |
| WO2025256866A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| FR3160010A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| FR3145312A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| FR3142693A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| FR3162505A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system | |
| FR3153283A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| FR3163145A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system | |
| FR3161728A1 (en) | Thermal conditioning system | |
| FR3158071A1 (en) | Method for controlling a thermal conditioning system of an electric or hybrid vehicle | |
| WO2025026777A1 (en) | Thermal conditioning system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20250718 |