FR3120426A1 - Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant - Google Patents

Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant Download PDF

Info

Publication number
FR3120426A1
FR3120426A1 FR2102193A FR2102193A FR3120426A1 FR 3120426 A1 FR3120426 A1 FR 3120426A1 FR 2102193 A FR2102193 A FR 2102193A FR 2102193 A FR2102193 A FR 2102193A FR 3120426 A1 FR3120426 A1 FR 3120426A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
branch
refrigerant fluid
heat exchanger
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
Application number
FR2102193A
Other languages
English (en)
Inventor
Bertrand NICOLAS
Mohamed Yahia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to FR2102193A priority Critical patent/FR3120426A1/fr
Publication of FR3120426A1 publication Critical patent/FR3120426A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • 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
    • B60H1/00642—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
    • B60H2001/00949—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
    • 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
    • B60H2001/3236—Cooling devices information from a variable is obtained
    • B60H2001/3255—Cooling devices information from a variable is obtained related to temperature
    • B60H2001/3257—Cooling devices information from a variable is obtained related to temperature of the refrigerant at a compressing unit
    • 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
    • B60H2001/3269—Cooling devices output of a control signal
    • B60H2001/3285—Cooling devices output of a control signal related to an expansion unit

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant La présente invention concerne un procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant (2) comprenant une branche principale (6), une première branche (7) et une deuxième branche (8), la branche principale (6) comprenant un dispositif de compression (27) du fluide réfrigérant, et un dispositif de détermination de température (18), la première branche (7) comprenant un premier échangeur thermique (11) et un premier organe de détente (13), la deuxième branche (8) comprenant au moins un deuxième échangeur thermique (12) et un deuxième organe de détente (14), caractérisé en ce que : - à une première étape, on ouvre le deuxième organe de détente (14) selon une ouverture minimum et on réduit une ouverture du premier organe de détente (13), - à une deuxième étape, on augmente l’ouverture du deuxième organe de détente (14). (figure 1)

Description

Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de traitement thermique, et concerne plus particulièrement un procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant intégré au sein de tels systèmes de traitement thermique.
Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un système de traitement thermique comprenant au moins un circuit de fluide réfrigérant et au moins un circuit de fluide caloporteur, tous deux utilisés pour participer à un traitement thermique de différentes zones ou différents composants du véhicule. Il est notamment connu d’utiliser le circuit de fluide réfrigérant et/ou le circuit de fluide caloporteur pour traiter thermiquement un flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule équipé d’un tel circuit.
Dans une autre application de ce circuit, il est connu d’utiliser le circuit de fluide caloporteur pour refroidir des éléments électriques ou électroniques de la chaîne de traction du véhicule, tel que par exemple un dispositif de stockage électrique, ce dernier étant utilisé pour fournir une énergie à un moteur électrique capable de mettre en mouvement le véhicule. Le système de traitement thermique fournit ainsi l’énergie capable de refroidir le dispositif de stockage électrique pendant son utilisation en phases de roulage.
Le fluide réfrigérant est mis en circulation dans le circuit de fluide réfrigérant par un dispositif de compression. En circulant au sein du circuit de fluide réfrigérant, le fluide réfrigérant subit différents changements d’état et de température dans le respect du cycle frigorifique. Il arrive toutefois que le fluide réfrigérant subisse une surchauffe trop importante, notamment lors de l’opération de refroidissement des éléments électriques ou électroniques. Un fluide réfrigérant circulant à trop haute température dans le circuit de fluide réfrigérant risque d’abimer les composants du circuit de fluide réfrigérant, mais également de créer des difficultés de traitement thermique dudit fluide réfrigérant, par exemple lors de la détente de celui-ci.
La présente invention permet de pallier ce problème en proposant un procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant, parcouru par un fluide réfrigérant, pour véhicule comprenant une branche principale, une première branche et une deuxième branche toutes deux en série de la branche principale, la branche principale comprenant au moins un dispositif de compression du fluide réfrigérant, un premier échangeur de chaleur configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un premier fluide, et au moins un dispositif de détermination de température estimant la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression, la première branche comprenant au moins un premier échangeur thermique configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un fluide caloporteur parcourant un circuit de fluide caloporteur, la deuxième branche comprenant au moins un deuxième échangeur thermique configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur, la deuxième branche comprenant en outre un dispositif d’accumulation du fluide réfrigérant, la première branche et la deuxième branche étant en parallèle l’une de l’autre et se joignent en un premier point de convergence disposé en aval du dispositif d’accumulation et en amont du dispositif de compression par rapport à un sens de circulation du fluide réfrigérant, la première branche et la deuxième branche comprenant respectivement un premier organe de détente agencé en amont du premier échangeur thermique et un deuxième organe de détente agencé en amont du deuxième échangeur thermique, le premier organe de détente étant préalablement au moins partiellement ouvert, caractérisé en ce qu’au cours dudit procédé de contrôle :
- à une première étape, on ouvre le deuxième organe de détente selon une ouverture minimum et on réduit une ouverture du premier organe de détente lorsque la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est supérieure ou égale à un seuil de température maximum,
- à une deuxième étape, si la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est toujours supérieure ou égale au seuil de température maximum, on augmente l’ouverture du deuxième organe de détente tant que la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est supérieure ou égale au seuil de température maximum.
Grâce à un tel procédé, la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression peut être contrôlée, notamment être abaissée en cas d’augmentation trop importante risquant de porter atteinte au fonctionnement des composants parcourus par le fluide réfrigérant ou encore d’entraîner des effets thermiques indésirables.
Au sein du circuit de fluide réfrigérant, le fluide réfrigérant est mis en circulation par le dispositif de compression. Ce dernier compresse le fluide réfrigérant à l’état vapeur et le porte à haute pression et à haute température. Le dispositif de détermination de température est agencé de sorte à pouvoir mesurer la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression. La température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est contrôlée en permanence lors du fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant, afin de comparer ladite température au seuil de température maximum.
Le premier échangeur de chaleur est installé en aval du dispositif de compression et permet au moins une condensation partielle du fluide réfrigérant grâce à l’échange de chaleur effectué entre le fluide réfrigérant et le premier fluide. A titre d’exemple, le premier fluide peut être un flux d’air extérieur au véhicule. Afin de pouvoir être agencé en travers d’une trajectoire du flux d’air extérieur, le premier échangeur de chaleur peut par exemple être installé au sein d’une calandre située en face avant du véhicule, où le flux d’air extérieur peut s’engouffrer.
En aval du premier échangeur de chaleur, la première branche et la deuxième branche sont toutes deux installées en série de la branche principale. Le fluide réfrigérant peut circuler de la branche principale vers la première branche, ou se diviser en deux fractions, une première fraction de fluide réfrigérant circulant dans la première branche et une deuxième fraction circulant dans la deuxième branche, la première branche et la deuxième branche étant en parallèle l’une par rapport à l’autre. La première branche et la deuxième branche comprennent chacune, selon un ordre correspondant au sens de circulation du fluide réfrigérant, un organe de détente et un échangeur thermique. Le premier organe de détente et le deuxième organe de détente permettent de détendre le fluide réfrigérant afin d’abaisser sa température avant sa traversée respectivement du premier échangeur thermique et du deuxième échangeur thermique. L’ouverture de chacun des organes de détente peut être augmentée ou réduite afin de réguler le débit de fluide réfrigérant circulant dans la première branche et/ou dans la deuxième branche.
Le premier organe de détente étant préalablement ouvert, le fluide réfrigérant circule dans la première branche, et donc à travers le premier échangeur thermique. Le premier échangeur thermique permet d’opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant à basse température et le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur. Le circuit de fluide caloporteur correspond à une boucle fermée où le fluide caloporteur est refroidi par le fluide réfrigérant via le ou les échangeurs thermiques, puis refroidit l’élément électrique ou électronique nécessitant d’être traité thermiquement. Le fluide réfrigérant, en traversant les échangeurs thermiques, participe donc au traitement thermique de l’élément électrique ou électronique, ce dernier étant susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement et risquant ainsi de monter à une température telle que son fonctionnement puisse s’en retrouver dégradé.
En sortie respectivement du premier échangeur thermique et du deuxième échangeur thermique, la première branche et la deuxième branche se rejoignent entre elles au premier point de convergence, de manière à être toutes deux connectées à la branche principale, en amont du dispositif de compression. La deuxième branche présente la particularité de comprendre le dispositif d’accumulation, agencé entre le deuxième échangeur thermique et le premier point de convergence. Tout fluide circulant dans la deuxième branche passe donc par le dispositif d’accumulation.
Lors de la circulation du fluide réfrigérant, celui-ci est à l’état vapeur lors de sa compression par le dispositif de compression, passe au moins partiellement sous forme liquide en traversant le premier échangeur de chaleur, puis passe totalement sous forme liquide lors de sa détente par les organes de détente. Le fluide réfrigérant est ensuite évaporé par le fluide caloporteur lors de l’échange de chaleur se produisant au sein des échangeurs thermiques. Il peut cependant arriver que le fluide réfrigérant ne s’évapore pas en totalité. Le dispositif d’accumulation a donc pour fonction de retenir une potentielle fraction de fluide réfrigérant maintenue à l’état liquide avant que ladite fraction liquide ne circule jusqu’au dispositif de compression, ce dernier pouvant s’endommager en cas de circulation de fluide réfrigérant sous forme liquide.
Le dispositif d’accumulation est agencé sur la deuxième branche. Autrement dit, tout fluide passant par la première branche contourne le dispositif d’accumulation et circule directement jusqu’au dispositif de compression. Le fait de contourner le dispositif d’accumulation est avantageux en ce qu’un tel contournement permet de diminuer la perte de charge du fluide réfrigérant. En contrepartie, le risque de surchauffe du fluide réfrigérant est plus important lorsque ce dernier contourne le dispositif d’accumulation.
Le procédé de contrôle selon l’invention est notamment paramétré pour entraîner une baisse de la température du fluide réfrigérant lorsque qu’une surchauffe de celui-ci survient suite à une circulation exclusivement au sein de la première branche.
Ainsi lorsque la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est supérieure ou égale au seuil de température maximum, la première étape du procédé de contrôle est lancée dans le but d’abaisser cette température. Le deuxième organe de détente est donc ouvert afin d’autoriser la circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième branche. Parallèlement à l’ouverture du deuxième organe de détente, l’ouverture du premier organe de détente est réduite afin de maintenir sensiblement le même débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit de fluide réfrigérant. En mettant en place la première étape du procédé de contrôle, l’élément électrique ou électronique est toujours refroidi via l’échange de chaleur effectué au sein du premier échangeur thermique et du deuxième échangeur thermique, mais le débit de fluide réfrigérant contournant le dispositif d’accumulation est diminué, provoquant ainsi la baisse de la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression.
Dans le but d’éviter au maximum la perte de charge liée au passage du fluide réfrigérant par le dispositif d’accumulation, le deuxième organe de détente est ouvert selon une ouverture minimum afin de limiter le débit de fluide réfrigérant circulant dans la deuxième branche. Si cette ouverture minimum du deuxième organe de détente n’est pas suffisante pour réguler la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression, le procédé de contrôle passe à la deuxième étape afin d’augmenter l’ouverture du deuxième organe de détente dans le but d’augmenter le débit de fluide réfrigérant circulant dans la deuxième branche, et ainsi de forcer la baisse de la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression. L’ouverture du deuxième organe de détente est progressive jusqu’à ce que la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression soit inférieure au seuil de température maximum.
Selon une caractéristique du procédé, celui-ci comprend une troisième étape, postérieure à la deuxième étape, où l’on réduit davantage l’ouverture du premier organe de détente. A l’instar de la première étape où l’ouverture du premier organe de détente est réduite parallèlement à l’ouverture du deuxième organe de détente, l’ouverture du premier organe de détente est de nouveau réduite lorsque l’ouverture du deuxième organe de détente est augmentée au cours de la deuxième étape.
Selon une caractéristique du procédé, l’ouverture du deuxième organe de détente et la réduction de l’ouverture du premier organe de détente sont proportionnelles l’une par rapport à l’autre. Cette proportionnalité permet de maintenir un débit total constant, ledit débit total correspondant à la somme des débits circulant au sein des branches parallèles entre elles. Le débit doit être maintenu constant afin que le dispositif de compression puisse compresser correctement le fluide réfrigérant.
Selon une caractéristique du procédé, le seuil de température maximum est compris entre 120°C et 125°C. La température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression doit donc être maintenue inférieure à une température comprise entre 120°C et 125°C afin que le fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant soit correctement assuré. Lorsque la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression atteint ou dépasse une température comprise entre 120°C et 125°C, le procédé de contrôle est mis en œuvre afin que la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression redevienne inférieure à cette température comprise entre 120°C et 125°C.
Selon une caractéristique du procédé, lors de la première étape, l’ouverture minimum du deuxième organe de détente correspond à une section de 0,07mm² à +/- 10%. Il s’agit de la section minimum permettant un débit de fluide réfrigérant suffisant pour agir sur le refroidissement de l’élément électrique ou électronique. Pour une ouverture circulaire, une section de 0,07mm² correspond à un diamètre de 0,3mm.
Selon une caractéristique du procédé, une vérification de température est mise en œuvre après la troisième étape. La vérification de température permet de déterminer si, après l’augmentation de l’ouverture du deuxième organe de détente et la réduction de l’ouverture du premier organe de détente, la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est de nouveau inférieure au seuil de température maximum.
Selon une caractéristique du procédé, la deuxième étape, la troisième étape et la vérification de température sont répétées de manière itérative tant que la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est supérieure ou égale au seuil de température maximum. L’objectif étant de faire diminuer la température du fluide réfrigérant tout en assurant une circulation au sein de la deuxième branche la plus faible possible afin de limiter la perte de charge, la vérification de température se fait de manière cyclique afin que la section de l’ouverture du deuxième organe de détente soit la plus petite possible. Une telle répétition itérative se poursuit jusqu’à ce que la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression soit inférieure au seuil de température maximum.
L’invention couvre également un circuit de fluide réfrigérant comprenant une branche principale pourvue d’un dispositif de compression, d’un dispositif de détermination de température configuré pour mesurer une température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression et d’un premier échangeur de chaleur, une première branche comprenant un premier organe de détente et un premier échangeur thermique, une deuxième branche comprenant un deuxième organe de détente, un deuxième échangeur thermique et un dispositif d’accumulation, ledit circuit de fluide réfrigérant mettant en œuvre un procédé de contrôle tel que décrit précédemment.
Selon une caractéristique de l’invention, le circuit de fluide réfrigérant comprend une troisième branche en série de la branche principale et en parallèle de la première branche et de la deuxième branche, la troisième branche comprenant au moins un deuxième échangeur de chaleur configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d’air intérieur envoyé dans l’habitacle du véhicule, la deuxième branche et la troisième branche se joignant en un deuxième point de convergence disposé sur la deuxième branche, entre le deuxième échangeur thermique et le dispositif d’accumulation. La troisième branche permet de refroidir l’habitacle du véhicule via le deuxième échangeur de chaleur. Le deuxième échangeur de chaleur est disposé au niveau d’une trajectoire du flux d’air intérieur. Le deuxième échangeur de chaleur est configuré pour que le fluide réfrigérant y circule à basse température afin de refroidir le flux d’air intérieur qui est envoyé au sein de l’habitacle du véhicule par la suite. De ce fait, la troisième branche comprend un troisième organe de détente permettant de détendre le fluide réfrigérant, et éventuellement de réguler le débit de celui-ci. Le deuxième échangeur de chaleur peut être installé au sein d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, qui assure une circulation du flux d’air intérieur de manière cyclique afin de refroidir ou de chauffer l’habitacle selon un mode de fonctionnement du système de traitement thermique.
Lorsque le système de traitement thermique fonctionne selon un mode de fonctionnement devant assurer le refroidissement de l’habitacle du véhicule, le fluide réfrigérant doit alors à la fois circuler dans la première branche et éventuellement dans la deuxième branche pour refroidir l’élément électrique ou électronique à traiter thermiquement, mais également dans la troisième branche pour assurer le confort de l’habitacle du véhicule. Le flux d’air intérieur pouvant ne pas être à température suffisamment élevée pour évaporer entièrement le fluide réfrigérant, la troisième branche est connectée à la deuxième branche afin qu’une fraction liquide de fluide réfrigérant provenant de la troisième branche puisse être stoppée par le dispositif d’accumulation.
Selon une caractéristique de l’invention, la branche principale comprend un troisième échangeur de chaleur disposé entre le dispositif de compression et le premier échangeur de chaleur, le troisième échangeur de chaleur étant configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un deuxième fluide pouvant être le flux d’air intérieur. Le troisième échangeur de chaleur permet d’assurer le confort de l’habitacle du véhicule en cas de température ambiante faible. Le troisième échangeur de chaleur est agencé en aval du dispositif de compression et est donc traversé par le fluide réfrigérant à haute température. Ce dernier est donc apte à chauffer le deuxième fluide, par exemple le flux d’air intérieur qui est envoyé par la suite au sein de l’habitacle du véhicule.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
représente un système de traitement thermique pourvu d’un circuit de fluide réfrigérant apte à mettre en œuvre un procédé de contrôle selon l’invention,
est un logigramme permettant de décomposer les différentes étapes du procédé de contrôle,
représente la circulation d’un fluide réfrigérant dans le circuit de fluide réfrigérant fonctionnant selon un mode de refroidissement d’un habitacle d’un véhicule, durant le déroulement du procédé de contrôle,
représente la circulation du fluide réfrigérant dans le circuit de fluide réfrigérant fonctionnant selon un mode de chauffage de l’habitacle du véhicule, durant le déroulement du procédé de contrôles.
Sur la , un circuit de fluide réfrigérant est illustré en traits pleins. Aux figures 3 et 4, les portions parcourues par le fluide réfrigérant sont en traits pleins et les portions sans circulation de fluide réfrigérant sont en traits pointillés. Par ailleurs, la circulation du fluide réfrigérant est illustrée en indiquant son sens de circulation par des flèches. Les traits pleins indiquant la circulation de fluide sont également d’épaisseur différente concernant le circuit de fluide réfrigérant. Plus précisément, les traits pleins les plus épais correspondent à des portions où le fluide réfrigérant circule à haute pression et les traits pleins les plus fins correspondent à des portions où le fluide réfrigérant circule à basse pression.
Les termes « premier », « première », « deuxième », etc…utilisés dans la description n’ont pas vocation à indiquer un niveau de hiérarchisation ou ordonnancer les éléments qu’ils accompagnent. Ces termes permettent de distinguer les éléments qu’ils accompagnent et peuvent être intervertis sans que soit réduite la portée de l’invention.
La représente un circuit de fluide réfrigérant 2 sans indication de circulation de fluide. Le circuit de fluide réfrigérant 2 est configuré pour faire partie d’un système de traitement thermique 1, par exemple au sein d’un véhicule. Le fluide réfrigérant peut par exemple être un fluide de type R134a ou R1234yf.
Le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend notamment une branche principale 6 pourvue d’un dispositif de compression 27. Le dispositif de compression 27 permet de mettre en circulation le fluide réfrigérant et de compresser celui-ci à très haute pression. Grâce au dispositif de compression 27, le fluide réfrigérant peut ainsi circuler dans la branche principale 6. Afin de compresser le fluide réfrigérant, le dispositif de compression 27 est apte à entrer en rotation. Plus la vitesse de rotation du dispositif de compression 27 est élevée, plus le débit de fluide réfrigérant compressé est important. La branche principale 6 comprend un dispositif de détermination de température 18 agencé en sortie du dispositif de compression 27. Le dispositif de détermination de température 18 peut toutefois être agencé au niveau d’une autre zone du circuit de fluide réfrigérant 2, l’essentiel étant qu’il soit apte à déterminer la température du fluide réfrigérant après que celui-ci a été compressé par le dispositif de compression 27. Le dispositif de détermination de température 18 peut effectuer une mesure directe de la température du fluide réfrigérant, ou bien une mesure d’un autre paramètre du fluide réfrigérant permettant d’en déduire sa température.
La branche principale 6 comprend un premier échangeur de chaleur 21 configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un premier fluide. Tel qu’illustré sur la et sur les figures suivantes, le premier fluide correspond à titre d’exemple à un flux d’air extérieur 4 à un habitacle du véhicule. La branche principale 6 comprend également un dispositif de détente 16 configuré pour détendre le fluide réfrigérant avant que ce dernier ne traverse le premier échangeur de chaleur 21. Le premier échangeur de chaleur 21 est disposé en aval du dispositif de compression 27, et le dispositif de détente 16 est disposé en amont du premier échangeur de chaleur 21 et en aval du dispositif de compression 27. Le dispositif de détente 16 permet la détente du fluide réfrigérant après que ce dernier a été mis sous haute pression par le dispositif de compression 27. Le dispositif de détente 16 présente néanmoins la capacité de laisser passer le fluide réfrigérant sans détendre celui-ci. Ainsi, le fluide réfrigérant peut traverser le premier échangeur de chaleur 21 à haute pression ou à basse pression, la pression du fluide réfrigérant dépendant d’un mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2.
En aval du premier échangeur de chaleur 21, la branche principale 6 se divise en une première branche 7, en une deuxième branche 8 et en une troisième branche 9, toutes agencées en série de la branche principale 6. La première branche 7, la deuxième branche 8 et la troisième branche 9 sont donc agencées en parallèle l’une par rapport à l’autre. La première branche 7 et la troisième branche 9 débutent toutes deux à un premier point de divergence 31 où se termine la branche principale 6. La deuxième branche 8 débute quant à elle au niveau d’un deuxième point de divergence 32 situé sur la branche principale 6, en amont du premier point de divergence 31.
La première branche 7 comprend un premier échangeur thermique 11 ainsi qu’un premier organe de détente 13 agencé entre le premier point de divergence 31 et le premier échangeur thermique 11. Le premier échangeur thermique 11 est configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant circulant dans la première branche 7 et un fluide caloporteur circulant au sein d’un circuit de fluide caloporteur 3. Le premier organe de détente 13 est agencé sur la première branche 7, entre le premier point de divergence 31 et le premier échangeur thermique 11. Le premier organe de détente 13 permet de détendre le fluide réfrigérant avant que ce dernier ne traverse le premier échangeur thermique 11.
Le circuit de fluide caloporteur 3 fait partie du système de traitement thermique 1, et a pour objectif de traiter thermiquement au moins un élément électrique ou électronique 25 nécessaire au bon fonctionnement du véhicule automobile, par exemple un moteur électrique ou un élément de stockage électrique. Un tel élément électrique ou électronique 25 est susceptible de dégager de la chaleur lors de son fonctionnement. Le fluide caloporteur a donc notamment pour fonction de refroidir l’élément électrique ou électronique 25 afin de préserver le fonctionnement optimal de celui-ci. L’élément électrique ou électronique 25 présente donc un besoin de refroidissement auquel doit répondre le fluide caloporteur, et donc par analogie le fluide réfrigérant.
Le circuit de fluide caloporteur 3 comprend une pompe 26 apte à mettre en circulation le fluide caloporteur afin que celui-ci traverse le premier échangeur thermique 11. Le fluide réfrigérant à basse température permet donc de refroidir le fluide caloporteur lors de l’échange de chaleur se déroulant dans le premier échangeur thermique 11. Le fluide caloporteur refroidi peut par la suite refroidir l’élément électrique ou électronique 25. Une fois que le fluide caloporteur a capté les calories générées par l’élément électrique ou électronique 25, le fluide caloporteur peut de nouveau être refroidi par le fluide réfrigérant en traversant le premier échangeur thermique 11.
La deuxième branche 8 comprend un deuxième échangeur thermique 12 et un deuxième organe de détente 14 installé entre le deuxième point de divergence 32 et le deuxième échangeur thermique 12. Lorsque le fluide réfrigérant est autorisé à circuler dans la deuxième branche 8, celui-ci est détendu par le deuxième organe de détente 14, puis traverse le deuxième échangeur thermique 12. Le fluide caloporteur circulant dans le circuit de fluide caloporteur 3 peut donc être refroidi de manière simultanée grâce au premier échangeur thermique 11 et au deuxième échangeur thermique 12, assurant ainsi le refroidissement du fluide caloporteur sur l’élément électrique ou électronique 25.
La première branche 7 et la deuxième branche 8 rejoignent la branche principale 6 au niveau d’un premier point de convergence 41, disposé en amont du dispositif de compression 27, au sein duquel le fluide réfrigérant peut de nouveau y être compressé.
Afin d’éviter qu’une fraction de fluide réfrigérant non évaporée ne traverse le dispositif de compression 27, la deuxième branche 8 comprend un dispositif d’accumulation 17. Ce dernier correspond à un contenant permettant de retenir toute fraction liquide du fluide réfrigérant afin que celle-ci ne circule pas jusqu’au dispositif de compression 27. Le dispositif d’accumulation 17 est disposé entre le deuxième échangeur thermique 12 et le premier point de convergence 41. Autrement dit, le fluide réfrigérant circulant dans la première branche 7 contourne le dispositif d’accumulation 17 tandis que le fluide réfrigérant circulant dans la deuxième branche 8 passe par le dispositif d’accumulation 17.
Le fait de contourner le dispositif d’accumulation 17 permet d’éviter la perte de charge du fluide réfrigérant. La circulation du fluide réfrigérant via la première branche 7 est donc privilégiée par rapport à la deuxième branche 8. En revanche, en contournant le dispositif d’accumulation 17, il existe un risque de surchauffe du fluide réfrigérant lorsque celui-ci est compressé par le dispositif de compression 27. Faire circuler un fluide réfrigérant à température trop élevée dans le circuit de fluide réfrigérant 2 peut entraîner des dysfonctionnements au sein de ce dernier. Un fluide réfrigérant trop chaud peut par exemple abimer des composants traversés par le fluide réfrigérant et n’étant pas prévus pour supporter des températures trop élevées. Les échanges de chaleur se produisant dans le circuit de fluide réfrigérant peuvent également être rendus difficiles à effectuer si le fluide réfrigérant est trop chaud. Il est donc indispensable de s’assurer que le fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression soit maintenu à une température inférieure à un seuil limite de température appelé seuil de température maximum. En cas d’atteinte ou de dépassement de ce seuil de température maximum, un procédé de contrôle est apte à être lancé afin de réguler la température du fluide réfrigérant. Le dispositif de détermination de température 18 participe donc au lancement du procédé de contrôle en déterminant la température du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression 27.
La troisième branche 9 débute quant à elle au niveau du premier point de divergence 31, et se termine au niveau d’un deuxième point de convergence 42 agencé sur la deuxième branche 8 entre le deuxième échangeur thermique 12 et le dispositif d’accumulation 17. Le fluide réfrigérant circulant dans la troisième branche 9 passe donc par le dispositif d’accumulation 17.
La troisième branche 9 comprend un troisième organe de détente 15 et un deuxième échangeur de chaleur 22 configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d’air intérieur 5 destiné à être envoyé vers l’habitacle du véhicule afin de refroidir celui-ci. Ainsi le deuxième échangeur de chaleur 22 est configuré pour être traversé par le fluide réfrigérant à basse température dans le but de refroidir le flux d’air intérieur 5. A ce titre, le deuxième échangeur de chaleur 22 peut être disposé au sein d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, configurée pour faire circuler le flux d’air intérieur 5 en circuit fermé afin de répondre constamment au refroidissement de l’habitacle du véhicule. Le troisième organe de détente 15 permet de détendre le fluide réfrigérant afin d’abaisser sa température avant de traverser le deuxième échangeur de chaleur 22. Le fluide réfrigérant circule dans la troisième branche 9 lorsque l’habitacle du véhicule nécessite d’être refroidi, par exemple suite à une commande manuelle d’un utilisateur du véhicule. Le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne alors selon un mode de refroidissement de l’habitacle du véhicule.
Le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend par ailleurs un troisième échangeur de chaleur 23, agencé sur la branche principale 6 en aval du dispositif de compression 27. Le troisième échangeur de chaleur 23 est donc traversé par le fluide réfrigérant à haute pression et à haute température, et est configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un deuxième fluide. Sur la , ainsi que sur les figures suivantes, le deuxième fluide correspond au flux d’air intérieur 5. L’échange de chaleur se déroulant au sein du troisième échangeur de chaleur 23 est donc opéré entre le fluide réfrigérant à haute température et le flux d’air intérieur 5 afin de chauffer ce dernier, qui est alors envoyé vers l’habitacle du véhicule afin de chauffer celui-ci. Le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne alors selon un mode de chauffage de l’habitacle du véhicule. De ce fait, le troisième échangeur de chaleur 23, tout comme le deuxième échangeur de chaleur 22, peut être installé au sein de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. En fonction du mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation peut inclure des volets pouvant guider le flux d’air intérieur 5 pour que ce dernier traverse uniquement l’échangeur de chaleur relatif au mode de fonctionnement demandé.
Le circuit de fluide réfrigérant 2 peut également comprendre un quatrième échangeur de chaleur 24 configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d’air extérieur 4. Le quatrième échangeur de chaleur 24 est installé sur la branche principale 6, entre le premier échangeur de chaleur 21 et le deuxième point de divergence 32. Le quatrième échangeur de chaleur 24 est donc installé en série du premier échangeur de chaleur 21, et en amont de celui-ci par rapport à un sens de circulation du flux d’air extérieur 4. Le quatrième échangeur de chaleur 24 peut ainsi faire office de sous-refroidisseur afin de condenser le fluide réfrigérant. Sous-refroidir le fluide réfrigérant permet une détente plus efficace de celui-ci par les organes de détente 13, 14, 15.
La branche principale 6 comprend un troisième point de divergence 33 entre le premier échangeur de chaleur 21 et le quatrième échangeur de chaleur 24. Le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend une quatrième branche 51 débutant à ce troisième point de divergence 33 et se terminant au deuxième point de convergence 42. La quatrième branche 51 permet au fluide réfrigérant de contourner les échangeurs thermiques 11,12 ainsi que le deuxième échangeur de chaleur 22, et de rejoindre directement le dispositif d’accumulation 17. La quatrième branche 51 permet ainsi une fonction de pompe à chaleur du circuit de fluide réfrigérant 2. La quatrième branche 51 comprend une première vanne 61 autorisant ou non la circulation du fluide réfrigérant dans la quatrième branche 51.
Le circuit de fluide réfrigérant comprend enfin une cinquième branche 52 débutant à un quatrième point de divergence 34 situé entre le troisième échangeur de chaleur 23 et le dispositif de détente 16, et se terminant à un troisième point de convergence 43 situé sur la branche principale 6 entre le quatrième échangeur de chaleur 24 et le deuxième point de divergence 32. La cinquième branche 52 permet au fluide réfrigérant de contourner le premier échangeur de chaleur 21 et le quatrième échangeur de chaleur 24 afin de rejoindre directement la première branche 7 et/ou la deuxième branche 8 et/ou la troisième branche 9. La cinquième branche 52 comprend une deuxième vanne 62 autorisant ou non la circulation du fluide réfrigérant dans la cinquième branche 52. Afin que le fluide réfrigérant circulant dans la cinquième branche 52 ne circule pas vers le quatrième échangeur de chaleur 24 une fois au troisième point de convergence 43, la branche principale 6 comprend un clapet anti-retour 63 agencé en aval du quatrième échangeur de chaleur 24.
La représente un logigramme du procédé de contrôle 100 évoqué précédemment. Le procédé de contrôle 100 permet de réguler la température T en sortie du dispositif de compression afin que celle-ci soit maintenue inférieure au seuil de température maximum Tmax, correspondant à une température maximale limite avant une potentielle apparition de dysfonctionnements au sein du circuit de fluide réfrigérant.
Le procédé de contrôle 100 est donc lancé lorsque la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est supérieure ou égale au seuil de température maximum Tmax. Cette détermination est notamment établie par le dispositif de détermination de température référencé 18 sur la . Le seuil de température maximum Tmax peut par exemple être compris entre 120°C et 125°C.
Suite à cette détermination, le procédé de contrôle 100 est lancé avec une première étape 110 qui consiste en une ouverture minimum 101 du deuxième organe de détente, afin d’autoriser la circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième branche. L’ouverture minimum 101 peut par exemple être d’une section de 0,07mm² à +/- 10% ou d’un diamètre de 0,3mm si ladite section est circulaire.
Le première étape 110 comprend également une réduction d’ouverture 102 du premier organe de détente afin de maintenir un débit constant de fluide réfrigérant entre la première branche, la deuxième branche et éventuellement la troisième branche si le mode de refroidissement de l’habitacle du véhicule est actif. La réduction du débit de fluide réfrigérant dans la première branche permet par ailleurs de potentiellement abaisser la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression. De ce fait, une fois l’ouverture minimum 101 et la réduction d’ouverture 102 effectuées, une vérification de température est mise en œuvre afin de contrôler si la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est toujours supérieure ou égale au seuil de température maximum Tmax, ou bien si la première étape 110 a permis à la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression d’être de nouveau inférieure au seuil de température maximum Tmax. Si la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est inférieure au seuil de température maximum Tmax, cela signifie que la température T du fluide réfrigérant a été correctement régulée et le procédé de contrôle 100 peut s’achever avec une étape de fin 103.
Si la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est toujours supérieure ou égale au seuil de température maximum Tmax, le procédé de contrôle 100 se poursuit avec une deuxième étape 120, qui consiste en une augmentation d’ouverture 104 du deuxième organe de détente, afin d’intensifier le débit de fluide réfrigérant circulant dans la deuxième branche. La deuxième étape 120 s’enchaîne avec une troisième étape 130 où est de nouveau appliquée la réduction d’ouverture 102 du premier organe de détente afin de maintenir le débit total de fluide réfrigérant constant.
L’objectif étant de procéder au contrôle de la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression tout en minimisant la perte de charge du fluide réfrigérant, le procédé de contrôle 100 met donc en œuvre la deuxième étape 120 et la troisième étape 130 de sorte à ce que l’augmentation d’ouverture 104 et la réduction d’ouverture 102 soient les plus faibles possibles. Ainsi, une fois la deuxième étape 120 et le troisième étape 130 effectuées, une vérification de température est de nouveau effectuée afin de déterminer si la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est toujours supérieure ou égale au seuil de température maximum Tmax, ou bien si la deuxième étape 120 et la troisième étape 130 ont permis à la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression d’être de nouveau inférieure au seuil de température maximum Tmax. Si la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est inférieure au seuil de température maximum Tmax, cela signifie que la température T du fluide réfrigérant a été correctement régulée et le procédé de contrôle 100 peut s’achever avec l’étape de fin 103.
Si la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression est toujours supérieure ou égale au seuil de température maximum Tmax, la deuxième étape 120 et la troisième étape 130 sont répétées afin d’augmenter le débit de fluide réfrigérant circulant dans la deuxième branche et de diminuer le débit de fluide réfrigérant circulant dans la première branche. Puis la vérification de température est de nouveau effectuée. La deuxième étape 120 et la troisième étape 130 sont répétées de manière itérative jusqu’à ce que la température T du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de compression soit inférieure au seuil de température maximum Tmax, entraînant ainsi l’étape de fin 103.
La illustre la circulation du fluide réfrigérant FR dans le circuit de fluide réfrigérant 2 lorsque ce dernier fonctionne selon le mode de refroidissement de l’habitacle du véhicule et au cours du procédé de contrôle. Ainsi, le fluide réfrigérant FR est mis en circulation au sein de la branche principale 6 et est compressé à haute pression par le dispositif de compression 27. Le fluide réfrigérant FR traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur 23 sans influer sur la température du flux d’air intérieur 5 grâce aux volets de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation précédemment évoqués.
Le fluide réfrigérant FR atteint alors le dispositif de détente 16 qui laisse passer le fluide réfrigérant FR sans détendre celui-ci. Le fluide réfrigérant FR poursuit sa circulation dans la branche principale 6 en traversant le premier échangeur de chaleur 21 puis le quatrième échangeur de chaleur 24 au sein desquels le fluide réfrigérant FR est refroidi et au moins partiellement condensé par le flux d’air extérieur 4.
Le fluide réfrigérant FR poursuit sa circulation au sein de la branche principale 6 jusqu’au deuxième point de divergence 32, où une première fraction de fluide réfrigérant FR continue de circuler au sein de la branche principale 6, tandis qu’une deuxième fraction de fluide réfrigérant FR circule dans la deuxième branche 8, est détendue par le deuxième organe de détente 14 puis traverse le deuxième échangeur thermique 12 afin de refroidir le fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur 3. Parallèlement à cela, la pompe 26 permet de mettre en circulation le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur 3 afin que l’échange de chaleur puisse être opéré au niveau du deuxième échangeur thermique 12. La circulation du fluide réfrigérant FR est autorisée au sein de la deuxième branche 8 étant donné que le procédé de contrôle est en cours de mise en œuvre.
En sortie du deuxième échangeur thermique 12, la circulation du fluide réfrigérant FR se poursuit dans la deuxième branche 8 jusqu’au dispositif d’accumulation 17 où une potentielle fraction liquide de fluide réfrigérant FR y est retenue. Le fluide réfrigérant FR rejoint ensuite la branche principale 6 via le premier point de convergence 41 avant d’être de nouveau compressé par le dispositif de compression 27.
La première fraction de fluide réfrigérant FR circule quant à elle jusqu’au premier point de divergence 31 et se sépare en deux sous-fractions. Une première sous-fraction circule au sein de la première branche 7 dans le but de refroidir le fluide caloporteur qui lui-même va refroidir l’élément électrique ou électronique 25, tandis qu’une deuxième sous-fraction circule dans la troisième branche 9 dans le but de refroidir le flux d’air intérieur 5 afin que celui-ci refroidisse l’habitacle du véhicule.
La première sous-fraction de fluide réfrigérant FR est donc détendue par le premier organe de détente 13 qui est maintenu au moins partiellement ouvert lors du procédé de contrôle, puis traverse le premier échangeur thermique 11. Le fluide caloporteur est alors refroidi, et peut alors refroidir l’élément électrique ou électronique 25. En sortie du premier échangeur thermique 11, le fluide réfrigérant FR rejoint ensuite le premier point de convergence 41 en contournant le dispositif d’accumulation 17 et est de nouveau compressé par le dispositif de compression 27.
La deuxième sous-fraction de fluide réfrigérant FR circulant dans la troisième branche 9 est détendue par le troisième organe de détente 15, puis traverse le deuxième échangeur de chaleur 22 afin de refroidir le flux d’air intérieur 5. En sortie du deuxième échangeur de chaleur 22, le fluide réfrigérant FR rejoint ensuite la deuxième branche 8 au niveau du deuxième point de convergence 42, circule au sein du dispositif d’accumulation 17 où une potentielle fraction liquide de fluide réfrigérant FR y est retenue, puis rejoint la branche principale 6 via le premier point de convergence 41 avant d’être de nouveau compressé par le dispositif de compression 27.
Au cours du procédé de contrôle, le débit de fluide réfrigérant FR circulant dans la première branche 7 et dans la deuxième branche 8 peuvent varier, l’ouverture du premier organe de détente 13 pouvant diminuer tandis que l’ouverture du deuxième organe de détente 14 pouvant augmenter.
La illustre la circulation du fluide réfrigérant FR dans le circuit de fluide réfrigérant 2 lorsque ce dernier fonctionne selon le mode de chauffage de l’habitacle du véhicule et au cours du procédé de contrôle. Ainsi, le fluide réfrigérant FR est mis en circulation au sein de la branche principale 6 et est compressé à haute pression par le dispositif de compression 27. Le fluide réfrigérant FR traverse ensuite le troisième échangeur de chaleur 23 à haute température, permettant ainsi de chauffer le flux d’air intérieur 5 afin que celui-ci y soit envoyé dans l’habitacle du véhicule pour chauffer ce dernier.
Le fluide réfrigérant FR atteint alors le quatrième point de divergence 34. La deuxième vanne 62 étant ouverte, une première fraction de fluide réfrigérant FR passe par la cinquième branche 52 tandis qu’une deuxième fraction poursuit sa circulation dans la branche principale 6.
La première fraction passe par la cinquième branche 52 et rejoint la branche principale 6 par le troisième point de convergence 43 en contournant le premier échangeur de chaleur 21 et le quatrième échangeur de chaleur 24. La première fraction poursuit sa circulation au sein de la branche principale 6 jusqu’au deuxième point de divergence 32, où une première sous-fraction de fluide réfrigérant FR continue de circuler au sein de la branche principale 6, tandis qu’une deuxième sous-fraction de fluide réfrigérant FR circule dans la deuxième branche 8, est détendue par le deuxième organe de détente 14 puis traverse le deuxième échangeur thermique 12 afin de refroidir le fluide caloporteur au sein du circuit de fluide caloporteur 3. Parallèlement à cela, la pompe 26 permet de mettre en circulation le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur 3 afin que l’échange de chaleur puisse être opéré au niveau du deuxième échangeur thermique 12. La circulation du fluide réfrigérant FR est autorisée au sein de la deuxième branche 8 étant donné que le procédé de contrôle est en cours de mise en œuvre.
En sortie du deuxième échangeur thermique 12, la deuxième sous-fraction de fluide réfrigérant FR se poursuit dans la deuxième branche 8 jusqu’au dispositif d’accumulation 17 où une potentielle fraction liquide de fluide réfrigérant FR y est retenue. Le fluide réfrigérant FR rejoint ensuite la branche principale 6 via le premier point de convergence 41 avant d’être de nouveau compressé par le dispositif de compression 27.
La première sous-fraction circule quant à elle jusqu’au premier point de divergence 31 et circule exclusivement au sein de la première branche 7, l’accès à la troisième branche 9 étant bloquée par le troisième organe de détente 15 entièrement fermé.
La première sous-fraction est détendue par le premier organe de détente 13 qui est au moins partiellement ouvert tout au long du procédé de contrôle, puis traverse le premier échangeur thermique 11. Le fluide caloporteur est alors refroidi, et peut alors refroidir l’élément électrique ou électronique 25. En sortie du premier échangeur thermique 11, le fluide réfrigérant FR rejoint ensuite le premier point de convergence 41 en contournant le dispositif d’accumulation 17 et est de nouveau compressé par le dispositif de compression 27.
Concernant la deuxième fraction de fluide réfrigérant FR s’étant formée au niveau du quatrième point de divergence 34, celle-ci poursuit sa circulation dans la branche principale 6, est détendue par le dispositif de détente 16, puis traverse le premier échangeur de chaleur 21 au sein duquel le flux d’air extérieur 4 est refroidi par le fluide réfrigérant FR détendu. En sortie du premier échangeur de chaleur 21, le fluide réfrigérant FR atteint le troisième point de divergence 33. La première vanne 61 étant ouverte, le fluide réfrigérant FR circule au sein de la quatrième branche 51, et rejoint directement le deuxième point de convergence 42. Le fluide réfrigérant FR circule ensuite au sein du dispositif d’accumulation 17 où une potentielle fraction liquide de fluide réfrigérant FR y est retenue, puis rejoint la branche principale 6 via le premier point de convergence 41 avant d’être de nouveau compressé par le dispositif de compression 27.
Au cours du procédé de contrôle, le débit de fluide réfrigérant FR circulant dans la première branche 7 et dans la deuxième branche 8 peuvent varier, l’ouverture du premier organe de détente 13 pouvant diminuer tandis que l’ouverture du deuxième organe de détente 14 pouvant augmenter.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, atteint bien le but qu’elle s’était fixée, et permet de proposer un procédé de contrôle permettant d’éviter la circulation de fluide réfrigérant surchauffé au sein d’un circuit de fluide réfrigérant. Des variantes non décrites ici pourraient être mises en œuvre sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, elles comprennent un procédé de contrôle conforme à l’invention.

Claims (10)

  1. Procédé de contrôle (100) d’un circuit de fluide réfrigérant (2), parcouru par un fluide réfrigérant (FR), pour véhicule comprenant une branche principale (6), une première branche (7) et une deuxième branche (8) toutes deux en série de la branche principale (6), la branche principale (6) comprenant au moins un dispositif de compression (27) du fluide réfrigérant (FR), un premier échangeur de chaleur (21) configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant (FR) et un premier fluide, et au moins un dispositif de détermination de température (18) estimant la température du fluide réfrigérant (FR) en sortie du dispositif de compression (27), la première branche (7) comprenant au moins un premier échangeur thermique (11) configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant (FR) et un fluide caloporteur parcourant un circuit de fluide caloporteur (3), la deuxième branche (8) comprenant au moins un deuxième échangeur thermique (12) configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant (FR) et le fluide caloporteur du circuit de fluide caloporteur (3), la deuxième branche (8) comprenant en outre un dispositif d’accumulation (17) du fluide réfrigérant (FR), la première branche (7) et la deuxième branche (8) étant en parallèle l’une de l’autre et se joignent en un premier point de convergence (41) disposé en aval du dispositif d’accumulation (17) et en amont du dispositif de compression (27) par rapport à un sens de circulation du fluide réfrigérant (FR), la première branche (7) et la deuxième branche (8) comprenant respectivement un premier organe de détente (13) agencé en amont du premier échangeur thermique (11) et un deuxième organe de détente (14) agencé en amont du deuxième échangeur thermique (12), le premier organe de détente (13) étant préalablement au moins partiellement ouvert, caractérisé en ce qu’au cours dudit procédé de contrôle (100) :
    - à une première étape (110), on ouvre le deuxième organe de détente (14) selon une ouverture minimum et on réduit une ouverture du premier organe de détente (13) lorsque la température (T) du fluide réfrigérant (FR) en sortie du dispositif de compression (27) est supérieure ou égale à un seuil de température maximum (Tmax),
    - à une deuxième étape (120), si la température (T) du fluide réfrigérant (FR) en sortie du dispositif de compression (27) est toujours supérieure ou égale au seuil de température maximum (Tmax), on augmente l’ouverture du deuxième organe de détente (14) tant que la température (T) du fluide réfrigérant (FR) en sortie du dispositif de compression (27) est supérieure ou égale au seuil de température maximum (Tmax).
  2. Procédé de contrôle (100) selon la revendication 1, comprenant une troisième étape (130), postérieure à la deuxième étape (120), où l’on réduit davantage l’ouverture du premier organe de détente (13).
  3. Procédé de contrôle (100) selon la revendication 1 ou 2, au cours duquel l’ouverture du deuxième organe de détente (14) et la réduction de l’ouverture du premier organe de détente (13) sont proportionnelles l’une par rapport à l’autre.
  4. Procédé de contrôle (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le seuil de température maximum (Tmax) est compris entre 120°C et 125°C.
  5. Procédé de contrôle (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, au cours duquel, lors de la première étape (110), l’ouverture minimum du deuxième organe de détente (14) correspond à une section de 0,07mm² à +/- 10%.
  6. Procédé de contrôle (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, combiné avec la revendication 2, au cours duquel une vérification de température est mise en œuvre après la troisième étape (130).
  7. Procédé de contrôle (100) selon la revendication précédente, au cours duquel la deuxième étape (120), la troisième étape (130) et la vérification de température sont répétées de manière itérative tant que la température (T) du fluide réfrigérant (FR) en sortie du dispositif de compression (27) est supérieure ou égale au seuil de température maximum (Tmax).
  8. Circuit de fluide réfrigérant (2) comprenant une branche principale (6) pourvue d’un dispositif de compression (27), d’un dispositif de détermination de température (18) configuré pour mesurer une température du fluide réfrigérant (FR) en sortie du dispositif de compression (27) et d’un premier échangeur de chaleur (21), une première branche (7) comprenant un premier organe de détente (13) et un premier échangeur thermique (11), une deuxième branche (8) comprenant un deuxième organe de détente (14), un deuxième échangeur thermique (12) et un dispositif d’accumulation (17), ledit circuit de fluide réfrigérant (2) mettant en œuvre un procédé de contrôle (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  9. Circuit de fluide réfrigérant (2) selon la revendication précédente, comprenant une troisième branche (9) en série de la branche principale (6) et en parallèle de la première branche (7) et de la deuxième branche (8), la troisième branche (9) comprenant au moins un deuxième échangeur de chaleur (22) configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant (FR) et un flux d’air intérieur (5) envoyé dans l’habitacle du véhicule, la deuxième branche (8) et la troisième branche (9) se joignant en un deuxième point de convergence (42) disposé sur la deuxième branche (8), entre le deuxième échangeur thermique (12) et le dispositif d’accumulation (17).
  10. Circuit de fluide réfrigérant (2) selon la revendication précédente, dans lequel la branche principale (6) comprend un troisième échangeur de chaleur (23) disposé entre le dispositif de compression (27) et le premier échangeur de chaleur (21), le troisième échangeur de chaleur (23) étant configuré pour opérer un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant (FR) et un deuxième fluide pouvant être le flux d’air intérieur (5).
FR2102193A 2021-03-08 2021-03-08 Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant Pending FR3120426A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2102193A FR3120426A1 (fr) 2021-03-08 2021-03-08 Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2102193 2021-03-08
FR2102193A FR3120426A1 (fr) 2021-03-08 2021-03-08 Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3120426A1 true FR3120426A1 (fr) 2022-09-09

Family

ID=75278290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2102193A Pending FR3120426A1 (fr) 2021-03-08 2021-03-08 Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3120426A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3086334A1 (fr) * 2018-09-26 2020-03-27 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant pour vehicule
US10611210B2 (en) * 2014-09-09 2020-04-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Heat pump system for climate control of a vehicle, and method for operating a heat pump system of this type
FR3097310A1 (fr) * 2019-06-14 2020-12-18 Valeo Systemes Thermiques Procédé de gestion d’un dispositif de gestion thermique pour véhicule automobile et dispositif de gestion thermique associé.
CN112334714A (zh) * 2018-06-22 2021-02-05 株式会社电装 制冷循环装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10611210B2 (en) * 2014-09-09 2020-04-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Heat pump system for climate control of a vehicle, and method for operating a heat pump system of this type
CN112334714A (zh) * 2018-06-22 2021-02-05 株式会社电装 制冷循环装置
FR3086334A1 (fr) * 2018-09-26 2020-03-27 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant pour vehicule
FR3097310A1 (fr) * 2019-06-14 2020-12-18 Valeo Systemes Thermiques Procédé de gestion d’un dispositif de gestion thermique pour véhicule automobile et dispositif de gestion thermique associé.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2841288B1 (fr) Installation de chauffage, ventilation, et/ou climatisation comportant un dispositif de régulation thermique d'une batterie et procédé de mise en uvre correspondant
EP3856555B1 (fr) Circuit de fluide refrigerant pour vehicule
EP3465025B1 (fr) Circuit de climatisation de véhicule automobile
FR3070316A1 (fr) Circuit de climatisation inversible indirect de vehicule automobile et procede de gestion associe
WO2019122713A1 (fr) Circuit de fluide refrigerant pour vehicule, adapte a une charge rapide d'un dispositif de stockage electrique
EP3746316B1 (fr) Procede de controle d'un systeme de traitement thermique d'un element d'une chaine de traction electrique de vehicule
EP3263374A1 (fr) Circuit de climatisation réversible de véhicule automobile et procédés de fonctionnement
WO2019150034A1 (fr) Circuit de fluide réfrigérant pour véhicule
FR3120426A1 (fr) Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant
FR3051546A1 (fr) Circuit de fluide refrigerant agence pour controler thermiquement une source d'energie
EP3746318A1 (fr) Circuit de fluide réfrigérant
FR3122486A1 (fr) Procédé de contrôle d’un dispositif de gestion thermique
EP4078052A1 (fr) Procédé de dégivrage d'un circuit de régulation thermique pour véhicule, notamment pour véhicule automobile
EP3658832B1 (fr) Procede de gestion d'un circuit de climatisation de vehicule automobile
FR3120118A1 (fr) Procédé de régulation d’un circuit de fluide réfrigérant
WO2022117374A1 (fr) Circuit de fluide réfrigérant comprenant une branche de contournement d'un accumulateur
EP3658394A1 (fr) Procede de gestion d'un circuit de climatisation inversible indirect de vehicule automobile
FR3116765A1 (fr) Dispositif de traitement thermique
FR3114996A1 (fr) Système de traitement thermique pour véhicule
FR3001413A1 (fr) Dispositif de conditionnement thermique pour vehicule automobile et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante
FR3126199A1 (fr) Circuit de fluide refrigerant constitutif d’un systeme de traitement thermique
EP4377108A1 (fr) Système de conditionnement thermique pour véhicule automobile
FR3125113A1 (fr) Module pour circuit de fluide réfrigérant
WO2021249860A1 (fr) Procédé de contrôle d'une boucle de thermoregulation, notamment pour véhicule automobile
WO2024079242A1 (fr) Systeme de gestion thermique pour vehicule hybride ou electrique

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20220909

RX Complete rejection

Effective date: 20221122