FR3129196A1 - Procédé de dégivrage d’un système de conditionnement thermique - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de dégivrage d’un système de conditionnement thermique (100) comprenant:- Un circuit de fluide réfrigérant (2) comportant successivement : un compresseur (3), un échangeur bifluide (4), un premier détendeur (31), un premier échangeur (21) configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air (F1) et étant susceptible d’accumuler du givre, un deuxième détendeur (32) et un deuxième échangeur (22) configuré pour être couplé thermiquement avec un élément (30) d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,- Un circuit de liquide caloporteur (1) comprenant un troisième échangeur (23) couplé thermiquement avec le premier échangeur (21),le procédé comportant les étapes :(i) Détecter une présence de glace accumulée sur le premier échangeur (21),(ii) Faire circuler du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur (22),(iii) Faire circuler du fluide réfrigérant dans l’échangeur bifluide (4) et faire circuler du liquide caloporteur dans l’échangeur bifluide (4),(iv) Faire circuler du liquide caloporteur chauffé dans le troisième échangeur (23) de façon à faire fondre la glace accumulée sur le premier échangeur (21). Figure de l’abrégé : Figure 5
Description
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de conditionnement thermique. De tels systèmes de conditionnement thermique peuvent notamment équiper un véhicule automobile. Ces systèmes permettent de réaliser une régulation thermique de différents organes du véhicule, tel que l’habitacle ou une batterie de stockage d’énergie électrique, dans le cas d’un véhicule à propulsion électrique. Les échanges de chaleur sont gérés principalement par la compression et la détente d’un fluide réfrigérant au sein de plusieurs échangeurs de chaleur.
Les systèmes de conditionnement thermiques font couramment appel à une boucle de fluide réfrigérant et une boucle de fluide caloporteur échangeant de la chaleur avec le fluide réfrigérant. De tels systèmes sont ainsi appelés indirects. Le brevet EP2933586 B1 en est un exemple. La boucle de fluide réfrigérant permet notamment de chauffer l’habitacle du véhicule en dissipant dans un flux d’air à destination de l’habitacle la chaleur provenant de la condensation du fluide réfrigérant à haute pression. Dans ce cycle thermodynamique, la vaporisation du fluide réfrigérant à basse pression est obtenue en absorbant de la chaleur d’un flux d’air externe au véhicule. Cette vaporisation du fluide réfrigérant à basse pression a lieu dans un échangeur de chaleur situé généralement en face avant du véhicule. Le flux d’air extérieur est refroidi par l’échangeur thermique avec le fluide réfrigérant. Lorsque la température ambiante est proche de 0°C et que le flux d’air est humide, la vapeur d’eau présente dans ce flux d’air peut se transformer en glace, et une accumulation progressive de glace a ainsi lieu sur l’échangeur de chaleur. Cette accumulation progressive de glace dégrade la capacité d’échange thermique de l’échangeur, et pénalise donc la puissance thermique que le système de conditionnement thermique est capable de fournir. Il est donc souhaitable de pouvoir dégivrer l’échangeur de chaleur en cas d’accumulation excessive de glace.
Diverses méthodes de dégivrage existent déjà. L’une de ces méthodes utilise l’activation d’un chauffage électrique additionnel permettant de chauffer un liquide caloporteur. Un échangeur de chaleur disposé à proximité de l’échangeur pouvant se recouvrir de glace permet de chauffer le flux d’air alimentant cet échangeur. Ce flux d’air chauffé fait ainsi fondre la glace accumulée.
L’utilisation d’un chauffage additionnel présente l’inconvénient d’augmenter le cout du système de conditionnement thermique, ainsi que son encombrement et son poids. Il existe ainsi un besoin de fournir une méthode de dégivrage de l’évaporateur du mode pompe à chaleur permettant du dégivrage efficace sans faire appel à un dispositif de chauffage additionnel.
Résumé
A cette fin, la présente invention propose un procédé de dégivrage d’un système de conditionnement thermique, le système de conditionnement thermique comprenant:
- Un circuit de liquide caloporteur configuré pour faire circuler un liquide caloporteur,
- Un circuit de fluide réfrigérant comportant successivement :
un dispositif de compression,
un échangeur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un premier dispositif de détente,
un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air, le premier échangeur de chaleur étant configuré pour fonctionner au moins en évaporateur, et étant susceptible d’accumuler du givre,
le circuit de fluide réfrigérant comportant en outre un deuxième dispositif de détente disposé en amont d’un deuxième échangeur de chaleur, le deuxième échangeur de chaleur étant configuré pour être couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
le circuit de liquide caloporteur comportant un troisième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement avec le premier échangeur de chaleur,
le procédé de dégivrage comportant les étapes :
(i) Détecter une présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur,
(ii) Faire circuler du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur de chaleur de façon à absorber de la chaleur de l’élément de la chaine de traction électrique,
(iii) Faire circuler du fluide réfrigérant dans l’échangeur bifluide et faire circuler simultanément du liquide caloporteur dans l’échangeur bifluide de façon à chauffer le liquide caloporteur,
(iv) Faire circuler du liquide caloporteur chauffé dans le troisième échangeur de chaleur de façon à faire fondre la glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur.
- Un circuit de liquide caloporteur configuré pour faire circuler un liquide caloporteur,
- Un circuit de fluide réfrigérant comportant successivement :
un dispositif de compression,
un échangeur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un premier dispositif de détente,
un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air, le premier échangeur de chaleur étant configuré pour fonctionner au moins en évaporateur, et étant susceptible d’accumuler du givre,
le circuit de fluide réfrigérant comportant en outre un deuxième dispositif de détente disposé en amont d’un deuxième échangeur de chaleur, le deuxième échangeur de chaleur étant configuré pour être couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
le circuit de liquide caloporteur comportant un troisième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement avec le premier échangeur de chaleur,
le procédé de dégivrage comportant les étapes :
(i) Détecter une présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur,
(ii) Faire circuler du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur de chaleur de façon à absorber de la chaleur de l’élément de la chaine de traction électrique,
(iii) Faire circuler du fluide réfrigérant dans l’échangeur bifluide et faire circuler simultanément du liquide caloporteur dans l’échangeur bifluide de façon à chauffer le liquide caloporteur,
(iv) Faire circuler du liquide caloporteur chauffé dans le troisième échangeur de chaleur de façon à faire fondre la glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur.
Le deuxième échangeur de chaleur pouvant être couplé thermiquement avec l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule, le fluide réfrigérant peut prélever de la chaleur à l’élément de la chaine de traction électrique au niveau du deuxième échangeur de chaleur. Cette chaleur prélevée est cédée au liquide caloporteur au niveau de l’échangeur bifluide, ce qui permet de chauffer le liquide caloporteur. La circulation dans le troisième échangeur de chaleur du liquide caloporteur réchauffé permet de faire fondre la glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur. La source de chaleur permettant de faire fondre la glace est ainsi l’élément de la chaine de traction. L’utilisation d’un dispositif de chauffage additionnel spécifique est ainsi évitée.
Les caractéristiques listées dans les paragraphes suivant peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
Lors de l’étape (ii) de circulation du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur de chaleur, le fluide réfrigérant est à basse pression.
Lors de l’étape (iii) de circulation du fluide réfrigérant dans l’échangeur bifluide, le fluide réfrigérant est à haute pression.
Le deuxième échangeur de chaleur est agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur.
Selon un mode de réalisation, l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule comprend un moteur électrique de traction du véhicule.
En variante ou de manière complémentaire, l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule comprend un module électronique de pilotage d’un moteur électrique de traction du véhicule.
En variante ou de manière complémentaire, l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule comprend une batterie de stockage d’énergie électrique.
Selon un mode de réalisation du procédé de dégivrage, le troisième échangeur de chaleur est configuré pour échanger de la chaleur avec le premier flux d’air.
Le troisième échangeur de chaleur est disposé en amont du premier échangeur de chaleur selon un sens d’écoulement du premier flux d’air.
Le premier flux d’air est un flux d’air extérieur à l’habitacle du véhicule.
Selon un exemple de mise en œuvre du procédé de dégivrage, le débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur est égal au débit de liquide caloporteur dans l’échangeur bifluide pendant l’étape iv) de circulation du liquide caloporteur chauffé dans le dans le troisième échangeur de chaleur.
Selon un mode de réalisation, l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule est configuré pour échanger de la chaleur avec le fluide réfrigérant circulant dans le deuxième échangeur de chaleur.
Selon un autre mode de réalisation, l’élément de la chaine de traction électrique du véhicule est configuré pour échanger de la chaleur avec un liquide caloporteur circulant dans une boucle auxiliaire de liquide caloporteur.
Le deuxième échangeur de chaleur est configuré pour échanger de la chaleur avec le liquide caloporteur circulant dans la boucle auxiliaire de liquide caloporteur.
Par exemple, le deuxième échangeur de chaleur est un échangeur à plaques.
Le circuit de liquide caloporteur comprend une boucle principale de circulation, la boucle principale comportant l’échangeur bifluide.
La boucle auxiliaire de liquide caloporteur peut être sélectivement mise en communication avec la boucle principale de liquide caloporteur.
La boucle auxiliaire de liquide caloporteur peut être sélectivement séparée de la boucle principale de liquide caloporteur.
La boucle principale de liquide caloporteur comprend une pompe configurée pour faire circuler le liquide caloporteur.
La boucle auxiliaire de liquide caloporteur comprend une pompe, non représentée, configurée pour faire circuler le liquide caloporteur.
Selon un exemple de mise en œuvre du procédé de dégivrage, l’étape (iv) de circulation de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur comprend les sous-étapes :
- déterminer une température du liquide caloporteur en entrée du troisième échangeur de chaleur,
- si la température déterminée est supérieure à un premier seuil prédéterminé, générer un premier flux d’air de façon à ce que le premier flux d’air échange de la chaleur avec le troisième échangeur de chaleur, puis avec le premier échangeur de chaleur.
- déterminer une température du liquide caloporteur en entrée du troisième échangeur de chaleur,
- si la température déterminée est supérieure à un premier seuil prédéterminé, générer un premier flux d’air de façon à ce que le premier flux d’air échange de la chaleur avec le troisième échangeur de chaleur, puis avec le premier échangeur de chaleur.
La sous-étape de génération d’un premier flux d’air comprend une activation d’un groupe moto-ventilateur, le groupe moto-ventilateur étant configuré pour faire circuler un flux d’air du troisième échangeur de chaleur vers le premier échangeur de chaleur.
Selon un exemple de mise en œuvre du procédé, la présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur est évaluée sur une échelle discrète comportant deux niveaux.
Selon une variante de mise en œuvre du procédé, la présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur est évaluée sur une échelle discrète comportant trois niveaux.
Selon une autre variante de mise en œuvre du procédé, la présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur est évaluée sur une échelle discrète comportant N niveaux, N étant un nombre entier strictement supérieur à 3.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les sous-étapes :
- déterminer une température du liquide caloporteur en sortie de l’échangeur bifluide,
- si la température déterminée est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé, maintenir un débit de flux d’air extérieur au-dessous d’un seuil de débit prédéterminé,
- si la température déterminée est supérieure au deuxième seuil prédéterminé, générer un premier flux d’air de façon à ce que le premier flux d’air échange de la chaleur avec le troisième échangeur de chaleur, puis avec le premier échangeur de chaleur de façon à faire fondre la glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur.
- déterminer une température du liquide caloporteur en sortie de l’échangeur bifluide,
- si la température déterminée est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé, maintenir un débit de flux d’air extérieur au-dessous d’un seuil de débit prédéterminé,
- si la température déterminée est supérieure au deuxième seuil prédéterminé, générer un premier flux d’air de façon à ce que le premier flux d’air échange de la chaleur avec le troisième échangeur de chaleur, puis avec le premier échangeur de chaleur de façon à faire fondre la glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur.
Selon un mode de réalisation du procédé de dégivrage, l’étape (iv) de circulation de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur est itérée jusqu’à détecter une absence de glace accumulée.
Le procédé de dégivrage peut comporter l’étape :
- Lorsqu’une présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur est détectée à l’étape i), interdire une circulation de fluide réfrigérant dans le premier échangeur de chaleur.
- Lorsqu’une présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur est détectée à l’étape i), interdire une circulation de fluide réfrigérant dans le premier échangeur de chaleur.
Selon une mise en œuvre du procédé de dégivrage, le procédé comporte l’étape :
(v) recevoir une requête de mise hors fonctionnement du système de conditionnement thermique,
(v1) si une absence de glace accumulée est détectée, mettre le système de conditionnement thermique hors fonctionnement,
(v2) si une présence de glace accumulée est détectée, maintenir le système de conditionnement thermique en fonctionnement et itérer l’étape (iv) de circulation d’un débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur jusqu’à détecter une absence de glace accumulée.
(v) recevoir une requête de mise hors fonctionnement du système de conditionnement thermique,
(v1) si une absence de glace accumulée est détectée, mettre le système de conditionnement thermique hors fonctionnement,
(v2) si une présence de glace accumulée est détectée, maintenir le système de conditionnement thermique en fonctionnement et itérer l’étape (iv) de circulation d’un débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur jusqu’à détecter une absence de glace accumulée.
Selon un mode de réalisation, le système de conditionnement thermique comporte un dispositif configuré pour faire varier une section de passage du flux d’air extérieur en amont du troisième échangeur de chaleur entre une position d’ouverture minimale et une position d’ouverture maximale.
Le procédé de dégivrage peut comprendre les étapes :
vi) détecter une vitesse d’avancement du véhicule,
vii) si la vitesse du véhicule est supérieure à un seuil prédéterminé, positionner le dispositif de variation de la section de passage du flux d’air extérieur en amont du troisième échangeur de chaleur à la position d’ouverture minimale pendant l’étape (iv) de circulation du liquide caloporteur chauffé dans le troisième échangeur de chaleur.
vi) détecter une vitesse d’avancement du véhicule,
vii) si la vitesse du véhicule est supérieure à un seuil prédéterminé, positionner le dispositif de variation de la section de passage du flux d’air extérieur en amont du troisième échangeur de chaleur à la position d’ouverture minimale pendant l’étape (iv) de circulation du liquide caloporteur chauffé dans le troisième échangeur de chaleur.
L’invention concerne aussi un système de conditionnement thermique comprenant:
- Un circuit de liquide caloporteur configuré pour faire circuler un liquide caloporteur,
- Un circuit de fluide réfrigérant comportant successivement :
un dispositif de compression,
un échangeur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un premier dispositif de détente,
un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air, le premier échangeur de chaleur étant configuré pour fonctionner au moins en évaporateur, et étant susceptible d’accumuler du givre,
le circuit de fluide réfrigérant comportant en outre un deuxième dispositif de détente disposé en amont d’un deuxième échangeur de chaleur, le deuxième échangeur de chaleur étant configuré pour être couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
le circuit de liquide caloporteur comportant un troisième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement avec le premier échangeur de chaleur,
- Une unité électronique de contrôle configurée pour mettre en œuvre le procédé de dégivrage tel que décrit précédemment.
- Un circuit de liquide caloporteur configuré pour faire circuler un liquide caloporteur,
- Un circuit de fluide réfrigérant comportant successivement :
un dispositif de compression,
un échangeur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un premier dispositif de détente,
un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air, le premier échangeur de chaleur étant configuré pour fonctionner au moins en évaporateur, et étant susceptible d’accumuler du givre,
le circuit de fluide réfrigérant comportant en outre un deuxième dispositif de détente disposé en amont d’un deuxième échangeur de chaleur, le deuxième échangeur de chaleur étant configuré pour être couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
le circuit de liquide caloporteur comportant un troisième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement avec le premier échangeur de chaleur,
- Une unité électronique de contrôle configurée pour mettre en œuvre le procédé de dégivrage tel que décrit précédemment.
Le circuit de liquide caloporteur comprend une première branche reliant un premier point de connexion disposé sur la boucle principale à un deuxième point de connexion disposé sur la boucle auxiliaire.
Le circuit de liquide caloporteur comprend une deuxième branche reliant un troisième point de connexion disposé sur la boucle principale à un quatrième point de connexion disposé sur la boucle auxiliaire.
Le circuit de liquide caloporteur comprend une troisième branche reliant un cinquième point de connexion disposé sur la boucle principale au troisième échangeur de chaleur.
Le circuit de liquide caloporteur comprend une quatrième branche reliant le troisième échangeur de chaleur à un sixième point de connexion disposé sur la boucle principale.
Selon un premier mode de réalisation, le système de conditionnement thermique comprend un circuit de fluide réfrigérant comportant :
- une boucle principale comprenant successivement selon le sens de parcours du fluide réfrigérant :
un dispositif de compression,
un échangeur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un premier dispositif de détente,
un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air,
- une première branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval de l’échangeur bifluide et en amont du premier dispositif de détente à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du premier échangeur de chaleur et en amont du dispositif de compression, la première branche de dérivation comprenant un deuxième dispositif de détente et un deuxième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de raccordement disposé sur la première branche de dérivation en aval du premier point de raccordement et en amont du deuxième dispositif de détente à un quatrième point de raccordement disposé sur la première branche de dérivation en aval du deuxième échangeur de chaleur, la deuxième branche de dérivation comprenant un troisième dispositif de détente et un quatrième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un deuxième flux d’air.
- une boucle principale comprenant successivement selon le sens de parcours du fluide réfrigérant :
un dispositif de compression,
un échangeur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un premier dispositif de détente,
un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air,
- une première branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval de l’échangeur bifluide et en amont du premier dispositif de détente à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du premier échangeur de chaleur et en amont du dispositif de compression, la première branche de dérivation comprenant un deuxième dispositif de détente et un deuxième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de raccordement disposé sur la première branche de dérivation en aval du premier point de raccordement et en amont du deuxième dispositif de détente à un quatrième point de raccordement disposé sur la première branche de dérivation en aval du deuxième échangeur de chaleur, la deuxième branche de dérivation comprenant un troisième dispositif de détente et un quatrième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un deuxième flux d’air.
Le circuit de liquide caloporteur comprend un cinquième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec le deuxième flux d’air.
La boucle principale du circuit de liquide caloporteur comprend l’échangeur bifluide et le cinquième échangeur de chaleur.
Le deuxième flux d’air est un flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule automobile.
Le quatrième échangeur de chaleur est disposé en amont du cinquième échangeur de chaleur selon un sens d’écoulement du deuxième flux d’air.
La boucle principale comporte un premier échangeur interne configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant à haute pression en aval de l’échangeur bifluide et en amont du premier point de raccordement, et le fluide réfrigérant à basse pression en aval du deuxième point de raccordement et en amont du dispositif de compression.
La première branche de dérivation comporte un deuxième échangeur interne configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant à haute pression en aval du premier point de raccordement et le fluide réfrigérant à basse pression en amont du deuxième point de raccordement.
Selon un premier mode de réalisation, le système de conditionnement thermique comprend un circuit de fluide réfrigérant comportant :
- une boucle principale comprenant successivement selon le sens de parcours du fluide réfrigérant :
un dispositif de compression,
un échangeur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un troisième dispositif de détente et un quatrième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un deuxième flux d’air,
un premier dispositif de détente,
un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air,
- une première branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval de l’échangeur bifluide et en amont du troisième dispositif de détente à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du premier échangeur de chaleur et en amont du dispositif de compression, la première branche de dérivation comprenant un deuxième dispositif de détente et un deuxième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du quatrième échangeur de chaleur et en amont du premier dispositif de détente à un quatrième point de raccordement disposé sur la première branche de dérivation en aval du deuxième échangeur de chaleur et en amont du deuxième point de raccordement.
- une boucle principale comprenant successivement selon le sens de parcours du fluide réfrigérant :
un dispositif de compression,
un échangeur bifluide agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant et sur le circuit de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un troisième dispositif de détente et un quatrième échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un deuxième flux d’air,
un premier dispositif de détente,
un premier échangeur de chaleur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air,
- une première branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval de l’échangeur bifluide et en amont du troisième dispositif de détente à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du premier échangeur de chaleur et en amont du dispositif de compression, la première branche de dérivation comprenant un deuxième dispositif de détente et un deuxième échangeur de chaleur configuré pour être couplé thermiquement avec un élément d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
- une deuxième branche de dérivation reliant un troisième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du quatrième échangeur de chaleur et en amont du premier dispositif de détente à un quatrième point de raccordement disposé sur la première branche de dérivation en aval du deuxième échangeur de chaleur et en amont du deuxième point de raccordement.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le circuit de fluide réfrigérant comporte un deuxième échangeur interne configuré pour permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant à haute pression dans la boucle principale en aval du premier échangeur interne et en amont du premier point de raccordement et le fluide réfrigérant à basse pression dans la première branche de dérivation en aval du quatrième point de raccordement et en amont du deuxième point de raccordement.
Selon un aspect du système de conditionnement thermique, la boucle principale comporte un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant disposé en aval de l’échangeur bifluide et en amont du premier point de raccordement.
Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, la boucle principale comporte un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant disposé en aval de l’échangeur bifluide et en amont du premier échangeur interne.
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 :
Claims (13)
- Procédé de dégivrage d’un système de conditionnement thermique (100), le système de conditionnement thermique (100) comprenant:
- un circuit de liquide caloporteur (1) configuré pour faire circuler un liquide caloporteur,
- un circuit de fluide réfrigérant (2) comportant successivement :
un dispositif de compression (3),
un échangeur bifluide (4) agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant (2) et sur le circuit de liquide caloporteur (1) de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un premier dispositif de détente (31),
un premier échangeur de chaleur (21) configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air (F1), le premier échangeur de chaleur (21) étant configuré pour fonctionner au moins en évaporateur, et étant susceptible d’accumuler du givre,
le circuit de fluide réfrigérant (2) comportant en outre un deuxième dispositif de détente (32) disposé en amont d’un deuxième échangeur de chaleur (22), le deuxième échangeur de chaleur (22) étant configuré pour être couplé thermiquement avec un élément (30) d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile,
le circuit de liquide caloporteur (1) comportant un troisième échangeur de chaleur (23) configuré pour être couplé thermiquement avec le premier échangeur de chaleur (21),
le procédé de dégivrage comportant les étapes :
(i) Détecter une présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur (21),
(ii) Faire circuler du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur (22) de chaleur de façon à absorber de la chaleur de l’élément (30) de la chaine de traction électrique,
(iii) Faire circuler du fluide réfrigérant dans l’échangeur bifluide (4) et faire circuler simultanément du liquide caloporteur dans l’échangeur bifluide (4) de façon à chauffer le liquide caloporteur,
(iv) Faire circuler du liquide caloporteur chauffé dans le troisième échangeur de chaleur (23) de façon à faire fondre la glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur. - Procédé de dégivrage selon la revendication 1, dans lequel le troisième échangeur de chaleur (23) est configuré pour échanger de la chaleur avec le premier flux d’air (F1),
dans lequel le troisième échangeur de chaleur (23) est disposé en amont du premier échangeur de chaleur (21) selon un sens d’écoulement du premier flux d’air (F1),
et dans lequel le premier flux d’air (F1) est un flux d’air extérieur (Fe) à l’habitacle du véhicule. - Procédé de dégivrage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur (23) est égal au débit de liquide caloporteur dans l’échangeur bifluide (4) pendant l’étape iv) de circulation du liquide caloporteur chauffé dans le dans le troisième échangeur de chaleur (23).
- Procédé de dégivrage selon l’une des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, dans lequel l’étape (iv) de circulation de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur (23) comprend les sous-étapes :
- déterminer une température (T_23) du liquide caloporteur en entrée du troisième échangeur de chaleur (23),
- si la température déterminée (T_23) est supérieure à un premier seuil prédéterminé (Tmin1), générer un premier flux d’air (F1) de façon à ce que le premier flux d’air (F1) échange de la chaleur avec le troisième échangeur de chaleur (23), puis avec le premier échangeur de chaleur (21). - Procédé de dégivrage selon la revendication précédente, dans lequel la sous-étape de génération d’un premier flux d’air (F1) comprend une activation d’un groupe moto-ventilateur (5), le groupe moto-ventilateur (5) étant configuré pour faire circuler un flux d’air du troisième échangeur de chaleur (23) vers le premier échangeur de chaleur (21).
- Procédé de dégivrage selon l’une des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, comprenant les sous-étapes :
- déterminer une température (T_4) du liquide caloporteur en sortie de l’échangeur bifluide (4),
- si la température déterminée (T_4) est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé (Tmin2), maintenir un débit de flux d’air extérieur (Fe) au-dessous d’un seuil de débit prédéterminé,
- si la température déterminée (T_4) est supérieure ou égale au deuxième seuil prédéterminé (Tmin2), générer un premier flux d’air (F1) de façon à ce que le premier flux d’air (F1) échange de la chaleur avec le troisième échangeur de chaleur (23), puis avec le premier échangeur de chaleur (21) de façon à faire fondre la glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur (21). - Procédé de dégivrage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape (iv) de circulation de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur (23) est itérée jusqu’à détecter une absence de glace accumulée.
- Procédé de dégivrage selon l’une des revendications précédentes, comportant l’étape :
- Lorsqu’une présence de glace accumulée sur le premier échangeur de chaleur (21) est détectée à l’étape i), interdire une circulation de fluide réfrigérant dans le premier échangeur de chaleur (21). - Procédé de dégivrage selon l’une des revendications précédentes, comportant l’étape :
(v) recevoir une requête de mise hors fonctionnement du système de conditionnement thermique (100),
(v1) si une absence de glace accumulée est détectée, mettre le système de conditionnement thermique (100) hors fonctionnement,
(v2) si une présence de glace accumulée est détectée, maintenir le système de conditionnement thermique (100) en fonctionnement et itérer l’étape (iv) de circulation d’un débit de liquide caloporteur dans le troisième échangeur de chaleur (23) jusqu’à détecter une absence de glace accumulée. - Système de conditionnement thermique (100) comprenant:
- un circuit de liquide caloporteur (1) configuré pour faire circuler un liquide caloporteur,
- un circuit de fluide réfrigérant (2) comportant successivement :
un dispositif de compression (3),
un échangeur bifluide (4) agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant (2) et sur le circuit de liquide caloporteur (1) de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
un premier dispositif de détente (31),
un premier échangeur de chaleur (21) configuré pour échanger de la chaleur avec un premier flux d’air (F1), le premier échangeur de chaleur (21) étant configuré pour fonctionner au moins en évaporateur, et étant susceptible d’accumuler du givre ,
le circuit de fluide réfrigérant (2) comportant en outre un deuxième dispositif de détente (32) disposé en amont d’un deuxième échangeur de chaleur (22), le deuxième échangeur de chaleur (22) étant configuré pour être couplé thermiquement avec un élément (30) d’une chaine de traction électrique d’un véhicule automobile ,
le circuit de liquide caloporteur (1) comportant un troisième échangeur de chaleur (23) configuré pour être couplé thermiquement avec le premier échangeur de chaleur (21) ,
- Une unité électronique de contrôle (50) configurée pour mettre en œuvre le procédé de dégivrage selon l’une des revendications précédentes. - Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication précédente, dans lequel l’élément (30) de la chaine de traction électrique comprend un moteur électrique de traction du véhicule, ou un module électronique de pilotage d’un moteur électrique de traction du véhicule , ou une batterie de stockage d’énergie électrique.
- Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le deuxième échangeur de chaleur (22) est agencé conjointement sur le circuit de fluide réfrigérant (2) et sur le circuit de liquide caloporteur (1) de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur,
dans lequel l’élément (30) de la chaine de traction électrique du véhicule est configuré pour échanger de la chaleur avec un liquide caloporteur circulant dans une boucle auxiliaire (10) de liquide caloporteur,
et dans lequel le deuxième échangeur de chaleur (22) est configuré pour échanger de la chaleur avec le liquide caloporteur circulant dans la boucle auxiliaire (10) de liquide caloporteur. - Système de conditionnement thermique (100) selon la revendication précédente, dans lequel le circuit de liquide caloporteur (1) comprend une boucle principale (40) de circulation, la boucle principale (40) comportant l’échangeur bifluide (4), et dans lequel la boucle auxiliaire (10) de liquide caloporteur peut être sélectivement mise en communication avec la boucle principale (40) de liquide caloporteur et dans lequel la boucle auxiliaire (10) de liquide caloporteur peut être sélectivement séparée de la boucle principale (40) de liquide caloporteur.
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| WO2021204914A1 (fr) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | Valeo Systemes Thermiques | Systeme de conditionnement thermique pour vehicule automobile |
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2021
- 2021-11-15 FR FR2112022A patent/FR3129196B1/fr active Active
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2022
- 2022-11-09 WO PCT/EP2022/081286 patent/WO2023083871A1/fr unknown
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| WO2021204914A1 (fr) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | Valeo Systemes Thermiques | Systeme de conditionnement thermique pour vehicule automobile |
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|---|---|
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