FR2858268A1 - Heat energy management system for motor vehicle, has valves movable between closed and open positions in which heat radiator is part of high temperature circuit and is part of low temperature circuit for cooling condenser, respectively - Google Patents
Heat energy management system for motor vehicle, has valves movable between closed and open positions in which heat radiator is part of high temperature circuit and is part of low temperature circuit for cooling condenser, respectively Download PDFInfo
- Publication number
- FR2858268A1 FR2858268A1 FR0309232A FR0309232A FR2858268A1 FR 2858268 A1 FR2858268 A1 FR 2858268A1 FR 0309232 A FR0309232 A FR 0309232A FR 0309232 A FR0309232 A FR 0309232A FR 2858268 A1 FR2858268 A1 FR 2858268A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- temperature circuit
- low temperature
- condenser
- circuit
- high temperature
- 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.)
- Granted
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 69
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 claims description 5
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
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
- B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
- B60H1/04—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
- B60H1/08—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator
- B60H1/10—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator the other radiator being situated in a duct capable of being connected to atmosphere outside vehicle
-
- 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
- B60H1/323—Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Système de gestion de l'énergie thermique, à deux circuits deThermal energy management system, two circuits
fluide caloporteur, pour véhicule à moteur L'invention concerne un système de gestion de l'énergie thermique d'un véhicule à moteur. The invention relates to a system for managing the thermal energy of a motor vehicle.
Elle concerne plus particulièrement un système de ce type, 10 comprenant un circuit à haute température pour la circulation d'un fluide caloporteur et sur lequel sont montés au moins un échangeur de chaleur à haute température et un radiateur de chauffage pour le chauffage de l'habitacle, et un circuit à basse température pour la circulation d'un fluide caloporteur 15 et sur lequel sont montés au moins un échangeur de chaleur à basse température et un condenseur relié à un circuit de climatisation. It more particularly relates to a system of this type, comprising a high temperature circuit for the circulation of a coolant and on which are mounted at least one high temperature heat exchanger and a heating radiator for heating the heat transfer fluid. interior, and a low temperature circuit for the circulation of a coolant 15 and on which are mounted at least one low temperature heat exchanger and a condenser connected to an air conditioning circuit.
On a déjà proposé des systèmes de ce type qui comprennent 20 deux circuits, l'un à haute température, et l'autre à basse température, parcourus chacun par un fluide caloporteur, généralement de l'eau additionnée d'un antigel tel que de l'éthylène glycol. Le circuit à haute température sert plus particulièrement au refroidissement du moteur thermique du 25 véhicule, dans lequel le fluide caloporteur circule à une température généralement comprise entre 85 C et 100 C. Ce circuit à haute température comprend aussi le radiateur de chauffage, encore appelé "aérotherme", servant au chauffage de l'habitacle. Systems of this type have already been proposed which comprise two circuits, one at high temperature and the other at low temperature, each traversed by a heat-transfer fluid, generally water added with an antifreeze such as ethylene glycol. The high temperature circuit is used more particularly for cooling the engine of the vehicle, in which the coolant circulates at a temperature generally between 85 ° C. and 100 ° C. This high temperature circuit also comprises the heating radiator, also called " air heater ", used for heating the passenger compartment.
En revanche, dans le circuit à basse température, le fluide caloporteur doit se trouver à une température plus basse, par exemple de l'ordre de 40-60 C étant donné que le condenseur doit être refroidi à une température plus basse. 35 Il est en effet envisagé, dans un avenir proche, de refroidir le condenseur de climatisation par un fluide caloporteur, tel que de l'eau froide, et non pas par de l'air comme dans les circuits de climatisation conventionnels. 40 Ainsi, dans le cas d'une climatisation, dans laquelle le condenseur est refroidi par un liquide caloporteur froid, tel que de l'eau froide, l'utilisation d'un échangeur de chaleur à basse température est impérative. Il est donc nécessaire de 5 produire ce fluide caloporteur froid en utilisant le maximum de surface d'échange de chaleur. In contrast, in the low temperature circuit, the heat transfer fluid must be at a lower temperature, for example of the order of 40-60 C since the condenser must be cooled to a lower temperature. In the near future, it is envisaged to cool the air-conditioning condenser with a coolant, such as cold water, and not with air as in conventional air-conditioning circuits. Thus, in the case of an air-conditioning, in which the condenser is cooled by a cold heat-transfer liquid, such as cold water, the use of a low-temperature heat exchanger is imperative. It is therefore necessary to produce this cold heat transfer fluid using the maximum heat exchange area.
Dans les systèmes du type précité, le circuit à haute température et le circuit à basse température sont indépen10 dants et parcourus chacun par un fluide caloporteur. In systems of the aforementioned type, the high temperature circuit and the low temperature circuit are independent and each traversed by a heat transfer fluid.
Par conséquent, la seule solution pour augmenter la surface d'échange de chaleur allouée au circuit à basse température, est d'augmenter la surface d'échange de l'échangeur de 15 chaleur à basse température. Therefore, the only solution to increase the heat exchange area allocated to the low temperature circuit is to increase the heat exchange surface of the heat exchanger at low temperature.
Or, une telle augmentation s'avère difficile compte-tenu des contraintes d'encombrement liées au véhicule. However, such an increase is difficult given the congestion constraints related to the vehicle.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. The object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks.
C'est en particulier un but de l'invention de proposer un système de gestion de l'énergie thermique d'un véhicule à 25 moteur, du type défini précédemment, dans lequel la surface d'échange de chaleur allouée au circuit à basse température peut être augmentée, et cela sans augmenter l'encombrement global du système. It is in particular an object of the invention to propose a system for managing the thermal energy of a motor vehicle, of the type defined above, in which the heat exchange surface allocated to the circuit at low temperature can be increased, and this without increasing the overall congestion of the system.
L'invention propose à cet effet un système de gestion du type défini précédemment, dans lequel le circuit à haute température et le circuit à basse température utilisent le même fluide caloporteur, et dans lequel des moyens de commutation sont interposés entre le circuit à haute température et le 35 circuit à basse température et sont agencés pour être placés sélectivement, soit dans une première position en laquelle le radiateur de chauffage fait partie du circuit à haute température pour servir de radiateur de chauffage, soit dans une deuxième position en laquelle le radiateur de chauffage fait partie du circuit à basse température pour servir au refroidissement du condenseur. To this end, the invention proposes a management system of the type defined above, in which the high temperature circuit and the low temperature circuit use the same heat transfer fluid, and in which switching means are interposed between the high temperature circuit. and the low temperature circuit and are arranged to be selectively placed, either in a first position in which the heating radiator is part of the high temperature circuit to serve as a heating radiator, or in a second position in which the radiator of Heating is part of the low temperature circuit for cooling the condenser.
Ainsi, dans la première position, le radiateur de chauffage 5 remplit sa fonction habituelle de radiateur de chauffage de l'habitacle. Thus, in the first position, the heating radiator 5 performs its usual function of heating radiator of the passenger compartment.
En revanche, dans la deuxième position, le radiateur de chauffage est intégré au circuit à basse température et 10 constitue alors un échangeur de chaleur apte à produire un liquide caloporteur froid, ce qui permet d'améliorer les performances de climatisation. In contrast, in the second position, the heating radiator is integrated in the circuit at low temperature and 10 then constitutes a heat exchanger capable of producing a cold heat transfer liquid, which improves the air conditioning performance.
En effet, dans ce dernier cas, le fluide caloporteur du 15 circuit à basse température est refroidi non seulement dans l'échangeur de chaleur à basse température, mais aussi dans le radiateur de chauffage, faisant alors office de radiateur de refroidissement, ce qui permet d'augmenter la surface d'échange de chaleur. Indeed, in the latter case, the heat transfer fluid of the low temperature circuit is cooled not only in the low temperature heat exchanger, but also in the heating radiator, then acting as a cooling radiator, which allows to increase the heat exchange surface.
Ainsi, le radiateur de chauffage qui, par définition, n'est pas utilisé en phase de climatisation du véhicule, est alors utilisé à d'autres fins pour refroidir le fluide caloporteur servant à refroidir le condenseur. 25 Dans l'invention, les moyens de commutation comprennent avantageusement des moyens de vannes interposés entre le circuit à haute température et le circuit à basse température. Thus, the heating radiator which, by definition, is not used in the air conditioning phase of the vehicle, is then used for other purposes to cool the coolant used to cool the condenser. In the invention, the switching means advantageously comprise valve means interposed between the high temperature circuit and the low temperature circuit.
Dans une forme de réalisation avantageuse, ces moyens de commutation comprennent une première vanne à trois voies placée en amont du radiateur de chauffage par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur dans le circuit à haute 35 température ou le circuit à basse température et une deuxième vanne à trois voies placée en aval du radiateur de chauffage par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur dans le circuit à haute température ou le circuit à basse température. In an advantageous embodiment, these switching means comprise a first three-way valve placed upstream of the heating radiator with respect to the direction of circulation of the heat transfer fluid in the high temperature circuit or the low temperature circuit and a second three-way valve placed downstream of the heating radiator with respect to the direction of circulation of the coolant in the high temperature circuit or the low temperature circuit.
Dans une première forme de réalisation de l'invention, le condenseur est réalisé sous la forme d'un échangeur de chaleur unique. In a first embodiment of the invention, the condenser is in the form of a single heat exchanger.
En ce cas, il est avantageux que, dans la deuxième position en laquelle le radiateur de chauffage fait partie du circuit à basse température, le condenseur soit monté en série après le radiateur de chauffage, en sorte qu'un même débit de fluide caloporteur traverse successivement l'échangeur de 10 chaleur à basse température, le radiateur de chauffage et le condenseur. In this case, it is advantageous that, in the second position in which the heating radiator is part of the low temperature circuit, the condenser is connected in series after the heating radiator, so that a same flow of heat transfer fluid passes through successively the low temperature heat exchanger, the heating radiator and the condenser.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le condenseur est réalisé sous la forme d'un condenseur princi15 pal et d'un condenseur additionnel. In another embodiment of the invention, the condenser is constructed as a main condenser and an additional condenser.
Il est avantageux, en ce cas, que le condenseur principal et le condenseur additionnel soient montés respectivement sur une première branche de circulation et sur une deuxième 20 branche de circulation, issues toutes les deux de l'échangeur de chaleur à basse température et agencées en parallèle. In this case, it is advantageous for the main condenser and the additional condenser to be mounted respectively on a first circulation branch and on a second circulation branch, both of which are derived from the low temperature heat exchanger and arranged in parallel.
De plus, il est avantageux alors que, dans la deuxième position précitée, la deuxième branche de circulation 25 contienne aussi le radiateur de chauffage en sorte qu'un même débit de fluide caloporteur traverse successivement le radiateur de chauffage et le condenseur additionnel dans cette deuxième branche de circulation. In addition, it is advantageous whereas, in the second aforementioned position, the second circulation branch 25 also contains the heating radiator so that a same flow of heat transfer fluid passes successively through the heating radiator and the additional condenser in this second branch of circulation.
Deux variantes sont envisagées.Two variants are envisaged.
Dans une première variante, la première branche de circulation et la deuxième branche de circulation sont issues d'une même sortie de l'échangeur de chaleur à basse temperature et 35 sont donc alimentées par un même niveau de température du fluide caloporteur. In a first variant, the first branch of circulation and the second branch of circulation come from the same outlet of the heat exchanger at low temperature and are therefore fed by the same temperature level of the coolant.
Dans une deuxième variante, la première branche de circulation et la deuxième branche de circulation sont issues respectivement d'une première sortie et d'une deuxième sortie de l'échangeur de chaleur à basse température fournissant deux niveaux de température différents du fluide caloporteur, la deuxième sortie étant à une température plus basse que la première sortie. In a second variant, the first circulation branch and the second circulation branch are respectively from a first outlet and a second outlet of the low temperature heat exchanger providing two different temperature levels of the heat transfer fluid, the second output being at a lower temperature than the first output.
D'autres caractéristiques complémentaires et/ou alternatives de l'invention sont les suivantes: - le circuit à haute température et le circuit à basse température comprennent des pompes de circulation respectives; - le circuit à haute température comprend une vanne thermos15 tatique placée à la sortie du moteur pour diriger le fluide caloporteur soit vers l'échangeur de chaleur à haute température, soit vers une dérivation; - le fluide caloporteur est de l'eau additionnée d'un anti20 gel; - la première position des moyens de commutation correspond à un mode de chauffage ou de déshumidification, tandis que la deuxième position des moyens de commutation correspond à un 25 mode de climatisation ou de climatisation avec réchauffage. Other complementary and / or alternative features of the invention are as follows: the high temperature circuit and the low temperature circuit comprise respective circulation pumps; the high temperature circuit comprises a thermostatic valve placed at the outlet of the engine for directing the heat transfer fluid either towards the high temperature heat exchanger or towards a bypass; the heat-transfer fluid is water added with an anti-gel; the first position of the switching means corresponds to a heating or dehumidification mode, whereas the second position of the switching means corresponds to an air conditioning or air conditioning mode with reheating.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemples, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1A est un schéma d'un système de gestion de l'énergie thermique d'un véhicule à moteur, selon une première forme de réalisation de l'invention, dans une première position; - la figure lB est un schéma analogue à la figure 1A dans une deuxième position d'utilisation; - les figures 2A et 2B sont des vues analogues aux figures lA et lB pour un système de gestion selon un deuxième mode de réalisation; - les figures 3A et 3B sont des vues analogues aux figures 1A et lB pour un système de gestion selon une troisième forme de réalisation de l'invention; - la figure 4 est un graphique Enthalpie/Pression illustrant 10 la courbe de saturation d'un fluide frigorigène et le cycle de climatisation dans le cas d'un condenseur classique refroidi par l'air; et - la figure 5 est un graphique analogue illustrant la courbe 15 de saturation d'un fluide frigorigène et le cycle de climatisation dans le cas de condenseurs selon l'invention. In the description which follows, given solely by way of example, reference is made to the appended drawings, in which: FIG. 1A is a diagram of a system for managing the thermal energy of a motor vehicle, according to a first embodiment of the invention, in a first position; FIG. 1B is a diagram similar to FIG. 1A in a second use position; FIGS. 2A and 2B are views similar to FIGS. 1A and 1B for a management system according to a second embodiment; FIGS. 3A and 3B are views similar to FIGS. 1A and 1B for a management system according to a third embodiment of the invention; FIG. 4 is an Enthalpy / Pressure graph illustrating the saturation curve of a refrigerant and the air conditioning cycle in the case of a conventional air-cooled condenser; and FIG. 5 is a similar graph illustrating the saturation curve of a refrigerant and the air-conditioning cycle in the case of condensers according to the invention.
La figure 1A est une vue d'ensemble d'un dispositif de chauffage et de climatisation de l'habitacle d'un véhicule 20 animé par un moteur thermique 10. Le dispositif de l'invention constitue un système de gestion qui permet de gérer l'énergie thermique dégagée par le moteur 10. Il comprend un circuit à haute température désigné par la référence générale 12 et un circuit à basse température désigné par la référence 25 générale 14. Ces deux circuits forment deux boucles reliées entre elles et parcourues par un même fluide caloporteur, de préférence de l'eau additionnée d'un antigel, telle que de l'éthylène glycol. FIG. 1A is an overall view of a heating and air-conditioning device of the passenger compartment of a vehicle powered by a heat engine 10. The device of the invention constitutes a management system that makes it possible to manage the thermal energy released by the engine 10. It comprises a high temperature circuit designated by the general reference 12 and a low temperature circuit designated by the general reference 14. These two circuits form two loops interconnected and traversed by the same heat transfer fluid, preferably water added with an antifreeze, such as ethylene glycol.
Le circuit à haute température 12 comporte le moteur 10, une pompe de circulation 16 pour faire circuler le fluide caloporteur dans le circuit, un thermostat ou une vanne thermostatique 18 placée en sortie du moteur pour faire circuler le fluide, soit dans une ligne 20 comportant un 35 échangeur de chaleur à haute température 22, soit dans une ligne de dérivation 24. L'échangeur de chaleur 22 constitue le radiateur principal du véhicule, qui sert au refroidissement du moteur 10. Le circuit 12 comprend en outre un radiateur de chauffage 26, encore appelé aérotherme, servant au chauffage de l'habitacle. The high temperature circuit 12 comprises the motor 10, a circulation pump 16 for circulating the coolant in the circuit, a thermostat or a thermostatic valve 18 placed at the outlet of the motor for circulating the fluid, or in a line 20 comprising A heat exchanger 22 is the main radiator of the vehicle, which serves to cool the engine 10. The circuit 12 further comprises a heating radiator , also called air heater, used for heating the cabin.
Le circuit à haute température peut comporter d'autres 5 échangeurs de chaleur, par exemple un radiateur d'huile, un refroidisseur des gaz d'échappement, etc. Le circuit à basse température 14 comprend une pompe de circulation 28, un échangeur de chaleur 30 et un condenseur 10 32 faisant partie d'un circuit de climatisation désigné dans son ensemble par la référence 34. Ce circuit 34 est parcouru par un fluide frigorigène sous l'action d'un compresseur 36 placé en amont du condenseur 32. Le fluide frigorigène traverse successivement le condenseur 32, un réservoir 38 15 (encore appelé "bouteille"), un détendeur 40, un évaporateur 42, avant de regagner le compresseur 36. Le fonctionnement de ce circuit de climatisation ne sera pas décrit en détail, s'agissant d'un circuit classique. The high temperature circuit may include other heat exchangers, for example an oil cooler, an exhaust gas cooler, and the like. The low temperature circuit 14 comprises a circulation pump 28, a heat exchanger 30 and a condenser 32 forming part of an air conditioning circuit designated as a whole by the reference 34. This circuit 34 is traversed by a refrigerant under the action of a compressor 36 placed upstream of the condenser 32. The refrigerant passes successively through the condenser 32, a tank 38 (also called "bottle"), an expander 40, an evaporator 42, before returning to the compressor 36 The operation of this air conditioning circuit will not be described in detail, as it is a conventional circuit.
En revanche, le condenseur 32 est ici refroidi par le fluide caloporteur, typiquement de l'eau additionnée d'un antigel, au lieu d'être refroidi par un flux d'air, comme dans les circuits de climatisation classique. In contrast, the condenser 32 is here cooled by the coolant, typically water added with antifreeze, instead of being cooled by a flow of air, as in conventional air conditioning circuits.
Le débit de fluide caloporteur dans le circuit à haute température 12 est environ 10 fois plus important que le débit du même fluide dans le circuit à basse température 14. The coolant flow rate in the high temperature circuit 12 is about 10 times greater than the flow rate of the same fluid in the low temperature circuit 14.
Conformément à l'invention, les circuits 12 et 14 utilisent 30 le même fluide caloporteur et sont reliés mutuellement par des moyens de commutation comprenant deux vannes à trois voies qui sont communes au circuit à haute température 12 et au circuit à basse température 14. Une première vanne 44 est placée en amont du radiateur de chauffage 26, tandis qu'une 35 deuxième vanne 46 est placée en aval de ce radiateur de chauffage. Les termes "amont" et "aval" se réfèrent au sens de circulation du fluide caloporteur dans l'un ou l'autre des circuits 12 et 14. According to the invention, the circuits 12 and 14 use the same heat transfer fluid and are mutually connected by switching means comprising two three-way valves which are common to the high temperature circuit 12 and the low temperature circuit 14. first valve 44 is placed upstream of the heating radiator 26, while a second valve 46 is placed downstream of this heating radiator. The terms "upstream" and "downstream" refer to the direction of circulation of the heat transfer fluid in one or other of the circuits 12 and 14.
La vanne 44 (vanne amont) comprend deux voies d'entrée dont l'une est reliée à une conduite 48 issue de la vanne thermostatique 18 et l'autre à une conduite 50 issue de l'échangeur de chaleur à basse température 30. Ainsi, ces deux voies 5 d'entrée sont reliées respectivement au circuit à haute température et au circuit à basse température. La vanne 44 comprend aussi une voie de sortie reliée au radiateur de chauffage 26. The valve 44 (upstream valve) comprises two inlet channels, one of which is connected to a pipe 48 issuing from the thermostatic valve 18 and the other to a pipe 50 issuing from the low temperature heat exchanger 30. these two input channels are respectively connected to the high temperature circuit and the low temperature circuit. The valve 44 also comprises an outlet channel connected to the heating radiator 26.
La vanne 46 (vanne aval) comprend une voie d'entrée reliée à la conduite 50, une voie d'entrée reliée par une conduite 52 à la sortie du radiateur de chauffage 26, et une voie de sortie reliée au condenseur 32 par une conduite 54. The valve 46 (downstream valve) comprises an inlet channel connected to the pipe 50, an inlet channel connected by a pipe 52 to the outlet of the heating radiator 26, and an outlet channel connected to the condenser 32 via a pipe 54.
Dans la position de la figure 1A, la voie d'entrée de la vanne 44 qui est reliée à la conduite 50 est fermée et la voie d'entrée de la vanne 46 qui est reliée à la conduite 52 est également fermée. Il en résulte que le radiateur de chauffage 26 est intégré au circuit à haute température 12. 20 En sortie du moteur, une partie du fluide caloporteur va vers le radiateur de chauffage 26, tandis qu'une autre partie va soit vers la dérivation 24, soit vers le radiateur 22 à haute température, en fonction de la position de la vanne 18. Le fluide caloporteur circule dans le circuit à haute tempéra25 ture dans le sens indiqué par les petites flèches. In the position of Figure 1A, the inlet channel of the valve 44 which is connected to the pipe 50 is closed and the inlet channel of the valve 46 which is connected to the pipe 52 is also closed. As a result, the heating radiator 26 is integrated in the high-temperature circuit 12. At the output of the engine, a part of the coolant goes to the heating radiator 26, while another part goes either to the bypass 24, or to the radiator 22 at high temperature, depending on the position of the valve 18. The heat transfer fluid circulates in the circuit at high temperature in the direction indicated by the small arrows.
Le circuit à basse température 14 est isolé du circuit à haute température et le fluide caloporteur traverse successivement l'échangeur à basse température 30 et le condenseur 30 32, ce dernier étant réalisé sous la forme d'un échangeur de chaleur unique. Le fluide caloporteur circule dans le circuit à basse température dans le sens indiqué par les grandes flèches. The low temperature circuit 14 is isolated from the high temperature circuit and the coolant passes successively through the low temperature exchanger 30 and the condenser 32, the latter being realized as a single heat exchanger. The heat transfer fluid circulates in the circuit at low temperature in the direction indicated by the large arrows.
Dans cette première position, le radiateur de chauffage 26 remplit sa fonction habituelle de chauffage de l'habitacle. In this first position, the heating radiator 26 performs its usual function of heating the passenger compartment.
Le dispositif est alors utilisé en mode chauffage. Il est possible aussi de faire fonctionner simultanément le circuit de climatisation 34 et de refroidir le condenseur 32 par le fluide caloporteur circulant dans le circuit à basse température 14. The device is then used in heating mode. It is also possible to operate simultaneously the air conditioning circuit 34 and to cool the condenser 32 by the coolant circulating in the low temperature circuit 14.
En effet, il peut être intéressant de déshumidifier l'air 5 avant de l'envoyer dans le radiateur de chauffage et de le diriger vers l'habitacle. Ainsi, le système peut fonctionner aussi en mode de déshumidification dans la position représentée à la figure 1A. Indeed, it may be advantageous to dehumidify the air 5 before sending it into the heating radiator and direct it to the passenger compartment. Thus, the system can also operate in dehumidification mode in the position shown in Figure 1A.
Dans la position de la figure lB, l'entrée de la vanne 44 reliée à la conduite 48 est fermée et, de même, l'entrée de la vanne 46 reliée à la conduite 50 est fermée. Il en résulte que le radiateur de chauffage 26 est intégré au circuit à basse température 14. In the position of FIG. 1B, the inlet of the valve 44 connected to the pipe 48 is closed and, likewise, the inlet of the valve 46 connected to the pipe 50 is closed. As a result, the heating radiator 26 is integrated with the low temperature circuit 14.
Le fluide caloporteur circule dans le circuit à haute température 12 comme représenté par les petites flèches. Dans ce cas, le fluide caloporteur issu du bloc moteur est réparti uniquement entre la dérivation 24 et la conduite 20 menant à 20 l'échangeur de chaleur à haute température 22. The heat transfer fluid circulates in the high temperature circuit 12 as represented by the small arrows. In this case, the heat transfer fluid from the engine block is distributed only between the bypass 24 and the pipe 20 leading to the high temperature heat exchanger 22.
En revanche, dans le circuit à basse température 14, le fluide caloporteur circule, sous l'action de la pompe 28, successivement au travers de l'échangeur de chaleur 30 à 25 basse température, du radiateur de chauffage 26 et du condenseur 32. Il en résulte que le radiateur de chauffage 26 remplit ici une fonction différente, à savoir une fonction de refroidissement. Par conséquent, le fluide caloporteur servant au refroidissement du condenseur bénéficie d'une plus 30 grande surface d'échange de chaleur, à savoir celle résultant de l'échangeur de chaleur 30 à basse température et celle du radiateur de chauffage 26, ce qui permet d'abaisser davantage la température du fluide caloporteur utilisé pour refroidir le condenseur 32. On the other hand, in the low temperature circuit 14, the coolant circulates, under the action of the pump 28, successively through the heat exchanger 30 at low temperature, the heating radiator 26 and the condenser 32. As a result, the heating radiator 26 here performs a different function, namely a cooling function. Therefore, the coolant for cooling the condenser has a greater heat exchange area, namely that resulting from the low temperature heat exchanger 30 and that of the heating radiator 26, allowing to further lower the temperature of the coolant used to cool the condenser 32.
A titre d'exemple, le fluide caloporteur sortant du radiateur de chauffage 26 voit sa température s'abaisser, par exemple de 5 . Ainsi, le fluide caloporteur pénétrant dans le condenseur est à une température plus basse que dans le cas où le radiateur de chauffage n'est pas intégré au circuit, ce qui fait que la performance du circuit de climatisation 34 est meilleure. For example, the heat transfer fluid leaving the heating radiator 26 sees its temperature lower, for example 5. Thus, the heat transfer fluid entering the condenser is at a lower temperature than in the case where the heating radiator is not integrated in the circuit, so that the performance of the air conditioning circuit 34 is better.
On se réfère maintenant aux figures 2A et 2B. Ce mode de réalisation s'apparente à celui des figures 1A et lB, à la différence près que le condenseur est réalisé sous la forme d'un condenseur principal 32-1 et d'un condenseur additionnel 32-2. Le condenseur principal et le condenseur additionnel 10 sont montés respectivement sur une première branche de circulation 56 et sur une deuxième branche de circulation 58 issues toutes les deux de l'échangeur de chaleur à basse température 30, ces deux branches 56 et 58 étant agencées en parallèle. Dans l'exemple, les branches 56 et 58 sont issues 15 d'une même sortie 60 de l'échangeur de chaleur à basse température 30 et sont donc alimentées par un même niveau de température du fluide caloporteur. La branche 56 mène directement au condenseur principal 32-1, tandis que la branche 58 mène au condenseur additionnel 32-2 soit directe20 ment (position de la figure 2A), soit indirectement via le radiateur de chauffage 26 (position de la figure 2B). Reference is now made to FIGS. 2A and 2B. This embodiment is similar to that of FIGS. 1A and 1B, with the difference that the condenser is designed as a main condenser 32-1 and an additional condenser 32-2. The main condenser and the additional condenser 10 are mounted respectively on a first circulation branch 56 and on a second circulation branch 58 both coming from the low temperature heat exchanger 30, these two branches 56 and 58 being arranged in parallel. In the example, the branches 56 and 58 come from the same outlet 60 of the low-temperature heat exchanger 30 and are therefore supplied with the same temperature level of the coolant. The branch 56 leads directly to the main condenser 32-1, while the branch 58 leads to the additional condenser 32-2 directly 20 (position of Figure 2A), or indirectly via the heating radiator 26 (position of Figure 2B) .
Dans la position de la figure 2A, le radiateur de chauffage 26 est intégré au circuit à haute température 12, comme dans 25 le cas de la figure 1A. Le fluide caloporteur circule dans ce circuit 12 comme représenté par les petites flèches. Dans le circuit à basse température 14, le fluide caloporteur issu de l'échangeur de chaleur à basse température 30 se répartit entre le condenseur principal 32-1 et le condenseur addition30 nel 32-2. Le système est utilisé soit en mode chauffage, soit en mode déshumidification comme dans le cas de la figure 1A. In the position of Figure 2A, the heating radiator 26 is integrated with the high temperature circuit 12, as in the case of Figure 1A. The heat transfer fluid circulates in this circuit 12 as represented by the small arrows. In the low temperature circuit 14, the heat transfer fluid from the low temperature heat exchanger 30 is distributed between the main condenser 32-1 and the additional condenser 32 nel 32-2. The system is used either in heating mode or in dehumidification mode as in the case of Figure 1A.
Le circuit de climatisation 34 bénéficie du condenseur principal et du condenseur additionnel qui sont traversés tous deux par un fluide à même température. 35 Dans le cas de la figure 2B, le radiateur de chauffage 26 est intégré au circuit à basse température 14, comme dans le cas de la figure lB. Le radiateur 26 est inséré entre l'échangeur de chaleur 30 à basse température et le condenseur addition- nel 32-2. Ainsi, le fluide caloporteur sortant du radiateur de chauffage 26 a vu sa température s'abaisser, par exemple de 5 C. Le fluide caloporteur pénétrant dans le condenseur additionnel 32-2 est donc plus froid que celui pénétrant dans 5 le condenseur principal 32-1, ce qui améliore la performance de la boucle de climatisation. The air conditioning circuit 34 benefits from the main condenser and the additional condenser, both of which are traversed by a fluid at the same temperature. In the case of FIG. 2B, the heating radiator 26 is integrated in the low temperature circuit 14, as in the case of FIG. 1B. The radiator 26 is inserted between the heat exchanger 30 at low temperature and the additional condenser 32-2. Thus, the heat transfer fluid leaving the heating radiator 26 has seen its temperature drop, for example 5 C. The heat transfer fluid entering the additional condenser 32-2 is therefore colder than the one entering the main condenser 32. 1, which improves the performance of the air conditioning loop.
Le système représenté aux figures 3A et 3B s'apparente à celui des figures 2A et 2B. Il comporte là aussi un conden10 seur principal 32-1 et un condenseur additionnel 32-2. A la différence du mode de réalisation précédent, les branches 56 et 58 sont issues de deux sorties différentes 62 et 64 de l'échangeur à basse température 30. La sortie 64 qui alimente la deuxième branche 58 est à une température plus basse que 15 la sortie 62 qui alimente la branche 56. The system shown in Figures 3A and 3B is similar to that of Figures 2A and 2B. It also includes a main condenser 32-1 and an additional condenser 32-2. Unlike the previous embodiment, the branches 56 and 58 come from two different outlets 62 and 64 of the low temperature heat exchanger 30. The outlet 64 which feeds the second leg 58 is at a temperature lower than the temperature. output 62 which feeds the branch 56.
Dans la position de la figure 3A, le radiateur de chauffage 26 est intégré au circuit à haute température 12 et remplit sa fonction habituelle de chauffage de l'habitacle. Le fluide 20 caloporteur circule dans le circuit 12 comme représenté par les petites flèches. In the position of FIG. 3A, the heating radiator 26 is integrated in the high temperature circuit 12 and fulfills its usual function of heating the passenger compartment. The heat transfer fluid circulates in the circuit 12 as represented by the small arrows.
Par contre, dans le circuit à basse température 14, le fluide caloporteur circule comme représenté par les grandes flèches. 25 Le fluide caloporteur qui traverse le condenseur additionnel 32-2 est à une température plus basse que le fluide caloporteur traversant le condenseur principal 32-1. In contrast, in the low temperature circuit 14, the heat transfer fluid circulates as represented by the large arrows. The heat transfer fluid flowing through the additional condenser 32-2 is at a lower temperature than the coolant passing through the main condenser 32-1.
Dans la position de la figure 3A, le système peut fonctionner 30 soit en mode chauffage, soit en mode déshumidification. In the position of Figure 3A, the system can operate either in heating mode or in dehumidification mode.
Dans la position de la figure 3B, le radiateur de chauffage est intégré au circuit à basse température 14. Il se trouve alors inséré entre l'échangeur de chaleur à basse température 35 30 et le condenseur additionnel 32-2. Comme dans les formes de réalisation précédentes, le fluide caloporteur sortant du radiateur de chauffage 26 a vu sa température s'abaisser, par exemple de 5 C. Le fluide caloporteur qui pénètre dans le condenseur additionnel se trouve à une température plus froide, ce qui permet d'améliorer la performance de la boucle de climatisation. In the position of FIG. 3B, the heating radiator is integrated with the low temperature circuit 14. It is then inserted between the low temperature heat exchanger 35 and the additional condenser 32-2. As in the previous embodiments, the heat transfer fluid leaving the heating radiator 26 has seen its temperature drop, for example 5 C. The heat transfer fluid that enters the additional condenser is at a cooler temperature, which improves the performance of the air conditioning loop.
Dans les modes de réalisation des figures 2A et 2B, respecti5 vement 3A et 3B, la proportion du fluide caloporteur circulant dans le condenseur principal est plus importante que celle circulant dans le condenseur additionnel. A titre d'exemple, on peut avoir une proportion de 90 % dans le condenseur principal et une proportion de 10 % dans le 10 condenseur additionnel. In the embodiments of FIGS. 2A and 2B, respectively 3A and 3B, the proportion of heat transfer fluid circulating in the main condenser is greater than that circulating in the additional condenser. By way of example, 90% can be in the main condenser and 10% in the additional condenser.
La figure 4 est un graphique Enthalpie (en abscisse)/Pression (en ordonnée) montrant la courbe de saturation d'un fluide frigorigène et le cycle de condensation dans le cas d'un 15 condenseur classique refroidi par air. Le cycle de climatisation est matérialisé par un quadrilatère avec à droite un côté "compression", au dessus un côté "condensation", à gauche un côté "détente" et au dessous un côté "évaporation. FIG. 4 is a graph of Enthalpy (abscissa) / Pressure (ordinate) showing the saturation curve of a refrigerant and the condensation cycle in the case of a conventional air-cooled condenser. The air conditioning cycle is materialized by a quadrilateral with a "compression" side on the right, a "condensation" side on the right, a "relaxation" side on the left and an evaporation side on the bottom.
La figure 5 est un graphique analogue Enthalpie/Pression montrant la courbe de saturation d'un fluide frigorigène et trois cycles de climatisation correspondant à des condenseurs refroidis par un fluide caloporteur (dans l'exemple de l'eau) conformément à l'invention. FIG. 5 is a similar Enthalpy / Pressure graph showing the saturation curve of a refrigerant and three air conditioning cycles corresponding to condensers cooled by a coolant (in the example of water) according to the invention.
Le cycle C1 correspond à un condenseur refroidi par de l'eau, sans utilisation du radiateur de chauffage 26 comme radiateur de refroidissement. On voit que le côté gauche "détente" du cycle Cl est parallèle à l'axe des pressions et correspond à 30 une enthalpie El. The cycle C1 corresponds to a condenser cooled by water, without the use of the heating radiator 26 as a cooling radiator. It can be seen that the left "expansion" side of the Cl cycle is parallel to the pressure axis and corresponds to an enthalpy El.
Le cycle C2 correspond à un condenseur refroidi par de l'eau, avec utilisation du radiateur de chauffage 26 comme radiateur de refroidissement. Le côté gauche "détente" du cycle C2 est 35 parallèle à l'axe des pressions et correspond à une enthalpie E2 qui est de valeur inférieure à l'enthalpie El du cycle Cl, d'où un gain G2=E1-E2 en performance de climatisation par rapport au circuit C1. The cycle C2 corresponds to a condenser cooled by water, with the use of the heating radiator 26 as a cooling radiator. The left side "expansion" of the cycle C2 is parallel to the axis of the pressures and corresponds to an enthalpy E2 which is of value less than the enthalpy El of the cycle C1, from which a gain G2 = E1-E2 in performance of air conditioning with respect to the circuit C1.
Le cycle C3 correspond à un condenseur à deux étages (condenseur principal et condenseur additionnel) refroidi par de l'eau avec utilisation du radiateur de chauffage 26 comme radiateur de refroidissement. Le côté gauche "détente" du 5 cycle C3 est parallèle à l'axe des pressions et correspond à une enthalpie E3 qui est de valeur inférieure à l'enthalpie E2 et du cycle C2 et donc inférieure à l'enthalpie El du cycle Cl. Il en résulte un gain G3=E1-E3 en performance de climatisation par rapport au circuit C1. 10 Ces comparaisons montrent le gain en performance obtenu avec l'utilisation du radiateur de chauffage comme radiateur de refroidissement du condenseur et l'accroissement supplémentaire de gain résultant de l'utilisation d'un condenseur à 15 deux étages par rapport à un condenseur à un seul étage. The cycle C3 corresponds to a two-stage condenser (main condenser and additional condenser) cooled by water with the use of the heating radiator 26 as a cooling radiator. The left side "expansion" of the cycle C3 is parallel to the pressure axis and corresponds to an enthalpy E3 which is of value less than the enthalpy E2 and of the cycle C2 and therefore less than the enthalpy El of the cycle Cl. This results in a gain G3 = E1-E3 in air conditioning performance with respect to the circuit C1. These comparisons show the gain in performance achieved with the use of the heating radiator as a condenser cooling radiator and the additional increase in gain resulting from the use of a two-stage condenser over a one-way condenser. single floor.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et est susceptible de variantes de réalisation. Ainsi, les moyens de commutation pourraient être 20 remplacés par d'autres types de vannes. The invention is not limited to the embodiments described above and is capable of alternative embodiments. Thus, the switching means could be replaced by other types of valves.
L'invention trouve une application aux véhicules automobiles. The invention finds application to motor vehicles.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0309232A FR2858268B1 (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | THERMAL ENERGY MANAGEMENT SYSTEM WITH TWO HEAT PUMP CIRCUITS FOR MOTOR VEHICLE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0309232A FR2858268B1 (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | THERMAL ENERGY MANAGEMENT SYSTEM WITH TWO HEAT PUMP CIRCUITS FOR MOTOR VEHICLE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2858268A1 true FR2858268A1 (en) | 2005-02-04 |
FR2858268B1 FR2858268B1 (en) | 2005-10-28 |
Family
ID=34043588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR0309232A Expired - Fee Related FR2858268B1 (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | THERMAL ENERGY MANAGEMENT SYSTEM WITH TWO HEAT PUMP CIRCUITS FOR MOTOR VEHICLE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2858268B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2135758A1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-23 | Fiat Group Automobiles S.p.A. | Air conditioning system for a motor-vehicle, with an air cooling secondary circuit connectable to the heating circuit |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0678661A1 (en) * | 1994-03-24 | 1995-10-25 | Modine Manufacturing Company | Vehicular cooling system and liquid cooled condenser therefor |
DE19629114A1 (en) * | 1996-07-19 | 1998-01-22 | Behr Gmbh & Co | Device to heat and/or cool cabin of car |
EP1164035A2 (en) * | 2000-06-17 | 2001-12-19 | Behr GmbH & Co. | Air conditioner with refrigerating and heat pump modes |
-
2003
- 2003-07-28 FR FR0309232A patent/FR2858268B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0678661A1 (en) * | 1994-03-24 | 1995-10-25 | Modine Manufacturing Company | Vehicular cooling system and liquid cooled condenser therefor |
DE19629114A1 (en) * | 1996-07-19 | 1998-01-22 | Behr Gmbh & Co | Device to heat and/or cool cabin of car |
EP1164035A2 (en) * | 2000-06-17 | 2001-12-19 | Behr GmbH & Co. | Air conditioner with refrigerating and heat pump modes |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2135758A1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-23 | Fiat Group Automobiles S.p.A. | Air conditioning system for a motor-vehicle, with an air cooling secondary circuit connectable to the heating circuit |
US8424331B2 (en) | 2008-05-30 | 2013-04-23 | Fiat Group Automobiles S.P.A. | Air conditioning system for a motor-vehicle, with an air cooling secondary circuit connectable to the heating circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2858268B1 (en) | 2005-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2895806B1 (en) | Device for thermally conditioning an interior of an electric vehicle | |
EP1282535B1 (en) | Temperature control method and device in a motor vehicle passenger compartment | |
FR2812243A1 (en) | DEVICE FOR HEATING AND AIR CONDITIONING THE INTERIOR OF A MOTOR VEHICLE | |
EP2785543B1 (en) | Circuit including an internal heat exchanger, through one branch of which a coolant flows in two opposite directions | |
WO2022194806A1 (en) | Thermal conditioning system | |
FR2976653A1 (en) | REFRIGERANT FLUID CIRCUIT AND METHOD OF CONTROLLING SUCH CIRCUIT. | |
EP3914866A1 (en) | Motor vehicle air-conditioning circuit and related management method | |
WO2021116564A1 (en) | Reversible thermal-management device | |
FR2858268A1 (en) | Heat energy management system for motor vehicle, has valves movable between closed and open positions in which heat radiator is part of high temperature circuit and is part of low temperature circuit for cooling condenser, respectively | |
FR3104071A1 (en) | HEAT TREATMENT SYSTEM INTENDED FOR A MOTOR VEHICLE | |
EP3511182A1 (en) | Air-conditioning system with five-channel valves, module and corresponding method | |
FR2979287A1 (en) | REFRIGERANT FLUID CIRCUIT WITH TWO COMPRESSION STAGES AND INTERMEDIATE PRESSURE BOTTLE | |
FR2875743A1 (en) | GAS COOLER FOR A MOTOR VEHICLE AIR CONDITIONING CIRCUIT. | |
WO2023025896A1 (en) | Thermal conditioning system | |
WO2023072587A1 (en) | Thermal management system for a hybrid or electric vehicle | |
FR2988467A1 (en) | Heat pump type heating installation for heating air in interior of hybrid car, has single condenser including internal water circulation circuit connectable with coolant circuit of thermal engine or air/water type heat exchanger | |
FR3067796A1 (en) | HEAT PUMP HEATING CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR MANAGING THE SAME | |
WO2023057245A1 (en) | Thermal conditioning system and method for a motor vehicle | |
FR3077374A1 (en) | OPTIMIZED POSITIVE TEMPERATURE POSITIVE TEMPERATURE HEATING / DRYING AIR CONDITIONING SYSTEM, MODULE AND CORRESPONDING METHOD | |
EP4499424A1 (en) | Thermal conditioning system | |
FR3065060B1 (en) | VENTILATION, HEATING AND / OR AIR CONDITIONING INSTALLATION COMPRISING A HEAT EXCHANGER PROVIDING SUB-COOLING | |
WO2023030791A1 (en) | Heat exchanger for a coolant loop | |
FR3140798A1 (en) | THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR HYBRID OR ELECTRIC VEHICLE | |
FR3071047A1 (en) | REFRIGERANT FLUID CIRCUIT COMPRISING A CIRCULATOR | |
FR3101020A1 (en) | HEAT TREATMENT SYSTEM INTENDED FOR A MOTOR VEHICLE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 14 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 17 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 18 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20220305 |