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WO2023227558A1 - Refrigerant circuit equipped with at least one three-way valve - Google Patents

Refrigerant circuit equipped with at least one three-way valve Download PDF

Info

Publication number
WO2023227558A1
WO2023227558A1 PCT/EP2023/063700 EP2023063700W WO2023227558A1 WO 2023227558 A1 WO2023227558 A1 WO 2023227558A1 EP 2023063700 W EP2023063700 W EP 2023063700W WO 2023227558 A1 WO2023227558 A1 WO 2023227558A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant fluid
branch
way valve
heat exchanger
circulation
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/063700
Other languages
French (fr)
Inventor
Mohamed Yahia
Bertrand Nicolas
Stefan Karl
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
Publication of WO2023227558A1 publication Critical patent/WO2023227558A1/en

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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
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    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0403Refrigeration circuit bypassing means for the condenser
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    • F25B2400/04Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0409Refrigeration circuit bypassing means for the evaporator

Definitions

  • the present invention relates to the field of refrigerant fluid circuits, and more particularly refrigerant fluid circuits fitted to thermal regulation installations fitted to motor vehicles.
  • refrigerant fluid installations which comprise a plurality of heat exchangers arranged respectively on a refrigerant fluid circulation branch and valves which are controlled in such or such configurations to direct the refrigerant fluid towards one or the other of the exchangers depending on the thermal function that is desired.
  • the number of thermal functions to be provided by a heat treatment system on board a motor vehicle is increasing and this may involve multiplying the number of three-way valves, by providing at least as many three-way valves as there are branches. high pressure fluid inlet.
  • the present invention fits into this context by proposing an alternative to existing refrigerant fluid circuits which makes it possible to limit the number of components, in particular due to the specific use of a three-way valve.
  • the main object of the present invention is thus a refrigerant fluid circuit for a heat treatment system comprising a main loop equipped with a compressor configured to circulate the refrigerant fluid, in a defined direction of circulation, within said main loop, the main loop comprising a first circulation branch connecting the compressor to a main expansion member, said first circulation branch being equipped with a first upstream heat exchanger, the main loop further comprising a second circulation branch connecting the member main expansion valve to the compressor, said second branch of circulation being equipped with a first downstream heat exchanger, also arranged across an air flow, characterized in that a first branch of diversion is arranged parallel to the first circulation branch, between a first point in outlet of any component of the loop, such as the compressor, and a first point of convergence arranged between the first heat exchanger and the expansion member, the first branch branch being able to be equipped with a second upstream heat exchanger , and characterized in that it comprises a three-way valve which is configured to have two refrigerant fluid inlets and a refrigerant fluid
  • the refrigerant fluid circuit is particular in that it uses a three-way valve connected to different refrigerant fluid circulation branches of the circuit so that the refrigerant fluid can come upstream of the three-way valve via two distinct paths.
  • a branch branch In a portion of the refrigerant fluid circuit in which the refrigerant fluid circulates at high pressure and high temperature and where the upstream heat exchangers crossed by the refrigerant fluid therefore operate as a condenser, capable of transferring calories to a heat transfer fluid passing through elsewhere the condenser, it is advantageous for a branch branch to be provided in parallel with the main circulation branch so that one can alternatively select to supply calories to a cabin heating system or to a temperature rise system. an element of a traction chain of a motor vehicle, and the presence of a three-way valve downstream of these two branches in parallel makes it possible to manage this alternation.
  • the first branch of diversion can in particular extend between a first point of divergence arranged between the compressor and the first upstream heat exchanger and the first point of convergence as mentioned previously.
  • the first branch branch is equipped with a second upstream heat exchanger.
  • the first upstream heat exchanger arranged on the first circulation branch is also arranged across an air circuit of a passenger compartment of a motor vehicle.
  • the second upstream heat exchanger arranged on the first branch branch is also arranged across a thermal regulation circuit of an electrical storage element of this motor vehicle.
  • the first upstream heat exchanger and/or the second upstream heat exchanger is a water or air exchanger.
  • these heat exchangers are simultaneously crossed by the refrigerant fluid present in the circuit according to the invention and by a heat transfer fluid, such as water or air, which is also part of a passenger compartment heating circuit or a circuit for raising the temperature of a vehicle powertrain element, such as an electrical storage device.
  • the three-way valve is a ball valve configured to connect, depending on the positioning of the ball, one of the two refrigerant fluid inlets to the refrigerant fluid outlet.
  • the three-way valve and the main expansion member are arranged at the first point of convergence, the ball of the three-way valve being configured to form the main expansion member.
  • the main expansion member can just as easily be integrated into the three-way valve, and in particular at the level of the single refrigerant fluid outlet of this three-way valve, or else be arranged remotely of the three-way valve, between it and the first downstream heat exchanger.
  • At least a second branch of diversion is arranged parallel to the second branch of circulation, between a second point of divergence arranged downstream of the refrigerant outlet of the three-way valve and a second point of divergence. convergence arranged upstream of the compressor, the second branch of diversion being equipped with a second downstream heat exchanger and a regulator arranged upstream of the downstream heat exchanger.
  • the main expansion device can be made inactive if the fluid refrigerant is intended to pass through one of the regulators of a second branch of diversion.
  • the second point of divergence is arranged downstream of the first downstream heat exchanger.
  • the three-way valve is associated with an additional three-way valve to form a five-way valve, the additional three-way valve comprising a refrigerant fluid inlet and two refrigerant fluid outlets respectively connected to a branch of circulation arranged downstream of the additional three-way valve according to the direction of circulation of the refrigerant fluid between the additional three-way valve and the compressor.
  • one of the first circulation branch or the first diversion branch, respectively connected to the refrigerant fluid inlets of the three-way valve is also connected to the inlet of the additional three-way valve .
  • the second point of divergence is arranged upstream of the first downstream heat exchanger.
  • the five-way valve includes a branch arranged on the first circulation branch which makes it possible to simultaneously or alternately supply each of the valves participating in forming the five-way valve, namely the three-way valve with two fluid inlets refrigerant and the additional valve.
  • a first refrigerant fluid outlet of the additional three-way valve is linked to a first connection branch opening onto the second circulation branch at a third point of convergence, the second refrigerant fluid outlet of the additional three-way valve being linked to a second connection branch opening at a fourth point of convergence on a second branch of diversion arranged parallel to the second circulation branch.
  • the invention also relates to a method of thermal regulation of a passenger compartment and/or an electrical storage element implementing a refrigerant fluid circuit conforming to what has been mentioned, during which refrigerant fluid is supplied. at high pressure and high temperature either of the two refrigerant inlets of the three-way valve, after that the high pressure and high temperature refrigerant fluid has passed through a heat exchanger operating as a condenser.
  • the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a circuit passenger compartment air of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second branch of circulation through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • the electrical storage element is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first branch branch equipped with a second upstream heat exchanger also arranged across it 'a thermal regulation circuit of the electrical storage element and functioning as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • the electrical storage element is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first branch branch equipped with a second upstream heat exchanger also arranged across it 'a thermal regulation circuit of the electrical storage element and functioning as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting at high pressure via the single outlet of this valve three lanes to circulate successively in the second traffic branch through at least the first interchange of downstream heat operating as a condenser and in a second branch branch through an expander and a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a circuit passenger compartment air of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting at high pressure via the single outlet of this three-way valve to circulate successively in the second branch of circulation through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser and in a second branch of diversion through an expander and a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve which helps to form the three-way valve previously mentioned, via the first circulation branch equipped with the first heat exchanger upstream also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • an element of the traction chain of a vehicle for example an electrical storage element, and the passenger compartment are simultaneously heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve that participates in forming the three-way valve previously mentioned in two branches in parallel respectively equipped with an upstream heat exchanger operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into each of the two inlets of the three-way valve and emerging via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor, the refrigerant fluid penetrating moreover in the additional valve participating in forming the five-way valve jointly with the three-way valve to emerge at high pressure from this additional valve and circulate in a connection branch towards a second downstream heat exchanger operating as a front evaporator to join the compressor.
  • the air brought into a passenger compartment is heated and dehumidified by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve which participates in forming the three-way valve previously mentioned via the first branch of circulation equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor, the refrigerant fluid also entering the valve additional participating in forming the five-way valve jointly with the three-way valve to emerge at high pressure from this additional valve and circulate in a connecting branch towards a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • an element of the traction chain of a vehicle is cooled by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve which participates in forming the three-way valve previously mentioned via the first branch of circulation equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor, the refrigerant fluid also penetrating into the additional valve participating in forming the five-way valve jointly with the three-way valve to emerge at high pressure from this additional valve and circulate in a connecting branch towards a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • the air intended to be sent into a passenger compartment is cooled by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the additional valve of the five-way valve previously mentioned, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into the the inlet of the additional valve and emerging via a first of the two outlets of this three-way valve to circulate at high pressure in a first connection branch through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser then to circulate in a second bypass branch and pass, after expansion, through a second downstream heat exchanger operating as an evaporator, before joining the compressor.
  • the air intended to be sent into a passenger compartment is cooled by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the additional valve of the five-way valve previously mentioned, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into the the inlet of the additional valve and emerging via a first of the two outlets of this three-way valve to circulate at average pressure in a first connection branch through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser then to circulate in a second bypass branch and pass, after additional expansion, through a second downstream heat exchanger operating as an evaporator, before joining the compressor.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a refrigerant fluid circuit according to a first embodiment of the invention, equipped in particular with a three-way valve used specifically;
  • FIG. 2 is a schematic representation of the three-way valve fitted to the refrigerant fluid circuit, in a first distribution position
  • FIG. 3 is a schematic representation of the three-way valve fitted to the refrigerant fluid circuit, in a second distribution position
  • FIG. 4 is a schematic representation of the three-way valve fitted to the refrigerant fluid circuit, in a blocking position
  • FIG. 5 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 1, in a first configuration aimed at heating the passenger compartment of the vehicle;
  • FIG. 6 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 1, in a second configuration aimed at heating an electrical storage element of the vehicle;
  • FIG. 7 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 1, in a third configuration aimed at cooling the passenger compartment of the vehicle and heating an electrical storage element of the vehicle;
  • FIG. 8 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 1, in a fourth configuration aimed at cooling the passenger compartment of the vehicle;
  • FIG. 9 is a schematic representation of a refrigerant fluid circuit according to a second embodiment of the invention, equipped in particular with a five-way valve;
  • FIG. 10 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a first configuration aimed at heating the passenger compartment of the vehicle;
  • FIG. 11 is a schematic representation of the refrigerant circuit of the Figure 9, in a second configuration aimed at heating the passenger compartment and dehumidifying the air;
  • FIG. 12 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a third configuration aimed at heating the passenger compartment in heat pump mode;
  • FIG. 13 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a fourth configuration aimed at heating the passenger compartment in heat pump mode and dehumidifying the air;
  • FIG. 14 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a fifth configuration aimed at heating an electrical storage element of the vehicle and dehumidifying the air;
  • FIG. 15 is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a sixth configuration aimed at heating the passenger compartment in heat pump mode and cooling an electrical storage element of the vehicle.
  • the characteristics, variants and different embodiments of the invention can be associated with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or exclusive with respect to each other.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention. compared to the state of the prior art.
  • Figure 1 and Figure 9 are general representations of a heat treatment system 1 of a vehicle comprising at least one refrigerant fluid circuit 2 according to two different embodiments, and Figures 5 to 8 on the one hand and 10 to 15 on the other hand are representations of these embodiments in different functional configurations of the heat treatment system.
  • the solid lines illustrate a portion of the circuit 2 where the refrigerant fluid circulates while the dotted lines show an absence of circulation of the refrigerant fluid.
  • High pressure and high temperature refrigerant fluid is represented by thick lines.
  • Low pressure and low temperature refrigerant is represented by thin lines.
  • upstream and downstream refer to the direction of circulation of the refrigerant fluid.
  • the refrigerant fluid can for example be a subcritical fluid such as that known under the reference R134A or R1234YF, which is intended in particular for the heat treatment of a vehicle passenger compartment.
  • a three-way valve is arranged across the refrigerant fluid circuit according to a specific configuration of the invention according to which it comprises two refrigerant fluid inlets and a refrigerant fluid outlet. .
  • the refrigerant circuit 2 comprises a plurality of paths forming a closed circuit which implements a thermodynamic cycle.
  • the circuit 2 comprises at least one main loop 4 and a plurality of branch branches, on which are arranged heat exchangers operating as a condenser or as an evaporator depending on their position on the circuit and/or according to the functional configuration given to the treatment system thermal, as well as a compressor 6 and at least one expansion member, respectively arranged on the main loop 4.
  • the compressor 6 is configured to ensure the circulation of the refrigerant fluid within the refrigerant fluid circuit 2, in a defined direction of circulation, and the setting of said refrigerant fluid at high pressure and high temperature.
  • the main loop comprises a first circulation branch 8 connecting the compressor 6 to a main expansion member 10, and on which are arranged successively a first point of divergence 12, a first heat exchanger 14, subsequently called first heat exchanger upstream 14 and a first point of convergence 16.
  • a three-way valve 15 as it may have been mentioned, with two inlets 151, 152 of refrigerant fluid and an outlet 153 of refrigerant fluid, is arranged at the first point of convergence 16 and will be described in more detail below.
  • the outlet 153 of the three-way valve 15 is connected to the main expansion member 10, or else the three-way valve 15 is configured to integrate the main expansion member which is in this case also arranged at the first point of convergence 16 .
  • a second circulation branch 18 of the main loop 4 extends to the compressor 6, successively presenting, in the direction of circulation of the refrigerant fluid, a first downstream heat exchanger 20, a second point of divergence 22, means 24 for regulating the flow of refrigerant fluid, configured to interrupt the circulation of the refrigerant fluid in the second branch of circulation or to regulate the flow rate and a second point of convergence 26.
  • the first upstream heat exchanger 14 is advantageously used as a condenser, by being arranged across an air flow circuit intended to be directed towards the passenger compartment.
  • the first heat exchanger may in particular be a condenser integrated into a housing of a heating, ventilation and air conditioning installation, known as an “inner condenser”. As will be detailed below, it is intended to be crossed by a refrigerant fluid at high pressure and high temperature so that calories from the refrigerant fluid can be transferred to the air flow also passing through this first upstream heat exchanger.
  • the first downstream heat exchanger 20 can be used as a condenser or as an evaporator, depending on the pressure of the refrigerant fluid as it passes through the first downstream heat exchanger.
  • Such an evapo-condenser can in particular be placed on the front of the vehicle to benefit from a supply of external air flow during the driving phase.
  • the main loop 4 can also include an accumulation device 28, disposed between the second point of convergence 26 and the compressor 6. The latter can only compress the refrigerant fluid in the gaseous state , the accumulation device 28 is arranged upstream of the compressor 6 in order to retain a potential fraction of refrigerant fluid which has not been evaporated during circulation within the refrigerant fluid circuit 2. The accumulation device 28 therefore guarantees that the refrigerant fluid passing through the compressor 6 is entirely in the gaseous state, a passage of refrigerant fluid into the liquid state in the compressor 6 risks damaging the latter.
  • the refrigerant fluid circuit 2 also comprises at least one first branch of diversion 30 arranged in parallel with the first branch of circulation 8.
  • the first branch of diversion 30 extends in the direction of circulation of refrigerant fluid from the first point of divergence 12 to the first point of convergence 16.
  • a second upstream heat exchanger 32 which can be either a water or air exchanger, is arranged on this first branch of diversion 30, being arranged elsewhere across an air or heat treatment water circuit of an element of the traction chain of the motor vehicle to be heated, and in particular when starting the vehicle, the element of the traction chain of the motor vehicle being able to in particular consist of an electrical energy storage device configured to supply the vehicle's engine with electrical energy.
  • the three-way valve 15 arranged at the first point of convergence 16 is configured to have two refrigerant fluid inlets and one refrigerant fluid outlet. More particularly, the first refrigerant fluid inlet 151 is connected to the first circulation branch 8 and is thus intended to receive high pressure refrigerant fluid having passed through the first upstream heat exchanger 14 and the second refrigerant fluid inlet 152 is connected to the first branch 30 and is thus intended to receive high pressure refrigerant fluid having passed through the second upstream heat exchanger 32.
  • the three-way valve with two refrigerant fluid inlets 151, 152 makes it possible to operate alternately in condenser mode a heat exchanger associated with the heating of a passenger compartment or a heat exchanger associated with the heating of a heating element.
  • the traction chain of the motor vehicle which can be particularly useful when starting the vehicle whatever the season to optimize the operation of the element of the traction chain from the start of the vehicle.
  • the three-way valve has in this context a single refrigerant fluid outlet 153, which is connected to the main expansion member 10 and to the second circulation branch 18, to supply refrigerant fluid to the first downstream exchanger previously mentioned.
  • the main expansion member 10 can be functional and generate a drop in the pressure of the refrigerant fluid, so that the refrigerant fluid passing through the first downstream exchanger is at low pressure, the first downstream exchanger therefore operating as an evaporator to cool a air flow passing through it.
  • the main expansion member can be controlled not to be operational, so that the refrigerant fluid passing through the first downstream exchanger is at high pressure, the first downstream exchanger therefore operating as a condenser to heat a flow of air passing through it.
  • the refrigerant fluid circuit 2 further comprises at least one second branch of diversion arranged parallel to the second branch of circulation 18, and more particularly here two second branches of branch 34, 36, which extend between the second point of divergence 22 , arranged downstream of the refrigerant outlet of the three-way valve and more particularly here downstream of the first downstream heat exchanger 20, and the second point of convergence 26.
  • Each second branch branch 34, 36 is equipped with a second downstream heat exchanger 38 and an associated regulator 40, disposed between the second point of divergence 22 and the second downstream heat exchanger 38.
  • Each second downstream heat exchanger 38 placed after a regulator 40, is configured to operate as an evaporator.
  • the main expansion member can be controlled so as not to be operational when the refrigerant fluid is intended to pass through one of the second diversion branches equipped with its own regulator.
  • FIGS 2 to 4 illustrate an exemplary embodiment of the three-way valve 15 which allows, in its integration into the refrigerant fluid circuit previously described, to have two refrigerant fluid inlets 151, 152 for one refrigerant fluid outlet 153.
  • the three-way valve here consists of a ball valve configured to connect, depending on the positioning of the ball, one of the two refrigerant fluid inlets to the refrigerant fluid outlet.
  • FIG. 2 to 4 Schematically shown in Figures 2 to 4 is a first refrigerant fluid inlet 151, intended to be connected as previously mentioned to the first circulation branch 8, a second refrigerant fluid inlet 152, intended to be connected as previously mentioned to the first branch 30, each inlet opening into a chamber 154 within which a ball 155 is arranged so as to be able to rotate around an axis of rotation along the axis of rotation from the surface of the ball and which communicates substantially at the center of the ball with a radial channel 157, substantially perpendicular to the axial channel.
  • the ball is mounted to rotate within the chamber to pivot around the axis of rotation refrigerant fluid 151 and a second distribution position shown in Figure 3 where the radial channel 157 faces the second refrigerant fluid inlet 152. Between these two distribution positions, the ball can take at least one intermediate blocking position , shown in Figure 4 in which the radial channel 157 opens into the chamber, without facing either the first refrigerant fluid inlet nor the second refrigerant fluid inlet. In each of these positions, the axial channel 156 faces the single fluid outlet refrigerant, which is only supplied with refrigerant fluid to the extent that the ball is in one of the distribution positions.
  • the ball is positioned in the chamber such that the refrigerant fluid inlets and the refrigerant fluid outlet, opening into said chamber, form a seat for receiving the ball.
  • the ball thus closes each of the inlet or outlet orifices and only the position of a channel opposite these orifices allows the passage of refrigerant fluid through the ball from one orifice to the other.
  • the refrigerant fluid When the ball is in the first distribution position, the refrigerant fluid is able to pass through the three-way valve after passing through the first upstream heat exchanger 14, and the refrigerant fluid then circulates at the outlet of the three-way valve in the direction from the main expansion member 10 and subsequently towards the second circulation branch 18, whether it has been relaxed or not.
  • the refrigerant fluid When the ball is in the second distribution position, the refrigerant fluid is able to pass through the three-way valve after passing through the second upstream heat exchanger 32, and the refrigerant fluid then circulates at the outlet of the three-way valve in the direction from the main expansion member 10 and subsequently towards the second circulation branch 18, whether it has been relaxed or not.
  • the three-way valve 15 is arranged at the first point of convergence 16.
  • the three-way valve can integrate the main expansion member so that the main expansion member is also arranged at the first point of convergence.
  • the ball of the three-way valve can be configured to form the main expansion member, in particular by presenting a notch next to the radial channel which participates in modify the passage section of the radial channel in the vicinity of the refrigerant fluid inlets.
  • Figure 5 illustrates a first mode of operation of the heat treatment system 1, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in heating mode of the passenger compartment of the vehicle equipped with this treatment system thermal. More particularly, in this first mode of operation, the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • the refrigerant fluid leaves the compressor 6 at high pressure and high temperature and circulates in the main loop, towards the first point of divergence 12.
  • the refrigerant fluid then continues to follow the first branch of circulation 8, in particular from made of the configuration of the three-way valve 15 at the first point of convergence 16, which authorizes the passage of fluid coming from the first circulation branch 8 but not from the first branch of diversion 30.
  • the high pressure and high temperature refrigerant fluid then passes through the first upstream heat exchanger 14, used as a condenser, in which it transfers calories to a colder air flow FAi, passing through said first upstream heat exchanger 14 and intended to be sent, once heated, to the passenger compartment so as to ensure heating.
  • the refrigerant fluid at least partially condensed, leaves the first upstream heat exchanger 14 towards the first point of convergence 16 and the three-way valve 15 which is arranged there.
  • the configuration of the three-way valve 15 makes it possible to direct the refrigerant fluid towards the main expansion member 10.
  • the refrigerant fluid In the first mode of operation, the refrigerant fluid is expanded, so that the refrigerant fluid is mainly in liquid form at low pressure in the second circulation branch 18 downstream of the main expansion member 10.
  • the refrigerant fluid enters the first downstream heat exchanger 20, used as an evaporator, in which it recovers calories from an air flow external cool passing through said first downstream heat exchanger 20.
  • the refrigerant fluid mainly in gaseous form, leaves the first downstream heat exchanger 20 towards the second point of convergence 22.
  • the refrigerant fluid continues to circulate in the second circulation branch of the main loop 4, as authorized by the configuration of the flow regulation means 24, up to the second point of convergence 26.
  • the refrigerant fluid then passes through the accumulation device 28 if the refrigerant fluid circuit is equipped with one and is then directed towards the compressor 6 to restart a thermodynamic cycle.
  • Figure 6 illustrates a second mode of operation of the heat treatment system 1, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in heating mode of a traction element of the vehicle, and in particular of an electrical energy storage member.
  • the electrical storage element is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first branch branch equipped with a second upstream heat exchanger also arranged across a thermal regulation circuit of the electrical storage element and functioning as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a second of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this valve three ways to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • the operation is substantially the same as that described for the first mode of operation, with the exception of the fact that the three-way valve 15 is in a configuration such that the two inlets of the three-way valve which is supplied with refrigerant fluid are the second refrigerant fluid inlet 152, linked to the first branch 30.
  • the high pressure and high temperature refrigerant fluid is directed towards the first branch 30 to pass through the second upstream heat exchanger 32, also used there as a condenser, in which it transfers calories to another fluid, which can be air or water and which is intended to supply a heating loop of the traction chain element, partially shown in Figure 6.
  • the refrigerant fluid leaves the second upstream heat exchanger 32 towards the first point of convergence 16 and the three-way valve 15 which is arranged there, as previously, and the configuration of the three-way valve 15 allows to direct the refrigerant fluid towards the main expansion member 10, then through the second circulation branch as previously described for the first mode of operation.
  • Figure 7 illustrates a third mode of operation of the heat treatment system 1, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in mode of cooling the passenger compartment and heating a traction element of the vehicle, and in particular an element electrical energy storage. More particularly, the electrical storage element is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first branch branch equipped with a second upstream heat exchanger also arranged across a circuit of thermal regulation of the electrical storage element and functioning as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a second of the two inlets of the three-way valve and exiting at high pressure via the single outlet of this three-way valve to circulate successively in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser and in a second branch of diversion through an expander and a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • Such operating mode can in particular be implemented when the vehicle is driving and the outside temperature is low.
  • the circulation of the refrigerant fluid between the compressor 6 and the three-way valve 15 is the same as in the second operating mode, so that the second upstream exchanger 32 functions as a condenser to raise the temperature of an element of the traction chain of the vehicle.
  • This third mode of operation differs from the second mode of operation in that the main expansion member 10 is not operational and therefore in that the refrigerant fluid is always at high pressure when it enters the first downstream heat exchanger. 20, which then functions as a condenser, or as a subcooling module.
  • This double condensation stage with the successive passage of the refrigerant fluid in the second upstream heat exchanger 32 and the first downstream heat exchanger 2 both operating as a condenser, allows enough energy to perfectly condense the refrigerant fluid .
  • the refrigerant fluid is then directed, at the second point of divergence 22, towards a second branch of diversion 34, equipped with a second downstream heat exchanger 38 and a regulator 40.
  • the refrigerant fluid is expanded and passes through the downstream heat exchanger 38 which functions as an evaporator. Within this evaporator, the refrigerant fluid captures calories from the warmer exterior air flow FAi and thus contributes to the cooling of this air subsequently directed towards the passenger compartment of the vehicle.
  • the refrigerant fluid leaves the second downstream heat exchanger 38 in the essentially gaseous state and passes the second point of convergence 26, to be directed towards the compressor and restart a thermodynamic cycle as previously described, if necessary by passing through a device accumulation 28.
  • Figure 8 illustrates a fourth mode of operation of the heat treatment system 1, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in cabin cooling mode. More particularly, the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting at high pressure via the single outlet of this three-way valve to circulate successively in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser and in a second branch of diversion through a regulator and a second downstream heat exchanger functioning as an evaporator before joining the compressor.
  • the circulation of the refrigerant fluid downstream of the three-way valve conforms to what could be described in the third mode of operation, with the refrigerant fluid which is not expanded in the main expansion member 10 and which passes successively through the first downstream exchanger 20 forming a condenser, the expander 40 and the second downstream heat exchanger 38 forming an evaporator.
  • the refrigerant fluid circulates in the main loop, in particular passing through the first upstream heat exchanger 14 and therefore entering the three-way valve through the first refrigerant fluid inlet, in accordance with what was described in the first mode of operation.
  • the objective of this fourth mode of operation being the cooling performance of the air intended to enter the passenger compartment, and therefore the cooling performance of the air flow FAi, this air flow can be diverted within the ventilation, heating and air conditioning installation so as not to pass through the first upstream heat exchanger 14.
  • an additional valve 42 is combined with the three-way valve 15 previously mentioned and presenting a specific configuration according to which it comprises two refrigerant fluid inlets 151, 152 and a refrigerant fluid outlet 153.
  • the additional valve 42 is a valve used conventionally with one refrigerant fluid inlet and two refrigerant fluid outlets, so that a five-way valve 50 is made with two refrigerant inlets and three refrigerant outlets.
  • the refrigerant fluid circuit 2 comprises a plurality of paths forming a closed circuit which implements a thermodynamic cycle.
  • the three-way valve 15 is, in accordance with the first embodiment, arranged at the first point of convergence 16, with the first refrigerant fluid inlet 151 connected to the first circulation branch 8 and to the first upstream heat exchanger 14 and the second fluid inlet refrigerant 152 connected to the first branch of diversion 30 and to the second upstream heat exchanger 32, while the outlet of refrigerant fluid is linked to the main expansion member 10 and consequently to the second circulation branch 18.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in particular in the fact that the additional valve 42 is juxtaposed with the three-way valve 15 to form a five-way valve 50 and also in the configuration of the second branch branches relative to the second circulation branch.
  • the additional valve 42 comprises a single refrigerant fluid inlet 421, which is connected to the first refrigerant fluid inlet 151 of the three-way valve at a branch 500, and two refrigerant fluid outlets including a first fluid outlet refrigerant 422, connected to the second circulation branch 18 by a first connection branch 44 which extends from the additional valve 42 to a third point of convergence 46, and a second refrigerant fluid outlet 423, connected to the second diversion branches 34, 36 by a second connection branch 48 which extends from the additional valve 42 to a third point of divergence 52.
  • the first connection branch 44 is equipped with an additional expansion member 54 and the second connection branch 48 is devoid of means for expanding the refrigerant fluid.
  • the two branch branches 34 and 36 of the second embodiment differ from those of the first embodiment in that they no longer extend from a point of divergence present on the second branch of circulation but from the third point of divergence formed at the end of the second connection branch linked to the additional three-way valve.
  • Figure 10 illustrates a first example of operation of the heat treatment system 1 according to the second embodiment, in which the refrigerant circuit 2 operates in heating mode of the passenger compartment of the vehicle equipped with this heat treatment system.
  • the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve participating in forming the five-way valve and exiting at low pressure via the single outlet of this three-way valve to circulate in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.
  • the refrigerant fluid leaves the compressor 6 at high pressure and high temperature and circulates in the main loop, towards the first point of divergence 12.
  • the refrigerant fluid then continues to follow the first branch of circulation 8, in particular from made of the configuration of the three-way valve 15 at the first point of convergence 16, which authorizes the passage of fluid coming from the first circulation branch 8 but not from the first branch of diversion 30.
  • the high pressure and high temperature refrigerant fluid then passes through the first upstream heat exchanger 14, used as a condenser, in which it transfers calories to a colder air flow FAi, passing through said first upstream heat exchanger 14 and intended to be sent, once heated, to the passenger compartment so as to ensure heating.
  • the refrigerant fluid at least partially condensed, leaves the first upstream heat exchanger 14 towards the five-way valve 50.
  • the configuration of the five-way valve 50 and in particular of the branch 500 makes it possible to direct the refrigerant fluid arriving from the first upstream heat exchanger 14 towards the three-way valve 15 and its single refrigerant fluid outlet 153, linked to the main expansion member 10.
  • the refrigerant fluid is expanded, so that the refrigerant fluid is mainly in liquid form at low pressure in the second circulation branch 18 downstream of the the main trigger member 10.
  • the refrigerant fluid enters the first downstream heat exchanger 20, used as an evaporator, in which it recovers calories from a flow of fresh exterior air passing through said first downstream heat exchanger 20.
  • the refrigerant fluid mainly in gaseous form, exits of the first downstream heat exchanger 20 towards the third point of convergence 46.
  • the refrigerant fluid continues to circulate in the second circulation branch 18, as authorized by the configuration of the flow regulation means 24, up to the second point convergence 26.
  • the refrigerant fluid then passes through the accumulation device 28 if the refrigerant fluid circuit is equipped with one and is then directed towards the compressor 6 to restart a thermodynamic cycle.
  • FIG. n illustrates a second example of operation of the heat treatment system i according to the second embodiment, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in cooling the passenger compartment and in heating a traction element of the vehicle, and in particular of an electrical energy storage element.
  • Such an operating mode can in particular be implemented when the vehicle is driving and the outside temperature is low.
  • the circulation of the refrigerant fluid between the compressor 6 and the five-way valve 50 takes place here both in the first circulation branch 8 of the main loop and in the first branch 30.
  • Such parallel circulation makes it possible to on the one hand to supply refrigerant fluid at high pressure and high temperature to the second upstream exchanger 32 so that it functions as a condenser and makes it possible to raise the temperature of an element of the vehicle's traction chain, and on the other hand to supply the inlet 421 of the additional three-way valve 42 via the branch 500 arranged in the vicinity of the first refrigerant fluid inlet 151 of the three-way valve.
  • part of the refrigerant fluid circulates via the second circulation branch 18, at the outlet of the three-way valve 15, passing successively through the main expansion member 10 to be relaxed there, by the first downstream heat exchanger 20 operating as an evaporator, to return to the compressor 6, and part of the refrigerant fluid circulates via the second connection branch 48, at the outlet of the additional valve 42, passing successively by the third point of divergence, by the regulator 40 and by the second downstream exchanger 38 arranged on a second branch of diversion, the second downstream exchanger 38 operating as an evaporator, to return to the compressor 6.
  • the refrigerant fluid captures calories from the warmer exterior air flow FAi and thus participates in the cooling of this air subsequently directed towards the passenger compartment of the vehicle.
  • One of the objectives of this second example of operation being the cooling performance of the air intended to enter the passenger compartment, and therefore the cooling performance of the air flow FAi, this air flow can be diverted at within the ventilation, heating and air conditioning installation so as not to pass through the first upstream heat exchanger 14.
  • Figure 12 illustrates a third example of operation of the heat treatment system 1 according to the second embodiment, in which the refrigerant circuit 2 operates in passenger compartment heating with an air dehumidification function.
  • the circulation of the refrigerant fluid between the compressor 6 and the five-way valve 50 takes place only in the first circulation branch 8 of the main loop.
  • the first upstream heat exchanger 14 is thus supplied with refrigerant fluid at high pressure and high temperature and this first upstream heat exchanger 14 functions as a condenser brought to heat the air flow FAi passing through it elsewhere before being directed towards the passenger compartment.
  • the air flow FAi is previously dried during its passage through the evaporator formed by the second downstream heat exchanger 38, within which refrigerant fluid circulates at low pressure, expanded after its passage through the expander 40 in the second corresponding branch 34.
  • the five-way valve operates with refrigerant fluid arriving from the first upstream heat exchanger 14, the refrigerant fluid being distributed at the level of the branch 500 as well in the three-way valve 15, to exit through the single refrigerant fluid outlet 153, only in the additional valve 42, to exit through the second refrigerant fluid outlet 423 of this additional valve.
  • the refrigerant fluid is expanded by the main expansion member 10, to then pass through the first downstream heat exchanger 20 operating as an evaporator before passing back through the compressor 6.
  • the refrigerant fluid circulates in the second connection branch 48 to pass successively through the third point of divergence, by the regulator 40 and by the second downstream exchanger 38 arranged on a second branch of diversion, the second downstream exchanger 38 functioning as an evaporator, to return to the compressor 6.
  • Figure 13 illustrates a fourth example of operation of the heat treatment system 1 according to the second embodiment, in which the refrigerant circuit 2 operates in passenger compartment heating with a function of cooling an element of the traction chain of the vehicle.
  • the circulation of the high pressure and high temperature refrigerant fluid upstream of the five-way valve and within the five-way valve is the same as what has just been described for the third operating example, and the circulation of the refrigerant fluid past by the three-way valve 15 is also the same as what has just been described for the third example of operation, passing in particular through the first downstream heat exchanger 20 operating as an evaporator.
  • the fourth example of operation differs from the third example of operation in that the part of the refrigerant fluid circulating in the second connection branch 38 is directed towards a second branch of diversion 36 different from the second branch of diversion 34 taken by the refrigerant fluid in the third example of operation.
  • the second downstream heat exchanger 38 crossed by the refrigerant fluid functions as an evaporator capable of recovering calories from another fluid, which can be air or water and which is intended to supply a loop of cooling of the traction chain element, partially shown in Figure 13.
  • Figures 14 and 15 respectively illustrate a fifth and a sixth example of operation of the second embodiment of the heat treatment system of the invention, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in cabin cooling mode.
  • the fifth example of operation illustrated in Figure 14 differs from what was previously described in that the refrigerant fluid circulates only in the five-way valve within the additional valve.
  • Refrigerant fluid is directed at the level of the branch 500 towards the refrigerant fluid inlet 421 of the additional valve and the latter is controlled so that the refrigerant fluid is directed towards the first refrigerant fluid outlet 422 and the first connection branch 44.
  • the additional expansion member 54 is not operational and the refrigerant fluid is still at high pressure when it enters the first downstream heat exchanger 20, which then functions as a condenser, or as a sub-cooling module.
  • the refrigerant fluid is then directed towards a second branch 34, equipped with a second downstream heat exchanger 38 and a regulator 40.
  • the refrigerant fluid is expanded and passes through the downstream heat exchanger 38 which operates as an evaporator. Within this evaporator, the refrigerant fluid captures calories from the warmer exterior air flow FAi and thus contributes to the cooling of this air subsequently directed towards the passenger compartment of the vehicle.
  • the refrigerant fluid leaves the second downstream heat exchanger 38 in the essentially gaseous state and passes the second point of convergence 26, to be directed towards the compressor and restart a thermodynamic cycle as previously described, if necessary by passing through a device accumulation 28.
  • the sixth operating example illustrated in Figure 15 differs from the fifth operating example in that the expansion of the refrigerant fluid downstream of the five-way valve is carried out in two stages, so as to generate a dehumidification function in series. More particularly, the refrigerant fluid circulating in the first connection branch 44 is partially expanded during its passage through the additional expansion member 54, so as to present a sufficiently low pressure for the first downstream heat exchanger 20 to operate in evaporator. A final expansion of the refrigerant fluid is carried out by the expander 40 upstream of the second downstream heat exchanger 38.
  • the invention as it has just been described achieves the goal it has set itself, namely to propose a refrigerant fluid circuit which allows a plurality of configurations by the specific implementation of a three-way valve. , that is to say by planning to connect high pressure refrigerant fluid circulation branches in parallel upstream of this three-way valve, or of a five-way valve of which the three-way valve is a part.

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Abstract

Refrigerant circuit (2) comprising a main loop (4) equipped with a compressor (6), the main loop comprising a first circulation branch (8) connecting the compressor (6) to a main expansion member (10), the first circulation branch (8) being equipped with a first upstream heat exchanger (14), the main loop further comprising a second circulation branch (18) connecting the main expansion member (10) to the compressor (6), the second circulation branch (18) being equipped with a first downstream heat exchanger (20), which is arranged moreover across an air flow, the first bypass branch (30) being arranged parallel to the first circulation branch (8), the circuit comprising a three-way valve (15) having a refrigerant outlet (153) connected to the main expansion member (10), a first refrigerant inlet (151) being connected to the first circulation branch (8) and a second refrigerant inlet (152) being connected to the first bypass branch (30).

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION

Titre ■ Circuit de fluide réfrigérant équipé d’au moins une vanne trois voiesTitle ■ Refrigerant fluid circuit equipped with at least one three-way valve

La présente invention concerne le domaine des circuits de fluide réfrigérant, et plus particulièrement des circuits de fluide réfrigérant équipant des installations de régulation thermique équipant des véhicules automobiles. The present invention relates to the field of refrigerant fluid circuits, and more particularly refrigerant fluid circuits fitted to thermal regulation installations fitted to motor vehicles.

On connaît dans les véhicules automobiles des installations de fluide réfrigérant qui comportent une pluralité d’échangeurs de chaleur disposés respectivement sur une branche de circulation de fluide réfrigérant et des vannes qui sont pilotées dans telles ou telles configurations pour diriger le fluide réfrigérant vers l’un ou l’autre des échangeurs selon la fonction thermique qui est souhaitée.In motor vehicles, refrigerant fluid installations are known which comprise a plurality of heat exchangers arranged respectively on a refrigerant fluid circulation branch and valves which are controlled in such or such configurations to direct the refrigerant fluid towards one or the other of the exchangers depending on the thermal function that is desired.

Il est classique d’avoir des vannes trois voies qui dirigent le fluide réfrigérant à haute pression soit vers une première sortie, soit vers une deuxième sortie, selon le besoin d’avoir en sortie un fluide réfrigérant à haute ou basse pression.It is conventional to have three-way valves which direct the high pressure refrigerant fluid either to a first outlet or to a second outlet, depending on the need to have a high or low pressure refrigerant outlet.

Le nombre de fonctions thermiques à assurer par un système de traitement thermique embarqué sur un véhicule automobile va en augmentant et cela peut impliquer de multiplier le nombre de vannes trois voies, en prévoyant au moins autant de vannes trois voies que l’on a de branches d’entrée de fluide à haute pression. The number of thermal functions to be provided by a heat treatment system on board a motor vehicle is increasing and this may involve multiplying the number of three-way valves, by providing at least as many three-way valves as there are branches. high pressure fluid inlet.

La présente invention s’inscrit dans ce contexte en proposant une alternative aux circuits de fluide réfrigérant existants qui permette de limiter le nombre de composants, notamment du fait d’une utilisation spécifique d’une vanne trois voies. The present invention fits into this context by proposing an alternative to existing refrigerant fluid circuits which makes it possible to limit the number of components, in particular due to the specific use of a three-way valve.

La présente invention a ainsi pour principal objet un circuit de fluide réfrigérant pour un système de traitement thermique comportant une boucle principale équipée d’un compresseur configuré pour faire circuler le fluide réfrigérant, dans un sens de circulation défini, au sein de ladite boucle principale, la boucle principale comportant une première branche de circulation reliant le compresseur à un organe de détente principal, ladite première branche de circulation étant équipée d’un premier échanger de chaleur amont, la boucle principale comportant en outre une deuxième branche de circulation reliant l’organe de détente principal au compresseur, ladite deuxième branche de circulation étant équipée d’un premier échanger de chaleur aval, disposé par ailleurs en travers d’un flux d’air, caractérisé en ce qu’une première branche de dérivation est disposée parallèlement à la première branche de circulation, entre un premier point en sortie d’un composant quelconque de la boucle, comme le compresseur, et un premier point de convergence disposé entre le premier échangeur de chaleur et l’organe de détente, la première branche de dérivation pouvant être équipée d’un deuxième échangeur de chaleur amont, et caractérisé en ce qu’il comporte une vanne trois voies qui est configurée pour présenter deux entrées de fluide réfrigérant et une sortie de fluide réfrigérant, une première entrée de fluide réfrigérant étant reliée à la première branche de circulation et la deuxième entrée de fluide réfrigérant étant reliée à la première branche de dérivation, la vanne trois voies comportant une sortie reliée à l’organe de détente. The main object of the present invention is thus a refrigerant fluid circuit for a heat treatment system comprising a main loop equipped with a compressor configured to circulate the refrigerant fluid, in a defined direction of circulation, within said main loop, the main loop comprising a first circulation branch connecting the compressor to a main expansion member, said first circulation branch being equipped with a first upstream heat exchanger, the main loop further comprising a second circulation branch connecting the member main expansion valve to the compressor, said second branch of circulation being equipped with a first downstream heat exchanger, also arranged across an air flow, characterized in that a first branch of diversion is arranged parallel to the first circulation branch, between a first point in outlet of any component of the loop, such as the compressor, and a first point of convergence arranged between the first heat exchanger and the expansion member, the first branch branch being able to be equipped with a second upstream heat exchanger , and characterized in that it comprises a three-way valve which is configured to have two refrigerant fluid inlets and a refrigerant fluid outlet, a first refrigerant fluid inlet being connected to the first circulation branch and the second fluid inlet refrigerant being connected to the first branch of diversion, the three-way valve comprising an outlet connected to the expansion member.

Le circuit de fluide réfrigérant est particulier en ce qu’il met en œuvre une vanne trois voies raccordée à différentes branches de circulation de fluide réfrigérant du circuit de sorte que le fluide réfrigérant puisse provenir en amont de la vanne trois voies par deux chemins distincts. Dans une portion du circuit de fluide réfrigérant dans laquelle le fluide réfrigérant circule à haute pression et haute température et où les échangeurs de chaleur amont traversés par le fluide réfrigérant fonctionnent en conséquence en condenseur, apte à céder des calories à un fluide caloporteur traversant par ailleurs le condenseur, il est avantageux qu’une branche de dérivation soit prévue en parallèle de la branche de circulation principale pour qu’on puisse alternativement sélectionner de fournir des calories à un système de chauffage d’habitacle ou à un système de montée en température d’un élément d’une chaîne de traction d’un véhicule automobile, et la présence d’une vanne trois voies en aval de ces deux branches en parallèle permet de gérer cette alternance. The refrigerant fluid circuit is particular in that it uses a three-way valve connected to different refrigerant fluid circulation branches of the circuit so that the refrigerant fluid can come upstream of the three-way valve via two distinct paths. In a portion of the refrigerant fluid circuit in which the refrigerant fluid circulates at high pressure and high temperature and where the upstream heat exchangers crossed by the refrigerant fluid therefore operate as a condenser, capable of transferring calories to a heat transfer fluid passing through elsewhere the condenser, it is advantageous for a branch branch to be provided in parallel with the main circulation branch so that one can alternatively select to supply calories to a cabin heating system or to a temperature rise system. an element of a traction chain of a motor vehicle, and the presence of a three-way valve downstream of these two branches in parallel makes it possible to manage this alternation.

La première branche de dérivation peut notamment s’étendre entre un premier point de divergence disposé entre le compresseur et le premier échangeur de chaleur amont et le premier point de convergence tel qu’il a été évoqué précédemment. The first branch of diversion can in particular extend between a first point of divergence arranged between the compressor and the first upstream heat exchanger and the first point of convergence as mentioned previously.

Selon une caractéristique de l’invention, la première branche de dérivation est équipée d’un deuxième échangeur de chaleur amont. Selon une caractéristique de l’invention, le premier échangeur de chaleur amont disposé sur la première branche de circulation est disposé par ailleurs en travers d’un circuit d’air d’un habitacle de véhicule automobile. According to one characteristic of the invention, the first branch branch is equipped with a second upstream heat exchanger. According to one characteristic of the invention, the first upstream heat exchanger arranged on the first circulation branch is also arranged across an air circuit of a passenger compartment of a motor vehicle.

Selon une caractéristique de l’invention, le deuxième échangeur de chaleur amont disposé sur la première branche de dérivation est disposé par ailleurs en travers d’un circuit de régulation thermique d’un élément de stockage électrique de ce véhicule automobile. According to one characteristic of the invention, the second upstream heat exchanger arranged on the first branch branch is also arranged across a thermal regulation circuit of an electrical storage element of this motor vehicle.

Selon une caractéristique de l’invention, le premier échangeur de chaleur amont et/ou le deuxième échangeur de chaleur amont est un échangeur à eau ou à air. En d’autres termes, ces échangeurs de chaleur sont simultanément traversés par le fluide réfrigérant présent dans le circuit selon l’invention et par un fluide caloporteur, comme de l’eau ou de l’air, qui fait par ailleurs partie d’un circuit de chauffage d’habitacle ou d’un circuit de montée en température d’un élément de chaîne de traction du véhicule, comme un organe de stockage électrique. According to one characteristic of the invention, the first upstream heat exchanger and/or the second upstream heat exchanger is a water or air exchanger. In other words, these heat exchangers are simultaneously crossed by the refrigerant fluid present in the circuit according to the invention and by a heat transfer fluid, such as water or air, which is also part of a passenger compartment heating circuit or a circuit for raising the temperature of a vehicle powertrain element, such as an electrical storage device.

Selon une caractéristique de l’invention, la vanne trois voies est une vanne à bille configurée pour relier, selon le positionnement de la bille, une des deux entrées de fluide réfrigérant à la sortie de fluide réfrigérant. According to one characteristic of the invention, the three-way valve is a ball valve configured to connect, depending on the positioning of the ball, one of the two refrigerant fluid inlets to the refrigerant fluid outlet.

Selon une caractéristique de l’invention, la vanne trois voies et l’organe de détente principal sont disposés au premier point de convergence, la bille de la vanne trois voies étant configurée pour former l’organe de détente principal. Sans sortir du contexte de l’invention, l’organe de détente principal peut tout aussi bien être intégré dans la vanne trois voies, et notamment au niveau de la sortie de fluide réfrigérant unique de cette vanne trois voies, ou bien être disposé à distance de la vanne trois voies, entre celle-ci et le premier échangeur de chaleur aval. According to one characteristic of the invention, the three-way valve and the main expansion member are arranged at the first point of convergence, the ball of the three-way valve being configured to form the main expansion member. Without departing from the context of the invention, the main expansion member can just as easily be integrated into the three-way valve, and in particular at the level of the single refrigerant fluid outlet of this three-way valve, or else be arranged remotely of the three-way valve, between it and the first downstream heat exchanger.

Selon une caractéristique de l’invention, au moins une deuxième branche de dérivation est disposée parallèlement à la deuxième branche de circulation, entre un deuxième point de divergence disposé en aval de la sortie de fluide réfrigérant de la vanne trois voies et un deuxième point de convergence disposé en amont du compresseur, la deuxième branche de dérivation étant équipée d’un deuxième échangeur de chaleur aval et d’un détendeur disposé en amont de l’échangeur de chaleur aval. Selon les modes de fonctionnement mis en œuvre, l’organe de détente principal peut être rendu inactif si le fluide réfrigérant est destiné à passer à travers l’un des détendeurs d’une deuxième branche de dérivation. According to one characteristic of the invention, at least a second branch of diversion is arranged parallel to the second branch of circulation, between a second point of divergence arranged downstream of the refrigerant outlet of the three-way valve and a second point of divergence. convergence arranged upstream of the compressor, the second branch of diversion being equipped with a second downstream heat exchanger and a regulator arranged upstream of the downstream heat exchanger. Depending on the operating modes implemented, the main expansion device can be made inactive if the fluid refrigerant is intended to pass through one of the regulators of a second branch of diversion.

Selon une caractéristique de l’invention, le deuxième point de divergence est disposé en aval du premier échangeur de chaleur aval. According to one characteristic of the invention, the second point of divergence is arranged downstream of the first downstream heat exchanger.

Selon une caractéristique de l’invention, la vanne trois voies est associée à une vanne trois voies additionnelle pour former une vanne cinq voies, la vanne trois voies additionnelle comportant une entrée de fluide réfrigérant et deux sorties de fluide réfrigérant respectivement reliées à une branche de circulation agencée en aval de la vanne trois voies additionnelle selon le sens de circulation du fluide réfrigérant entre la vanne trois voies additionnelle et le compresseur. Selon une caractéristique de l’invention, l’une parmi la première branche de circulation ou la première branche de dérivation, respectivement reliées aux entrées de fluide réfrigérant de la vanne trois voies, est reliée également à l’entrée de la vanne trois voies additionnelles. According to one characteristic of the invention, the three-way valve is associated with an additional three-way valve to form a five-way valve, the additional three-way valve comprising a refrigerant fluid inlet and two refrigerant fluid outlets respectively connected to a branch of circulation arranged downstream of the additional three-way valve according to the direction of circulation of the refrigerant fluid between the additional three-way valve and the compressor. According to a characteristic of the invention, one of the first circulation branch or the first diversion branch, respectively connected to the refrigerant fluid inlets of the three-way valve, is also connected to the inlet of the additional three-way valve .

Selon une caractéristique de l’invention, le deuxième point de divergence est disposé en amont du premier échangeur de chaleur aval. En d’autres termes, la vanne cinq voies comporte un embranchement disposé sur la première branche de circulation qui permet d’alimenter simultanément ou alternativement chacune des vannes participant à former la vanne cinq voies, à savoir la vanne trois voies à deux entrées de fluide réfrigérant et la vanne additionnelle. According to one characteristic of the invention, the second point of divergence is arranged upstream of the first downstream heat exchanger. In other words, the five-way valve includes a branch arranged on the first circulation branch which makes it possible to simultaneously or alternately supply each of the valves participating in forming the five-way valve, namely the three-way valve with two fluid inlets refrigerant and the additional valve.

Selon une caractéristique de l’invention, une première sortie de fluide réfrigérant de la vanne trois voies additionnelle est liée à une premier branche de raccordement débouchant sur la deuxième branche de circulation en un troisième point de convergence, la deuxième sortie de fluide réfrigérant de la vanne trois voies additionnelle étant liée à une deuxième branche de raccordement débouchant en un quatrième point de convergence sur une deuxième branche de dérivation disposée parallèlement à la deuxième branche de circulation. According to a characteristic of the invention, a first refrigerant fluid outlet of the additional three-way valve is linked to a first connection branch opening onto the second circulation branch at a third point of convergence, the second refrigerant fluid outlet of the additional three-way valve being linked to a second connection branch opening at a fourth point of convergence on a second branch of diversion arranged parallel to the second circulation branch.

L’invention concerne également un procédé de régulation thermique d’un habitacle et/ ou d’un élément de stockage électrique mettant en œuvre un circuit de fluide réfrigérant conforme à ce qui a pu être évoqué, au cours duquel on alimente par du fluide réfrigérant à haute pression et haute température l’une ou l’autre des deux entrées de fluide réfrigérant de la vanne trois voies, après que le fluide réfrigérant à haute pression et haute température soit passé par un échangeur de chaleur fonctionnant en condenseur. The invention also relates to a method of thermal regulation of a passenger compartment and/or an electrical storage element implementing a refrigerant fluid circuit conforming to what has been mentioned, during which refrigerant fluid is supplied. at high pressure and high temperature either of the two refrigerant inlets of the three-way valve, after that the high pressure and high temperature refrigerant fluid has passed through a heat exchanger operating as a condenser.

Selon différentes caractéristiques de l’invention, prises seules ou en combinaison, on peut prévoir que : According to different characteristics of the invention, taken alone or in combination, it can be expected that:

- dans un premier mode de fonctionnement, on chauffe l’habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne trois voies, via la première branche de circulation équipée du premier échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit d’air d’habitacle de véhicule automobile et fonctionnant en condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler à basse pression dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. - in a first mode of operation, the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a circuit passenger compartment air of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second branch of circulation through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

- dans un deuxième mode de fonctionnement on chauffe l’élément de stockage électrique en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne trois voies, via la première branche de dérivation équipée d’un deuxième échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit de régulation thermique de l’élément de stockage électrique et fonctionnant comme un condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler à basse pression dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. - in a second operating mode, the electrical storage element is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first branch branch equipped with a second upstream heat exchanger also arranged across it 'a thermal regulation circuit of the electrical storage element and functioning as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

- dans un troisième mode de fonctionnement on chauffe l’élément de stockage électrique en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne trois voies, via la première branche de dérivation équipée d’un deuxième échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit de régulation thermique de l’élément de stockage électrique et fonctionnant comme un condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant à haute pression via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler successivement dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un condenseur et dans une deuxième branche de dérivation à travers un détendeur et un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. - in a third mode of operation, the electrical storage element is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first branch branch equipped with a second upstream heat exchanger also arranged across it 'a thermal regulation circuit of the electrical storage element and functioning as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting at high pressure via the single outlet of this valve three lanes to circulate successively in the second traffic branch through at least the first interchange of downstream heat operating as a condenser and in a second branch branch through an expander and a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

- dans un quatrième mode de fonctionnement on chauffe l’habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne trois voies, via la première branche de circulation équipée du premier échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit d’air d’habitacle de véhicule automobile et fonctionnant en condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant à haute pression via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler successivement dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un condenseur et dans une deuxième branche de dérivation à travers un détendeur et un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. - in a fourth mode of operation, the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a circuit passenger compartment air of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting at high pressure via the single outlet of this three-way valve to circulate successively in the second branch of circulation through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser and in a second branch of diversion through an expander and a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

- dans un premier exemple de fonctionnement, on chauffe l’habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne cinq voies que participe à former la vanne trois voies précédemment évoquée, via la première branche de circulation équipée du premier échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit d’air d’habitacle de véhicule automobile et fonctionnant en condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler à basse pression dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. - in a first example of operation, the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve which helps to form the three-way valve previously mentioned, via the first circulation branch equipped with the first heat exchanger upstream also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

- dans un deuxième exemple de fonctionnement, on chauffe simultanément un élément de la chaîne de traction d’un véhicule, par exemple un élément de stockage électrique, et l’habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne cinq voies que participe à former la vanne trois voies précédemment évoquée dans deux branches en parallèle respectivement équipé d’un échangeur de chaleur amont fonctionnant comme un condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans chacune des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler à basse pression dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur, le fluide réfrigérant pénétrant par ailleurs dans la vanne additionnelle participant à former la vanne cinq voies conjointement avec la vanne trois voies pour ressortir à haute pression de cette vanne additionnelle et circuler dans une branche de raccordement en direction d’un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. - in a second example of operation, an element of the traction chain of a vehicle, for example an electrical storage element, and the passenger compartment are simultaneously heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve that participates in forming the three-way valve previously mentioned in two branches in parallel respectively equipped with an upstream heat exchanger operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into each of the two inlets of the three-way valve and emerging via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor, the refrigerant fluid penetrating moreover in the additional valve participating in forming the five-way valve jointly with the three-way valve to emerge at high pressure from this additional valve and circulate in a connection branch towards a second downstream heat exchanger operating as a front evaporator to join the compressor.

- dans un troisième exemple de fonctionnement on chauffe et on déshumidifie l’air amené à pénétrer dans un habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne cinq voies que participe à former la vanne trois voies précédemment évoquée via la première branche de circulation équipée du premier échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit d’air d’habitacle de véhicule automobile et fonctionnant en condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler à basse pression dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur, le fluide réfrigérant pénétrant par ailleurs dans la vanne additionnelle participant à former la vanne cinq voies conjointement avec la vanne trois voies pour ressortir à haute pression de cette vanne additionnelle et circuler dans une branche de raccordement en direction d’un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. - in a third example of operation, the air brought into a passenger compartment is heated and dehumidified by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve which participates in forming the three-way valve previously mentioned via the first branch of circulation equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor, the refrigerant fluid also entering the valve additional participating in forming the five-way valve jointly with the three-way valve to emerge at high pressure from this additional valve and circulate in a connecting branch towards a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

- dans un quatrième exemple de fonctionnement, on refroidit un élément de la chaîne de traction d’un véhicule en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne cinq voies que participe à former la vanne trois voies précédemment évoquée via la première branche de circulation équipée du premier échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit d’air d’habitacle de véhicule automobile et fonctionnant en condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler à basse pression dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur, le fluide réfrigérant pénétrant par ailleurs dans la vanne additionnelle participant à former la vanne cinq voies conjointement avec la vanne trois voies pour ressortir à haute pression de cette vanne additionnelle et circuler dans une branche de raccordement en direction d’un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. - in a fourth example of operation, an element of the traction chain of a vehicle is cooled by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve which participates in forming the three-way valve previously mentioned via the first branch of circulation equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor, the refrigerant fluid also penetrating into the additional valve participating in forming the five-way valve jointly with the three-way valve to emerge at high pressure from this additional valve and circulate in a connecting branch towards a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

- dans un cinquième exemple de fonctionnement, on refroidit l’air destiné à être envoyé dans un habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne additionnelle de la vanne cinq voies précédemment évoquée, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans l’entrée de la vanne additionnelle et ressortant via une première des deux sorties de cette vanne trois voies pour circuler à haute pression dans une première branche de raccordement à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un condenseur puis pour circuler dans une deuxième branche de dérivation et passer, après détente, à travers un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur, avant de rejoindre le compresseur. - in a fifth example of operation, the air intended to be sent into a passenger compartment is cooled by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the additional valve of the five-way valve previously mentioned, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into the the inlet of the additional valve and emerging via a first of the two outlets of this three-way valve to circulate at high pressure in a first connection branch through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser then to circulate in a second bypass branch and pass, after expansion, through a second downstream heat exchanger operating as an evaporator, before joining the compressor.

- dans un sixième exemple de fonctionnement, on refroidit l’air destiné à être envoyé dans un habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne additionnelle de la vanne cinq voies précédemment évoquée, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans l’entrée de la vanne additionnelle et ressortant via une première des deux sorties de cette vanne trois voies pour circuler à pression moyenne dans une première branche de raccordement à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un condenseur puis pour circuler dans une deuxième branche de dérivation et passer, après une détente additionnelle, à travers un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur, avant de rejoindre le compresseur. - in a sixth example of operation, the air intended to be sent into a passenger compartment is cooled by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the additional valve of the five-way valve previously mentioned, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into the the inlet of the additional valve and emerging via a first of the two outlets of this three-way valve to circulate at average pressure in a first connection branch through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser then to circulate in a second bypass branch and pass, after additional expansion, through a second downstream heat exchanger operating as an evaporator, before joining the compressor.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et d’exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés d’autre part, sur lesquels : Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description which follows on the one hand, and examples of realization given for informational and non-limiting purposes with reference to the appended drawings on the other hand, in which:

[Fig. 1] est une représentation schématique d’un circuit de fluide réfrigérant selon un premier mode de réalisation de l’invention, équipé notamment d’une vanne trois voies utilisée de manière spécifique ; [Fig. 1] is a schematic representation of a refrigerant fluid circuit according to a first embodiment of the invention, equipped in particular with a three-way valve used specifically;

[Fig. 2] est une représentation schématique de la vanne trois voies équipant le circuit de fluide réfrigérant, dans une première position de distribution ; [Fig. 2] is a schematic representation of the three-way valve fitted to the refrigerant fluid circuit, in a first distribution position;

[Fig. 3] est une représentation schématique de la vanne trois voies équipant le circuit de fluide réfrigérant, dans une deuxième position de distribution ; [Fig. 3] is a schematic representation of the three-way valve fitted to the refrigerant fluid circuit, in a second distribution position;

[Fig. 4] est une représentation schématique de la vanne trois voies équipant le circuit de fluide réfrigérant, dans une position de blocage ; [Fig. 4] is a schematic representation of the three-way valve fitted to the refrigerant fluid circuit, in a blocking position;

[Fig. 5] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 1, dans une première configuration visant à chauffer l’habitacle du véhicule ; [Fig. 5] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 1, in a first configuration aimed at heating the passenger compartment of the vehicle;

[Fig. 6] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 1, dans une deuxième configuration visant à chauffer un élément de stockage électrique du véhicule ; [Fig. 6] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 1, in a second configuration aimed at heating an electrical storage element of the vehicle;

[Fig. 7] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 1, dans une troisième configuration visant à refroidir l’habitacle du véhicule et à chauffer un élément de stockage électrique du véhicule ; [Fig. 7] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 1, in a third configuration aimed at cooling the passenger compartment of the vehicle and heating an electrical storage element of the vehicle;

[Fig. 8] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 1, dans une quatrième configuration visant à refroidir l’habitacle du véhicule ; [Fig. 8] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 1, in a fourth configuration aimed at cooling the passenger compartment of the vehicle;

[Fig. 9] est une représentation schématique d’un circuit de fluide réfrigérant selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, équipé notamment d’une vanne cinq voies ; [Fig. 9] is a schematic representation of a refrigerant fluid circuit according to a second embodiment of the invention, equipped in particular with a five-way valve;

[Fig. 10] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 9, dans une première configuration visant à chauffer l’habitacle du véhicule ; [Fig. 10] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a first configuration aimed at heating the passenger compartment of the vehicle;

[Fig. 11] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 9, dans une deuxième configuration visant à chauffer l’habitacle et déshumidifier l’air ; [Fig. 11] is a schematic representation of the refrigerant circuit of the Figure 9, in a second configuration aimed at heating the passenger compartment and dehumidifying the air;

[Fig. 12] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 9, dans une troisième configuration visant à chauffer l’habitacle en mode pompe à chaleur ; [Fig. 12] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a third configuration aimed at heating the passenger compartment in heat pump mode;

[Fig. 13] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 9, dans une quatrième configuration visant à chauffer l’habitacle en mode pompe à chaleur et déshumidifier l’air ; [Fig. 13] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a fourth configuration aimed at heating the passenger compartment in heat pump mode and dehumidifying the air;

[Fig. 14] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 9, dans une cinquième configuration visant à chauffer un élément de stockage électrique du véhicule et déshumidifier l’air ; [Fig. 14] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a fifth configuration aimed at heating an electrical storage element of the vehicle and dehumidifying the air;

[Fig. 15] est une représentation schématique du circuit de fluide réfrigérant de la figure 9, dans une sixième configuration visant à chauffer l’habitacle en mode pompe à chaleur et refroidir un élément de stockage électrique du véhicule.[Fig. 15] is a schematic representation of the refrigerant circuit of Figure 9, in a sixth configuration aimed at heating the passenger compartment in heat pump mode and cooling an electrical storage element of the vehicle.

Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. The characteristics, variants and different embodiments of the invention can be associated with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or exclusive with respect to each other. In particular, it will be possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention. compared to the state of the prior art.

Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence. In the figures, elements common to several figures retain the same reference.

La figure 1 et la figure 9 sont des représentations générales d’un système de traitement thermique 1 d’un véhicule comprenant au moins un circuit de fluide réfrigérant 2 selon deux modes de réalisation différents, et les figures 5 à 8 d’une part et 10 à 15 d’autre part sont des représentations de ces modes de réalisation dans différentes configurations fonctionnelles du système de traitement thermique. Figure 1 and Figure 9 are general representations of a heat treatment system 1 of a vehicle comprising at least one refrigerant fluid circuit 2 according to two different embodiments, and Figures 5 to 8 on the one hand and 10 to 15 on the other hand are representations of these embodiments in different functional configurations of the heat treatment system.

Dans les figures 5 à 8 et 10 à 15, les traits pleins illustrent une portion du circuit 2 où le fluide réfrigérant circule tandis que les traits pointillés montrent une absence de circulation du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant à haute pression et haute température est représenté par des lignes épaisses. Le fluide réfrigérant à basse pression et basse température est représenté par des lignes fines. In Figures 5 to 8 and 10 to 15, the solid lines illustrate a portion of the circuit 2 where the refrigerant fluid circulates while the dotted lines show an absence of circulation of the refrigerant fluid. High pressure and high temperature refrigerant fluid is represented by thick lines. Low pressure and low temperature refrigerant is represented by thin lines.

Les termes « amont » et « aval » employés dans la description qui suit se réfèrent au sens de circulation du fluide réfrigérant. The terms “upstream” and “downstream” used in the following description refer to the direction of circulation of the refrigerant fluid.

Les dénominations « principal(e) », « premier/ère », « deuxième », etc... n’ont pas vocation à indiquer un niveau de hiérarchisation ou ordonnancer les termes qu’elles accompagnent. Ces dénominations permettent de distinguer les termes qu’elles accompagnent et peuvent être interverties sans que soit réduite la portée de l’invention. The designations “main”, “first/era”, “second”, etc. are not intended to indicate a level of hierarchy or order the terms they accompany. These names make it possible to distinguish the terms they accompany and can be interchanged without reducing the scope of the invention.

Le fluide réfrigérant peut par exemple être un fluide sous-critique tel que celui connu sous la référence R134A ou R1234YF, qui est notamment destiné au traitement thermique d’un habitacle du véhicule. The refrigerant fluid can for example be a subcritical fluid such as that known under the reference R134A or R1234YF, which is intended in particular for the heat treatment of a vehicle passenger compartment.

On va décrire dans un premier temps un premier mode de réalisation dans lequel une vanne trois voies est agencée en travers du circuit de fluide réfrigérant selon une configuration spécifique de l’invention selon laquelle elle comporte deux entrées de fluide réfrigérant et une sortie de fluide réfrigérant.We will first describe a first embodiment in which a three-way valve is arranged across the refrigerant fluid circuit according to a specific configuration of the invention according to which it comprises two refrigerant fluid inlets and a refrigerant fluid outlet. .

Tel qu’illustré à la figure 1, le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend une pluralité de voies formant un circuit fermé qui met en œuvre un cycle thermodynamique. Le circuit 2 comprend au moins une boucle principale 4 et une pluralité de branches de dérivation, sur lesquelles sont disposés des échangeurs de chaleur fonctionnant en condenseur ou en évaporateur selon leur position sur le circuit et/ou selon la configuration fonctionnelle donnée au système de traitement thermique, ainsi qu’un compresseur 6 et au moins un organe de détente, respectivement disposés sur la boucle principale 4. As illustrated in Figure 1, the refrigerant circuit 2 comprises a plurality of paths forming a closed circuit which implements a thermodynamic cycle. The circuit 2 comprises at least one main loop 4 and a plurality of branch branches, on which are arranged heat exchangers operating as a condenser or as an evaporator depending on their position on the circuit and/or according to the functional configuration given to the treatment system thermal, as well as a compressor 6 and at least one expansion member, respectively arranged on the main loop 4.

Le compresseur 6 est configuré pour assurer la mise en circulation du fluide réfrigérant au sein du circuit de fluide réfrigérant 2, dans un sens de circulation défini, et la mise à haute pression et à haute température dudit fluide réfrigérant. La boucle principale comporte une première branche de circulation 8 reliant le compresseur 6 à un organe de détente principal 10, et sur laquelle sont disposés successivement un premier point de divergence 12, un premier échanger de chaleur 14, appelé par la suite premier échangeur de chaleur amont 14 et un premier point de convergence 16. Selon l’invention, une vanne trois voies 15 telle qu’elle a pu être évoquée, avec deux entrées 151, 152 de fluide réfrigérant et une sortie 153 de fluide réfrigérant, est disposée au premier point de convergence 16 et sera décrite plus en détails ci-après. La sortie 153 de la vanne trois voies 15 est reliée à l’organe de détente principal 10, ou bien la vanne trois voies 15 est configurée pour intégrer l’organe de détente principal qui est dans ce cas disposé également au premier point de convergence 16. The compressor 6 is configured to ensure the circulation of the refrigerant fluid within the refrigerant fluid circuit 2, in a defined direction of circulation, and the setting of said refrigerant fluid at high pressure and high temperature. The main loop comprises a first circulation branch 8 connecting the compressor 6 to a main expansion member 10, and on which are arranged successively a first point of divergence 12, a first heat exchanger 14, subsequently called first heat exchanger upstream 14 and a first point of convergence 16. According to the invention, a three-way valve 15 as it may have been mentioned, with two inlets 151, 152 of refrigerant fluid and an outlet 153 of refrigerant fluid, is arranged at the first point of convergence 16 and will be described in more detail below. The outlet 153 of the three-way valve 15 is connected to the main expansion member 10, or else the three-way valve 15 is configured to integrate the main expansion member which is in this case also arranged at the first point of convergence 16 .

En aval de l’organe de détente principal 10, une deuxième branche de circulation 18 de la boucle principale 4 s’étend jusqu’au compresseur 6, en présentant successivement, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un premier échangeur de chaleur aval 20, un deuxième point de divergence 22, un moyen de régulation 24 du débit de fluide réfrigérant, configuré pour interrompre la circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième branche de circulation ou pour en réguler le débit et un deuxième point de convergence 26.Downstream of the main expansion member 10, a second circulation branch 18 of the main loop 4 extends to the compressor 6, successively presenting, in the direction of circulation of the refrigerant fluid, a first downstream heat exchanger 20, a second point of divergence 22, means 24 for regulating the flow of refrigerant fluid, configured to interrupt the circulation of the refrigerant fluid in the second branch of circulation or to regulate the flow rate and a second point of convergence 26.

Le premier échangeur de chaleur amont 14 est avantageusement utilisé en tant que condenseur, en étant disposé en travers d’un circuit de flux d’air destiné à être dirigé vers l’habitacle. Le premier échangeur de chaleur peut notamment être un condenseur intégré à un boîtier d’une installation de chauffage, de ventilation et d’air conditionné, connu sous le nom d’« inner condenser ». Tel que cela sera détaillé ci-après, il est destiné à être traversé par un fluide réfrigérant à haute pression et haute température pour que des calories du fluide réfrigérant puissent être cédés au flux d’air traversant également ce premier échangeur de chaleur amont. The first upstream heat exchanger 14 is advantageously used as a condenser, by being arranged across an air flow circuit intended to be directed towards the passenger compartment. The first heat exchanger may in particular be a condenser integrated into a housing of a heating, ventilation and air conditioning installation, known as an “inner condenser”. As will be detailed below, it is intended to be crossed by a refrigerant fluid at high pressure and high temperature so that calories from the refrigerant fluid can be transferred to the air flow also passing through this first upstream heat exchanger.

Le premier échangeur de chaleur aval 20 peut être utilisé en tant que condenseur ou en tant qu’évaporateur, en fonction de la pression du fluide réfrigérant lorsque celui-ci traverse le premier échangeur de chaleur aval. Un tel évapo-condenseur peut notamment être disposé en face avant du véhicule pour bénéficier d’un apport en flux d’air extérieur lors de la phase de roulage. Tel qu’illustré sur la figure i, la boucle principale 4 peut également comporter un dispositif d’accumulation 28, disposé entre le deuxième point de convergence 26 et le compresseur 6. Ce dernier ne pouvant compresser que le fluide réfrigérant à l’état gazeux, le dispositif d’accumulation 28 est agencé en amont du compresseur 6 dans le but de retenir une potentielle fraction de fluide réfrigérant n’ayant pas été évaporée lors de la circulation au sein du circuit de fluide réfrigérant 2. Le dispositif d’accumulation 28 garantit donc que le fluide réfrigérant traversant le compresseur 6 soit intégralement à l’état gazeux, un passage de fluide réfrigérant à l’état liquide dans le compresseur 6 risquant d’endommager ce dernier. The first downstream heat exchanger 20 can be used as a condenser or as an evaporator, depending on the pressure of the refrigerant fluid as it passes through the first downstream heat exchanger. Such an evapo-condenser can in particular be placed on the front of the vehicle to benefit from a supply of external air flow during the driving phase. As illustrated in Figure i, the main loop 4 can also include an accumulation device 28, disposed between the second point of convergence 26 and the compressor 6. The latter can only compress the refrigerant fluid in the gaseous state , the accumulation device 28 is arranged upstream of the compressor 6 in order to retain a potential fraction of refrigerant fluid which has not been evaporated during circulation within the refrigerant fluid circuit 2. The accumulation device 28 therefore guarantees that the refrigerant fluid passing through the compressor 6 is entirely in the gaseous state, a passage of refrigerant fluid into the liquid state in the compressor 6 risks damaging the latter.

Le circuit de fluide réfrigérant 2 selon l’invention comporte également au moins une première branche de dérivation 30 disposée en parallèle de la première branche de circulation 8. La première branche de dérivation 30 s’étend selon le sens de circulation de fluide réfrigérant depuis le premier point de divergence 12 jusqu’au premier point de convergence 16. Un deuxième échangeur de chaleur amont 32, qui peut être aussi bien un échangeur à eau ou à air, est disposé sur cette première branche de dérivation 30, en étant disposé par ailleurs en travers d’un circuit d’air ou d’eau de traitement thermique d’un élément de la chaîne de traction du véhicule automobile à réchauffer, et notamment au démarrage du véhicule, l’élément de la chaîne de traction du véhicule automobile pouvant notamment consister en un dispositif de stockage d’énergie électrique configuré pour alimenter le moteur du véhicule en énergie électrique. The refrigerant fluid circuit 2 according to the invention also comprises at least one first branch of diversion 30 arranged in parallel with the first branch of circulation 8. The first branch of diversion 30 extends in the direction of circulation of refrigerant fluid from the first point of divergence 12 to the first point of convergence 16. A second upstream heat exchanger 32, which can be either a water or air exchanger, is arranged on this first branch of diversion 30, being arranged elsewhere across an air or heat treatment water circuit of an element of the traction chain of the motor vehicle to be heated, and in particular when starting the vehicle, the element of the traction chain of the motor vehicle being able to in particular consist of an electrical energy storage device configured to supply the vehicle's engine with electrical energy.

Tel que cela a été évoqué précédemment, la vanne trois voies 15 disposée au premier point de convergence 16 est configurée pour présenter deux entrées de fluide réfrigérant et une sortie de fluide réfrigérant. Plus particulièrement, la première entrée de fluide réfrigérant 151 est reliée à la première branche de circulation 8 et est ainsi destinée à recevoir du fluide réfrigérant à haute pression ayant traversé le premier échangeur de chaleur amont 14 et la deuxième entrée de fluide réfrigérant 152 est reliée à la première branche de dérivation 30 et est ainsi destinée à recevoir du fluide réfrigérant à haute pression ayant traversé le deuxième échangeur de chaleur amont 32. Les avantages d’une telle mise en œuvre de la vanne trois voies apparaîtront au cours de la description des modes de fonctionnement qui va suivre, mais on peut noter dès maintenant que la vanne trois voies à deux entrées de fluide réfrigérant 151, 152 permet de faire fonctionner alternativement en mode condenseur un échangeur de chaleur associé au chauffage d’un habitacle ou un échangeur de chaleur associé au chauffage d’un élément de la chaîne de traction du véhicule automobile, ce qui peut être notamment utile au démarrage du véhicule quelle que soit la saison pour optimiser dès le démarrage du véhicule le fonctionnement de l’élément de la chaîne de traction. As mentioned previously, the three-way valve 15 arranged at the first point of convergence 16 is configured to have two refrigerant fluid inlets and one refrigerant fluid outlet. More particularly, the first refrigerant fluid inlet 151 is connected to the first circulation branch 8 and is thus intended to receive high pressure refrigerant fluid having passed through the first upstream heat exchanger 14 and the second refrigerant fluid inlet 152 is connected to the first branch 30 and is thus intended to receive high pressure refrigerant fluid having passed through the second upstream heat exchanger 32. The advantages of such an implementation of the three-way valve will appear during the description of the modes of operation which will follow, but we can now note that the three-way valve with two refrigerant fluid inlets 151, 152 makes it possible to operate alternately in condenser mode a heat exchanger associated with the heating of a passenger compartment or a heat exchanger associated with the heating of a heating element. the traction chain of the motor vehicle, which can be particularly useful when starting the vehicle whatever the season to optimize the operation of the element of the traction chain from the start of the vehicle.

La vanne trois voies présente dans ce contexte une unique sortie de fluide réfrigérant 153, qui est reliée à l’organe de détente principal 10 et à la deuxième branche de circulation 18, pour alimenter en fluide réfrigérant le premier échangeur aval précédemment évoqué. The three-way valve has in this context a single refrigerant fluid outlet 153, which is connected to the main expansion member 10 and to the second circulation branch 18, to supply refrigerant fluid to the first downstream exchanger previously mentioned.

L’organe de détente principal 10 peut être fonctionnel et générer une chute de la pression du fluide réfrigérant, de sorte que le fluide réfrigérant passant par le premier échangeur aval est à basse pression, le premier échangeur aval fonctionnant dès lors en évaporateur pour refroidir un flux d’air passant par ailleurs à son travers. De manière alternative, l’organe de détente principal peut être commandé pour ne pas être opérationnel, de sorte que le fluide réfrigérant passant par le premier échangeur aval est à haute pression, le premier échangeur aval fonctionnant dès lors en condenseur pour réchauffer un flux d’air passant par ailleurs à son travers. The main expansion member 10 can be functional and generate a drop in the pressure of the refrigerant fluid, so that the refrigerant fluid passing through the first downstream exchanger is at low pressure, the first downstream exchanger therefore operating as an evaporator to cool a air flow passing through it. Alternatively, the main expansion member can be controlled not to be operational, so that the refrigerant fluid passing through the first downstream exchanger is at high pressure, the first downstream exchanger therefore operating as a condenser to heat a flow of air passing through it.

Le circuit de fluide réfrigérant 2 comporte en outre au moins une deuxième branche de dérivation disposée parallèlement à la deuxième branche de circulation 18, et plus particulièrement ici deux deuxièmes branches de dérivation 34, 36, qui s’étendent entre le deuxième point de divergence 22, disposé en aval de la sortie de fluide réfrigérant de la vanne trois voies et plus particulièrement ici en aval du premier échangeur de chaleur aval 20, et le deuxième point de convergence 26. The refrigerant fluid circuit 2 further comprises at least one second branch of diversion arranged parallel to the second branch of circulation 18, and more particularly here two second branches of branch 34, 36, which extend between the second point of divergence 22 , arranged downstream of the refrigerant outlet of the three-way valve and more particularly here downstream of the first downstream heat exchanger 20, and the second point of convergence 26.

Chaque deuxième branche de dérivation 34, 36 est équipée d’un deuxième échangeur de chaleur aval 38 et d’un détendeur 40 associé, disposé entre le deuxième point de divergence 22 et le deuxième échangeur de chaleur aval 38. Chaque deuxième échangeur de chaleur aval 38, disposé après un détendeur 40, est configuré pour fonctionner en évaporateur. Tel que cela sera évoqué ci-après dans certains modes de fonctionnement, on comprend que l’organe de détente principal peut être commandé pour ne pas être opérationnel lorsque le fluide réfrigérant est destiné à traverser l’une des deuxièmes branches de dérivation équipée de son propre détendeur. Each second branch branch 34, 36 is equipped with a second downstream heat exchanger 38 and an associated regulator 40, disposed between the second point of divergence 22 and the second downstream heat exchanger 38. Each second downstream heat exchanger 38, placed after a regulator 40, is configured to operate as an evaporator. As will be mentioned below in certain operating modes, it is understood that the main expansion member can be controlled so as not to be operational when the refrigerant fluid is intended to pass through one of the second diversion branches equipped with its own regulator.

Les figures 2 à 4 illustrent un exemple de réalisation de la vanne trois voies 15 qui permet, dans son intégration au circuit de fluide réfrigérant précédemment décrit, d’avoir deux entrées de fluide réfrigérant 151, 152 pour une sortie de fluide réfrigérant 153. Figures 2 to 4 illustrate an exemplary embodiment of the three-way valve 15 which allows, in its integration into the refrigerant fluid circuit previously described, to have two refrigerant fluid inlets 151, 152 for one refrigerant fluid outlet 153.

La vanne trois voies consiste ici en une vanne à bille configurée pour relier, selon le positionnement de la bille, une des deux entrées de fluide réfrigérant à la sortie de fluide réfrigérant. The three-way valve here consists of a ball valve configured to connect, depending on the positioning of the ball, one of the two refrigerant fluid inlets to the refrigerant fluid outlet.

On a représenté schématiquement sur les figures 2 à 4 une première entrée de fluide réfrigérant 151, destinée à être reliée tel que précédemment évoquée à la première branche de circulation 8, une deuxième entrée de fluide réfrigérant 152, destinée à être reliée tel que précédemment évoquée à la première branche de dérivation 30, chaque entrée débouchant dans une chambre 154 au sein de laquelle une bille 155 est disposée de manière à pouvoir tourner autour d’un axe de rotation X. La bille comporte un canal axial 156, qui s’étend le long de l’axe de rotation depuis la surface de la bille et qui communique sensiblement au centre de la bille avec un canal radial 157, sensiblement perpendiculaire au canal axial. La bille est montée en rotation au sein de la chambre pour pivoter autour de l’axe de rotation X entre deux positions extrêmes, à savoir une première position de distribution représentée à la figure 2 où le canal radial 157 est en regard de la première entrée de fluide réfrigérant 151 et une deuxième position de distribution représentée à la figure 3 où le canal radial 157 est en regard de la deuxième entrée de fluide réfrigérant 152. Entre ces deux positions de distribution, la bille peut prendre au moins une position intermédiaire de blocage, représentée à la figure 4 dans laquelle le canal radial 157 débouche dans la chambre, sans être en regard ni de la première entrée de fluide réfrigérant ni de la deuxième entrée de fluide réfrigérant. Dans chacune de ces positions, le canal axial 156 est en regard de la sortie unique de fluide réfrigérant, qui n’est alimentée en fluide réfrigérant que dans la mesure où la bille est dans une des positions de distribution. Schematically shown in Figures 2 to 4 is a first refrigerant fluid inlet 151, intended to be connected as previously mentioned to the first circulation branch 8, a second refrigerant fluid inlet 152, intended to be connected as previously mentioned to the first branch 30, each inlet opening into a chamber 154 within which a ball 155 is arranged so as to be able to rotate around an axis of rotation along the axis of rotation from the surface of the ball and which communicates substantially at the center of the ball with a radial channel 157, substantially perpendicular to the axial channel. The ball is mounted to rotate within the chamber to pivot around the axis of rotation refrigerant fluid 151 and a second distribution position shown in Figure 3 where the radial channel 157 faces the second refrigerant fluid inlet 152. Between these two distribution positions, the ball can take at least one intermediate blocking position , shown in Figure 4 in which the radial channel 157 opens into the chamber, without facing either the first refrigerant fluid inlet nor the second refrigerant fluid inlet. In each of these positions, the axial channel 156 faces the single fluid outlet refrigerant, which is only supplied with refrigerant fluid to the extent that the ball is in one of the distribution positions.

Par ailleurs, la bille est positionnée dans la chambre de telle sorte que les entrées de fluide réfrigérant et la sortie de fluide réfrigérant, débouchant dans ladite chambre, forment un siège de réception de la bille. La bille obture ainsi chacun des orifices d’entrée ou de sortie et seule la position d’un canal en regard de ces orifices permet le passage de fluide réfrigérant à travers la bille d’un orifice à l’autre. Furthermore, the ball is positioned in the chamber such that the refrigerant fluid inlets and the refrigerant fluid outlet, opening into said chamber, form a seat for receiving the ball. The ball thus closes each of the inlet or outlet orifices and only the position of a channel opposite these orifices allows the passage of refrigerant fluid through the ball from one orifice to the other.

Lorsque la bille est dans la première position de distribution, le fluide réfrigérant est à même de traverser la vanne trois voies après être passé par le premier échangeur de chaleur amont 14, et le fluide réfrigérant circule alors en sortie de la vanne trois voies en direction de l’organe de détente principal 10 et par la suite en direction de la deuxième branche de circulation 18, qu’il ait été détendu ou non. When the ball is in the first distribution position, the refrigerant fluid is able to pass through the three-way valve after passing through the first upstream heat exchanger 14, and the refrigerant fluid then circulates at the outlet of the three-way valve in the direction from the main expansion member 10 and subsequently towards the second circulation branch 18, whether it has been relaxed or not.

Lorsque la bille est dans la deuxième position de distribution, le fluide réfrigérant est à même de traverser la vanne trois voies après être passé par le deuxième échangeur de chaleur amont 32, et le fluide réfrigérant circule alors en sortie de la vanne trois voies en direction de l’organe de détente principal 10 et par la suite en direction de la deuxième branche de circulation 18, qu’il ait été détendu ou non. When the ball is in the second distribution position, the refrigerant fluid is able to pass through the three-way valve after passing through the second upstream heat exchanger 32, and the refrigerant fluid then circulates at the outlet of the three-way valve in the direction from the main expansion member 10 and subsequently towards the second circulation branch 18, whether it has been relaxed or not.

Tel que cela a été évoqué, la vanne trois voies 15 est disposée au premier point de convergence 16. De manière alternative à ce qui vient d’être décrit, la vanne trois voies peut intégrer l’organe de détente principal de sorte que l’organe de détente principal est également disposé au premier point de convergence. A titre d’exemple non limitatif d’une telle mise en œuvre de cette alternative, la bille de la vanne trois voies peut être configurée pour former l’organe de détente principal, notamment en présentant une encoche à côté du canal radial qui participe à modifier la section de passage du canal radial au voisinage des entrées de fluide réfrigérant. As has been mentioned, the three-way valve 15 is arranged at the first point of convergence 16. Alternatively to what has just been described, the three-way valve can integrate the main expansion member so that the main expansion member is also arranged at the first point of convergence. As a non-limiting example of such an implementation of this alternative, the ball of the three-way valve can be configured to form the main expansion member, in particular by presenting a notch next to the radial channel which participates in modify the passage section of the radial channel in the vicinity of the refrigerant fluid inlets.

La figure 5 illustre un premier mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1, dans lequel le circuit 2 de fluide réfrigérant fonctionne en mode chauffage de l’habitacle du véhicule équipé de ce système de traitement thermique. Plus particulièrement, dans ce premier mode de fonctionnement, on chauffe l’habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne trois voies, via la première branche de circulation équipée du premier échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit d’air d’habitacle de véhicule automobile et fonctionnant en condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler à basse pression dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. Figure 5 illustrates a first mode of operation of the heat treatment system 1, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in heating mode of the passenger compartment of the vehicle equipped with this treatment system thermal. More particularly, in this first mode of operation, the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this three-way valve to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

Tel qu’illustré, le fluide réfrigérant sort du compresseur 6 à haute pression et haute température et circule dans la boucle principale, en direction du premier point de divergence 12. Le fluide réfrigérant continue alors à suivre la première branche de circulation 8, notamment du fait de la configuration de la vanne trois voies 15 au niveau du premier point de convergence 16, qui autorise le passage de fluide provenant de la première branche de circulation 8 mais pas de la première branche de dérivation 30. As illustrated, the refrigerant fluid leaves the compressor 6 at high pressure and high temperature and circulates in the main loop, towards the first point of divergence 12. The refrigerant fluid then continues to follow the first branch of circulation 8, in particular from made of the configuration of the three-way valve 15 at the first point of convergence 16, which authorizes the passage of fluid coming from the first circulation branch 8 but not from the first branch of diversion 30.

Le fluide réfrigérant haute pression et haute température traverse alors le premier échangeur de chaleur amont 14, utilisé comme condenseur, dans lequel il cède des calories à un flux d’air FAi, plus froid, traversant ledit premier échangeur de chaleur amont 14 et destiné à être envoyé, une fois chauffé, vers l’habitacle de sorte à en assurer le chauffage. Le fluide réfrigérant, au moins partiellement condensé, sort du premier échangeur de chaleur amont 14 en direction du premier point de convergence 16 et de la vanne trois voies 15 qui y est disposée. The high pressure and high temperature refrigerant fluid then passes through the first upstream heat exchanger 14, used as a condenser, in which it transfers calories to a colder air flow FAi, passing through said first upstream heat exchanger 14 and intended to be sent, once heated, to the passenger compartment so as to ensure heating. The refrigerant fluid, at least partially condensed, leaves the first upstream heat exchanger 14 towards the first point of convergence 16 and the three-way valve 15 which is arranged there.

La configuration de la vanne trois voies 15 permet de diriger le fluide réfrigérant en direction de l’organe de détente principal 10. Dans le premier mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant est détendu, de sorte que le fluide réfrigérant est principalement sous forme liquide à basse pression dans la deuxième branche de circulation 18 en aval de l’organe de détente principal 10.The configuration of the three-way valve 15 makes it possible to direct the refrigerant fluid towards the main expansion member 10. In the first mode of operation, the refrigerant fluid is expanded, so that the refrigerant fluid is mainly in liquid form at low pressure in the second circulation branch 18 downstream of the main expansion member 10.

Le fluide réfrigérant pénètre dans le premier échangeur de chaleur aval 20, utilisé comme évaporateur, dans lequel il récupère des calories à un flux d’air frais extérieur traversant ledit premier échangeur de chaleur aval 20. Le fluide réfrigérant, principalement sous forme gazeuse, sort du premier échangeur de chaleur aval 20 en direction du deuxième point de convergence 22. Dans cette première configuration, en mode chauffage de l’habitacle, le fluide réfrigérant continue de circuler dans la deuxième branche de circulation de la boucle principale 4, tel qu’autorisé par la configuration du moyen de régulation de débit 24, jusqu’au deuxième point de convergence 26. Le fluide réfrigérant passe ensuite à travers le dispositif d’accumulation 28 si le circuit de fluide réfrigérant en est équipé et est ensuite dirigé vers le compresseur 6 pour réamorcer un cycle thermodynamique. The refrigerant fluid enters the first downstream heat exchanger 20, used as an evaporator, in which it recovers calories from an air flow external cool passing through said first downstream heat exchanger 20. The refrigerant fluid, mainly in gaseous form, leaves the first downstream heat exchanger 20 towards the second point of convergence 22. In this first configuration, in passenger compartment heating mode, the refrigerant fluid continues to circulate in the second circulation branch of the main loop 4, as authorized by the configuration of the flow regulation means 24, up to the second point of convergence 26. The refrigerant fluid then passes through the accumulation device 28 if the refrigerant fluid circuit is equipped with one and is then directed towards the compressor 6 to restart a thermodynamic cycle.

La figure 6 illustre un deuxième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne en mode chauffage d’un élément de traction du véhicule, et notamment d’un organe de stockage d’énergie électrique. Plus particulièrement, dans ce deuxième mode de réalisation, on chauffe l’élément de stockage électrique en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne trois voies, via la première branche de dérivation équipée d’un deuxième échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit de régulation thermique de l’élément de stockage électrique et fonctionnant comme un condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une deuxième des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler à basse pression dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. Figure 6 illustrates a second mode of operation of the heat treatment system 1, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in heating mode of a traction element of the vehicle, and in particular of an electrical energy storage member. More particularly, in this second embodiment, the electrical storage element is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first branch branch equipped with a second upstream heat exchanger also arranged across a thermal regulation circuit of the electrical storage element and functioning as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a second of the two inlets of the three-way valve and exiting via the single outlet of this valve three ways to circulate at low pressure in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

Le fonctionnement est sensiblement le même que celui décrit pour le premier mode de fonctionnement, à l’exception du fait que la vanne trois voies 15 est dans un configuration telle que celle des deux entrées de la vanne trois voies qui est alimentée en fluide réfrigérant est la deuxième entrée de fluide réfrigérant 152, liée à la première branche de dérivation 30. The operation is substantially the same as that described for the first mode of operation, with the exception of the fact that the three-way valve 15 is in a configuration such that the two inlets of the three-way valve which is supplied with refrigerant fluid are the second refrigerant fluid inlet 152, linked to the first branch 30.

On comprend que pour basculer d’un mode de fonctionnement à l’autre, il convient de modifier la configuration de la vanne trois voies, et dans le cas illustré et décrit précédemment de faire pivoter la bille pour la faire passer de la première position de distribution illustrée en figure 2 à la deuxième position de distribution illustrée en figure 3. We understand that to switch from one operating mode to another, it is necessary to modify the configuration of the three-way valve, and in the case illustrated and described previously to rotate the ball to move it from the first distribution position illustrated in Figure 2 to the second distribution position illustrated in Figure 3.

Le fluide réfrigérant haute pression et haute température est dirigé vers la première branche de dérivation 30 pour traverser le deuxième échangeur de chaleur amont 32, utilisé là également comme condenseur, dans lequel il cède des calories à un autre fluide, qui peut être de l’air ou de l’eau et qui est destiné à alimenter une boucle de chauffage de l’élément de chaîne de traction, partiellement représentée sur la figure 6. The high pressure and high temperature refrigerant fluid is directed towards the first branch 30 to pass through the second upstream heat exchanger 32, also used there as a condenser, in which it transfers calories to another fluid, which can be air or water and which is intended to supply a heating loop of the traction chain element, partially shown in Figure 6.

Le fluide réfrigérant, au moins partiellement condensé, sort du deuxième échangeur de chaleur amont 32 en direction du premier point de convergence 16 et de la vanne trois voies 15 qui y est disposée, comme précédemment, et la configuration de la vanne trois voies 15 permet de diriger le fluide réfrigérant en direction de l’organe de détente principal 10, puis à travers la deuxième branche de circulation tel que précédemment décrit pour le premier mode de fonctionnement. The refrigerant fluid, at least partially condensed, leaves the second upstream heat exchanger 32 towards the first point of convergence 16 and the three-way valve 15 which is arranged there, as previously, and the configuration of the three-way valve 15 allows to direct the refrigerant fluid towards the main expansion member 10, then through the second circulation branch as previously described for the first mode of operation.

La figure 7 illustre un troisième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne en mode de refroidissement d’habitacle et de chauffage d’un élément de traction du véhicule, et notamment d’un élément de stockage d’énergie électrique. Plus particulièrement, on chauffe l’élément de stockage électrique en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne trois voies, via la première branche de dérivation équipée d’un deuxième échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit de régulation thermique de l’élément de stockage électrique et fonctionnant comme un condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une deuxième des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant à haute pression via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler successivement dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un condenseur et dans une deuxième branche de dérivation à travers un détendeur et un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. Un tel mode de fonctionnement peut notamment être mis en œuvre lorsque le véhicule roule et que la température extérieure est peu élevée. Figure 7 illustrates a third mode of operation of the heat treatment system 1, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in mode of cooling the passenger compartment and heating a traction element of the vehicle, and in particular an element electrical energy storage. More particularly, the electrical storage element is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first branch branch equipped with a second upstream heat exchanger also arranged across a circuit of thermal regulation of the electrical storage element and functioning as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a second of the two inlets of the three-way valve and exiting at high pressure via the single outlet of this three-way valve to circulate successively in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser and in a second branch of diversion through an expander and a second downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor. Such operating mode can in particular be implemented when the vehicle is driving and the outside temperature is low.

La circulation du fluide réfrigérant entre le compresseur 6 et la vanne trois voies 15 est la même que dans le deuxième mode de fonctionnement, de sorte que le deuxième échangeur amont 32 fonctionne comme un condenseur pour faire monter en température un élément de la chaîne de traction du véhicule. The circulation of the refrigerant fluid between the compressor 6 and the three-way valve 15 is the same as in the second operating mode, so that the second upstream exchanger 32 functions as a condenser to raise the temperature of an element of the traction chain of the vehicle.

Ce troisième mode de fonctionnement diffère du deuxième mode de fonctionnement en ce que l’organe de détente principal 10 n’est pas opérationnel et donc en ce que le fluide réfrigérant est toujours à haute pression lorsqu’il pénètre dans le premier échangeur de chaleur aval 20, qui fonctionne alors comme un condenseur, ou comme un module de sous refroidissement. Ce double étage de condensation, avec le passage successif du fluide réfrigérant dans le deuxième échangeur de chaleur amont 32 et le premier échangeur de chaleur aval 2 fonctionnant tous les deux en condenseur, permet d’avoir assez d’énergie pour condenser parfaitement le fluide réfrigérant. This third mode of operation differs from the second mode of operation in that the main expansion member 10 is not operational and therefore in that the refrigerant fluid is always at high pressure when it enters the first downstream heat exchanger. 20, which then functions as a condenser, or as a subcooling module. This double condensation stage, with the successive passage of the refrigerant fluid in the second upstream heat exchanger 32 and the first downstream heat exchanger 2 both operating as a condenser, allows enough energy to perfectly condense the refrigerant fluid .

Le fluide réfrigérant, toujours à haute pression, est alors dirigé, au niveau du deuxième point de divergence 22, vers une deuxième branche de dérivation 34, équipée d’un deuxième échangeur de chaleur aval 38 et d’un détendeur 40. Le fluide réfrigérant est détendu et traverse l’échangeur de chaleur aval 38 qui fonctionne en évaporateur. Au sein de cet évaporateur, le fluide réfrigérant capte des calories issues du flux d’air extérieur FAi, plus chaud et participe ainsi au refroidissement de cet air dirigé par la suite vers l’habitacle du véhicule. Le fluide réfrigérant sort du deuxième échangeur de chaleur aval 38 à l’état essentiellement gazeux et passe le deuxième point de convergence 26, pour être dirigé vers le compresseur et réamorcer comme précédemment décrit un cycle thermodynamique, le cas échéant en passant à travers un dispositif d’accumulation 28. The refrigerant fluid, still at high pressure, is then directed, at the second point of divergence 22, towards a second branch of diversion 34, equipped with a second downstream heat exchanger 38 and a regulator 40. The refrigerant fluid is expanded and passes through the downstream heat exchanger 38 which functions as an evaporator. Within this evaporator, the refrigerant fluid captures calories from the warmer exterior air flow FAi and thus contributes to the cooling of this air subsequently directed towards the passenger compartment of the vehicle. The refrigerant fluid leaves the second downstream heat exchanger 38 in the essentially gaseous state and passes the second point of convergence 26, to be directed towards the compressor and restart a thermodynamic cycle as previously described, if necessary by passing through a device accumulation 28.

La figure 8 illustre un quatrième mode de fonctionnement du système de traitement thermique 1, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne en mode de refroidissement d’habitacle. Plus particulièrement, on chauffe l’habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne trois voies, via la première branche de circulation équipée du premier échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit d’air d’habitacle de véhicule automobile et fonctionnant en condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies et ressortant à haute pression via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler successivement dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un condenseur et dans une deuxième branche de dérivation à travers un détendeur et un deuxième échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. Figure 8 illustrates a fourth mode of operation of the heat treatment system 1, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in cabin cooling mode. More particularly, the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the three-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid penetrating at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve and exiting at high pressure via the single outlet of this three-way valve to circulate successively in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as a condenser and in a second branch of diversion through a regulator and a second downstream heat exchanger functioning as an evaporator before joining the compressor.

La circulation du fluide réfrigérant en aval de la vanne trois voies est conforme à ce qui a pu être décrit dans le troisième mode de fonctionnement, avec le fluide réfrigérant qui n’est pas détendu dans l’organe de détente principal 10 et qui traverse successivement le premier échangeur aval 20 formant condenseur, le détendeur 40 et le deuxième échangeur de chaleur aval 38 formant évaporateur.The circulation of the refrigerant fluid downstream of the three-way valve conforms to what could be described in the third mode of operation, with the refrigerant fluid which is not expanded in the main expansion member 10 and which passes successively through the first downstream exchanger 20 forming a condenser, the expander 40 and the second downstream heat exchanger 38 forming an evaporator.

En amont de la vanne trois voies, le fluide réfrigérant circule dans la boucle principale, notamment en passant à travers le premier échangeur de chaleur amont 14 et donc en pénétrant dans la vanne trois voies par la première entrée de fluide réfrigérant, conformément à ce qui a été décrit dans le premier mode de fonctionnement. L’objectif de ce quatrième mode de fonctionnement étant la performance de refroidissement de l'air destiné à entrer dans l’habitacle, et donc la performance de refroidissement du flux d’air FAi, ce flux d’air peut être dévié au sein de l’installation de ventilation, de chauffage et de climatisation pour ne pas passer à travers le premier échangeur de chaleur amont 14. Upstream of the three-way valve, the refrigerant fluid circulates in the main loop, in particular passing through the first upstream heat exchanger 14 and therefore entering the three-way valve through the first refrigerant fluid inlet, in accordance with what was described in the first mode of operation. The objective of this fourth mode of operation being the cooling performance of the air intended to enter the passenger compartment, and therefore the cooling performance of the air flow FAi, this air flow can be diverted within the ventilation, heating and air conditioning installation so as not to pass through the first upstream heat exchanger 14.

On comprend de ce qui précède que la présence d’une vanne trois voies 15 au premier point de convergence 16 permet de mettre en œuvre plusieurs modes de fonctionnement d’un système de régulation thermique en autorisant notamment le passage de fluide réfrigérant dans une branche ou une autre en amont de la vanne trois voies et équipée chacune d’un échangeur de chaleur fonctionnant en condenseur. We understand from the above that the presence of a three-way valve 15 at the first point of convergence 16 makes it possible to implement several operating modes of a thermal regulation system by authorizing in particular the passage of refrigerant fluid in a branch or another upstream of the three-way valve and each equipped with a heat exchanger operating as a condenser.

On va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation dans lequel une vanne additionnelle 42 est combinée à la vanne trois voies 15 précédemment évoquée et présentant une configuration spécifique selon laquelle elle comporte deux entrées de fluide réfrigérant 151, 152 et une sortie de fluide réfrigérant 153. La vanne additionnelle 42 est une vanne utilisée de façon classique avec une entrée de fluide réfrigérant et deux sorties de fluide réfrigérant, de sorte qu’une vanne cinq voies 50 est réalisée avec deux entrées de fluide réfrigérant et trois sorties de fluide réfrigérant. We will now describe a second embodiment in which an additional valve 42 is combined with the three-way valve 15 previously mentioned and presenting a specific configuration according to which it comprises two refrigerant fluid inlets 151, 152 and a refrigerant fluid outlet 153. The additional valve 42 is a valve used conventionally with one refrigerant fluid inlet and two refrigerant fluid outlets, so that a five-way valve 50 is made with two refrigerant inlets and three refrigerant outlets.

Tel qu’illustré à la figure 9, et conformément au premier mode de réalisation, le circuit de fluide réfrigérant 2 comprend une pluralité de voies formant un circuit fermé qui met en œuvre un cycle thermodynamique. La vanne trois voies 15 est conformément au premier mode de réalisation disposée au premier point de convergence 16, avec la première entrée de fluide réfrigérant 151 reliée à la première branche de circulation 8 et au premier échangeur de chaleur amont 14 et la deuxième entrée de fluide réfrigérant 152 reliée à la première branche de dérivation 30 et au deuxième échangeur de chaleur amont 32, tandis que la sortie de fluide réfrigérant est liée à l’organe de détente principal 10 et par suite à la deuxième branche de circulation 18. As illustrated in Figure 9, and in accordance with the first embodiment, the refrigerant fluid circuit 2 comprises a plurality of paths forming a closed circuit which implements a thermodynamic cycle. The three-way valve 15 is, in accordance with the first embodiment, arranged at the first point of convergence 16, with the first refrigerant fluid inlet 151 connected to the first circulation branch 8 and to the first upstream heat exchanger 14 and the second fluid inlet refrigerant 152 connected to the first branch of diversion 30 and to the second upstream heat exchanger 32, while the outlet of refrigerant fluid is linked to the main expansion member 10 and consequently to the second circulation branch 18.

Le deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation notamment dans le fait que la vanne additionnelle 42 est juxtaposée à la vanne trois voies 15 pour former une vanne cinq voies 50 et également dans la configuration des deuxièmes branches de dérivation par rapport à la deuxième branche de circulation. The second embodiment differs from the first embodiment in particular in the fact that the additional valve 42 is juxtaposed with the three-way valve 15 to form a five-way valve 50 and also in the configuration of the second branch branches relative to the second circulation branch.

La vanne additionnelle 42 comporte une unique entrée de fluide réfrigérant 421, qui est raccordée à la première entrée de fluide réfrigérant 151 de la vanne trois voies au niveau d’un embranchement 500, et deux sorties de fluide réfrigérant parmi lesquelles une première sortie de fluide réfrigérant 422, reliée à la deuxième branche de circulation 18 par une première branche de raccordement 44 qui s’étend de la vanne additionnelle 42 à un troisième point de convergence 46, et une deuxième sortie de fluide réfrigérant 423, reliée aux deuxièmes branches de dérivation 34, 36 par une deuxième branche de raccordement 48 qui s’étend de la vanne additionnelle 42 à un troisième point de divergence 52.The additional valve 42 comprises a single refrigerant fluid inlet 421, which is connected to the first refrigerant fluid inlet 151 of the three-way valve at a branch 500, and two refrigerant fluid outlets including a first fluid outlet refrigerant 422, connected to the second circulation branch 18 by a first connection branch 44 which extends from the additional valve 42 to a third point of convergence 46, and a second refrigerant fluid outlet 423, connected to the second diversion branches 34, 36 by a second connection branch 48 which extends from the additional valve 42 to a third point of divergence 52.

Tel qu’illustré sur la figure 9, la première branche de raccordement 44 est équipé d’un organe de détente additionnel 54 et la deuxième branche de raccordement 48 est dépourvu de moyens de détente du fluide réfrigérant. Les deux branches de dérivation 34 et 36 du deuxième mode de réalisation diffèrent de celles du premier mode de réalisation en ce qu’elles ne s’étendent plus depuis un point de divergence présent sur la deuxième branche de circulation mais depuis le troisième point de divergence formé en bout de la deuxième branche de raccordement liée à la vanne trois voies additionnelles.As illustrated in Figure 9, the first connection branch 44 is equipped with an additional expansion member 54 and the second connection branch 48 is devoid of means for expanding the refrigerant fluid. The two branch branches 34 and 36 of the second embodiment differ from those of the first embodiment in that they no longer extend from a point of divergence present on the second branch of circulation but from the third point of divergence formed at the end of the second connection branch linked to the additional three-way valve.

Pour le reste des composants, ce qui a été décrit et évoqué pour le premier mode de réalisation s’applique mutatis mutandis au circuit de fluide réfrigérant du deuxième mode de réalisation. For the rest of the components, what has been described and mentioned for the first embodiment applies mutatis mutandis to the refrigerant fluid circuit of the second embodiment.

La figure 10 illustre un premier exemple de fonctionnement du système de traitement thermique 1 selon le deuxième mode de réalisation, dans lequel le circuit 2 de fluide réfrigérant fonctionne en mode chauffage de l’habitacle du véhicule équipé de ce système de traitement thermique. Plus particulièrement, dans ce premier exemple de fonctionnement du deuxième mode de réalisation, on chauffe l’habitacle en faisant circuler le fluide réfrigérant entre le compresseur et la vanne cinq voies, via la première branche de circulation équipée du premier échangeur de chaleur amont également disposé en travers d’un circuit d’air d’habitacle de véhicule automobile et fonctionnant en condenseur, le fluide réfrigérant pénétrant à haute pression dans une première des deux entrées de la vanne trois voies participant à former la vanne cinq voies et ressortant à basse pression via l’unique sortie de cette vanne trois voies pour circuler dans la deuxième branche de circulation à travers au moins le premier échangeur de chaleur aval fonctionnant comme un évaporateur avant de rejoindre le compresseur. Figure 10 illustrates a first example of operation of the heat treatment system 1 according to the second embodiment, in which the refrigerant circuit 2 operates in heating mode of the passenger compartment of the vehicle equipped with this heat treatment system. More particularly, in this first example of operation of the second embodiment, the passenger compartment is heated by circulating the refrigerant fluid between the compressor and the five-way valve, via the first circulation branch equipped with the first upstream heat exchanger also arranged across a passenger compartment air circuit of a motor vehicle and operating as a condenser, the refrigerant fluid entering at high pressure into a first of the two inlets of the three-way valve participating in forming the five-way valve and exiting at low pressure via the single outlet of this three-way valve to circulate in the second circulation branch through at least the first downstream heat exchanger operating as an evaporator before joining the compressor.

Tel qu’illustré, le fluide réfrigérant sort du compresseur 6 à haute pression et haute température et circule dans la boucle principale, en direction du premier point de divergence 12. Le fluide réfrigérant continue alors à suivre la première branche de circulation 8, notamment du fait de la configuration de la vanne trois voies 15 au niveau du premier point de convergence 16, qui autorise le passage de fluide provenant de la première branche de circulation 8 mais pas de la première branche de dérivation 30. As illustrated, the refrigerant fluid leaves the compressor 6 at high pressure and high temperature and circulates in the main loop, towards the first point of divergence 12. The refrigerant fluid then continues to follow the first branch of circulation 8, in particular from made of the configuration of the three-way valve 15 at the first point of convergence 16, which authorizes the passage of fluid coming from the first circulation branch 8 but not from the first branch of diversion 30.

Le fluide réfrigérant haute pression et haute température traverse alors le premier échangeur de chaleur amont 14, utilisé comme condenseur, dans lequel il cède des calories à un flux d’air FAi, plus froid, traversant ledit premier échangeur de chaleur amont 14 et destiné à être envoyé, une fois chauffé, vers l’habitacle de sorte à en assurer le chauffage. Le fluide réfrigérant, au moins partiellement condensé, sort du premier échangeur de chaleur amont 14 en direction de la vanne cinq voies 50. The high pressure and high temperature refrigerant fluid then passes through the first upstream heat exchanger 14, used as a condenser, in which it transfers calories to a colder air flow FAi, passing through said first upstream heat exchanger 14 and intended to be sent, once heated, to the passenger compartment so as to ensure heating. The refrigerant fluid, at least partially condensed, leaves the first upstream heat exchanger 14 towards the five-way valve 50.

La configuration de la vanne cinq voies 50 et notamment de l’embranchement 500 permet de diriger le fluide réfrigérant arrivant du premier échangeur de chaleur amont 14 en direction de la vanne trois voies 15 et de son unique sortie de fluide réfrigérant 153, liée à l’organe de détente principal 10. Dans ce premier exemple de fonctionnement du deuxième mode de réalisation, le fluide réfrigérant est détendu, de sorte que le fluide réfrigérant est principalement sous forme liquide à basse pression dans la deuxième branche de circulation 18 en aval de l’organe de détente principal 10. The configuration of the five-way valve 50 and in particular of the branch 500 makes it possible to direct the refrigerant fluid arriving from the first upstream heat exchanger 14 towards the three-way valve 15 and its single refrigerant fluid outlet 153, linked to the main expansion member 10. In this first example of operation of the second embodiment, the refrigerant fluid is expanded, so that the refrigerant fluid is mainly in liquid form at low pressure in the second circulation branch 18 downstream of the the main trigger member 10.

Le fluide réfrigérant pénètre dans le premier échangeur de chaleur aval 20, utilisé comme évaporateur, dans lequel il récupère des calories à un flux d’air frais extérieur traversant ledit premier échangeur de chaleur aval 20. Le fluide réfrigérant, principalement sous forme gazeuse, sort du premier échangeur de chaleur aval 20 en direction du troisième point de convergence 46. Le fluide réfrigérant continue de circuler dans la deuxième branche de circulation 18, tel qu’autorisé par la configuration du moyen de régulation de débit 24, jusqu’au deuxième point de convergence 26. Le fluide réfrigérant passe ensuite à travers le dispositif d’accumulation 28 si le circuit de fluide réfrigérant en est équipé et est ensuite dirigé vers le compresseur 6 pour réamorcer un cycle thermodynamique. The refrigerant fluid enters the first downstream heat exchanger 20, used as an evaporator, in which it recovers calories from a flow of fresh exterior air passing through said first downstream heat exchanger 20. The refrigerant fluid, mainly in gaseous form, exits of the first downstream heat exchanger 20 towards the third point of convergence 46. The refrigerant fluid continues to circulate in the second circulation branch 18, as authorized by the configuration of the flow regulation means 24, up to the second point convergence 26. The refrigerant fluid then passes through the accumulation device 28 if the refrigerant fluid circuit is equipped with one and is then directed towards the compressor 6 to restart a thermodynamic cycle.

Cet exemple de fonctionnement est similaire au premier mode de fonctionnement décrit pour le premier mode de réalisation dans la mesure où la vanne cinq voies n’est ici effective que par la vanne trois voies précédemment décrite. Un autre exemple de fonctionnement non décrit par la suite pourrait être mis en œuvre en utilisant uniquement la vanne trois voies, en faisant circuler le fluide réfrigérant en amont de la vanne trois voie par la première branche de dérivation, conformément à ce qui a pu être décrit dans le deuxième mode de fonctionnement du premier mode de réalisation. La figure n illustre un deuxième exemple de fonctionnement du système de traitement thermique i selon le deuxième mode de réalisation, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne en refroidissement d’habitacle et en chauffage d’un élément de traction du véhicule, et notamment d’un élément de stockage d’énergie électrique. Un tel mode de fonctionnement peut notamment être mis en œuvre lorsque le véhicule roule et que la température extérieure est peu élevée. This operating example is similar to the first operating mode described for the first embodiment insofar as the five-way valve is only effective here via the three-way valve previously described. Another example of operation not described below could be implemented using only the three-way valve, by circulating the refrigerant fluid upstream of the three-way valve via the first branch of diversion, in accordance with what could be described in the second mode of operation of the first embodiment. Figure n illustrates a second example of operation of the heat treatment system i according to the second embodiment, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in cooling the passenger compartment and in heating a traction element of the vehicle, and in particular of an electrical energy storage element. Such an operating mode can in particular be implemented when the vehicle is driving and the outside temperature is low.

La circulation du fluide réfrigérant entre le compresseur 6 et la vanne cinq voies 50 s’effectue ici à la fois dans la première branche de circulation 8 de la boucle principale et dans la première branche de dérivation 30. Une telle circulation en parallèle permet d’une part d’alimenter en fluide réfrigérant à haute pression et haute température le deuxième échangeur amont 32 pour que celui-ci fonctionne comme un condenseur et permette de faire monter en température un élément de la chaîne de traction du véhicule, et d’autre part d’alimenter l’entrée 421 de la vanne trois voie additionnelle 42 via l’embranchement 500 disposé au voisinage de la première entrée de fluide réfrigérant 151 de la vanne trois voies. The circulation of the refrigerant fluid between the compressor 6 and the five-way valve 50 takes place here both in the first circulation branch 8 of the main loop and in the first branch 30. Such parallel circulation makes it possible to on the one hand to supply refrigerant fluid at high pressure and high temperature to the second upstream exchanger 32 so that it functions as a condenser and makes it possible to raise the temperature of an element of the vehicle's traction chain, and on the other hand to supply the inlet 421 of the additional three-way valve 42 via the branch 500 arranged in the vicinity of the first refrigerant fluid inlet 151 of the three-way valve.

Dans ce deuxième exemple de fonctionnement, en aval de la vanne cinq voies 50, une partie du fluide réfrigérant circule via la deuxième branche de circulation 18, en sortie de la vanne trois voies 15, en passant successivement par l’organe de détente principal 10 pour y être détendu, par le premier échangeur de chaleur aval 20 fonctionnant comme un évaporateur, pour revenir au compresseur 6, et une partie du fluide réfrigérant circule via la deuxième branche de raccordement 48, en sortie de la vanne additionnelle 42, en passant successivement par le troisième point de divergence, par le détendeur 40 et par le deuxième échangeur aval 38 disposés sur une deuxième branche de dérivation, le deuxième échangeur aval 38 fonctionnant comme un évaporateur, pour revenir au compresseur 6. Au sein du deuxième échangeur aval 38 fonctionnant comme un évaporateur, le fluide réfrigérant capte des calories issues du flux d’air extérieur FAi, plus chaud et participe ainsi au refroidissement de cet air dirigé par la suite vers l’habitacle du véhicule. L’un des objectifs de ce deuxième exemple de fonctionnement étant la performance de refroidissement de l'air destiné à entrer dans l’habitacle, et donc la performance de refroidissement du flux d’air FAi, ce flux d’air peut être dévié au sein de l’installation de ventilation, de chauffage et de climatisation pour ne pas passer à travers le premier échangeur de chaleur amont 14. In this second example of operation, downstream of the five-way valve 50, part of the refrigerant fluid circulates via the second circulation branch 18, at the outlet of the three-way valve 15, passing successively through the main expansion member 10 to be relaxed there, by the first downstream heat exchanger 20 operating as an evaporator, to return to the compressor 6, and part of the refrigerant fluid circulates via the second connection branch 48, at the outlet of the additional valve 42, passing successively by the third point of divergence, by the regulator 40 and by the second downstream exchanger 38 arranged on a second branch of diversion, the second downstream exchanger 38 operating as an evaporator, to return to the compressor 6. Within the second downstream exchanger 38 operating like an evaporator, the refrigerant fluid captures calories from the warmer exterior air flow FAi and thus participates in the cooling of this air subsequently directed towards the passenger compartment of the vehicle. One of the objectives of this second example of operation being the cooling performance of the air intended to enter the passenger compartment, and therefore the cooling performance of the air flow FAi, this air flow can be diverted at within the ventilation, heating and air conditioning installation so as not to pass through the first upstream heat exchanger 14.

La figure 12 illustre un troisième exemple de fonctionnement du système de traitement thermique 1 selon le deuxième mode de réalisation, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne en chauffage d’habitacle avec une fonction de déshumidification d’air. Figure 12 illustrates a third example of operation of the heat treatment system 1 according to the second embodiment, in which the refrigerant circuit 2 operates in passenger compartment heating with an air dehumidification function.

La circulation du fluide réfrigérant entre le compresseur 6 et la vanne cinq voies 50 s’effectue uniquement dans la première branche de circulation 8 de la boucle principale. Le premier échangeur de chaleur amont 14 est ainsi alimenté en fluide réfrigérant à haute pression et haute température et ce premier échangeur de chaleur amont 14 fonctionne comme un condenseur amené à chauffer le flux d’air FAi le traversant par ailleurs avant d’être dirigé vers l’habitacle. Le flux d’air FAi est préalablement séché lors de son passage à travers l’évaporateur formé par le deuxième échangeur de chaleur aval 38, au sein duquel circule du fluide réfrigérant à basse pression, détendu après son passage dans le détendeur 40 dans la deuxième branche de dérivation 34 correspondante. The circulation of the refrigerant fluid between the compressor 6 and the five-way valve 50 takes place only in the first circulation branch 8 of the main loop. The first upstream heat exchanger 14 is thus supplied with refrigerant fluid at high pressure and high temperature and this first upstream heat exchanger 14 functions as a condenser brought to heat the air flow FAi passing through it elsewhere before being directed towards the passenger compartment. The air flow FAi is previously dried during its passage through the evaporator formed by the second downstream heat exchanger 38, within which refrigerant fluid circulates at low pressure, expanded after its passage through the expander 40 in the second corresponding branch 34.

Plus particulièrement, dans ce deuxième exemple de fonctionnement, la vanne cinq voies fonctionne avec du fluide réfrigérant arrivant du premier échangeur de chaleur amont 14, le fluide réfrigérant étant réparti au niveau de l’embranchement 500 aussi bien dans la vanne trois voies 15, pour sortir par l’unique sortie de fluide réfrigérant 153, que dans la vanne additionnelle 42, pour sortir par la deuxième sortie de fluide réfrigérant 423 de cette vanne additionnelle. More particularly, in this second example of operation, the five-way valve operates with refrigerant fluid arriving from the first upstream heat exchanger 14, the refrigerant fluid being distributed at the level of the branch 500 as well in the three-way valve 15, to exit through the single refrigerant fluid outlet 153, only in the additional valve 42, to exit through the second refrigerant fluid outlet 423 of this additional valve.

En sortie de la vanne trois voies 15, le fluide réfrigérant est détendu par l’organe de détente principal 10, pour ensuite passer à travers le premier échangeur de chaleur aval 20 fonctionnant comme un évaporateur avant de repasser par le compresseur 6. At the outlet of the three-way valve 15, the refrigerant fluid is expanded by the main expansion member 10, to then pass through the first downstream heat exchanger 20 operating as an evaporator before passing back through the compressor 6.

En sortie de la vanne additionnelle 42, le fluide réfrigérant circule dans la deuxième branche de raccordement 48 pour passer successivement par le troisième point de divergence, par le détendeur 40 et par le deuxième échangeur aval 38 disposés sur une deuxième branche de dérivation, le deuxième échangeur aval 38 fonctionnant comme un évaporateur, pour revenir au compresseur 6. At the outlet of the additional valve 42, the refrigerant fluid circulates in the second connection branch 48 to pass successively through the third point of divergence, by the regulator 40 and by the second downstream exchanger 38 arranged on a second branch of diversion, the second downstream exchanger 38 functioning as an evaporator, to return to the compressor 6.

La figure 13 illustre un quatrième exemple de fonctionnement du système de traitement thermique 1 selon le deuxième mode de réalisation, dans lequel le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne en chauffage d’habitacle avec une fonction de refroidissement d’un élément de la chaine de traction du véhicule.Figure 13 illustrates a fourth example of operation of the heat treatment system 1 according to the second embodiment, in which the refrigerant circuit 2 operates in passenger compartment heating with a function of cooling an element of the traction chain of the vehicle.

La circulation du fluide réfrigérant haute pression et haute température en amont de la vanne cinq voies et au sein de la vanne cinq voies est la même que ce qui vient d’être décrit pour le troisième exemple de fonctionnement, et la circulation du fluide réfrigérant passé par la vanne trois voies 15 est également là même que ce qui vient d’être décrit pour la troisième exemple de fonctionnement, en passant notamment à travers le premier échangeur de chaleur aval 20 fonctionnant en évaporateur. The circulation of the high pressure and high temperature refrigerant fluid upstream of the five-way valve and within the five-way valve is the same as what has just been described for the third operating example, and the circulation of the refrigerant fluid past by the three-way valve 15 is also the same as what has just been described for the third example of operation, passing in particular through the first downstream heat exchanger 20 operating as an evaporator.

Le quatrième exemple de fonctionnement diffère du troisième exemple de fonctionnement en ce que la partie du fluide réfrigérant circulant dans la deuxième branche de raccordement 38 est dirigé vers une deuxième branche de dérivation 36 différente de la deuxième branche de dérivation 34 empruntée par le fluide réfrigérant dans le troisième exemple de fonctionnement. Ici, le deuxième échangeur de chaleur aval 38 traversé par le fluide réfrigérant fonctionne comme un évaporateur apte à récupérer des calories d’un autre fluide, qui peut être de l’air ou de l’eau et qui est destiné à alimenter une boucle de refroidissement de l’élément de chaîne de traction, partiellement représentée sur la figure 13. The fourth example of operation differs from the third example of operation in that the part of the refrigerant fluid circulating in the second connection branch 38 is directed towards a second branch of diversion 36 different from the second branch of diversion 34 taken by the refrigerant fluid in the third example of operation. Here, the second downstream heat exchanger 38 crossed by the refrigerant fluid functions as an evaporator capable of recovering calories from another fluid, which can be air or water and which is intended to supply a loop of cooling of the traction chain element, partially shown in Figure 13.

Les figures 14 et 15 illustrent respectivement un cinquième et un sixième exemple de fonctionnement du deuxième mode de réalisation du système de traitement thermique de l’invention, dans lesquels le circuit de fluide réfrigérant 2 fonctionne en mode de refroidissement d’habitacle. Figures 14 and 15 respectively illustrate a fifth and a sixth example of operation of the second embodiment of the heat treatment system of the invention, in which the refrigerant fluid circuit 2 operates in cabin cooling mode.

Le cinquième exemple de fonctionnement illustré sur la figure 14 diffère de ce qui a été précédemment décrit en ce que le fluide réfrigérant circule uniquement dans la vanne cinq voies au sein de la vanne additionnelle. Le fluide réfrigérant est dirigé au niveau de l’embranchement 500 vers l’entrée de fluide réfrigérant 421 de la vanne additionnelle et celle-ci est pilotée pour que le fluide réfrigérant soit dirigé vers la première sortie de fluide réfrigérant 422 et la première branche de raccordement 44. The fifth example of operation illustrated in Figure 14 differs from what was previously described in that the refrigerant fluid circulates only in the five-way valve within the additional valve. Refrigerant fluid is directed at the level of the branch 500 towards the refrigerant fluid inlet 421 of the additional valve and the latter is controlled so that the refrigerant fluid is directed towards the first refrigerant fluid outlet 422 and the first connection branch 44.

Dans ce cinquième exemple de fonctionnement, l’organe de détente additionnel 54 n’est pas opérationnel et le fluide réfrigérant est toujours à haute pression lorsqu’il pénètre dans le premier échangeur de chaleur aval 20, qui fonctionne alors comme un condenseur, ou comme un module de sous refroidissement.In this fifth example of operation, the additional expansion member 54 is not operational and the refrigerant fluid is still at high pressure when it enters the first downstream heat exchanger 20, which then functions as a condenser, or as a sub-cooling module.

Tel que cela est visible sur la figure 14, on peut noter que le sens de circulation du fluide réfrigérant au sein du deuxième échangeur de chaleur aval 20 est inversé par rapport au sens de circulation observé dans les autres exemples de fonctionnement précédemment décrits. As can be seen in Figure 14, it can be noted that the direction of circulation of the refrigerant fluid within the second downstream heat exchanger 20 is reversed compared to the direction of circulation observed in the other operating examples previously described.

Le fluide réfrigérant, toujours à haute pression, est alors dirigé vers une deuxième branche de dérivation 34, équipée d’un deuxième échangeur de chaleur aval 38 et d’un détendeur 40. Le fluide réfrigérant est détendu et traverse l’échangeur de chaleur aval 38 qui fonctionne en évaporateur. Au sein de cet évaporateur, le fluide réfrigérant capte des calories issues du flux d’air extérieur FAi, plus chaud et participe ainsi au refroidissement de cet air dirigé par la suite vers l’habitacle du véhicule. Le fluide réfrigérant sort du deuxième échangeur de chaleur aval 38 à l’état essentiellement gazeux et passe le deuxième point de convergence 26, pour être dirigé vers le compresseur et réamorcer comme précédemment décrit un cycle thermodynamique, le cas échéant en passant à travers un dispositif d’accumulation 28. The refrigerant fluid, still at high pressure, is then directed towards a second branch 34, equipped with a second downstream heat exchanger 38 and a regulator 40. The refrigerant fluid is expanded and passes through the downstream heat exchanger 38 which operates as an evaporator. Within this evaporator, the refrigerant fluid captures calories from the warmer exterior air flow FAi and thus contributes to the cooling of this air subsequently directed towards the passenger compartment of the vehicle. The refrigerant fluid leaves the second downstream heat exchanger 38 in the essentially gaseous state and passes the second point of convergence 26, to be directed towards the compressor and restart a thermodynamic cycle as previously described, if necessary by passing through a device accumulation 28.

Le sixième exemple de fonctionnement illustré sur la figure 15 diffère du cinquième exemple de fonctionnement en ce que la détente du fluide réfrigérant en aval de la vanne cinq voies est réalisée en deux étapes, de manière à générer une fonction de déshumidification en série. Plus particulièrement, le fluide réfrigérant circulant dans la première branche de raccordement 44 est partiellement détendu lors de son passage à travers l’organe de détente additionnel 54, de manière à présenter une pression suffisamment basse pour que le premier échangeur de chaleur aval 20 fonctionne en évaporateur. Une détente finale du fluide réfrigérant est réalisée par le détendeur 40 en amont du deuxième échangeur de chaleur aval 38. The sixth operating example illustrated in Figure 15 differs from the fifth operating example in that the expansion of the refrigerant fluid downstream of the five-way valve is carried out in two stages, so as to generate a dehumidification function in series. More particularly, the refrigerant fluid circulating in the first connection branch 44 is partially expanded during its passage through the additional expansion member 54, so as to present a sufficiently low pressure for the first downstream heat exchanger 20 to operate in evaporator. A final expansion of the refrigerant fluid is carried out by the expander 40 upstream of the second downstream heat exchanger 38.

L’invention telle qu’elle vient d’être décrite atteint bien le but qu’elle s’est fixé à savoir de proposer un circuit de fluide réfrigérant qui permette une pluralité de configurations par la mise en œuvre spécifique d’une vanne trois voies, c’est-à- dire en prévoyant de raccorder en parallèle des branches de circulation de fluide réfrigérant à haute pression en amont de cette vanne trois voies, ou d’une vanne cinq voies dont la vanne trois voies fait partie. The invention as it has just been described achieves the goal it has set itself, namely to propose a refrigerant fluid circuit which allows a plurality of configurations by the specific implementation of a three-way valve. , that is to say by planning to connect high pressure refrigerant fluid circulation branches in parallel upstream of this three-way valve, or of a five-way valve of which the three-way valve is a part.

Claims

REVENDICATIONS 1. Circuit de fluide réfrigérant (2) pour un système de traitement thermique comportant une boucle principale (4) équipée d’un compresseur (6) configuré pour faire circuler le fluide réfrigérant, dans un sens de circulation défini, au sein de ladite boucle principale, la boucle principale comportant une première branche de circulation (8) reliant le compresseur (6) à un organe de détente principal (10), ladite première branche de circulation (8) étant équipée d’un premier échanger de chaleur amont (14), la boucle principale comportant en outre une deuxième branche de circulation (18) reliant l’organe de détente principal (10) au compresseur (6), ladite deuxième branche de circulation (18) étant équipée d’un premier échanger de chaleur aval (20), disposé par ailleurs en travers d’un flux d’air, caractérisé en ce qu’une première branche de dérivation (30) est disposée parallèlement à la première branche de circulation (8), entre un premier point (12) en sortie d’un composant quelconque de la boucle et un premier point de convergence (16) disposé entre le premier échangeur de chaleur amont (14) et l’organe de détente principal (10), et caractérisé en ce qu’il comporte une vanne trois voies (15) disposée au premier point de convergence (16) et qui est configurée pour présenter deux entrées de fluide réfrigérant (151, 152) et une sortie de fluide réfrigérant (153), une première entrée de fluide réfrigérant (151) étant reliée à la première branche de circulation (8) et la deuxième entrée de fluide réfrigérant (152) étant reliée à la première branche de dérivation (30), la vanne trois voies (15) comportant une sortie de fluide réfrigérant (153) reliée à l’organe de détente principal (10). 1. Refrigerant fluid circuit (2) for a heat treatment system comprising a main loop (4) equipped with a compressor (6) configured to circulate the refrigerant fluid, in a defined direction of circulation, within said loop main loop, the main loop comprising a first circulation branch (8) connecting the compressor (6) to a main expansion member (10), said first circulation branch (8) being equipped with a first upstream heat exchanger (14 ), the main loop further comprising a second circulation branch (18) connecting the main expansion member (10) to the compressor (6), said second circulation branch (18) being equipped with a first downstream heat exchanger (20), also arranged across an air flow, characterized in that a first branch (30) is arranged parallel to the first circulation branch (8), between a first point (12) at the outlet of any component of the loop and a first point of convergence (16) disposed between the first upstream heat exchanger (14) and the main expansion member (10), and characterized in that it comprises a three-way valve (15) disposed at the first point of convergence (16) and which is configured to have two refrigerant fluid inlets (151, 152) and a refrigerant fluid outlet (153), a first refrigerant fluid inlet (151) being connected to the first circulation branch (8) and the second refrigerant fluid inlet (152) being connected to the first bypass branch (30), the three-way valve (15) comprising a refrigerant fluid outlet (153) connected to the main trigger member (10). 2. Circuit de fluide réfrigérant (2) selon la revendication 1, dans lequel le premier échangeur de chaleur amont (14) disposé sur la première branche de circulation (8) est disposé par ailleurs en travers d’un circuit d’air d’un habitacle de véhicule automobile. 2. Refrigerant fluid circuit (2) according to claim 1, in which the first upstream heat exchanger (14) arranged on the first circulation branch (8) is also arranged across an air circuit of a passenger compartment of a motor vehicle. 3. Circuit de fluide réfrigérant (2) selon la revendication précédente, dans lequel le premier échangeur de chaleur amont (14) est un échangeur à eau ou à air. 3. Refrigerant fluid circuit (2) according to the preceding claim, wherein the first upstream heat exchanger (14) is a water or air exchanger. 4» Circuit de fluide réfrigérant (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la vanne trois voies (15) est une vanne à bille configurée pour relier, selon le positionnement de la bille, une des deux entrées de fluide réfrigérant (151, 152) à la sortie de fluide réfrigérant (153). 4 » Refrigerant fluid circuit (2) according to one of the preceding claims, in which the three-way valve (15) is a ball valve configured to connect, depending on the positioning of the ball, one of the two refrigerant fluid inlets ( 151, 152) at the refrigerant outlet (153). 5. Circuit de fluide réfrigérant (2) selon la revendication précédente, dans lequel la vanne trois voies (15) et l’organe de détente principal (10) sont disposés au premier point de convergence (16), la bille (155) de la vanne trois voies (15) étant configurée pour former l’organe de détente principal (10). 5. Refrigerant fluid circuit (2) according to the preceding claim, in which the three-way valve (15) and the main expansion member (10) are arranged at the first point of convergence (16), the ball (155) of the three-way valve (15) being configured to form the main expansion member (10). 6. Circuit de fluide réfrigérant (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins une deuxième branche de dérivation (34, 36) est disposée parallèlement à la deuxième branche de circulation (18), entre un deuxième point de divergence (22) disposé en aval de la sortie de fluide réfrigérant de la vanne trois voies (15) et un deuxième point de convergence (26) disposé en amont du compresseur (6), la deuxième branche de dérivation (34, 36) étant équipée d’un deuxième échangeur de chaleur aval (38) et d’un détendeur (40) disposé en amont du deuxième échangeur de chaleur aval (38). 6. Refrigerant fluid circuit (2) according to one of the preceding claims, in which at least one second branch of diversion (34, 36) is arranged parallel to the second branch of circulation (18), between a second point of divergence (22) arranged downstream of the refrigerant outlet of the three-way valve (15) and a second point of convergence (26) arranged upstream of the compressor (6), the second branch branch (34, 36) being equipped a second downstream heat exchanger (38) and an expander (40) arranged upstream of the second downstream heat exchanger (38). 7. Circuit de fluide réfrigérant (2) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la vanne trois voies (15) est associée à une vanne trois voies additionnelle (42) pour former une vanne cinq voies (50), la vanne trois voies additionnelle comportant d’une part une entrée de fluide réfrigérant (421) et d’autre part deux sorties de fluide réfrigérant (422, 423) respectivement reliées à une branche de raccordement (44, 48) agencée en aval de la vanne trois voies additionnelle (42) selon le sens de circulation du fluide réfrigérant entre la vanne trois voies additionnelle (42) et le compresseur (6). 7. Refrigerant fluid circuit (2) according to one of claims 1 to 6, in which the three-way valve (15) is associated with an additional three-way valve (42) to form a five-way valve (50), the additional three-way valve comprising on the one hand a refrigerant fluid inlet (421) and on the other hand two refrigerant fluid outlets (422, 423) respectively connected to a connecting branch (44, 48) arranged downstream of the valve additional three-way valve (42) according to the direction of circulation of the refrigerant fluid between the additional three-way valve (42) and the compressor (6). 8. Circuit de fluide réfrigérant (2) selon la revendication précédente, dans lequel l’une parmi la première branche de circulation (8) ou la première branche de dérivation (30), respectivement reliées aux entrées de fluide réfrigérant (151, 152) de la vanne trois voies (15), est reliée également à l’entrée (421) de la vanne trois voies additionnelles (42). 8. Refrigerant fluid circuit (2) according to the preceding claim, in which one of the first circulation branch (8) or the first diversion branch (30), respectively connected to the refrigerant fluid inlets (151, 152) of the three-way valve (15), is also connected to the inlet (421) of the additional three-way valve (42). 9. Circuit de fluide réfrigérant selon la revendication 7 ou 8, combiné à la revendication 6, dans lequel le deuxième point de divergence (22) est disposée en amont du premier échangeur de chaleur aval (20). io. Circuit de fluide réfrigérant selon l’une des revendications 7 ou 8, combiné à la revendication 6, dans lequel une première sortie de fluide réfrigérant (422) de la vanne trois voies additionnelle (42) est liée à une première branche de raccordement (44) débouchant sur la deuxième branche de circulation (18) en un troisième point de convergence (46), la deuxième sortie de fluide réfrigérant (423) de la vanne trois voies additionnelle (42) étant liée à une deuxième branche de raccordement (48) débouchant en un quatrième point de convergence (52) sur une deuxième branche de dérivation (34, 36) disposée parallèlement à la deuxième branche de circulation (18). 11. Procédé de régulation thermique d’un habitacle et/ou d’un élément de stockage électrique mettant en œuvre un circuit de fluide réfrigérant (2) conforme à l’une des revendications précédentes, au cours duquel on alimente par du fluide réfrigérant à haute pression et haute température l’une ou l’autre des deux entrées (151, 152) de fluide réfrigérant de la vanne trois voies (15), après que le fluide réfrigérant à haute pression et haute température soit passé par un échangeur de chaleur fonctionnant en condenseur. 9. Refrigerant fluid circuit according to claim 7 or 8, combined with claim 6, in which the second point of divergence (22) is arranged upstream of the first downstream heat exchanger (20). io. Refrigerant fluid circuit according to one of claims 7 or 8, combined with claim 6, in which a first refrigerant fluid outlet (422) of the additional three-way valve (42) is linked to a first connection branch (44 ) opening onto the second circulation branch (18) at a third point of convergence (46), the second refrigerant fluid outlet (423) of the additional three-way valve (42) being linked to a second connection branch (48) opening at a fourth point of convergence (52) onto a second branch of diversion (34, 36) arranged parallel to the second branch of circulation (18). 11. Method for thermal regulation of a passenger compartment and/or an electrical storage element implementing a refrigerant fluid circuit (2) in accordance with one of the preceding claims, during which refrigerant fluid is supplied to high pressure and high temperature either of the two refrigerant inlets (151, 152) of the three-way valve (15), after the high pressure and high temperature refrigerant passes through a heat exchanger operating as a condenser.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011157700A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Valeo Systemes Thermiques Heat conditioning system for a motor vehicle
US20130098092A1 (en) * 2010-07-29 2013-04-25 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump
WO2019011617A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Audi Ag Valve assembly for a refrigerant circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011157700A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Valeo Systemes Thermiques Heat conditioning system for a motor vehicle
US20130098092A1 (en) * 2010-07-29 2013-04-25 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump
WO2019011617A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Audi Ag Valve assembly for a refrigerant circuit

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