Domaine technique

[1] La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de conditionnement thermique. Ces systèmes de conditionnement thermique peuvent notamment équiper des véhicules automobiles. Dans ce type d’applications, ces systèmes permettent d’assurer une régulation thermique de différents organes ou modules du véhicule. Les échanges de chaleur sont gérés principalement par la compression et la détente d’un fluide réfrigérant circulant dans un circuit dans lequel sont disposés plusieurs échangeurs de chaleur.

Technique antérieure

[2] Il est connu d’assurer simultanément une régulation thermique de deux organes ou modules du véhicule, tel que l’habitacle ou encore une batterie de stockage d’énergie électrique, dans le cas d’un véhicule à propulsion électrique. Pour cela, le fluide réfrigérant circule dans deux branches du circuit de fluide réfrigérant disposées en parallèle, et comprenant chacune un évaporateur. Le fluide réfrigérant peut subir une détente dans chacun des évaporateurs, ce qui permet d’absorber de la chaleur et d’assurer une régulation thermique de l’organe ou du module associé à cet évaporateur.

[3] Il est également connu de contrôler la détente du fluide réfrigérant dans un évaporateur au moyen d’un détendeur thermostatique. Un tel détendeur assure une régulation de la surchauffe du fluide réfrigérant sortant de l’évaporateur sans nécessiter de commande électrique où de signal électrique. Un détendeur thermostatique est à la fois peu coûteux à fabriquer et simple à intégrer dans un système de conditionnement thermique.

[4] Lorsque deux évaporateurs disposés en parallèle fonctionnent simultanément en absorbant chacun une puissance thermique nettement différente de celle de l’autre évaporateur, la régulation du système de conditionnement thermique peut être délicate. En effet, lorsqu’un évaporateur équipé d’un détendeur thermostatique standard doit fonctionner en fournissant une puissance frigorifique nettement inférieure à sa capacité frigorifique nominale, le fonctionnement a tendance à être instable. En effet, un détendeur thermostatique standard a dans ces conditions tendance à soit ne laisser passer aucun débit de fluide réfrigérant dans l’évaporateur, soit laisser passer un débit excessif pour fournir la puissance frigorifique requise. En pratique, la régulation est réalisée par une succession de phases d’arrêt de la circulation du réfrigérant dans l’évaporateur et de phases de redémarrage de la circulation du réfrigérant. Il est alors délicat d’obtenir une température stable et homogène dans l’évaporateur. Dans le cas où cet évaporateur est utilisé pour refroidir les éléments d’une batterie de stockage d’énergie électrique, ces fluctuations de température sont pénalisantes pour la performance ainsi que la fiabilité à long terme de la batterie.

[5] Un but de la présente invention est ainsi de fournir un système de conditionnement thermique pouvant fonctionner de manière stable, même lorsqu’un évaporateur contrôlé par un détendeur thermostatique doit fonctionner en fournissant une faible puissance thermique, bien inférieure à la puissance nominale.

Résumé

[6] A cette fin, la présente invention propose un système de conditionnement thermique comprenant un circuit de fluide réfrigérant configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant, le circuit de fluide réfrigérant comportant :

- une boucle principale comprenant successivement selon le sens de parcours du fluide réfrigérant :

-- un dispositif de compression,

-- un condenseur configuré pour échanger de la chaleur avec un premier fluide caloporteur,

-- un premier dispositif de détente,

-- un premier évaporateur,

- une branche de dérivation reliant un premier point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du condenseur et en amont du premier dispositif de détente à un deuxième point de raccordement disposé sur la boucle principale en aval du premier évaporateur et en amont du dispositif de compression, la branche de dérivation comportant un deuxième dispositif de détente et un deuxième évaporateur, dans lequel le deuxième dispositif de détente est un détendeur de type thermostatique configuré pour faire varier une section de passage du fluide réfrigérant entre une section de passage minimale et une section de passage maximale, et dans lequel la branche de dérivation comprend un dispositif de restriction de passage configuré pour limiter une section de passage du fluide réfrigérant à une valeur inférieure à la section de passage maximale du deuxième dispositif de détente.

[7] Le dispositif de restriction de passage permet de limiter le débit de fluide réfrigérant envoyé vers le deuxième évaporateur, sans modifier les éléments du deuxième dispositif de détente qui participent à la régulation de la section de passage du fluide réfrigérant. Ainsi, lorsque le système de conditionnement thermique opère sur un point de fonctionnement dans lequel le deuxième évaporateur fournit une puissance de refroidissement faible par rapport à sa puissance maximale de refroidissement, la restriction de passage permet d’obtenir un fonctionnement avec un débit régulier de fluide réfrigérant dans le deuxième évaporateur. La température au sein du deuxième évaporateur subit moins de variations au cours du temps et peut être contrôlée de manière plus précise.

[8] Les caractéristiques listées dans les paragraphes suivant peuvent être mises en oeuvre indépendamment les unes des autres, ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

[9] Le système de conditionnement thermique peut être un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile.

[10] Selon un mode de réalisation, le deuxième dispositif de détente est disposé en amont du deuxième évaporateur.

[11] Selon un exemple de mise en oeuvre, le premier fluide caloporteur est un flux d’air extérieur à un habitacle d’un véhicule automobile.

[12] Selon un autre exemple de mise en oeuvre, le premier fluide caloporteur est un liquide caloporteur.

[13] Le premier évaporateur est configuré pour échanger de la chaleur avec un deuxième fluide caloporteur. [14] Selon un mode de réalisation, le deuxième fluide caloporteur est un flux d’air intérieur à l’habitacle du véhicule.

[15] Le deuxième évaporateur peut être couplé thermiquement avec un élément d’une chaîne de traction électrique du véhicule.

[16] L’élément de la chaîne de traction électrique peut être une batterie de stockage d’énergie électrique.

[17] Selon un mode de réalisation, le deuxième évaporateur est accolé à la batterie de stockage d’énergie électrique.

[18] L’élément de la chaîne de traction électrique peut être un module électronique de pilotage d’un moteur électrique de traction du véhicule.

[19] Le dispositif de restriction de passage est configuré pour limiter une section de passage du fluide réfrigérant à une valeur inférieure à 30% de la section de passage maximale du deuxième dispositif de détente.

[20] Le premier dispositif de détente peut être un détendeur électronique, un détendeur thermostatique, ou un orifice calibré.

[21] Selon un aspect de l’invention, le deuxième dispositif de détente comporte un premier conduit de circulation de fluide réfrigérant configuré pour alimenter le deuxième évaporateur et un deuxième conduit de circulation de fluide réfrigérant configuré pour recevoir le fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur, et le deuxième dispositif de détente comporte un obturateur mobile configuré pour faire varier une section de passage du premier conduit sous l’action d’un élément thermiquement sensible disposé dans le deuxième conduit.

[22] Selon un mode de réalisation, le dispositif de restriction de passage est disposé dans le deuxième conduit.

[23] La section de passage minimale du deuxième dispositif de détente est nulle.

[24] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le dispositif de restriction de passage est disposé en amont de l’élément thermiquement sensible. [25] Selon un autre mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le dispositif de restriction de passage est disposé en aval de l’élément thermiquement sensible.

[26] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le dispositif de restriction de passage est un diaphragme comportant un orifice calibré.

[27] Selon un exemple de mise en oeuvre, le diaphragme est cylindrique. L’orifice calibré est cylindrique et coaxial avec un axe du diaphragme.

[28] Selon un autre aspect de l’invention, une section de passage de l’orifice calibré est comprise entre 0,5% et 10% de la section de passage maximale du deuxième dispositif de détente.

[29] Selon un exemple de mise en oeuvre, le deuxième dispositif de détente comporte un logement de réception du diaphragme, le diaphragme étant disposé dans le logement de réception.

[30] Selon un autre exemple de mise en oeuvre, le circuit de fluide réfrigérant comporte une durite reliée au deuxième dispositif de détente, la durite comportant une bride de liaison avec le deuxième dispositif de détente, et la bride comporte un logement de réception du diaphragme, le diaphragme étant disposé dans le logement de réception.

[31] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le dispositif de restriction de passage est disposé en aval du deuxième dispositif de détente.

[32] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, le dispositif de restriction de passage est une vanne comportant un conduit de circulation de fluide et un obturateur mobile disposé dans le conduit, l’obturateur mobile étant configuré pour faire varier une section de passage du conduit de la vanne.

[33] Selon un exemple de réalisation, le dispositif de restriction de passage comporte un moteur électrique configuré pour déplacer l’obturateur mobile.

[34] Le moteur électrique peut être un moteur à courant continu. [35] Le moteur électrique peut être un moteur pas-à-pas.

[36] Selon un mode de réalisation, le dispositif de restriction de passage et le deuxième dispositif de détente sont adjacents.

[37] Selon un mode de réalisation, le dispositif de restriction de passage et le deuxième dispositif de détente font partie d’un même corps. Le corps peut par exemple être un corps de fonderie.

[38] Selon un exemple de mise en oeuvre de l’invention, le conduit de circulation de fluide du dispositif de restriction de passage est coaxial avec le deuxième conduit de circulation de fluide du deuxième dispositif de détente.

[39] Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de restriction de passage et le deuxième dispositif de détente sont reliés par une durite.

[40] Par exemple, la durite reliant le dispositif de restriction de passage et le deuxième dispositif de détente a une longueur inférieure à 10 centimètres.

[41] Selon un exemple de réalisation, l’obturateur mobile du dispositif de restriction de passage est une boule rotative comportant un évidement traversant configuré pour former une portion de conduit de circulation de fluide.

[42] Par exemple ; un axe de rotation de la boule rotative et un axe du conduit de circulation de fluide du dispositif de restriction de passage sont perpendiculaires.

[43] Un axe de rotation de la boule rotative et un axe de l’évidement traversant sont perpendiculaires.

[44] Selon un autre exemple de réalisation, l’obturateur mobile du dispositif de restriction de passage est un volet rotatif configuré pour pivoter dans le conduit de circulation de fluide.

[45] Selon encore un autre exemple de réalisation, l’obturateur mobile du dispositif de restriction de passage est une soupape mobile en translation.

Brève description des dessins

[46] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : [47] La figure 1 est une représentation schématique d’un système de conditionnement thermique selon l’invention,

[48] La figure 2 est une représentation schématique partielle d’un système de conditionnement thermique selon un premier mode de réalisation de l’invention,

[49] La figure 3 est une représentation schématique partielle d’un système de conditionnement thermique selon une variante du premier mode de réalisation,

[50] La figure 4 est une représentation schématique partielle d’un système de conditionnement thermique selon une autre variante du premier mode de réalisation,

[51] La figure 5 est une représentation schématique partielle d’un système de conditionnement thermique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,

[52] La figure 6 est une représentation schématique partielle d’un système de conditionnement thermique selon une variante du deuxième mode de réalisation,

[53] La figure 7 est une représentation schématique partielle d’un système de conditionnement thermique selon une autre variante du deuxième mode de réalisation,

[54] La figure 8 est une représentation schématique partielle d’un système de conditionnement thermique selon encore une autre variante du deuxième mode de réalisation,

[55] La figure 9 représente est une représentation schématique partielle d’un système de conditionnement thermique selon encore une autre variante du deuxième mode de réalisation,

[56] La figure 10 est une courbe schématisant l’évolution temporelle du fonctionnement d’un système de conditionnement thermique selon l’état de l’art,

[57] La figure 11 est une courbe schématisant l’évolution temporelle du fonctionnement d’un système de conditionnement thermique selon l’invention.

[58] Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l'échelle. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c'est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, ou paramètre par rapport à un autre et on peut interchanger les dénominations.

[59] Dans la description qui suit, le terme " un premier élément en amont d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé avant le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, d'un fluide. De manière analogue, le terme " un premier élément en aval d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé après le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, du fluide considéré. Dans le cas du circuit de fluide réfrigérant, le terme « un premier élément est en amont d’un deuxième élément » signifie que le fluide réfrigérant parcourt successivement le premier élément, puis le deuxième élément, sans passer par le dispositif de compression 2. Autrement dit, le fluide réfrigérant sort du dispositif de compression 2, traverse éventuellement ou plusieurs éléments, puis traverse le premier élément, puis le deuxième élément, puis regagne l’entrée 2a du dispositif de compression 2, éventuellement après avoir traversé d’autres éléments.

[60] Quand il est précisé qu'un sous-système comporte un élément donné, cela n'exclut pas la présence d'autres éléments dans ce sous-système.

[61] Une unité électronique de contrôle, non représentée sur les figures, reçoit les informations de différents capteurs mesurant notamment les caractéristiques du fluide réfrigérant en divers points du circuit. L’unité électronique reçoit également les consignes demandées par les occupants du véhicule, comme par exemple la température souhaitée à l’intérieur de l’habitacle. L’unité électronique met en oeuvre des lois de contrôle permettant le pilotage des différents actionneurs, afin d’assurer le contrôle du système de conditionnement thermique 100.

[62] Le système de conditionnement thermique 100 comprend un dispositif de compression 2 permettant de mettre en pression le fluide réfrigérant et de le faire circuler dans le circuit de fluide réfrigérant 1. Le dispositif de compression 2 peut être un compresseur électrique, c'est-à-dire un compresseur dont les pièces mobiles sont entraînées par un moteur électrique. Le dispositif de compression 2 comporte un côté aspiration du fluide réfrigérant à basse pression, encore appelé entrée 2a du dispositif de compression 2, et un côté refoulement du fluide réfrigérant à haute pression, encore appelé sortie 2b du dispositif de compression 2. Les pièces mobiles internes du compresseur 2 font passer le fluide réfrigérant d’une basse pression côté entrée 2a à une haute pression côté sortie 2b. Après détente dans un ou plusieurs organes de détente du circuit 1 , le fluide réfrigérant revient à l’entrée du compresseur 2 et recommence un nouveau cycle thermodynamique.

[63] Chaque point de raccordement permet au fluide réfrigérant de passer dans l’une ou l’autre des portions de circuit se rejoignant à ce point de raccordement. La répartition du fluide réfrigérant entre les deux portions de circuit se rejoignant en un point de raccordement se fait en jouant sur l’ouverture ou la fermeture de vannes d’arrêt ou dispositifs de détente compris sur chacune des deux branches. Autrement dit, chaque point de raccordement est un moyen de redirection du fluide arrivant à ce point de raccordement.

[64] Le fluide réfrigérant utilisé par le circuit de fluide réfrigérant 1 est ici un fluide chimique tel que le R1234yf. D’autres fluides réfrigérants pourraient être employés, comme par exemple le R134a.

[65] On a représenté sur la figure 1 un système de conditionnement thermique 100 comprenant un circuit 1 de fluide réfrigérant configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant, le circuit 1 de fluide réfrigérant comportant :

- une boucle principale A comprenant successivement selon le sens de parcours du fluide réfrigérant :

-- un dispositif de compression 2,

-- un condenseur 3 configuré pour échanger de la chaleur avec un premier fluide caloporteur,

-- un premier dispositif de détente 4,

-- un premier évaporateur 5,

- une branche de dérivation B reliant un premier point de raccordement 11 disposé sur la boucle principale A en aval du condenseur 3 et en amont du premier dispositif de détente 4 à un deuxième point de raccordement 12 disposé sur la boucle principale A en aval du premier évaporateur 5 et en amont du dispositif de compression 2, la branche de dérivation B comportant un deuxième dispositif de détente 6 et un deuxième évaporateur 7, dans lequel le deuxième dispositif de détente 6 est un détendeur de type thermostatique configuré pour faire varier une section de passage du fluide réfrigérant entre une section de passage minimale Smin et une section de passage maximale Smax, et dans lequel la branche de dérivation B comprend un dispositif de restriction de passage 8 configuré pour limiter une section de passage du fluide réfrigérant à une valeur inférieure à la section de passage maximale Smax du deuxième dispositif de détente 6.

[66] Sur l’exemple décrit, le système de conditionnement thermique 100 est un système de conditionnement thermique pour véhicule automobile.

[67] Le deuxième dispositif de détente 6 est disposé en amont du deuxième évaporateur 7. On entend par là que le fluide réfrigérant est détendu en amont du deuxième évaporateur 7.

[68] Le dispositif de restriction de passage 8 est distinct du deuxième dispositif de détente 6.

[69] Le condenseur 3 est un échangeur de chaleur configuré pour assurer une condensation du fluide réfrigérant. La chaleur dégagée par la condensation du fluide réfrigérant est transférée au premier fluide caloporteur.

[70] Le premier fluide caloporteur est ici un flux d’air Fe extérieur à un habitacle d’un véhicule automobile. On entend par flux d’air extérieur Fe un flux d’air qui n’est pas à destination de l’habitacle. Autrement dit, ce flux d’air reste à l’extérieur du véhicule. Un groupe moto-ventilateur disposé à proximité immédiate du condenseur 3, non représenté, peut être activé afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air extérieur Fe.

[71] Selon un exemple non représenté, le premier fluide caloporteur est un liquide caloporteur. Dans ce cas, le liquide caloporteur peut circuler dans un circuit de liquide caloporteur comportant un échangeur de chaleur disposé dans l’habitacle du véhicule. Le chauffage de l’habitacle du véhicule est assuré notamment par cet échangeur de chaleur. [72] Le premier évaporateur 5 est configuré pour échanger de la chaleur avec un deuxième fluide caloporteur. Le deuxième fluide caloporteur est ici un flux d’air Fi intérieur à l’habitacle du véhicule.

[73] On entend par flux d’air intérieur Fi un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Ce flux d’air intérieur peut circuler dans une installation de chauffage, ventilation et climatisation, généralement désignée par le terme Anglais « HVAC » signifiant « Heating, Ventilating and Air Conditioning ». Cette installation n’a pas été représentée sur les figures. Comme précédemment, un autre groupe moto-ventilateur, également non représenté sur les figures, est disposé dans l’installation de chauffage afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air intérieur Fi sur le premier évaporateur 5.

[74] Le deuxième évaporateur 7 est ici couplé thermiquement avec un élément 30 d’une chaîne de traction électrique du véhicule.

[75] L’élément 30 de la chaîne de traction électrique est par exemple une batterie 30 de stockage d’énergie électrique. L’échange thermique entre la batterie 30 de stockage d’énergie électrique et le deuxième évaporateur 7 est direct, c’est-à-dire sans intervention d’un autre fluide caloporteur. La paroi du deuxième évaporateur 7 permet d’absorber la chaleur de la batterie. Le deuxième évaporateur 7 est accolé à la batterie 30 de stockage d’énergie électrique.

[76] Selon une variante ; l’élément 30 de la chaîne de traction électrique peut être un module électronique de pilotage d’un moteur électrique de traction du véhicule.

[77] Le deuxième point de raccordement 12 est disposé en amont du dispositif de compression 2. On entend par là que le deuxième point de raccordement 12 est disposé en amont d’une entrée 2a du dispositif de compression 2.

[78] La section de passage du fluide réfrigérant est définie comme la surface d’une section transverse du circuit 1 de fluide réfrigérant. Le circuit 1 de fluide réfrigérant comporte plusieurs tubes et durites reliées ensemble. La section de passage du fluide réfrigérant 1 peut varier en divers points du circuit de fluide réfrigérant. Dans le cas d’un tube cylindrique, la section de passage est l’aire d’un disque ayant pour diamètre le diamètre intérieur du tube. [79] Le dispositif de restriction de passage 8 permet de limiter le débit de fluide réfrigérant envoyé vers le deuxième évaporateur 7, sans avoir à modifier les éléments du deuxième dispositif de détente 6 qui participent à la régulation de la section de passage du fluide réfrigérant. Ainsi, lorsque le système de conditionnement thermique 100 opère sur un point de fonctionnement dans lequel le deuxième évaporateur 7 fournit une puissance de refroidissement faible par rapport à sa puissance maximale de refroidissement, la restriction de passage 8 permet d’obtenir un fonctionnement avec un débit régulier de fluide réfrigérant dans le deuxième évaporateur 7. Ce cas de figure correspond par exemple à un cas où la batterie 30 a besoin de recevoir un léger refroidissement. Ce cas peut se produire lorsque la température ambiante est modérée et que la puissance dissipée est elle-même modérée, par exemple lorsque le véhicule ne dépasse pas 50 km/h sur route plane et avec un poids total roulant nominal. La figure 10 illustre schématiquement le fonctionnement d’un système de conditionnement thermique selon l’état de l’art. La courbe 40 correspond à l’évolution de la température à un point donné du deuxième évaporateur 7. La température de consigne du fluide réfrigérant dans le deuxième évaporateur est T_1. A l’instant tO, la température est supérieure à la consigne et une consigne de refroidissement est émise. Peu après l’instant tO, le deuxième dispositif de détente 6, qui est un détendeur thermostatique, s’ouvre et fait circuler du fluide réfrigérant dans le deuxième évaporateur 7. La température diminue. A l’instant t1 , la température est inférieure à la consigne T_1 et continue à baisser, le débit de fluide réfrigérant doit donc diminuer. En pratique, le deuxième dispositif de détente 6 se ferme et empêche la circulation de fluide réfrigérant dans le deuxième évaporateur 7. La température remonte donc. A l’instant tO’, à nouveau température est éloignée de la consigne T_1 et le deuxième dispositif de détente 6 fait à nouveau circuler du fluide réfrigérant dans le deuxième évaporateur 7. Comme précédemment, la circulation de fluide réfrigérant se poursuit jusqu’à l’instant t1 ’ où la température devient trop basse, et la circulation de fluide réfrigérant est à nouveau interrompue. Le phénomène se répète périodiquement si le besoin en refroidissement ne change pas. De la même manière, l’instant tO” correspond à une phase de redémarrage de la circulation de fluide réfrigérant et l’instant t1” correspond au début d’une phase de coupure de la circulation de fluide réfrigérant. La température dans le deuxième évaporateur 7 oscille, la régulation de température est peu précise.

[80] La figure 11 illustre le fonctionnement d’un système de conditionnement thermique selon l’invention, dans les mêmes conditions en termes de besoin de refroidissement et température de consigne. Comme précédemment, l’instant tO correspond à l’instant où le détendeur thermostatique 6 s’ouvre et fait circuler du fluide réfrigérant dans le deuxième évaporateur 7. Grâce au dispositif de restriction de passage 8, le débit de fluide réfrigérant peut être suffisamment faible, tout en étant non nul, pour assurer la puissance de refroidissement recherchée par la régulation. Le détendeur thermostatique 6 fonctionne alors sur une plage d’ouverture dans laquelle une régulation du débit est possible sans aller jusqu’à des phases de fonctionnement à débit nul. La circulation de fluide réfrigérant peut être maintenue en continu. La température au sein du deuxième évaporateur 7 subit moins de variations au cours du temps et peut être contrôlée de manière plus précise.

[81] Le dispositif de restriction de passage 8 est configuré pour limiter une section de passage du fluide réfrigérant à une valeur inférieure à 30% de la section de passage maximale Smax du deuxième dispositif de détente 6. Par exemple, pour un diamètre de passage de 18 millimètres, la section de passage correspondante vaut environ 254 millimètres carrés. Dans le cas d’un dispositif de restriction de passage comportant un orifice calibré de 4 millimètres de diamètre, la section de passage vaut environ 12,5 millimètres carrés, ce qui représente environ 5% de la section de passage maximale.

[82] Le premier dispositif de détente 4 peut être un détendeur électronique, un détendeur thermostatique, ou un orifice calibré.

[83] Un détendeur de type électronique comporte un moteur électrique permettant de déplacer un obturateur mobile qui contrôle la section de passage offerte au fluide réfrigérant. Au moins un capteur de position permet de réaliser l’asservissement en position de l’obturateur mobile. L’unité électronique de contrôle assure le pilotage du détendeur électronique. [84] Le deuxième dispositif de détente 6 est un détendeur thermostatique. Comme illustré sur les figures 2 à 9, le deuxième dispositif de détente 6 comporte un premier conduit 9 de circulation de fluide réfrigérant configuré pour alimenter le deuxième évaporateur 7 et un deuxième conduit 10 de circulation de fluide réfrigérant configuré pour recevoir le fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 7. Le deuxième dispositif de détente 6 comporte un obturateur mobile 14 configuré pour faire varier une section de passage du premier conduit 9 sous l’action d’un élément thermiquement sensible 13 disposé dans le deuxième conduit 10.

[85] Selon un premier mode de réalisation, illustré sur la figure 2 et sur la figure 3, le dispositif de restriction de passage 8 est disposé dans le deuxième conduit 10.

[86] Autrement dit, le dispositif de restriction de passage 8 est intégré au deuxième dispositif de détente 6.

[87] Le premier conduit 9 de circulation de fluide réfrigérant et le deuxième conduit 10 de circulation de fluide réfrigérant font ici partie d’un même corps de fonderie.

[88] La section de passage minimale Smin du deuxième dispositif de détente 6 est nulle.

[89] Autrement dit, lorsque l’obturateur mobile 14 est dans la position dans laquelle la section de passage du deuxième dispositif de détente 6 est nulle, le débit de fluide réfrigérant à traversant le deuxième dispositif de détente 6 est nul aux fuites près. Il est considéré que les fuites sont négligeables par rapport au débit de fluide réfrigérant lorsque le système de conditionnement thermique est en fonctionnement.

[90] L’obturateur mobile 14 du deuxième dispositif de détente 6 est mobile sous l’action d’un ressort de rappel 15 et sous l’action de l’élément thermiquement sensible 13. Comme illustré particulièrement sur les figures 5 et 6, l’élément thermiquement sensible 13 comprend une membrane 16 soumise à la pression d’un fluide disposé dans un réceptacle disposé dans le flux de fluide réfrigérant sortant du deuxième évaporateur 7. Le fluide est ainsi sensiblement à la même température que le fluide réfrigérant sortant de l’évaporateur. Lorsque la température du fluide réfrigérant est suffisamment élevée, le fluide contenu dans le réceptacle exerce sur la membrane 16 une force suffisante pour déplacer l’obturateur mobile 14 et augmenter la section de passage du fluide réfrigérant. Le débit de fluide réfrigérant augmente donc, ce qui augmente la chaleur absorbée dans l’évaporateur et diminue la température du fluide réfrigérant sortant de l’évaporateur. Une régulation est ainsi assurée. L’élément thermiquement sensible 13 est soumis à une température sensiblement égale à la température du fluide réfrigérant sortant du deuxième évaporateur 7.

[91] Selon la variante du premier mode de réalisation du système de conditionnement thermique illustrée sur la figure 2, le dispositif de restriction de passage 8 est disposé en amont de l’élément thermiquement sensible 13.

[92] Le dispositif de restriction de passage 8 est disposé en aval d’une entrée 10a du deuxième conduit 10, et en amont de l’élément thermiquement sensible 13. Autrement dit, le fluide réfrigérant sortant du deuxième évaporateur 7 traverse d’abord le dispositif de restriction de passage 8 avant d’atteindre l’élément thermiquement sensible 13.

[93] Selon une autre variante du premier mode de réalisation, illustrée sur la figure 3, le dispositif de restriction de passage 8 est disposé en aval de l’élément thermiquement sensible 13.

[94] Le dispositif de restriction de passage 8 est disposé en aval de l’élément thermiquement sensible 13, et en amont d’une sortie 10b du deuxième conduit 10. Autrement dit, le fluide réfrigérant sortant du deuxième évaporateur 7 traverse d’abord l’élément thermiquement sensible 13 avant d’atteindre le dispositif de restriction de passage 8.

[95] Selon le premier mode de réalisation du système de conditionnement thermique, illustré sur les figures 2 à 4, le dispositif de restriction de passage 8 est un diaphragme comportant un orifice calibré 17. La forme générale du diaphragme est celle d’un disque. L’épaisseur du disque est inférieure à son rayon.

[96] Une section de passage de l’orifice calibré 17 est fixe. En d’autres termes, la section de passage de l’orifice calibré 17 ne peut pas être modifiée pendant le fonctionnement du système de conditionnement thermique 100. Une modification de la section de passage du dispositif de restriction de passage 8 ne peut se faire que par un démontage et une modification des éléments internes du dispositif, afin de monter un diaphragme présentant des caractéristiques différentes.

[97] Selon l’exemple illustré, le diaphragme est cylindrique. L’orifice calibré 17 est cylindrique et coaxial avec un axe D1 du diaphragme. Le diaphragme est par exemple métallique. L’orifice calibré peut par exemple être obtenu par perçage. Le dispositif de restriction de passage 8 est simple à fabriquer et à mettre au point.

[98] Une section de passage de l’orifice calibré 17 est comprise entre 0,5% et 10% de la section de passage maximale Smax du deuxième dispositif de détente 6.

[99] Selon un exemple de mise en oeuvre illustrés sur la figure 2 ainsi que sur la figure 3, le deuxième dispositif de détente 6 comporte un logement de réception 18 du diaphragme, le diaphragme étant disposé dans le logement de réception 18. L’interface entre le logement 18 et le diaphragme est étanche. Autrement dit, le fluide réfrigérant ne peut passer que par l’orifice calibré 17. Le logement 18 peut par exemple être obtenu par usinage du corps de fonderie du deuxième dispositif de détente 6.

[100] Selon un autre exemple de mise en oeuvre, illustré sur la figure 4, le circuit de fluide réfrigérant 1 comporte une durite 19 reliée au deuxième dispositif de détente 6, la durite 19 comportant une bride 20 de liaison avec le deuxième dispositif de détente 6, et la bride 20 comporte un logement de réception 21 du diaphragme, le diaphragme étant disposé dans le logement de réception 21. Dans ce cas, aucune modification du deuxième dispositif de détente 6 n’est nécessaire pour installer le diaphragme formant restriction de la section de passage.

[101] Selon un mode de réalisation du système de conditionnement thermique, illustré sur la figure 9, le dispositif de restriction de passage 8 est disposé en aval du deuxième dispositif de détente 6. Autrement dit, le dispositif de restriction de passage 8 est disposé en aval du deuxième conduit 10 de circulation de fluide réfrigérant recevant le fluide réfrigérant qui sort du deuxième évaporateur 7.

[102] Selon un deuxième mode de réalisation du système de conditionnement thermique, illustré sur les figures 5 à 9, le dispositif de restriction de passage 8 est une vanne comportant un conduit 22 de circulation de fluide et un obturateur mobile 23 disposé dans le conduit, l’obturateur mobile 23 étant configuré pour faire varier une section de passage du conduit 22 de la vanne. Autrement dit, le deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que la section de la restriction de passage peut varier dans le temps afin de s’adapter aux besoins de la régulation de température. Ainsi, lorsque le besoin de refroidissement correspond à un fonctionnement proche de la puissance thermique maximale, l’obturateur mobile 23 peut prendre une position telle que le conduit 22 est plein ouvert, de façon à ne pas limiter le débit de fluide réfrigérant. Lorsque le besoin de refroidissement correspond à une faible puissance par rapport à la puissance thermique nominale, l’obturateur mobile réalise une restriction de passage du fluide réfrigérant selon le principe décrit auparavant. Optionnellement, lorsque la vanne est étanche quand l’obturateur mobile 23 est en position fermée, une fonction d’arrêt est disponible. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire de prévoir une autre vanne d’arrêt. En particulier, le détendeur thermostatique 6 n’a alors pas besoin d’intégrer une vanne d’arrêt.

[103] Le dispositif de restriction de passage 8 comporte un moteur électrique 24 configuré pour déplacer l’obturateur mobile 23. Le moteur électrique 24 peut être un moteur à courant continu. Le moteur électrique 24 peut être un moteur pas-à- pas.

[104] Sur les variantes des figures 5, 6 et 9, le dispositif de restriction de passage 8 et le deuxième dispositif de détente 6 sont adjacents. On entend par adjacent que le dispositif de restriction de passage 8 et le deuxième dispositif de détente 6 sont reliés l’un à l’autre, éventuellement avec un joint d’étanchéité interposé. Le dispositif de restriction de passage 8 et le deuxième dispositif de détente 6 peuvent être fixés l’un à l’autre, par exemple par des vis traversant une bride de fixation de chaque dispositif.

[105] Selon un mode de réalisation non représenté, le dispositif de restriction de passage 8 et le deuxième dispositif de détente 6 font partie d’un même corps. Le corps peut par exemple être un corps de fonderie, c’est-à-dire obtenu par moulage d’un alliage métallique. Les divers conduits de passage de fluide et les divers logements recevant les composants du deuxième dispositif de détente 6 et du dispositif de restriction de passage 8 sont réalisés dans un unique corps. [106] Selon les variantes illustrées sur la figure 7 et la figure 8, le dispositif de restriction de passage 8 et le deuxième dispositif de détente 6 sont reliés par une durite 19. Par exemple, la durite reliant le dispositif de restriction de passage 8 et le deuxième dispositif de détente 6 a une longueur inférieure à 10 centimètres. [107] Selon la variante de la figure 5, le conduit 22 de circulation de fluide du dispositif de restriction de passage 8 est coaxial avec le deuxième conduit 10 de circulation de fluide du deuxième dispositif de détente 6. Le conduit 22 et le conduit 10 s’étendent tous les deux selon l’axe D2.

[108] Divers types d’obturateur mobile sont possibles. Selon un exemple de réalisation, illustré sur la figure 5 ainsi que sur la figure 7, l’obturateur mobile 23 du dispositif de restriction de passage 8 est une boule rotative comportant un évidement traversant 25 configuré pour former une portion de conduit de circulation de fluide.

[109] La boule rotative 23 est liée à un arbre de rotation d’axe D3. L’axe de rotation D3 de la boule rotative et un axe D2 du conduit 22 de circulation de fluide du dispositif de restriction de passage 8 sont perpendiculaires. L’évidement traversant 25 est par exemple cylindrique et s’étend selon un axe D4. De même, l’axe de rotation D3 de la boule rotative et un axe D4 de l’évidement traversant 25 sont perpendiculaires. Le fluide réfrigérant traverse l’évidement traversant 25. Une portion de la périphérie de la boule rotative 23 assure l’étanchéité entre la boule rotative 23 et le conduit 22 de circulation de fluide.

[110] Selon une variante de réalisation, illustrée sur la figure 6 ainsi que sur la figure 8, l’obturateur mobile 23 du dispositif de restriction de passage 8 est une soupape mobile en translation. [111] Selon une autre variante de réalisation, non illustrée, l’obturateur mobile 23 du dispositif de restriction de passage 8 est un volet rotatif configuré pour pivoter dans le conduit 22 de circulation de fluide.