EP2102575A1 - Echangeur de chaleur comprenant au moins trois parties d'echanges de chaleur et systeme de gestion de l'energie thermique comportant un tel echangeur - Google Patents

Echangeur de chaleur comprenant au moins trois parties d'echanges de chaleur et systeme de gestion de l'energie thermique comportant un tel echangeur

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EP2102575A1
EP2102575A1 EP07822622A EP07822622A EP2102575A1 EP 2102575 A1 EP2102575 A1 EP 2102575A1 EP 07822622 A EP07822622 A EP 07822622A EP 07822622 A EP07822622 A EP 07822622A EP 2102575 A1 EP2102575 A1 EP 2102575A1
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EP
European Patent Office
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cooling
fluid
heat exchange
heat exchanger
heat
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07822622A
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German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Jouanny
Ngy Sru Ap
Jean-Sylvain Bernard
Carlos Da Silva
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F28D2021/0091—Radiators
    • F28D2021/0094—Radiators for recooling the engine coolant

Definitions

  • Heat exchanger comprising at least three parts of heat exchange and thermal energy management system comprising such an exchanger
  • the invention relates to the field of heat exchangers, especially for motor vehicles.
  • Modern motor vehicles include, in addition to the heat engine, numerous equipment that exchange heat with an external environment, either to be cooled or, on the contrary, to be heated.
  • the air-conditioning system condenser of the passenger compartment of the vehicle the charge air cooler or the heater radiator of the passenger compartment.
  • these vehicles are generally equipped with two circuits, namely a high temperature circuit which is used for cooling the heat engine and equipment with the highest temperature, and a low temperature cooling circuit which is used for cooling equipment whose temperature is lower, such as, for example, the condenser of the air conditioning circuit of the passenger compartment of the motor vehicle.
  • Each of these circuits is equipped with a cooling radiator for the evacuation of heat.
  • the exchange surface of the radiator of the high temperature loop and the exchange surface of the radiator of the low temperature loop are fixed.
  • the high temperature radiator is used exclusively for cooling the high temperature circuit equipment
  • the low temperature radiator is used exclusively for cooling and / or heating the low temperature circuit equipment.
  • the engine coolant flows through a bypass line that bypasses the radiator at high temperature so that the cooling capacity of the latter is not used. There is therefore a loss of cooling capacity.
  • a heat exchange module comprising surface distribution means which make it possible to split, in a flexible manner, the heat exchange surface into a heat exchange section with high temperature used to cool the circuit at high temperature and a low temperature heat exchange section used for cooling the circuit at low temperature.
  • the surface distribution means are constituted by adjustable partition means integrated in the manifold, for example retractable partitions.
  • This application is intended to improve the situation. It proposes for this purpose an exchanger comprising at least a first, a second and a third heat exchange part, located substantially in the same plane and in which the beam allows an independent fluid flow in each of the exchange parts of heat.
  • Such a heat exchanger is particularly advantageous in that it offers the possibility of modulating, as a function of the cooling requirements of the equipment of each high temperature and low temperature circuit, the heat exchange surface required while keeping a minimum footprint. , the fluid distribution means not being integrated into the collector boxes.
  • the invention also relates to a thermal energy management system developed by a motor vehicle engine.
  • FIG. 1 schematically shows a thermal energy management system developed by a motor vehicle engine according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a heat exchanger according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a heat exchanger according to a second embodiment.
  • the thermal energy management system developed by a motor vehicle engine comprises a high temperature circuit 2 provided, for example, with an engine inlet duct 6 connected to the combustion engine. 8 of the vehicle and a motor output pipe 10 connected to a four-way valve 12.
  • a mechanical or electrical pump 14 circulates a coolant coolant through the engine block, as shown schematically by the arrows 15.
  • the high-temperature cooling pipe also comprises a heating pipe 16 on which is mounted a heater 18.
  • the circulation pump 14 also circulates the coolant in the heater 18.
  • the coolant can still borrow a high temperature radiator pipe 20 connected to a heat exchanger 22 according to the present invention and detailed further, The heat exchanger 22 is traversed by the coolant. Finally, a bypass line or short-circuiting pipe 24 allows the coolant to return to the engine 8 without having passed through the heat exchanger 22, as shown by the arrow 25.
  • the four-way valve 12 comprises an inlet channel designated by the reference 12-1 and three output channels, respectively a channel 12-2 connected to the heating pipe 16, a channel 12-3 connected to the pipe 20 of high temperature radiator and a 12-4 lane connected to the short-circuit line 24.
  • the thermal energy management system developed by a motor vehicle engine according to the invention further comprises a secondary or low temperature cooling circuit 4 provided, for example, with a low temperature radiator pipe 28 on which is mounted a pump of low temperature electric circulation and one or more heat exchangers 32-1 or 32-2.
  • a secondary or low temperature cooling circuit 4 provided, for example, with a low temperature radiator pipe 28 on which is mounted a pump of low temperature electric circulation and one or more heat exchangers 32-1 or 32-2.
  • the heat exchangers 32 may be, for example, a condenser of an air conditioning circuit and a charge air cooler. They are cooled by heat exchange with the coolant at low temperature which circulates in the low temperature cooling circuit 4.
  • the low temperature fluid is also cooled in the heat exchanger 22.
  • the developed thermal energy management system further comprises at least a first distribution means 40 for allocating the fluid from the high temperature circuit and / or low temperature in a so-called attributable section or third portion 222 of the heat exchanger 22.
  • the first distribution means 40 is provided outside the heat exchanger 22.
  • a second distribution means 42 allows for it to direct or allocate the fluid leaving the third part 222 of the heat exchanger 22 to the high temperature loop 2 or the low temperature loop 4.
  • the second means 42 is provided outside the heat exchanger 22.
  • a particular embodiment of the invention proposes to have only one of the two distribution means 40 or 42.
  • a third distribution means 44 may also be used to redirect all or part of the fluid coming from the third part 222 of the heat exchanger 22 to a second part 223 of the heat exchanger 22, this third distribution means therefore allows a connection between the third part and the second part.
  • the cooling fluid will be cooled to a lower temperature level by passing through the second portion 223 of the heat exchanger 22.
  • the distribution means 40 and 42 may be actuated or not at the same time. Similarly, the distribution means 40 and 44 may be coordinated according to the cooling requirements of the high temperature circuits 2 and low temperature 4. These distribution means 40; 42 and 44 are valves actuated by control means (not shown) which receive information from sensors (not shown) arranged at appropriate locations in the high temperature cooling circuit 2 and the low temperature cooling circuit. 4. This information can be, for example, the water temperature at the engine outlet 8 in the pipe 10, ie the engine rotation speed, the thermal power rejected by the engine in the high temperature cooling circuit. The control means may take into account one or more of these information.
  • the distribution of the fluid from the high temperature circuit 3 and the low temperature circuit 4 in the attributable portion 222 of the heat exchanger 22 is controlled according to the cooling needs of the high temperature circuits 2 and low temperature 4.
  • the exchange surface of the attributable section 222 The heat exchanger 22 is used for cooling the engine.
  • FIG. 2 shows a heat exchanger according to the invention.
  • This heat exchanger 22 comprises a heat exchange bundle composed, for example, of a stack of tubes and fins.
  • the tubes (not shown) are all identical and are parallel to each other.
  • a cooling fluid circulates therein which exchanges heat with an external medium, for example atmospheric air.
  • the tubes of the heat exchange module 22 are connected, at each of their two ends, to manifolds, namely respectively an inlet manifold for the coolant and an outlet box for the outlet of the coolant.
  • the heat exchange surface is, in this embodiment, composed of three distinct sections: a high temperature heat exchange section or first portion 221, a low temperature heat exchange section or second portion 223 and a so-called assigned section or third portion 222 disposed between sections 221 and 223.
  • the first part 221 is dedicated to cooling the fluid flowing in the high temperature circuit 2 or first heat exchange loop.
  • the second part is dedicated to cooling the fluid flowing in the secondary cooling circuit 4 or second heat exchange loop.
  • the third part is dedicated, as needed, to the cooling of the first or second heat exchange loop.
  • the fluid flowing in the first 2 and second 4 heat exchange loops is the same fluid, for example, water with added glycol.
  • Sections 221; 222 and 223 are fixed. In other words, they comprise a fixed and fixed number of heat exchange tubes of the heat exchanger 22.
  • the tubes of the first part 221 open at one end into a high-temperature inlet manifold 51 and at the other end into a high-temperature outlet manifold 61.
  • the tubes of the third portion 222 are connected at their input end to an assigned input collector 52 and at their output end to an assigned collector
  • the first, second and third parts each include at least one inlet and at least one outlet for the fluid.
  • the inlet manifolds 51 and 52 respectively comprise tubings 100 and 104 for the inlet of said fluid and the outlet manifolds 61 and 62 respectively comprise tubings 102 and 106 for the output of said fluid.
  • the high temperature coolant enters the inlet manifold 51 and exits the outlet manifold 61 after passing through the high temperature heat exchange section 221.
  • the high or low temperature coolant Low temperature enters the attributable inlet manifold 52 and leaves the attributable outlet manifold after passing through the attributable exchange section 222.
  • the second part tubes 223 are respectively connected to a manifold 53 and to an intermediate manifold 63.
  • a partition partition 112 makes it possible to break down the manifold 53 into two parts, namely a part 53-1 for the entry of the cooling fluid into the second part and a part 53-2 for the output of this same fluid.
  • the cooling fluid has a so-called two-pass circulation in the second portion 223.
  • the low-temperature coolant enters the inlet manifold 53-1 via an inlet manifold.
  • 108 then flows into the first heat exchange section or first pass 223-1 of the second portion 223.
  • the cooling fluid then performs a half-turn in the intermediate manifold 63 and flows into the second heat exchange section or second pass 223-2 of the second part 223.
  • the fluid leaves the outlet manifold 53-2 through an outlet pipe of the cooling fluid 110.
  • the intermediate manifold 63 comprises a second cooling fluid inlet 114.
  • the second inlet is located at the second heat exchange section 223-2 of the second portion 223.
  • This second inlet 114 makes it possible to circulate, if necessary, the cooling fluid leaving the third portion 222 in the second heat exchange section 223-2 of the second portion 223 to obtain the desired temperature level of the fluid of the cooling.
  • the first 223-1 and the second 223-2 passes each have an inlet for the coolant.
  • the heat exchanger 22 comprises two collector boxes 5 and 6 in which the respective ends of each tube open.
  • the manifolds 5 and 6 are provided with partitions partitions defining respectively the collectors 51; 52; 53-1; 53-2; 61; 62; and 63.
  • FIG. 3 represents a heat exchanger according to a second embodiment of the invention.
  • the heat exchange surface is, here, composed of 5 distinct sections namely: a high temperature heat exchange section or first part 221, a low temperature heat exchange section or second part
  • the heat exchanger further comprises additional heat exchange sections including a so-called “subcooling” section 224 and a so-called “annex” section 225.
  • additional heat exchange sections including a so-called “subcooling” section 224 and a so-called “annex” section 225.
  • the subcooling portion 224 is dedicated to the cooling fluid circulating in the second heat exchange loop 4. This part also has an inlet and an outlet for the cooling fluid.
  • the sub-cooling section 224 comprises an inlet manifold 54 provided with a pipe 116 and an outlet manifold 64 provided with a pipe 118.
  • This heat exchange zone makes it possible to lower the temperature of all or part of the pipe.
  • the cooling fluid from the low temperature loop can be cooled in at least two heat exchange levels. Heat exchangers mounted on the low temperature loop can then be cooled more efficiently.
  • the cooling fluid can also be cooled to more than two levels heat exchange by providing additional passes as well as corresponding outputs.
  • This communication can be obtained by various communication means.
  • the means of communication may in particular be located outside the collector boxes and in this case may be valves.
  • Another embodiment proposes that this communication be obtained via at least one passage orifice and switching means of said orifice, the corresponding orifice in this case at the inlet of the part dedicated to the sub. cooling.
  • the flow rate of the cooling fluid inside this section or portion dedicated to the subcooling will be lower than the flow rate through the low temperature portion 223 of the heat exchanger 22.
  • This cooling system can in particular be applied for the cooling of an air conditioning circuit condenser which comprises a condensation stage and a subcooling stage of the refrigerant.
  • the condensation stage will then be cooled by coolant from the second heat exchange zone 223 and the subcooling stage will be cooled by coolant from the subcooling section.
  • the heat exchanger 22 further comprises a fifth heat exchange section 225, called the annex part.
  • This part is intended for cooling another fluid such as, for example, transmission oil or automatic gearbox oil.
  • the tubes of this part 225 are identical to the tubes of the other four parts and are also connected to an inlet manifold 55 and to an outlet manifold 65.
  • Each manifold comprises a pipe for the inlet 120 or outlet 122 of the other fluid.

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Abstract

L'invention concerne un échangeur de chaleur présentant comprenant au moins une première, une deuxième et une troisième parties d'échanges de chaleur (221; 222; 223), situées sensiblement dans un même plan, ledit faisceau permettant une circulation de fluide indépendante dans chacune desdites parties d'échange (221; 222; 223), L'invention concerne aussi un système de gestion de l'énergie thermique développée par un moteur de véhicule automobile comportant un tel échangeur de chaleur. Application au domaine automobile.

Description

Echanαeur de chaleur comprenant au moins trois parties d'échanges de chaleur et système de gestion de l'énergie thermique comportant un tel échangeur
L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles.
Les véhicules automobiles modernes comprennent, en pius du moteur thermique, de nombreux équipements qui échangent de la chaleur avec un milieu extérieur, soit pour être refroidis, soit au contraire pour être réchauffés. A titre d'exemple, on peut citer ie condenseur du circuit de climatisation de l'habitacle du véhicule, le refroidisseur d'air de suralimentation ou encore le radiateur de chauffage de l'habitacle. C'est pourquoi ces véhicules sont généralement équipés de deux circuits, à savoir un circuit à haute température qui est utilisé pour le refroidissement du moteur thermique et des équipements dont la température est Ia plus élevée, et un circuit de refroidissement à basse température qui est utilisé pour le refroidissement des équipements dont la température est plus basse, comme, par exemple, le condenseur du circuit de climatisation de l'habitacle du véhicule automobile. Chacun de ces circuits est muni d'un radiateur de refroidissement pour l'évacuation de la chaleur.
Dans les véhicules connus, la surface d'échange du radiateur de la boucle à haute température et la surface d'échange du radiateur de la boucle à basse température sont fixes. En outre, le radiateur à haute température est utilisé exclusivement pour le refroidissement des équipements du circuit à haute température, tandis que !e radiateur à basse température est utilisé exclusivement pour le refroidissement et/ou le réchauffage des équipements du circuit à basse température. Or, dans certaines conditions de charge du moteur, en particulier à faible charge, il n'est pas nécessaire de refroidir le moteur thermique. C'est pourquoi ie liquide de refroidissement du moteur circule par une canalisation de dérivation qui contourne le radiateur à haute température de telle sorte que la capacité de refroidissement de ce dernier n'est pas utilisée. îl y a donc une perte de capacité de refroidissement.
Il est connu, notamment du document FR 2 844041, un module d'échange de chaleur comportant des moyens de répartition de surface qui permettent de scinder, de manière modulable, la surface d'échange de chaleur en une section d'échange de chaleur à haute température utilisée pour Ie refroidissement du circuit à haute température et une section d'échange de chaleur à basse température utilisée pour ie refroidissement du circuit à basse température. Les moyens de répartition de surface sont constitués par des moyens de partition réglables intégrés dans la boîte collectrice, par exemple des cloisons escamotables.
Toutefois, un tel module d'échange de chaleur comporte un certain nombre d'inconvénients et notamment un encombrement important au niveau des boites collectrices comportant les moyens de partition de surfaces, des difficultés pour l'obtention d'une étanchéîté parfaite au niveau de ces mêmes moyens de partition ainsi que des coûts de fabrication importants.
La présente demande vise à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un échangeur comprenant au moins une première, une deuxième et une troisième parties d'échanges de chaleur, situées sensiblement dans un même plan et dans lequel le faisceau permet une circulation de fluide indépendante dans chacune des parties d'échange de chaleur.
Un tel échangeur de chaleur est particulièrement avantageux en ce qu'il offre la possibilité de moduler, en fonction des besoins en refroidissement des équipements de chaque circuit haute température et basse température, la surface d'échange de chaleur nécessaire tout en gardant un encombrement minimal, les moyens de répartition du fluide n'étant pas intégré dans les boites collectrices.
L'invention vise également un système de gestion de l'énergie thermique développée par un moteur de véhicule automobile.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus avant à la lecture de ta description qui suit, à titre illustratif et non limitatif, des figures des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente schόmatiquement un système de gestion de l'énergie thermique développée par un moteur thermique de véhicule automobile conforme à la présente invention ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un échangeur de chaieur selon un premier mode de réalisation ; et
- la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un échangeur de chaleur selon un deuxième mode de réalisation.
Comme illustré à la figure 1 , le système de gestion de l'énergie thermique développée par un moteur thermique de véhicule automobile comprend un circuit à haute température 2 muni, par exemple, d'une canalisation d'entrée de moteur 6 raccordée au moteur thermique 8 du véhicule et d'une canalisation de sortie de moteur 10 raccordée à une vanne à quatre voies 12. Une pompe 14 mécanique ou électrique fait circuler un fluide de refroidissement caloporteur à travers ie bloc moteur, comme schématisé par les flèches 15. Le circuit de refroidissement à haute température comprend également une canalisation de chauffage 16 sur laquelle est monté un aérotherme 18. La pompe de circulation 14 permet également de faire circuler le fluide caloporteur dans l'aérotherme 18.
A partir de la vanne à quatre voies 12, le fluide caloporteur peut encore emprunter une canalisation 20 de radiateur à haute température raccordée à un échangeur de chaleur 22 conforme à la présente invention et détaillé plus loin, L'échangeur de chaleur 22 est traversé par le fluide caloporteur. Enfin, une canalisation de dérivation ou canalisation de court-circuit 24 permet au fluide caloporteur de retourner vers ie moteur 8 sans avoir traversé l'échangeur de chaleur 22, comme schématisé par la flèche 25.
La vanne à quatre voies 12 comporte une voie d'entrée désignée par la référence 12-1 et trois voies de sortie, respectivement une voie 12-2 raccordée à la canalisation de chauffage 16, une voie 12-3 raccordée à la canalisation 20 de radiateur à haute température et une voie 12-4 raccordée à la canalisation de court-circuit 24.
Le système de gestion de i'énergie thermique développée par un moteur thermique de véhicule automobile conforme à l'invention comprend encore un circuit de refroidissement secondaire ou basse température 4 muni, par exemple, d'une canalisation de radiateur à basse température 28 sur laquelle est montée une pompe de circulation à basse température 30 électrique et un ou plusieurs échangeurs thermiques 32-1 ou 32-2. Dans l'exemple représenté, on a figuré deux échangeurs thermiques 32-1 et 32-2 destiné à refroidir ou éventuellement à réchauffer des équipements du véhicule. Les échangeurs thermiques 32 pourront être, par exemple, un condenseur d'un circuit de climatisation et un refroidisseur d'air de suralimentation. Ils sont refroidis par échange de chaleur avec le fluide caloporteur à basse température qui circule dans le circuit de refroidissement à basse température 4. Le fluide à basse température est, lui aussi, refroidi dans l'échangeur de chaleur 22.
Le système de gestion de l'énergie thermique développée comporte en outre au moins un premier moyen de répartition 40 pour attribuer le fluide provenant du circuit haute température et/ou basse température dans une section dite attribuable ou troisième partie 222 de l'échangeur de chaleur 22. Le premier moyen de répartition 40 est prévu à l'extérieur du l'échangeur de chaleur 22.
Un deuxième moyen de répartition 42 permet quant à lui de diriger ou d'attribuer le fluide sortant de la troisième partie 222 de l'όchangeur de chaleur 22 vers la boucle haute température 2 ou la boucle basse température 4. Ici aussi, le deuxième moyen de répartition 42 est prévu à l'extérieur du l'échangeur de chaleur 22.
Un mode de réalisation particulier de l'invention propose de n'avoir qu'un seul des deux moyens de répartition 40 ou 42.
Un troisième moyen de répartition 44 pourra également être utilisée pour rediriger tout ou partie du fluide provenant de la troisième partie 222 de l'échangeur de chaleur 22 vers une deuxième partie 223 de l'échangeur de chaleur 22, ce troisième moyen de répartition permet donc une liaison entre la troisième partie et la deuxième partie. Ainsi, le fluide de refroidissement sera refroidi à un niveau de température plus bas par son passage dans la deuxième partie 223 de l'échangeur de chaleur 22.
Les moyens de répartition 40 et 42 pourront être actionnés ou non en même temps. De même, les moyens de répartitions 40 et 44 pourront être coordonnés en fonction des besoins en refroidissement des circuits à haute température 2 et à basse température 4. Ces moyens de répartition 40 ; 42 et 44 sont ici des vannes actionnées par des moyens de commande (non représentés) qui reçoivent des informations à partir de capteurs (non représentés) disposés en des endroits appropriés du circuit de refroidissement à haute température 2 et du circuit de refroidissement à basse température 4. Ces informations peuvent être, par exemple, Ia température d'eau en sortie de moteur 8 dans la canalisation 10, ie régime de rotation du moteur, la puissance thermique rejetée par le moteur dans ie circuit de refroidissement à haute température. Les moyens de commande peuvent prendre en compte une ou plusieurs de ces informations.
La répartition du fluide provenant du circuit haute température 3 et du circuit basse température 4 dans la partie attribuabie 222 de l'échangeur de chaleur 22 est pilotée en fonction des besoins de refroidissement des circuits à haute température 2 et à basse température 4.
Ainsi, lorsque ie moteur 8 fonctionne à faible charge ou à charge partielle, ces besoins en refroidissement sont peu importants et la plus grande partie du fluide de refroidissement à haute température cîrcuie par la canalisation de court-circuit 24. Dans ces conditions, la surface d'échange de la section attribuabie 222 de l'échangeur de chaleur 22 peut être récupérée pour le refroidissement des équipements à basse température schématisés par i'échangeur thermique 32. On améliore ainsi leurs performances, par exemple les performances thermiques du circuit de climatisation, en proposant un condenseur dont la capacité de refroidissement est plus élevée.
Lorsque le moteur fonctionne à forte charge, il est, au contraire, nécessaire de faire circuler une quantité importante de fluide cafoporteur à travers le bloc moteur pour évacuer Ia puissance thermique rejetée, Dans ces conditions, la surface d'échange de la section attribuabie 222 de f'échangeur de chaleur 22 est utilisée pour le refroidissement du moteur.
La figure 2 représente un échangeur de chaieur conforme à l'invention. Cet échangeur de chaleur 22 comporte un faisceau d'échange de chaleur composé, par exemple, d'un empilement de tubes et d'ailettes. Les tubes (non représentés) sont tous identiques et sont parallèles entre eux. il y circule un fluide de refroidissement qui échange de la chaleur avec un milieu extérieur, par exemple l'air atmosphérique. Les tubes du module d'échange de chaleur 22 sont raccordés, à chacune de leurs deux extrémités, à des boîtes collectrices, à savoir respectivement une boîte collectrice d'entrée pour le fluide caloporteur et une boîte de sortie pour la sortie du fluide caloporteur.
La surface d'échange de chaleur est, dans ce mode de réalisation, composée de trois sections distinctes : une section d'échange de chaleur à haute température ou première partie 221 , une section d'échange de chaleur à basse température ou deuxième partie 223 et une section dite attribuabie ou troisième partie 222 disposée entre les sections 221 et 223.
La première partie 221 est dédiée au refroidissement du fluide circulant dans ie circuit haute température 2 ou première boucle d'échange de chaleur. La deuxième partie est dédiée au refroidissement du fluide circulant dans le circuit de refroidissement secondaire 4 ou deuxième boucle d'échange de chaleur. La troisième partie est dédiée, selon les besoins, au refroidissement de la première ou de la deuxième boucle d'échange de chaieur.
On remarquera que le fluide circulant dans les première 2 et deuxième 4 boucles d'échange de chaleur est un même fluide, par exemple, de l'eau additionnée de glycol.
Les sections 221 ; 222 et 223 sont fixes. En d'autres termes, elles comportent un nombre déterminé et fixe de tubes d'échange de chaleur de l'échangeur de chaleur 22.
Selon le mode de réalisation illustré, les tubes de la première partie 221 débouchent à une extrémité dans un collecteur à haute température d'entrée 51 et à l'autre extrémité dans un collecteur à haute température de sortie 61.
Les tubes de la troisième partie 222 sont raccordés, à leur extrémité d'entrée, à un collecteur d'entrée attribuabie 52 et, à leur extrémité de sortie, à un collecteur attribuabie Les première, deuxième et troisièmes parties comportent chacune au moins une entrée et au moins une sortie pour ie fluide.
Ainsi, les collecteurs d'entrées 51 et 52 comportent respectivement des tubulures 100 et 104 pour l'entrée dudit fluide et les collecteurs de sorties 61 et 62 comportent respectivement des tubulures 102 et 106 pour la sortie dudit fluide.
Le fluide de refroidissement à haute température pénètre dans le collecteur d'entrée 51 et ressort du collecteur de sortie 61, après avoir traversé la section d'échange de chaleur à haute température 221. De la même manière, Ie fluide de refroidissement à haute ou basse température pénètre dans le collecteur d'entrée attribuable 52 et ressort du collecteur de sortie attribuable après avoir traversé ia section d'échange attribuable 222.
Les tubes de deuxième partie 223 sont reliés respectivement à un collecteur 53 et à un collecteur intermédiaire 63. Une cloison de partition 112 permet de décomposer le collecteur 53 en deux parties à savoir une partie 53-1 pour l'entrée du fluide de refroidissement dans la seconde partie et une partie 53-2 pour Ia sortie de ce même fluide. Ainsi, le fluide de refroidissement a une circulation dite en deux passes dans ia deuxième partie 223. Autrement dit, le fluide de refroidissement à basse température pénètre dans le collecteur d'entrée 53-1 par l'intermédiaire d'une tubulure d'entrée 108 puis circule dans la première section d'échange de chaleur ou première passe 223-1 de la seconde partie 223. Le fluide de refroidissement effectue ensuite demi-tour dans le collecteur intermédiaire 63 et circule dans la deuxième section d'échange de chaleur ou deuxième passe 223-2 de la seconde partie 223. Enfin, le fluide ressort de la boîte collectrice de sortie 53-2 par l'intermédiaire d'une tubulure de sortie du fluide de refroidissement 110.
Il est à noter que le collecteur intermédiaire 63 comporte une seconde entrée de fluide refroidissement 114. Dans cet exemple, la seconde entrée se situe au niveau de la deuxième section d'échange de chaleur 223-2 de la seconde partie 223. Cette seconde entrée 114 permet de faire circuler, si nécessaire, le fluide de refroidissement sortant de ia troisième partie 222 dans la deuxième section d'échange de chaleur 223-2 de la seconde partie 223 pour obtenir le niveau de température désiré du fluide de refroidissement. Ainsi, la première 223-1 et la seconde 223-2 passes comportent chacune une entrée pour le fluide de refroidissement.
L'échangeur de chaleur 22 selon l'invention comporte deux boites collectrices 5 et 6 dans lesquelles débouchent les extrémités respectives de chaque tube. Les boîtes collectrices 5 et 6 sont munies de cloisons de partitions définissant respectivement tes collecteurs 51 ; 52 ; 53-1 ; 53-2 ; 61 ; 62 ; et 63.
La figure 3 représente un échangeur de chaleur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La surface d'échange de chaleur est, ici, composée de 5 sections distinctes à savoir : une section d'échange de chaleur à haute température ou première partie 221 , une section d'échange de chaleur à basse température ou deuxième partie
223 et une section dite attribuable ou troisième partie 222 disposée entre les sections
221 et 223. Ces trois sections sont identiques à celles décrites dans le mode de réalisation de la figure 2.
Dans ce mode de réalisation, l'échangeur de chaleur comporte en outre des sections d'échange de chaleur supplémentaires dont une section dite de « sous- refroidissement » 224 et une section dite « annexe » 225. Ici aussi, les différentes sections d'échange de chaleur 221 ; 222 ; 223 ; 224 et 225 sont fixes.
La partie 224 de sous refroidissement est dédiée au fluide de refroidissement circulant dans la deuxième boucle d'échange de chaleur 4. Cette partie comporte elle aussi une entrée et une sortie pour le fluide de refroidissement.
La section de sous refroidissement 224 comporte un collecteur d'entrée 54 munie d'une tubulure 116 et un collecteur de sortie 64 munie d'une tubulure 118. Cette zone d'échange de chaleur permet d'abaisser la température de tout ou partie du fluide de refroidissement sortant de la deuxième zone d'échange de chaleur 223. Grâce à cette caractéristique, le fluide de refroidissement provenant de la boucle basse température peut être refroidi selon au moins deux niveaux d'échange thermique. On pourra alors refroidir plus efficacement des échangeurs thermiques montés sur la boucle basse température. Bien entendu, le fluide de refroidissement peut également être refroidi selon plus de deux niveaux d'échange thermique en prévoyant des passes supplémentaires ainsi que des sorties correspondantes.
La partie dédiée au sous refroidissement 224 et ia partie dédiée au refroidissement de la deuxième boucle d'échange de chaleur 4 communiquent entre elles, Cette communication peut être obtenue par divers moyens de communication. Les moyens de communication pourront notamment être situés à l'extérieur des boites collectrices et dans ce cas pourront être des vannes. Un autre mode de réalisation propose que cette communication soit obtenue par l'intermédiaire d'au moins un orifice de passage et de moyens de commutation dudit orifice, l'orifice de passage correspondant dans ce cas à l'entrée de Ia partie dédiée au sous refroidissement.
Le débit du fluide de refroidissement à l'intérieur de cette section ou partie dédiée au sous refroidissement sera plus faible que le débit parcourant ia partie basse température 223 de l'όchangeur de chaleur 22.
Ce système de refroidissement peut notamment s'appliquer pour le refroidissement d'un condenseur de circuit de climatisation qui comporte un étage de condensation et un étage de sous refroidissement du fluide frigorigène. L'étage de condensation sera alors refroidi par du liquide de refroidissement provenant de la deuxième zone d'échange de chaleur 223 et l'étage de sous refroidissement sera refroidi par du liquide de refroidissement provenant de la section de sous refroidissement.
L'échangeur de chaieur 22 comporte en outre une cinquième section d'échange de chaleur 225, dite partie annexe. Cette partie est destinée au refroidissement d'un autre fluide tel que, par exemple de l'huile de transmission ou de l'huile de boite de vitesses automatique. Les tubes dé cette partie 225 sont identiques aux tubes des quatre autres parties et sont eux aussi reliés à un collecteur d'entrée 55 et à un collecteur de sortie 65. Chaque collecteur comporte une tubulure pour l'entrée 120 ou Ia sortie 122 dudit autre fluide.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci avant, seulement à titre d'exemples, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager i'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims

Revendications
1. Echangeur de chaleur comprenant au moins une première, une deuxième et une troisième parties d'échanges de chaleur (221 ; 222 ; 223), situées sensiblement dans un même plan, ledit echangeur permettant une circulation de fluide indépendante dans chacune desdites parties d'échange (221 ; 222 ; 223).
2. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1, dans iequel ladite première partie (221) est dédiée au refroidissement d'un fluide d'une première boucle d'échange de chaleur, ladite deuxième partie (223) est dédiée au refroidissement d'un fiuide d'une deuxième boucle d'échange de chaleur, ladite troisième partie (222) étant dédiée, selon les besoins, au refroidissement de la première ou de la deuxième boucle d'échange de chaleur, et dans lequel le fluide circulant dans lesdites première (2) et deuxième boucle (4) d'échange de chaleur est un même fluide.
3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites première, deuxième et troisièmes parties (221 ; 222 ; 223) comportent chacune au moins une entrée (100 ; 104 ; 108 ; 114) et au moins une sortie (102 ; 106 ; 110) pour ledit fluide.
4. Echangeur selon la revendication 3, dans lequel ladite deuxième partie (223) permet une circulation dudit fluide en deux passes (223-1 ; 223-2), la première (223-1) et la seconde (223-2) passes comportant chacune une entrée (108 ; 114) pour ledit fluide.
5, Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel ledit echangeur (22) comporte en outre une autre partie (224) dédiée au sous refroidissement du fluide de refroidissement circulant dans la deuxième boucle (4) d'échange de chaleur, ladite autre partie dédiée au sous refroidissement comportant elle aussi une entrée (116) et une sortie (118).
6. Echangeur de chaleur selon la revendication précédente, dans lequel ladite autre partie dédiée au sous refroidissement (224) et ladite partie (223) dédiée au refroidissement de ladite deuxième boucle (4) d'échange de chaleur communiquent par l'intermédiaire d'au moins un orifice de passage et de moyens de commutation, ledit orifice de passage correspondant à l'entrée de ladite partie dédiée au sous refroidissement.
7. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit echangeur de chaleur comporte en outre au moins une autre partie (225) destinée au refroidissement d'un autre fluide.
8. Echangeur seion l'une des revendications précédentes, comprenant un faisceau d'échange de chaleur composé d'un empilement de tubes et d'ailettes, lesdits tubes étant identiques,
9. Echangeur seion l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites tubes débouchent dans des boites collectrices (5 ; 6), lesdites boites collectrices (5 ; 6) comportant au moins une entrée(100 ; 104 ; 108 ; 114 ; 116 ; 120) et au moins une sortie (102 ; 106 ; 118 ; 122) pour chacune desdites parties (221 ; 222 ; 223 ; 223 ; 224 ; 225).
10. Système de gestion de l'énergie thermique développée par un moteur de véhicule automobile, comprenant un circuit de refroidissement à haute température (2) comportant un radiateur à haute température pour refroidir le moteur du véhicule et un circuit de refroidissement à basse température (4) comprenant un radiateur à basse température pour refroidir des équipements du véhicule, caractérisé en ce que lesdites radiateurs à haute et basse température font partie de l'échangeur de chaleur (22) selon l'une des revendications précédentes.
11. Système de gestion de l'énergie thermique selon la revendication précédente, dans lequel un premier moyen de répartition (40) est prévu à l'extérieur dudit echangeur (22) de chaleur pour attribuer ledit fluide provenant de ladite première boucle (2) d'échange de chaleur ou de ladite deuxième boucle (4) d'échange de chaleur à ladite troisième partie (222).
12. Système de gestion de l'énergie selon l'une des revendications 10 ou 11 , dans lequel un second moyen de répartition (42) est prévu à l'extérieur dudit echangeur de chaleur pour attribuer ledit fluide sortant de ladite troisième partie (222) à ladite première boucle (2) d'échange de chaleur ou à ladite deuxième boucle (4) d'échange de chaleur.
13. Système de gestion de l'énergie selon la revendication précédente dans lequel un troisième moyen de répartition (44) permet une liaison entre ladite troisième partie (222) et ladite deuxième partie (223).
14. Système de gestion de l'énergie thermique selon Ia revendication précédente, dans lequel lesdits moyens de répartition (40 ; 42 ; 44) sont une ou des vannes.
15. Système de gestion de l'énergie selon l'une des revendications 10 à 14, dans lequel
- ledit circuit de refroidissement à haute température (2) comprend un réseau principal équipé d'une pompe principale (14) pour faire circuler un fluide caloporteur entre le ' moteur thermique (8) et ledit réseau principal comprend, en outre, une canalisation de court-circuit (24) et une canalisation de chauffage (16) comportant un aérotherme (18),
- et dans lequel ledit circuit de refroidissement à basse température (4) comprend un réseau secondaire incluant une pompe secondaire (30) et au moins un échangeur de chaleur d'équipement (32),
- et le réseau principal et le réseau secondaire sont reliés par des moyens d'interconnexion qui permettent de faire circuler de manière contrôlée le fluide caioporteur entre le réseau principal et Ie réseau secondaire ou d'interdire cette circulation, en fonction d'au moins l'état de charge du moteur thermique.
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