EP2350542A1 - Condenseur pour circuit de climatisation avec echangeur interne integre - Google Patents

Condenseur pour circuit de climatisation avec echangeur interne integre

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EP2350542A1
EP2350542A1 EP09828654A EP09828654A EP2350542A1 EP 2350542 A1 EP2350542 A1 EP 2350542A1 EP 09828654 A EP09828654 A EP 09828654A EP 09828654 A EP09828654 A EP 09828654A EP 2350542 A1 EP2350542 A1 EP 2350542A1
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EP
European Patent Office
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block
refrigerant
condenser
bottle
flange
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Application number
EP09828654A
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German (de)
English (en)
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EP2350542B1 (fr
Inventor
Anne-Sylvie Magnier-Cathenod
Carlos Martins
Matthieu Ponchant
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
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Priority claimed from PCT/EP2009/056720 external-priority patent/WO2010060657A1/fr
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Publication of EP2350542B1 publication Critical patent/EP2350542B1/fr
Active legal-status Critical Current
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/16—Receivers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F28F2280/06—Adapter frames, e.g. for mounting heat exchanger cores on other structure and for allowing fluidic connections

Definitions

  • the invention relates to the field of air conditioning circuits, especially for motor vehicles.
  • a condenser ' comprising a first heat exchange block for cooling a refrigerant until it is condensed by means of a cooling fluid and a second heat exchange block. for subcooling the condensed refrigerant from the first heat exchange block. This subcooling further cools the condensed and hot refrigerant from the first heat exchange block.
  • a condenser of this type which additionally includes a brazed unbreakable bottle between the first block and the second heat exchange block, which are each formed by series of stacked plates.
  • the subcooling of the refrigerant in the second heat exchange block is ensured in this case by the same cooling fluid as in the first heat exchange block.
  • bottle here designates an intermediate reservoir which makes it possible to ensure filtration and dehydration of the refrigerant and also to compensate for variations in the volume of the refrigerant and to ensure the separation of the liquid and gaseous phases.
  • the condenser of the publication FR 2 846 733 is designed to operate with a phase change refrigerant, such as R 134a.
  • the condenser of the publication FR 2 846 733 is designed to operate with a phase change refrigerant, such as R 134a.
  • an internal heat exchanger also called internal exchanger
  • refrigerants such as CO 2
  • an internal heat exchanger makes it possible to ensure a heat exchange between the refrigerant at high pressure and at high temperature, and the same refrigerant at low pressure and at low temperature, within the same circuit.
  • the object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks.
  • a condenser of the type defined in introduction in which the second block consists of an internal heat exchanger to ensure a heat exchange between the condensed and subcooled refrigerant, called "high pressure refrigerant", and the same refrigerant once relaxed, called “low pressure refrigerant”.
  • the second block comprises only an internal heat exchanger, although the internal exchange function is then obtained in the entire second block.
  • the internal exchange function can thus be obtained in the second block, for example by making at least one additional pass between the condenser outlet and the return of the evaporator.
  • the first and second heat exchange blocks can be connected directly to each other or via a bottle.
  • the invention in another aspect relates to a cooling circuit traversed by a cooling fluid and connected to the first heat exchange block of a condenser as defined above. This cooling circuit is connected only to the first block.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an air conditioning circuit comprising a condenser comprising a subcooling portion and an internal heat exchanger, which is not the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of an integrated bottle condenser according to the invention, adapted to be part of the air conditioning circuit of Figure 1;
  • FIG. 3 is a view from above of the condenser of FIG. 2;
  • FIG. 4 is an end view of the condenser of FIGS. 2 and 3;
  • FIG. 5 is a sectional view along the line V-V of Figure 4.
  • FIG. 6 is a sectional view along the line VI-VI of Figure 4.
  • FIGS. 7 and 8 are perspective views of two heat exchange plates adapted to form part of the condenser of Figures 2 to 6;
  • Figure 9 is a diagram illustrating an air conditioning circuit comprising a condenser in a second alternative embodiment of the circuit of Figure 1;
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an air conditioning circuit similar to that of FIG. which the second block comprises only an internal heat exchanger, according to the invention.
  • FIG. 11 is a perspective view of an integrated bottle condenser and integrated internal heat exchanger, suitable for forming part of the air conditioning circuit of FIG. 10;
  • FIG. 12 is a top view of the condenser of Figure 11;
  • FIG. 13 is a front view of the condenser of FIGS. 11 and 12, taken on the side of the first heat exchange block;
  • FIG. 14 is a sectional view along the line XIV-XIV of Figure 13;
  • FIG. 15 is a sectional view along the line XV-XV of Figure 13;
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an air conditioning circuit analogous to FIG. 10, in which the condenser is devoid of a bottle.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a cooling circuit associated with the condenser of FIGS. 10 to 15.
  • FIG. 1 shows a DC air conditioning circuit of a motor vehicle comprising a condenser 10.
  • the condenser 10 is primarily intended to operate with a refrigerant capable of being present in a liquid form and in a gaseous form. It may be in particular a fluoro fluid such as that known under the name R 134a.
  • the condenser comprises a first heat exchange block 12 for cooling the refrigerant until it is condensed by means of a cooling fluid, a second heat exchange block 14 for sub-cooling the fluid. refrigerant by means of a cooling fluid, and a bottle 16 interposed between the blocks 12 and 14 and which is adapted to be traversed by the refrigerant.
  • Blocks 12 and 14 constitute respectively a main block and an additional block.
  • the bottle 16 may be omitted, the blocks 12 and 14 communicating directly with each other.
  • the refrigerant passes through a closed loop a compressor 18, the condenser 10 (body 12, bottle 16 and body 14), an expander 20 and an evaporator 22 before returning to the compressor, and so on.
  • the refrigerant gas phase from the compressor 18 is first cooled until it is condensed in the first block 12. It then passes through the bottle 16, where it is filtered and dehydrated, then the second block 14 which provides the cooling the condensed refrigerant. At the exit of the second block 14, the refrigerant is expanded by the expander 20, then converted into a gas phase in the evaporator 22 to be subsequently compressed by the compressor 18. The evaporator is also swept by a stream of air which is cooled by heat exchange with the fluid refrigerant that vaporizes to produce a flow of conditioned air to be sent into a passenger compartment of a motor vehicle.
  • the first block 12 comprises a circulation passage 24 for the refrigerant coming from the compressor 18 and a circulation passage 26 for a cooling fluid.
  • the latter is generally a liquid, such as water containing an antifreeze, which circulates in a circuit CR (not shown).
  • This circuit is generally called low temperature circuit (LV) and is. separate from the High Temperature (HT) circuit used to cool the vehicle engine.
  • the refrigerant is thus condensed by heat exchange with the cooling fluid before being sent into the bottle 16.
  • the second block 14 here incorporates an internal heat exchanger (also called “internal exchanger”) to ensure a heat exchange between the condensed and supercooled refrigerant, called “high pressure refrigerant”, and the same refrigerant once relaxed, called “fluid, low pressure refrigerant”.
  • internal exchanger also called “internal exchanger”
  • the second block 14 includes a subcooling portion 28 having a circulation passage 30 for the refrigerant from the first block 12, and more particularly the bottle 16 in this example, and a circulation passage 32 for a cooling fluid. . It is preferably the same cooling fluid as for the body 12, thus flowing in the same circuit CR.
  • the block 14 further includes an internal exchange portion 34 having a flow passage 36 for the high pressure refrigerant from the subcooling portion 28 and a flow passage 38 for the low pressure refrigerant.
  • the circulation passage 36 is connected, on the one hand, to the circulation passage 30 with which it communicates directly and, on the other hand, to the expander 20.
  • the circulation passage 38 is arranged between the evaporator 22 and the compressor 18 to which it is connected by respective lines 40 and 42.
  • the high-pressure refrigerant (HP) is first subcooled and then exchanges heat with the same low-pressure refrigerant (LP) which is at a lower temperature, which produces additional cooling of the refrigerant at high pressure.
  • the bottle 16 is removably fixed between the blocks 12 and 14 respectively via an outlet flange 44 and an inlet flange 46. These two flanges ensure the mechanical fixing of the bottle 16 between the blocks. 12 and 14, and at the same time they form interfaces for the circulation of the refrigerant, that is to say to pass from the block 12 to the block 14 via the bottle 16.
  • the first block 12 and the second block 14 each comprise a series of stacked plates 48, respectively 50
  • the plates 48 of the block 12 delimit the circulation blades of the refrigerant (forming the circulation passage 24) which alternate with cooling fluid circulation blades (forming the circulation passage 26).
  • the block 12 comprises an interface plate 52 provided with the outlet flange 44 and an opposite interface plate 54 provided with an inlet flange 56 for the refrigerant to be condensed (FIGS. 3, 4 and 6).
  • the stacked plates 48 are disposed between the interface plates 52 and 54.
  • the inlet flange 56 is adapted to be connected to the output of the compressor 18 to bring the refrigerant to condense.
  • the interface plate 54 is further provided with an inlet pipe 58 and an outlet pipe 60 for the cooling fluid ( Figures 2, 4, 5 and 6).
  • the stacked plates 50 of the block 14 delimit first flow plates of the refrigerant which alternate with second circulation blades of another fluid. These first blades successively form the circulation passage 30 of the subcooling portion 28 and the circulation passage 36 of the internal exchange portion 34 ( Figure 1).
  • the second blades constitute blades for the circulation of the cooling fluid in the subcooling portion 28 (circulation passage 32) and blades for the circulation of the low-pressure refrigerant in the internal exchange part 34 (passage circulation 38).
  • the plates 50 of the body 14 are between an interface plate 62 provided with the inlet flange 46 for the refrigerant coming from the first block 12, and more particularly from the bottle 16, and an opposite interface plate 64.
  • the latter is provided with an outlet flange 66 for the high-pressure refrigerant, an inlet flange 68 for the low-pressure refrigerant and an outlet flange 70 for the low-pressure refrigerant (Fig. 2). .
  • the outlet flange 66 feeds the line 40 on which the regulator 20 and the evaporator are mounted and which joins the inlet flange 68.
  • the outlet flange 70 feeds the line 42 which comprises the compressor 18 and which joins the block 12 .
  • the interface plate 62 of the block 14 is further provided with an inlet pipe 72 and an outlet pipe 74 for the cooling fluid of the circuit CR.
  • the interface plate 52 is made in one piece with the flange 44, for example by molding and machining an alloy based on aluminum. It is the same for the interface plate 54 with the flange 56, for the interface plate 62 with the flange 46, and for the interface plate 64 with the flanges 66, 68 and 70.
  • the tubings 58 and 60 are attached to the interface plate 54, and the tubings 72 and 74 are attached to the interface plate 62.
  • the flanges 44 and 46 are adapted to be removably attached to a receiving portion 76 of the bottle 16.
  • the receiving portion 76 is a generally circular end cap that caps a body 78 of cylindrical circular general shape of the bottle, which ends with a conical bottom 80.
  • this end cover is soldered to the body 78, the bottle 16 thus being made unmountable in itself.
  • the end cap 76 is fixed on an open end of the body 78, opposite the conical bottom 80, maintaining an axial tube 82 which extends in the axial direction XX of the bottle ( Figure 6).
  • This tube 82 includes a retaining flange 84 which 'allows to keep in position a filter cartridge and desiccant 86 disposed between the end cap 76 and said flange.
  • the tube 82 has a lower end 88 which engages in a ring 90 held in the central region of the bottom 80 and which can pass the refrigerant.
  • the tube further includes an upper end 92 which is held in an axial housing of the end cap.
  • the flange 44 comprises an outlet bore 94 adapted to come in the extension of an inlet bore 96 of the receiving part (lid 76) of the bottle following a first alignment direction D1 ( Figure 6).
  • the flange 46 comprises a clean inlet bore 98 coming in the extension of an outlet bore 100 of the receiving part (lid 76) of the bottle in a second alignment direction D2 (FIG. 6). .
  • the inlet bore 96 passes through the thickness of the receiving portion 76 and opens into the bottle upstream of the cartridge 86.
  • the outlet bore 100 of the receiving portion 76 opens into a radial bore 102 which communicates with the upper end 92 of the tube 82.
  • the inlet bore 96 and the outlet bore 100 of the receiving part are parallel to each other and to the longitudinal axis XX of the bottle 16.
  • the bores 96 and 102 are arranged in a selected angular position with respect to the longitudinal axis XX of the bottle 16. This makes it possible to give a determined angular orientation to the bodies 12 and 14 with respect to the bottle 16 as a function of the conditions of implantation of the condenser, for example in the engine compartment of a given vehicle. In the exemplary embodiment shown, this angular position is substantially 180 °, the bores 96 and 100 being disposed symmetrically on either side of the longitudinal axis.
  • the outlet bore 94 of the flange 44 is connected substantially at right angles to an intermediate bore 104 opening into the first block 12.
  • the inlet bore 98 of the flange 46 is connected substantially at right angles with an intermediate bore 106 opening into the second block 14.
  • This sealing connection is advantageously formed of a pipe provided with two O-rings.
  • the flanges 44 and 46 are adapted to be each fixed on the receiving part 76 of the bottle by means of a screw
  • the bottle 16 thus forms a support for the heat exchange blocks 12 and 14 which can be fixed with a mutual orientation determined according to the respective angular position of the bores.
  • the bottle since the bottle at the same time forms a support, it can itself be provided with interface or attachment means (not shown) for attachment to the structure of the vehicle for which the condenser is intended.
  • the bottle can be assembled and pre-equipped before being installed and fixed between the two heat exchange blocks, which greatly simplifies the assembly and assembly operations, but also the maintenance operations.
  • FIGS 7 and 8 show two heat exchange plates 50 identical but offset by 180 ° relative to each other. These two plates are shown in the open position for the sake of clarity, when in reality they come to fit together in a manner known per se.
  • Each plate 50 comprises a flat bottom 108 in the example of generally rectangular shape and provided with rounded corners.
  • the bottom 108 is surrounded by a raised edge 110 made undercut.
  • the bottom 108 comprises parallel ribs 102 arranged obliquely and acting as disrupters.
  • In the region of the four corners of the bottom are provided fluid passage openings.
  • Two openings 114 are provided in the flat bottom 108 at both ends of a long side and two other passage openings 116 are provided at both ends of another long side.
  • the openings 114 are formed at the flat bottom, while the openings 116 are formed in annular regions 118 offset from the plane of the bottom 108.
  • Analogous plates are used for the block 12 and the block 14.
  • FIG. 9 shows an alternative embodiment of the circuit CC of Figure 1.
  • the elements common with those of Figure 1 are designated by the same reference numerals.
  • the bottle 16 is removed and the two blocks 12 and 14 communicate directly with each other via a link 120.
  • the flanges 44 and 46 (FIG. 2) are then connected directly to each other, either by an intermediate element. ensuring their joining, or by an appropriate arrangement of these two flanges.
  • the bottle is replaced by an accumulator 122 which is arranged in the line 42, between the outlet of the internal exchange part 34 and the compressor 18.
  • the pressure reducer 20 is here replaced by a calibrated orifice 124,
  • FIG. 10 shows an air conditioning circuit CC similar to that of Figure 1 and comprising a condenser 210, according to the invention.
  • the condenser 210 comprises a first heat exchange block 212 and a second heat exchange block 214 similar respectively to the blocks 12 and 14 described above, as well as a bottle 216 interposed between the blocks 212 and 214.
  • the bottle 216 is similar to the bottle 16 described above and can be optionally removed.
  • the air conditioning circuit CC further comprises a compressor 218, a pressure reducer 220 and an evaporator 222 similar respectively to the compressor 18, to the expander 20 and to the evaporator 22 of FIG.
  • the first block 212 includes a circulation passage 224 for the refrigerant from the compressor 218 and a circulation passage 226 for a cooling fluid.
  • the second block 214 here constitutes an internal heat exchanger (also called “internal exchanger") to ensure a heat exchange between the condensed and subcooled refrigerant, called “high pressure refrigerant", from the first exchange block of heat and the same refrigerant once relaxed, called “low pressure refrigerant”.
  • the second block 214 differs from the second block 14 of the previous embodiment in that it comprises only an internal heat exchanger and therefore has no subcooling portion. This results in a simplification of the structure of the block 214 and its connections, particularly advantageous when the internal heat exchanger alone suffice to the need for under cooling.
  • the invention thus offers the advantage of a simplified structure, especially since the cooling only concerns the first block and not both the first and second blocks as in the cases described above.
  • the second block 214 forming an internal exchanger, comprises a circulation passage 228 for the high pressure refrigerant from the first block 212 via the bottle 216 and a circulation passage 230 for the low pressure refrigerant from the evaporator 222.
  • the circulation passage 228 is connected upstream to the bottle 216 and downstream to the expander 220.
  • the circulation passage 230 is disposed between the evaporator 222 and the compressor 218 to which it is connected by respective lines 232 and 234.
  • the high pressure refrigerant (HP) exchanges heat with the same low pressure refrigerant (LP) which is at a lower temperature, thereby producing additional cooling of the condensed refrigerant at room temperature.
  • LP low pressure refrigerant
  • the bottle 216 is removably attached between the blocks 212 and 214 respectively via an outlet flange 236 of the block 212 and an inlet flange 238 of the block 214. These two flanges provide the mechanical fixing of the bottle 216 between the blocks 212 and 214, and at the same time they form interfaces for the circulation of the refrigerant, that is to say to pass from the block 212 to the block 214 via the bottle 216.
  • the first block 212 and the second block 214 each comprise a series of stacked plates 240, respectively 242 ( Figures 11, 14 and 15).
  • the number of plates 240 is greater than that of the plates 242, so that the first block 212 is more bulky than the second block 214 in the direction of the stack.
  • the plates 240 of the block 212 define refrigerant circulation strips (forming the circulation passage 224) which alternate with cooling fluid circulation blades (forming the circulation passage 226).
  • the first block 212 comprises an interface plate 244 provided with the outlet flange 236 and an opposed interface plate 244 provided with an inlet flange 248 for the refrigerant to be condensed (FIGS. 12, 13 and 15). ).
  • the stacked plates 240 are arranged between the interface plates 252 and 254.
  • the inlet flange 248 is adapted to be connected to the output of the compressor 218 to bring the refrigerant to condense.
  • the interface plate 246 is further provided with an inlet pipe 250 and an outlet pipe 252 for the cooling fluid ( Figures 11, 13, 14 and 15).
  • the stacked plates 242 of the second block 214 define first circulation blades for the high refrigerant which alternate with second circulation blades for the low pressure refrigerant.
  • the first blades and the second aforementioned blades thus constitute respectively the circulation passages 228 and 230 of FIG.
  • the plates 242 of the block 214 are between an interface plate 254 provided with the inlet flange 238 for the refrigerant coming from the first block 212 via the bottle 216, and an opposite interface plate 256.
  • the latter is provided with an outlet flange 258 for the high pressure refrigerant, an inlet flange 260 for the low pressure refrigerant and an outlet flange 262 for the low pressure refrigerant (Fig. 11).
  • the outlet flange 258 feeds the line 232 (FIG. 10) on which the regulator 220 and the evaporator 222 are mounted, and which joins the inlet flange 260.
  • the outlet flange 262 supplies the line 234 (FIG. 10), on which is mounted the compressor 218, and which joins the block 212.
  • the interface plate 244 is made in one piece with the flange 236, for example by molding and machining an alloy based on aluminum. It is the same for the 246 interface plate with the flange 248, for the interface plate 254 with the flange 238, and for the interface plate 256 with the flanges 258, 260 and 262. In contrast, the pipes 250 and 252 are reported on the interface plate 246.
  • the flanges 236 and 238 are removably attached to a receiving portion 264 of the bottle 216.
  • the receiving portion 264 is a generally circular end cap that caps a body 266 of the bottle.
  • the body 266 has a generally cylindrical circular shape and ends with a conical bottom 268.
  • the receiving portion 264 is brazed to the body 266, the bottle 216 thus being made unmountable.
  • the receiving portion 264 is attached to an open end of the body 266, opposite the conical bottom 268, maintaining an axial tube 270 which extends in the axial direction XX of the bottle ( Figure 15).
  • This tube 270 comprises a retaining collar 272 for holding in position a filter cartridge and desiccant 274 disposed between the receiving portion 264 and said flange.
  • the tube 270 has a lower end 276 which engages in a ring 278 held in the central region of the bottom 268 and which can pass the refrigerant.
  • the tube further comprises an upper end 280 which is held in an axial housing of the receiving portion 264.
  • the flange 236 of the block 212 comprises an outlet bore 282 suitable for coming in the extension of an inlet bore. 284 of the receptor portion 264 of the bottle in a first alignment direction (Fig. 15).
  • the flange 238 of the block 214 comprises an inlet bore 286 adapted to be in the extension of an outlet bore 288 of the receptor portion 264 of the bottle in a second alignment direction (FIG. 15).
  • the inlet bore 284 passes through the thickness of the receiving portion 264 and opens into the bottle upstream of the cartridge 274.
  • the outlet bore 288 of the receiving portion 264 opens into a radial bore 290 which communicates with the upper end 280 of the tube 270.
  • the inlet bore 284 and the outlet bore 288 of the receiving part are parallel to one another and to the longitudinal axis XX of the bottle 216.
  • the bores 284 and 288 are arranged in a selected angular position with respect to the longitudinal axis XX of the bottle 216. This makes it possible to give a specific angular orientation to the blocks 212 and 214 with respect to the bottle 216 as a function of the installation conditions of the condenser, for example in the engine compartment of a given vehicle. In the exemplary embodiment shown, this angular position is substantially 180 °, the bores 284 and 288 being disposed symmetrically on either side of the longitudinal axis.
  • the outlet bore 282 of the flange 236 is connected substantially at right angles to an intermediate bore 292 opening into the first block 212.
  • the inlet bore 286 of the flange 238 is connected substantially at right angles to a intermediate bore 294 opening into the second block 214.
  • the refrigerant from the first block 212 enters the bottle passing successively through the intermediate bore 292 and the outlet bore 282 of the flange 236 and then through the inlet bore 284 of the receiving portion 264. , to then be filtered and dried by passing through the cartridge 274.
  • the refrigerant rises through the tube 270 to successively pass through the radial bore 290 and the outlet bore 288 of the receiving part and then the inlet bore 286 and the intermediate bore 294 of the flange 238 to open into the second block 214.
  • the flanges 236 and 238 are each fixed to the receptor portion 264 of the bottle by means of a screw 296, respectively 298, which each time passes through the flange and is screwed into the receiving part (see FIGS. 11, 12 and 15).
  • the bottle 216 thus has the same structure and the same functions as the bottle 16 described above. These will not be described again in detail.
  • the plates 240 and 242 are similar to the plates 48 and 50 previously described and will not be described in detail.
  • FIG. 16 shows an alternative embodiment of the air-conditioning circuit CC of FIG. 10.
  • the elements common with those of FIG. 10 are designated by the same numerical references.
  • the bottle 216 is removed and the two bodies 212 and 214 communicate directly with each other via a link 300.
  • the flanges 236 and 238 (FIG. 11) are then connected directly to each other, either by an intermediate element. ensuring their joining, or by an appropriate arrangement of these two flanges. It is also possible to directly join the bodies 212 and 214 of heat exchange.
  • the bottle is replaced by an accumulator 302 which is disposed in the line 234, between the outlet of the body 214 and the compressor 218.
  • the regulator 220 is produced here in the form of a calibrated orifice.
  • FIG. 17 shows a cooling circuit CR associated with the condenser 210 with integrated internal exchanger of FIGS. 10 to 15. It is found in FIG. 17 the condenser 210 formed of the heat exchange blocks 212 and 214 and of the bottle 216.
  • the cooling circuit CR (sketched in FIG. 10) comprises a cooling radiator 304. It is a radiator qualified as a low-temperature radiator or "radiator BT".
  • the cooling fluid is advantageously water added with antifreeze.
  • the cooling fluid leaves the block 212 via a line 306 connecting the outlet pipe 252 (FIG. 11) to the inlet of the radiator 304.
  • the cooling fluid is then cooled in the radiator 304 by heat exchange with outside air. which scans the beam of the radiator. Then the cooled fluid regains block 212 by a line 308 connecting the outlet of the radiator 304 to the inlet pipe 250 ( Figure 11) of the block 212.
  • the circuit CR thus comprises only a single circulation loop formed by lines 306 and 308.
  • the cooling radiator is simpler because it has only one input and one output.
  • the use of the low-pressure coolant exiting the evaporator to subcool the same high-temperature coolant in block 214 eliminates the "Super Low Temperature" pass from the cooling radiator.
  • cooling circuit of FIG. 17 can be associated with a condenser with integrated internal exchanger, but without a bottle, as represented in FIG. It finds particular application to air conditioning circuits for motor vehicles.

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Abstract

Un condenseur (10) comprend un premier bloc (12) d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement d'un fluide frigorigène jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'un deuxième bloc (14) d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide frigorigène au moyen d'un fluide de refroidissement. Le deuxième bloc (14) constitue un échangeur interne (34) pour assurer un échange de chaleur entre le fluide frigorigène condensé et sous-refroidi, appelé « fluide frigorigène haute pression », et le même fluide frigorigène une fois détendu, appelé « fluide frigorigène basse pression ». Application aux véhicules automobiles.

Description

Condenseur pour circuit de climatisation avec échangeur interne intégré
L'invention se rapporte au domaine des circuits de climatisation, notamment pour véhicules automobiles.
Elle concerne plus particulièrement un condenseur' comprenant un premier bloc d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement d'un fluide frigorigène jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'un deuxième bloc d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide frigorigène condensé issu du premier bloc d'échange de chaleur. Ce sous- refroidissement permet de refroidir davantage le fluide frigorigène condensé et chaud provenant du premier bloc d'échange de chaleur.
On connaît déjà, d'après FR 2 846 733, un condenseur de ce type qui intègre en plus une bouteille indémontable brasée entre le premier bloc et le deuxième bloc d'échange de chaleur, lesquels sont formés chacun par des séries de plaques empilées. Le sous-refroidissement du fluide frigorigène dans le deuxième bloc d'échange de chaleur est assuré dans ce cas par le même fluide de refroidissement que dans le premier bloc d'échange de chaleur.
Le terme « bouteille » désigne ici un réservoir intermédiaire qui permet d'assurer la filtration et la déshydratation du fluide frigorigène et aussi de compenser les variations de volume du fluide frigorigène et d'assurer la séparation des phases liquide et gazeuse.
Le condenseur de la publication FR 2 846 733 est conçu pour fonctionner avec un fluide frigorigène à changement de phase, comme le R 134a. Le condenseur de la publication FR 2 846 733 est conçu pour fonctionner avec un fluide frigorigène à changement de phase, comme le R 134a.
Toutefois, il peut être intéressant de prévoir dans un circuit de climatisation parcouru par un fluide frigorigène à changement de phase un échangeur de chaleur interne, encore appelé échangeur interne, même si un tel échangeur interne est le plus souvent utilisé dans le cas des circuits parcourus par des fluides frigorigènes, tels que le CO2, qui ne subissent pas de changement de phase.
On rappellera qu'un échangeur interne permet d'assurer un échange de chaleur entre le fluide frigorigène à haute pression et à haute température, et le même fluide frigorigène à basse pression et à basse température , au sein d'un même circuit.
L'intégration d'un échangeur interne dans un circuit de climatisation nécessite non seulement l'implantation de cet échangeur, mais aussi celle de conduits et connexions supplémentaires, ce qui génère de l'encombrement et crée des sources potentielles supplémentaires de fuites.
Par ailleurs l'intégration d'un tel échangeur interne dans un composant d'un circuit est souvent impossible compte tenu de la structure du composant. C'est le cas notamment du condenseur selon la publication FR 2 846 733 déjà citée.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités . Elle propose à cet effet un condenseur du type défini en .introduction, dans lequel le deuxième bloc est constitué d'un échangeur interne pour assurer un échange de chaleur entre le fluide frigorigène condensé et sous-refroidi, appelé « fluide frigorigène haute pression », et le même fluide frigorigène une fois détendu, appelé « fluide frigorigène basse pression ». Autrement dit, le deuxième bloc comprend uniquement un échangeur de chaleur interne, si bien la fonction d'échange interne est alors obtenue dans la totalité du deuxième bloc.
La fonction d'échange interne peut être ainsi obtenue dans le deuxième bloc, par exemple, par réalisation d'au moins une passe supplémentaire, entre la sortie du condenseur et le retour de l' évaporateur .
Il en résulte un gain significatif en terme d'encombrement grâce à la suppression du conduit haute pression reliant la sortie du condenseur et l' échangeur interne, lorsqu'il n'est pas intégré, ainsi que celle des blocs de connexion.
Le premier et le deuxième bloc d'échange de chaleur peuvent être raccordés directement entre eux ou bien par l'intermédiaire d'une bouteille.
Sous un autre aspect l'invention concerne un circuit de refroidissement parcouru par un fluide de refroidissement et raccordé au premier bloc d'échange de chaleur d'un condenseur tel que défini ci-dessus. Ce circuit de refroidissement est raccordé uniquement au premier bloc.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un schéma illustrant un circuit de climatisation comportant un condenseur comprenant une partie de sous-refroidissement et un échangeur de chaleur interne, qui n'est pas l'invention;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un condenseur à bouteille intégrée selon l' invention, propre à faire partie du circuit de climatisation de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de dessus du condenseur de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue d'extrémité du condenseur des figures 2 et 3 ;
- la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 4 ;
- les figures 7 et 8 sont des vues en perspective de deux plaques d'échange de chaleur propres à faire partie du condenseur des figures 2 à 6 ;
la figure 9 est un schéma illustrant un circuit de climatisation comportant un condenseur dans une deuxième forme alternative de réalisation du circuit de la figure 1 ;
- la figure 10 est un schéma illustrant un circuit de climatisation analogue à celui de la figure 1, dans laquelle le deuxième bloc comprend uniquement un échangeur de chaleur interne, selon l'invention ;
- la figure 11 est une vue en perspective d'un condenseur à bouteille intégrée et échangeur de chaleur interne intégré, propre à faire partie du circuit de climatisation de la figure 10 ;
- la figure 12 est une vue de dessus du condenseur de la figure 11 ;
- la figure 13 est une vue de face du condenseur des figures 11 et 12, prise du côté du premier bloc d'échange de chaleur ;
- la figure 14 est une vue en coupe suivant la ligne XIV- XIV de la figure 13 ;
- la figure 15 est une vue en coupe suivant la ligne XV-XV de la figure 13 ;
- la figure 16 est un schéma illustrant un circuit de climatisation analogue à la figure 10, dans lequel le condenseur est dépourvu de bouteille ; et
- la figure 17 est un schéma illustrant un circuit de refroidissement associé au condenseur des figures 10 à 15.
On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre un circuit de climatisation CC d'un véhicule automobile comprenant un condenseur 10. Dans l'exemple, le condenseur 10 est destiné avant tout à fonctionner avec un fluide frigorigène susceptible d' être présent sous une forme liquide et sous une forme gazeuse. Il peut s'agir notamment d'un fluide fluoré tel que celui connu sous l'appellation R 134a.
Le condenseur comprend un premier bloc 12 d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement du fluide frigorigène jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, un deuxième bloc 14 d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide frigorigène au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'une bouteille 16 interposée entre les blocs 12 et 14 et qui est propre à être traversée par le fluide frigorigène. Les blocs 12 et 14 constituent respectivement un bloc principal et un bloc additionnel.
Toutefois, dans d'autres formes de réalisation, la bouteille 16 peut être supprimée, les blocs 12 et 14 communiquant directement entre eux.
Dans le circuit de climatisation CC, le fluide frigorigène traverse en boucle fermée un compresseur 18, le condenseur 10 (corps 12, bouteille 16 et corps 14) , un détendeur 20 et un évaporateur 22 avant de regagner le compresseur, et ainsi de suite.
Le fluide frigorigène en phase gazeuse provenant du compresseur 18 est d'abord refroidi jusqu'à sa condensation dans le premier bloc 12. Il traverse ensuite la bouteille 16, où il est filtré et déshydraté, puis le deuxième bloc 14 qui assure le sous-refroidissement du fluide frigorigène préalablement condensé. A la sortie du deuxième bloc 14, le fluide frigorigène est détendu par le détendeur 20, puis transformé en phase gazeuse dans l' évaporateur 22 pour être ensuite comprimé par le compresseur 18. L' évaporateur est par ailleurs balayé par un flux d'air qui est refroidi par échange thermique avec le fluide frigorigène qui se vaporise pour produire un flux d'air climatisé à envoyer dans un habitacle de véhicule automobile.
Le premier bloc 12 comprend un passage de circulation 24 pour le fluide frigorigène provenant du compresseur 18 et un passage de circulation 26 pour un fluide de refroidissement. Ce dernier est généralement un liquide, comme de l'eau additionnée d'un antigel, qui circule dans un circuit CR (non représenté) . Ce circuit est appelé généralement circuit à Basse Température (BT) et est. distinct du circuit à Haute Température (HT) servant au refroidissement du moteur du véhicule. Le fluide frigorigène est ainsi condensé par échange thermique avec le fluide de refroidissement avant d'être envoyé dans la bouteille 16.
Le deuxième bloc 14 intègre ici un échangeur de chaleur interne (appelé aussi « échangeur interne ») pour assurer un échange de chaleur entre le fluide frigorigène condensé et sous-refroidi, appelé « fluide frigorigène haute pression », et le même fluide frigorigène une fois détendu, appelé « fluide, frigorigène basse pression ».
Bien qu'un tel échangeur interne soit habituellement utilisé dans le cas de circuits parcourus par un fluide frigorigène, tel que le CO2/ il peut aussi trouver un intérêt dans le cas de circuits parcourus par un fluide frigorigène à changement de phase. Le deuxième bloc 14 comprend une partie de sous- refroidissement 28 ayant un passage de circulation 30 pour le fluide frigorigène provenant du premier bloc 12, et plus particulièrement de la bouteille 16 dans cet exemple, et un passage de circulation 32 pour un fluide de refroidissement. Il s'agit de préférence du même fluide de refroidissement que pour le corps 12, donc circulant dans le même circuit CR.
Le bloc 14 comprend en outre une partie d'échange interne 34 ayant un passage de circulation 36 pour le fluide frigorigène haute pression provenant de la partie de sous- refroidissement 28 et un passage de circulation 38 pour le fluide frigorigène basse pression. Le passage de circulation 36 est relié, d'une part, au passage de circulation 30 avec lequel il communique directement et, d'autre part, au détendeur 20. Le passage de circulation 38 est disposé entre l' évaporateur 22 et le compresseur 18 auxquels il est relié par des lignes respectives 40 et 42.
Ainsi, dans le bloc 14, le fluide frigorigène à haute pression (HP) est d'abord sous-refroidi puis il échange de la chaleur avec le même fluide frigorigène à basse pression (BP) qui est à plus basse température, ce qui produit un refroidissement complémentaire du fluide frigorigène à haute pression.
On se réfère maintenant aux figures 2 à 6 pour décrire un mode de réalisation d'un condenseur propre à faire partie du circuit de la figure 1. La bouteille 16 est fixée de manière démontable entre les blocs 12 et 14 par l'intermédiaire respectivement d'une bride de sortie 44 et d'une bride d'entrée 46. Ces deux brides assurent la fixation mécanique de la bouteille 16 entre les blocs 12 et 14, et elles forment en même temps des interfaces pour la circulation du fluide frigorigène, c' est-à-dire pour passer du bloc 12 au bloc 14 via la bouteille 16.
Le premier bloc 12 et le deuxième bloc 14 comprennent chacun une série de plaques empilées 48, respectivement 50
(figures 5 et 6) . Les plaques 48 du bloc 12 délimitent des lames de circulation du fluide frigorigène (formant le passage de circulation 24) qui alternent avec des lames de circulation du fluide de refroidissement (formant le passage de circulation 26) .
Le bloc 12 comprend une plaque d'interface 52 munie de la bride de sortie 44 et une plaque d'interface opposée 54 munie d'une bride d'entrée 56 pour le fluide frigorigène à condenser (figures 3, 4 et 6) . Les plaques empilées 48 sont disposées entre les plaques d'interface 52 et 54. La bride d'entrée 56 est propre à être reliée à la sortie du compresseur 18 pour amener le fluide frigorigène à condenser. La plaque d'interface 54 est munie en outre d'une tubulure d'entrée 58 et d'une tubulure de sortie 60 pour le fluide de refroidissement (figures 2, 4, 5 et 6) .
Les plaques empilées 50 du bloc 14 délimitent des premières lames de circulation du fluide frigorigène qui alternent avec des deuxièmes lames de circulation d'un autre fluide. Ces premières lames forment successivement le passage de circulation 30 de la partie de sous-refroidissement 28 et le passage de circulation 36 de la partie d'échange interne 34 (figure 1} .
Les deuxièmes lames constituent des lames destinées à la circulation du fluide de refroidissement dans la partie de sous-refroidissement 28 (passage de circulation 32) et des lames destinées à la circulation du fluide frigorigène basse pression dans la partie d'échange interne 34 (passage de circulation 38) .
Les plaques 50 du corps 14 sont comprises entre une plaque d'interface 62 munie de la bride d'entrée 46 pour le fluide frigorigène provenant du premier bloc 12, et plus particulièrement de la bouteille 16, et une plaque d'interface opposée 64. Cette dernière est munie d'une bride de sortie 66 pour le fluide frigorigène haute pression, d'une bride d'entrée 68 pour le fluide frigorigène basse pression et d'une bride de sortie 70 pour le fluide frigorigène basse pression (figure 2) . La bride de sortie 66 alimente la ligne 40 sur laquelle sont montés le détendeur 20 et l' évaporateur et qui rejoint la bride d'entrée 68. La bride de sortie 70 alimente la ligne 42 qui comprend le compresseur 18 et qui rejoint le bloc 12.
La plaque d' interface 62 du bloc 14 est munie en outre d'une tubulure d'entrée 72 et d'une tubulure de sortie 74 pour le fluide de refroidissement du circuit CR. Dans l'exemple la plaque d'interface 52 est réalisée d'une seule pièce avec la bride 44, par exemple par moulage et usinage d'un alliage à base d'aluminium. Il en est de même pour la plaque d' interface 54 avec la bride 56, pour la plaque d'interface 62 avec la bride 46, et pour la plaque d'interface 64 avec les brides 66, 68 et 70. En revanche, les tubulures 58 et 60 sont rapportées sur la plaque d'interface 54, et les tubulures 72 et 74 sont rapportées sur la plaque d'interface 62.
Les brides 44 et 46 sont propres à être fixées de manière démontable sur une partie réceptrice 76 de la bouteille 16. Dans l'exemple de réalisation, la partie réceptrice 76 est un couvercle d'extrémité de forme générale circulaire qui vient coiffer un corps 78 de forme générale cylindrique circulaire de la bouteille, qui se termine par un fond conique 80. Dans l'exemple, ce couvercle d'extrémité est brasé sur le corps 78, la bouteille 16 étant ainsi rendue indémontable en elle-même .
Le couvercle d'extrémité 76 est fixé sur une extrémité ouverte du corps 78, à l'opposé du fond conique 80, en maintenant un tube axial 82 qui s'étend suivant la direction axiale XX de la bouteille (figure 6) . Ce tube 82 comporte une collerette de retenue 84 qui ' permet de maintenir en position une cartouche filtrante et dessicante 86 disposée entre le couvercle d'extrémité 76 et ladite collerette.
Le tube 82 comporte une extrémité inférieure 88 qui s'engage dans une bague 90 maintenue dans la région centrale du fond 80 et qui peut laisser passer le fluide frigorigène. Le tube comporte en outre une extrémité supérieure 92 qui est maintenue dans un logement axial du couvercle d'extrémité.
La bride 44 comprend un alésage de sortie 94 propre à venir dans le prolongement d'un alésage d'entrée 96 de la partie réceptrice (couvercle 76) de la bouteille suivant une première direction d'alignement Dl (figure 6) . De façon correspondante, la bride 46 comprend un alésage d'entrée 98 propre à venir dans le prolongement d'un alésage de sortie 100 de la partie réceptrice (couvercle 76} de la bouteille suivant une deuxième direction d'alignement D2 (figure 6) .
L'alésage d'entrée 96 traverse l'épaisseur de la partie réceptrice 76 et débouche à l'intérieur de la bouteille en amont de la cartouche 86. L'alésage de sortie 100 de la partie réceptrice 76 débouche dans un alésage radial 102 qui communique avec l'extrémité supérieure 92 du tube 82.
L'alésage d'entrée 96 et l'alésage de sortie 100 de la partie réceptrice sont parallèles entre eux et à l'axe longitudinal XX de la bouteille 16. Les alésages 96 et 102 sont disposés dans une position angulaire choisie par rapport à l'axe longitudinal XX de la bouteille 16. Ceci permet de donner une orientation angulaire déterminée aux corps 12 et 14 par rapport à la bouteille 16 en fonction des conditions d' implantation du condenseur, par exemple dans le compartiment moteur d'un véhicule déterminé. Dans l'exemple de réalisation représenté, cette position angulaire est de sensiblement 180°, les alésages 96 et 100 étant disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudinal.
Comme on peut le voir sur la figure 6, l'alésage de sortie 94 de la bride 44 se raccorde sensiblement à angle droit avec un alésage intermédiaire 104 débouchant dans le premier bloc 12. De plus, l'alésage d'entrée 98 de la bride 46 se raccorde sensiblement à angle droit avec un alésage intermédiaire 106 débouchant dans le deuxième bloc 14. II en résulte que le fluide frigorigène issu du premier bloc 12 pénètre dans la bouteille en passant successivement par l'alésage intermédiaire 104 et l'alésage de sortie 94 de la bride 44 puis par l'alésage d'entrée 96 de la partie réceptrice 76, pour être ensuite filtré et desséché en traversant la cartouche 86. Le fluide frigorigène remonte par le tube 82 pour traverser successivement l'alésage radial 102 et l'alésage de sortie 100 de la partie réceptrice puis l'alésage d'entrée 98 et l'alésage intermédiaire 106 de la deuxième bride 46 pour déboucher dans le deuxième bloc 14.
Pour assurer l' étanchéité, on prévoit à chaque fois un raccord étanche entre la bride 44 et le couvercle 76 et entre le couvercle 50 et la bride 46. Ce raccord étanche est formé avantageusement d'une tubulure munie de deux joints toriques.
Les brides 44 et 46 sont propres à être fixées chacune sur la partie réceptrice 76 de la bouteille au moyen d'une vis
108, respectivement 110, qui à chaque fois traverse la bride et s'engage par vissage dans la partie réceptrice
{voir figures 2 et 3) . La bouteille 16 forme ainsi support pour les blocs 12 et 14 d'échange de chaleur qui peuvent être fixés avec une orientation mutuelle déterminée en fonction de la position angulaire respective des alésages
96 et 100/102.
Il est donc possible de concevoir des parties réceptrices 76 différentes en fonction de l'application souhaitée pour permettre d'implanter les blocs 12 et 14 avec des orientations particulières par rapport à la partie réceptrice 76 suivant le type de véhicule auquel le condenseur est destiné.
Comme la bouteille forme en même temps un support, elle peut elle-même être munie de moyens d' interface ou de fixation (non représentés) pour la fixation sur la structure du véhicule auquel est destiné le condenseur.
On comprendra que la bouteille peut être assemblée et pré- équipée avant d'être installée et fixée entre les deux blocs d'échange de chaleur, ce qui simplifie grandement les opérations de montage et d'assemblage, mais aussi les opérations de maintenance.
Par ailleurs, du fait que les blocs 12 et 14 et la bouteille 16 sont démontables les uns par rapport aux autres, il est possible de remplacer l'un de ces trois éléments en cas de défaillance,
On se réfère maintenant aux figures 7 et 8 qui montrent deux plaques d'échange de chaleur 50 identiques mais décalées de 180° l'une par rapport à l'autre. Ces deux plaques sont représentées en position écartée pour les raisons de clarté, alors qu'en réalité elles viennent s'emboîter entre elles d'une manière en soi connue.
Chaque plaque 50 comprend un fond plat 108 dans l'exemple de forme générale rectangulaire et muni de coins arrondis. Le fond 108 est entouré par un bord relevé 110 réalisé en dépouille. Le fond 108 comprend des nervures parallèles 102 disposées en oblique et servant de perturbateurs. Dans la région des quatre coins du fond sont prévues des ouvertures de passage de fluide. Deux ouvertures 114 sont prévues dans le fond plat 108 aux deux extrémités d'un grand côté et deux autres ouvertures de passage 116 sont prévues aux deux extrémités d'un autre grand côté. Les ouvertures 114 sont réalisées au niveau du fond plat, tandis gue les ouvertures 116 sont formées dans des régions annulaires 118 décalées par rapport au plan du fond 108. Ainsi, lorsgue les plaques 50 sont empilées mutuellement et brasées entre elles par leurs bords 110 respectifs, on forme des lames alternées pour la circulation de deux fluides différents.
On utilise des plaques analogues pour le bloc 12 et le bloc 14. Dans le cas du bloc 14, il faut prévoir une cloison pour séparer le fluide de refroidissement qui circule dans la partie de sous-refroidissement et le fluide frigorigène à base pression qui circule dans la partie d'échange interne. Ceci peut être réalisé par une cloison rapportée ou bien par un aménagement des ouvertures de communication précitées .
On se réfère maintenant à la figure 9 qui montre une variante de réalisation du circuit CC de la figure 1. Les éléments communs avec ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes références numériques. Dans cette forme de réalisation, la bouteille 16 est supprimée et les deux blocs 12 et 14 communiquent directement entre eux par une liaison 120. Concrètement, les brides 44 et 46 (figure 2) sont alors raccordées directement entre elles, soit par un élément intermédiaire assurant leur jonction, soit par un aménagement approprié de ces deux brides.
Dans le circuit de la figure 9, la bouteille est remplacée par un accumulateur 122 qui est disposé dans la ligne 42, entre la sortie de la partie d'échange interne 34 et le compresseur 18. Par ailleurs, le détendeur 20 est ici remplacé par un orifice calibré 124,
On se réfère maintenant à la figure 10 qui montre un circuit de climatisation CC analogue à celui de la figure 1 et comprenant un condenseur 210, selon l'invention.
Le condenseur 210 comprend un premier bloc 212 d'échange de chaleur et un deuxième bloc 214 d'échange de chaleur analogues respectivement aux blocs 12 et 14 décrits précédemment, ainsi qu'une bouteille 216 interposée entre les blocs 212 et 214. La bouteille 216 est analogue à la bouteille 16 décrite précédemment et peut être éventuellement supprimée.
Le circuit de climatisation CC comprend en outre un compresseur 218, un détendeur 220 et un évaporateur 222 analogues respectivement au compresseur 18, au détendeur 20 et à l' évaporateur 22 de la figure 1.
Le premier bloc 212 comprend un passage de circulation 224 pour le fluide frigorigène provenant du compresseur 218 et un passage de circulation 226 pour un fluide de refroidissement .
Le deuxième bloc 214 constitue ici un échangeur de chaleur interne (appelé aussi « échangeur interne ») pour assurer un échange de chaleur entre le fluide frigorigène condensé et sous-refroidi, appelé « fluide frigorigène haute pression », issu du premier bloc d'échange de chaleur et le même fluide frigorigène une fois détendu, appelé « fluide frigorigène basse pression ». Le deuxième bloc 214 se différentie du deuxième bloc 14 de la forme de réalisation précédente par le fait qu' il comprend uniquement un échangeur de chaleur interne et qu'il est donc dépourvu de partie de sous-refroidissement. II en résulte une simplification de la structure du bloc 214 et de ses connexions, particulièrement avantageux lorsque l' échangeur de chaleur interne peut suffire à lui seul au besoin de sous refroidissement.
L'invention offre ainsi l'avantage d'une structure simplifiée, d'autant que le refroidissement ne concerne que le premier bloc et non à la fois le premier et le deuxième bloc comme dans les cas décrits précédemment.
Le deuxième bloc 214, formant un échangeur interne, comprend un passage de circulation 228 pour le fluide frigorigène haute pression provenant du premier bloc 212 via la bouteille 216 et un passage de circulation 230 pour le fluide frigorigène basse pression provenant de l'évaporateur 222. Le passage de circulation 228 est relié en amont à la bouteille 216 et en aval au détendeur 220- Le passage de circulation 230 est disposé entre l'évaporateur 222 et le compresseur 218 auxquels il est relié par des lignes respectives 232 et 234.
Ainsi, dans le deuxième bloc 214, le fluide frigorigène à haute pression (HP) échange de la chaleur avec le même fluide frigorigène à basse pression (BP) qui est à plus basse température, ce qui produit un refroidissement supplémentaire du fluide frigorigène condensé à haute pression provenant du premier bloc 212. On se réfère maintenant aux figures 11 à 17 pour décrire un mode de réalisation d'un condenseur 210 propre à faire partie du circuit de la figure 10. Le condenseur 210 forme ici un module qui comprend les blocs 212 et 214 et la bouteille 216.
La bouteille 216 est fixée de manière démontable entre les blocs 212 et 214 par l'intermédiaire respectivement d'une bride de sortie 236 du bloc 212 et d'une bride d'entrée 238 du bloc 214. Ces deux brides assurent la fixation mécanique de la bouteille 216 entre les blocs 212 et 214, et elles forment en même temps des interfaces pour la circulation du fluide frigorigène, c'est-à-dire pour passer du bloc 212 au bloc 214 via la bouteille 216.
Le premier bloc 212 et le deuxième bloc 214 comprennent chacun une série de plaques empilées 240, respectivement 242 (figures 11, 14 et 15) . Dans l'exemple, le nombre des plaques 240 est supérieur à celui des plaques 242, si bien que le premier bloc 212 est plus encombrant que le deuxième bloc 214 dans la direction de l'empilement.
Les plaques 240 du bloc 212 délimitent des lames de circulation du fluide frigorigène {formant le passage de circulation 224) qui alternent avec des lames de circulation du fluide de refroidissement (formant le passage de circulation 226) .
Le premier bloc 212 comprend une plaque d'interface 244 munie de la bride de sortie 236 et une plaque d'interface opposée 2'46 munie d'une bride d'entrée 248 pour le fluide frigorigène à condenser (figures 12, 13 et 15) . Les plaques empilées 240 sont disposées entre les plaques d'interface 252 et 254. La bride d'entrée 248 est propre à être reliée à la sortie du compresseur 218 pour amener le fluide frigorigène à condenser. La plaque d'interface 246 est munie en outre d'une tubulure d'entrée 250 et d'une tubulure de sortie 252 pour le fluide de refroidissement (figures 11, 13, 14 et 15) .
Les plaques empilées 242 du deuxième bloc 214 délimitent des premières lames de circulation pour le fluide frigorigène à haute qui alternent avec des deuxièmes lames de circulation pour le fluide frigorigène à basse pression. Les premières lames et les deuxièmes lames précitées constituent ainsi respectivement les passages de circulation 228 et 230 de la figure 10. -
Les plaques 242 du bloc 214 sont comprises entre une plaque d'interface 254 munie de la bride d'entrée 238 pour le fluide frigorigène provenant du premier bloc 212 via la bouteille 216, et une plaque d'interface opposée 256. Cette dernière est munie d'une bride de sortie 258 pour le fluide frigorigène haute pression, d'une bride d'entrée 260 pour le fluide frigorigène basse pression et d'une bride de sortie 262 pour le fluide frigorigène basse pression (figure 11) . La bride de sortie 258 alimente la ligne 232 (figure 10) sur laquelle sont montés le détendeur 220 et l' évaporateur 222, et qui rejoint la bride d'entrée 260. La bride de sortie 262 alimente la ligne 234 (figure 10) , sur laquelle est monté le compresseur 218, et qui rejoint le bloc 212.
La plaque d'interface 244 est réalisée d'une seule pièce avec la bride 236, par exemple par moulage et usinage d'un alliage à base d' aluminium. Il en est de même pour la plaque d'interface 246 avec la bride 248, pour la plaque d'interface 254 avec la bride 238, et pour la plaque d'interface 256 avec les brides 258, 260 et 262. En revanche, les tubulures 250 et 252 sont rapportées sur la plaque d'interface 246.
Les brides 236 et 238 sont fixées de manière démontable sur une partie réceptrice 264 de la bouteille 216. Dans l'exemple de réalisation, la partie réceptrice 264 est un couvercle d'extrémité de forme générale circulaire qui vient coiffer un corps 266 de la bouteille. Le corps 266 présente une forme générale cylindrique circulaire et se termine par un fond conique 268. Dans l'exemple, la partie réceptrice 264 est brasée sur le corps 266, la bouteille 216 étant ainsi rendue indémontable.
La partie réceptrice 264 est fixé sur une extrémité ouverte du corps 266, à l'opposé du fond conique 268, en maintenant un tube axial 270 qui s'étend suivant la direction axiale XX de la bouteille (figure 15) . Ce tube 270 comporte une collerette de retenue 272 servant à maintenir en position une cartouche filtrante et dessicante 274 disposée entre la partie réceptrice 264 et ladite collerette.
Le tube 270 comporte une extrémité inférieure 276 qui s'engage dans une bague 278 maintenue dans la région centrale du fond 268 et qui peut laisser passer le fluide frigorigène. Le tube comporte en outre une extrémité supérieure 280 qui est maintenue dans un logement axial de la partie réceptrice 264.
La bride 236 du bloc 212 comprend un alésage de sortie 282 propre à venir dans le prolongement d'un alésage d'entrée 284 de la partie réceptrice 264 de la bouteille suivant une première direction d'alignement (figure 15) . De façon correspondante, la bride 238 du bloc 214 comprend un alésage d'entrée 286 propre à venir dans le prolongement d'un alésage de sortie 288 de la partie réceptrice 264 de la bouteille suivant une deuxième direction d'alignement (figure 15} .
L'alésage d'entrée 284 traverse l'épaisseur de la partie réceptrice 264 et débouche à l'intérieur de la bouteille en amont de la cartouche 274. L'alésage de sortie 288 de la partie réceptrice 264 débouche dans un alésage radial 290 qui communique avec l'extrémité supérieure 280 du tube 270.
L'alésage d'entrée 284 et l'alésage de sortie 288 de la partie réceptrice sont parallèles entre eux et à l'axe longitudinal XX de la bouteille 216. Les alésages 284 et 288 sont disposés dans une position angulaire choisie par rapport à l'axe longitudinal XX de la bouteille 216. Ceci permet de donner une orientation angulaire déterminée aux blocs 212 et 214 par rapport à la bouteille 216 en fonction des conditions d'implantation du condenseur, par exemple dans le compartiment moteur d'un véhicule déterminé. Dans l'exemple de réalisation représenté, cette position angulaire est de sensiblement 180°, les alésages 284 et 288 étant disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudinal .
Comme on peut le voir sur la figure 15, l'alésage de sortie 282 de la bride 236 se raccorde sensiblement à angle droit avec un alésage intermédiaire 292 débouchant dans le premier bloc 212. De plus, l'alésage d'entrée 286 de la bride 238 se raccorde sensiblement à angle droit avec un alésage intermédiaire 294 débouchant dans le deuxième bloc 214.
Il en résulte que le fluide frigorigène issu du premier bloc 212 pénètre dans la bouteille en passant successivement par l'alésage intermédiaire 292 et l'alésage de sortie 282 de la bride 236 puis par l'alésage d'entrée 284 de la partie réceptrice 264, pour être ensuite filtré et desséché en traversant la cartouche 274. Le fluide frigorigène remonte par le tube 270 pour traverser successivement l'alésage radial 290 et l'alésage de sortie 288 de la partie réceptrice puis l'alésage d'entrée 286 et l'alésage intermédiaire 294 de la bride 238 pour déboucher dans le deuxième bloc 214.
Les brides 236 et 238 sont fixées chacune sur la partie réceptrice 264 de la bouteille au moyen d'une vis 296, respectivement 298, qui à chaque fois traverse la bride et s'engage par vissage dans la partie réceptrice (voir figures 11, 12 et 15) .
La bouteille 216 présente ainsi la même structure et les mêmes fonctions que la bouteille 16 décrite précédemment. Ces dernières ne seront donc pas décrites à nouveau en détail.
Les plaques 240 et 242 sont analogues aux plaques 48 et 50 décrites précédemment et ne seront donc pas décrites en détail.
La figure 16 montre une variante de réalisation du circuit de climatisation CC de la figure 10. Les éléments communs avec ceux de la figure 10 sont désignés par les mêmes références numériques. Dans cette forme de réalisation, la bouteille 216 est supprimée et les deux corps 212 et 214 communiquent directement entre eux par une liaison 300. Concrètement, les brides 236 et 238 (figure 11) sont alors raccordées directement entre elles, soit par un élément intermédiaire assurant leur jonction, soit par un aménagement approprié de ces deux brides. Il est possible aussi d'accoler directement les corps 212 et 214 d'échange de chaleur.
Dans le circuit de la figure 16, la bouteille est remplacée par un accumulateur 302 qui est disposé dans la ligne 234, entre la sortie du corps 214 et le compresseur 218. Par ailleurs, le détendeur 220 est réalisé ici sous la forme d'un orifice calibré.
La figure 17 montre un circuit de refroidissement CR associé au condenseur 210 à échangeur interne intégré des figures 10 à 15. On retrouve sur la figure 17 le condenseur 210 formé des blocs 212 et 214 d'échange de chaleur et de la bouteille 216.
Le circuit de refroidissement CR (ébauché sur la figure 10) comprend un radiateur de refroidissement 304. Il s'agit d'un radiateur qualifié de radiateur à basse température ou « radiateur BT ». Le fluide de refroidissement est avantageusement de l'eau additionnée d'un antigel. Le fluide de refroidissement quitte le bloc 212 par une ligne 306 reliant la tubulure de sortie 252 (figure 11) à l'entrée du radiateur 304. Le fluide de refroidissement est ensuite refroidi dans le radiateur 304 par échange thermique avec de l'air extérieur qui balaye le faisceau du radiateur. Puis le fluide refroidi regagne le bloc 212 par une ligne 308 reliant la sortie du radiateur 304 à la tubulure d'entrée 250 {figure 11) du bloc 212.
Il en résulte une simplification du circuit de refroidissement CR puisque ce dernier ne comporte qu'un seul niveau d'échange de chaleur avec le condenseur, c'est- à-dire seulement avec le bloc 212. Le circuit CR ne comporte donc qu'une seule boucle de circulation formée par les lignes 306 et 308.
En revanche, dans le cas du condenseur selon la publication FR 2 846 733, il fallait deux niveaux d'échange de chaleur, l'un à « Basse Température » (boucle BT) avec le premier bloc et l'autre à « Super Basse Température » (boucle SBT) avec le deuxième bloc.
Il en résulte une diminution du nombre de tubulures et de conduites dans le véhicule. Le radiateur de refroidissement est plus simple du fait qu'il ne comporte qu'une seule entrée et une seule sortie. L'utilisation du fluide réfrigérant à basse pression sortant de l' évaporateur pour assurer le sous-refroidissement du même fluide réfrigérant à haute température dans le bloc 214 permet de supprimer la passe « Super Basse Température » du radiateur de refroidissement.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment à titre d'exemples et s'étend à d'autres variantes. Ainsi, le circuit de refroidissement de la figure 17 peut être associé à un .condenseur avec échangeur interne intégré, mais dépourvu de bouteille, comme représenté à la figure 15. Elle trouve une application particulière aux circuits de climatisation pour véhicules automobiles.

Claims

Revendications
1. Condenseur, notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant un premier bloc (212) d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement d'un fluide frigorigène jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'un deuxième bloc (214) d' échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide frigorigène au moyen d' un fluide de refroidissement, caractérisé en ce que le deuxième bloc (214) est réalisé sous la forme d'un échangeur de chaleur interne pour assurer un échange de chaleur entre le fluide frigorigène condensé issu du premier bloc (212) , appelé « fluide frigorigène haute pression », et le même fluide frigorigène une fois détendu, appelé « fluide frigorigène basse pression ».
2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième bloc (214) comprend un passage de circulation (228) pour le fluide frigorigène haute pression provenant du premier bloc (212) et un passage de circulation (230) pour le fluide frigorigène basse pression.
3. Condenseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième bloc (214) comprend une série de plaques empilées (242) qui délimitent des premières lames de circulation du fluide frigorigène haute pression qui alternent avec des deuxièmes lames de circulation du fluide frigorigène basse pression.
4. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième bloc (214) comprend une plaque d'interface (254) munie d'une bride d'entrée (238) pour le fluide friqorigène provenant du premier bloc (212) et une plaque d'interface opposée (256) munie d'une bride de sortie (258) pour le fluide frigorigène haute pression, d'une bride d'entrée (260) pour le fluide frigorigène basse pression et d'une bride de sortie (262) pour le fluide frigorigène basse pression.
5. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu' il comprend en outre une bouteille (216) interposée entre le premier bloc (212) et le deuxième bloc (214) et propre à être traversée par le fluide frigorigène.
6. Condenseur selon la revendication 5 caractérisé en ce que la bouteille (216) est fixée de manière démontable entre le premier bloc (212) et le deuxième bloc (214) par l'intermédiaire respectivement d'une bride de sortie (236) et d'une bride d'entrée (238) qui sont fixées sur une partie réceptrice (264) de la bouteille (116) et qui forment en même temps des interfaces pour la circulation du fluide frigorigène.
7. Condenseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier bloc (212) comprend une plaque d'interface (244) munie de la bride de sortie (236) et une plaque d'interface opposée (246) munie d'une bride d'entrée (248) pour le fluide frigorigène à condenser.
8. Condenseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaque d'interface opposée (246) du premier bloc (12 ; 212) est munie en outre d'une tubulure d'entrée (250) et d'une tubulure de sortie (252) pour le fluide de refroidissement .
9. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce 'que le premier bloc (12 ; 212) et le deuxième bloc (14 ; 214} communiquent directement entre eux.
10. Circuit de refroidissement (CR) parcouru par un fluide de refroidissement et raccordé au premier bloc (212) d'échange de chaleur du condenseur (210) selon l'une des revendications 1 à 9.
11. Circuit de refroidissement (CR) selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une seule boucle de circulation (306, 308) reliée à un radiateur de refroidissement (304) .
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