EP2350542B1 - Air-conditioning circuit condenser with internal heat exchanger - Google Patents
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- EP2350542B1 EP2350542B1 EP09828654.5A EP09828654A EP2350542B1 EP 2350542 B1 EP2350542 B1 EP 2350542B1 EP 09828654 A EP09828654 A EP 09828654A EP 2350542 B1 EP2350542 B1 EP 2350542B1
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Description
L'invention se rapporte au domaine des circuits de climatisation, notamment pour véhicules automobiles.The invention relates to the field of air conditioning circuits, especially for motor vehicles.
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.It relates more particularly to 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 unit 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.
On connaît déjà , d'après
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.The term "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.
Le condenseur de la publication
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.
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.The integration of an internal exchanger in an air conditioning circuit not only requires the installation of this exchanger, but also that of additional conduits and connections, which generates congestion and creates additional sources of potential leaks.
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
Elle propose à cet effet un condenseur selon la revendication 1, 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.It proposes for this purpose a condenser according to claim 1, wherein 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". In other words, the second block comprises only an internal heat exchanger, although the internal exchange function is then obtained in the entire second block.
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.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.
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.This results in a significant gain in terms of space due to the deletion of the high pressure conduit connecting the condenser outlet and the internal heat exchanger, when not integrated, as well as that of the connection blocks.
Le premier et le deuxième bloc d'échange de chaleur sont raccordés directement entre eux par l'intermédiaire d'une bouteille.The first and second heat exchange blocks are connected directly to one another via a bottle.
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.In another aspect the invention 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.
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 qui n'est pas l'invention, propre à faire partie du circuit de climatisation de lafigure 1 ; - la
figure 3 est une vue de dessus du condenseur de lafigure 2 ; - la
figure 4 est une vue d'extrémité du condenseur desfigures 2 et3 ; - la
figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de lafigure 4 ; - la
figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de lafigure 4 ; - les
figures 7 et 8 sont des vues en perspective de deux plaques d'échange de chaleur propres à faire partie du condenseur desfigures 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 lafigure 1 ; - la
figure 10 est un schéma illustrant un circuit de climatisation analogue à celui de lafigure 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 lafigure 10 ; - la
figure 12 est une vue de dessus du condenseur de lafigure 11 ; - la
figure 13 est une vue de face du condenseur desfigures 11 et12 , prise du côté du premier bloc d'échange de chaleur ; - la
figure 14 est une vue en coupe suivant la ligne XIV-XIV de lafigure 13 ; - la
figure 15 est une vue en coupe suivant la ligne XV-XV de lafigure 13 ; - la
figure 16 est un schéma illustrant un circuit de climatisation analogue à lafigure 10 , dans lequel le condenseur est dépourvu de bouteille qui n'est pas l'invention; et - la
figure 17 est un schéma illustrant un circuit de refroidissement associé au condenseur desfigures 10 à 15 . On se réfère d'abord à lafigure 1 qui montre un circuit de climatisation CC d'un véhicule automobile comprenant uncondenseur 10.
- the
figure 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; - the
figure 2 is a perspective view of an integrated bottle condenser which is not the invention, fit to be part of the air conditioning circuit of thefigure 1 ; - the
figure 3 is a top view of the condenser of thefigure 2 ; - the
figure 4 is an end view of the condenserfigures 2 and3 ; - the
figure 5 is a sectional view along line VV of thefigure 4 ; - the
figure 6 is a sectional view along the line VI-VI of thefigure 4 ; - the
Figures 7 and 8 are perspective views of two heat exchange plates suitable for being part of the condenser ofFigures 2 to 6 ; - the
figure 9 is a diagram illustrating an air conditioning circuit comprising a condenser in a second alternative embodiment of the circuit of thefigure 1 ; - the
figure 10 is a diagram illustrating an air conditioning circuit similar to that of thefigure 1 , in which the second block comprises only an internal heat exchanger, according to the invention; - the
figure 11 is a perspective view of an integrated cylinder condenser and integrated internal heat exchanger, fit to be part of the air conditioning circuit of thefigure 10 ; - the
figure 12 is a top view of the condenser of thefigure 11 ; - the
figure 13 is a front view of the condenserfigures 11 and12 taken from the side of the first heat exchange block; - the
figure 14 is a sectional view along line XIV-XIV of thefigure 13 ; - the
figure 15 is a sectional view along line XV-XV of thefigure 13 ; - the
figure 16 is a diagram illustrating an air conditioning circuit similar to thefigure 10 in which the condenser is devoid of a bottle which is not the invention; and - the
figure 17 is a diagram illustrating a cooling circuit associated with the condenser ofFigures 10 to 15 . We first refer to thefigure 1 showing a DC air conditioning system of a motor vehicle including acondenser 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.In the example, the
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.The condenser comprises a first
Toutefois, dans d'autres formes de réalisation, la bouteille 16 peut être supprimée, les blocs 12 et 14 communiquant directement entre eux.However, in other embodiments, the
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.In the DC air conditioning circuit, the refrigerant passes through a closed loop a
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.The refrigerant gas phase from the
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.The
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 ».The
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.Although such an internal exchanger is usually used in the case of circuits traversed by a refrigerant, such as CO 2 , it can also find an interest in the case of circuits traversed by a phase change refrigerant.
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.The
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.The
On se réfère maintenant aux
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.The
Le premier bloc 12 et le deuxième bloc 14 comprennent chacun une série de plaques empilées 48, respectivement 50 (
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 (
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 (
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).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).
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 (
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.The
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.The
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 (
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.The tube 82 has a
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 D1 (
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.The inlet bore 96 passes through the thickness of the receiving
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.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
Comme on peut le voir sur la
Il 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.As a result, the refrigerant from the
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.To ensure tightness, there is provided each time a sealing connection between the
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
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.It is therefore possible to design
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.As the bottle forms at the same time a support, it can itself be provided with interface means or attachment (not shown) for attachment to the vehicle structure for which the condenser is intended.
On comprendra que la bouteille peut être assemblée et prééquipée 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.It will be understood that 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.
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.Moreover, because the
On se réfère maintenant aux
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 que les ouvertures 116 sont formées dans des régions annulaires 118 décalées par rapport au plan du fond 108. Ainsi, lorsque 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.Each
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.Analogous plates are used for the
On se réfère maintenant à la
Dans le circuit de la
On se réfère maintenant à la
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
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.The
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 ».The
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. Il 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.The
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.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.
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.The
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.Thus, in the
On se réfère maintenant aux
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.The
Le premier bloc 212 et le deuxième bloc 214 comprennent chacun une série de plaques empilées 240, respectivement 242 (
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).The
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 (
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
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 (
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.The
Les brides 236 et 238 sont fixées de manière démontable sur une partie réceptrice 264 de la bouteille 216. Dans l'exemple de réalisation, là 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.The
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 (
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.The
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 (
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.The inlet bore 284 passes through the thickness of the receiving
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.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
Comme on peut le voir sur la
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.As a result, the refrigerant from the
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
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.The
Les plaques 240 et 242 sont analogues aux plaques 48 et 50 décrites précédemment et ne seront donc pas décrites en détail.The
La
Dans le circuit de la
La
Le circuit de refroidissement CR (ébauché sur la
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.This results in a simplification of the cooling circuit CR since the latter has only one level of heat exchange with the condenser, that is to say only with the
En revanche, dans le cas du condenseur selon la publication
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.This results in a decrease in the number of tubings and pipes in the vehicle. 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
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
Elle trouve une application particulière aux circuits de climatisation pour véhicules automobiles.It finds particular application to air conditioning circuits for motor vehicles.
Claims (6)
- Condenser, notably for a motor vehicle air conditioning circuit, comprising a first heat exchange unit (212) for cooling a refrigerant until it condenses using a coolant, and a second heat exchange unit (214) for supercooling the refrigerant using a cooling fluid, the second unit (214) being produced in the form of an internal heat exchanger for ensuring an exchange of heat beween the condensed refrigerant coming from the first unit (212), referred to as "high-pressure refrigerant", and the same refrigerant once it has expanded, referred to as "low-pressure refrigerant", the second unit (214) comprising a circulation passage (228) for the high-pressure refrigerant coming from the first unit (212) and a circulation passage (230) for the low-pressure refrigerant,
characterized in that the first unit (12; 212) comprises an interface plate (246) equipped with an inlet pipe (250) and with an outlet pipe (252) for the coolant, the condenser further comprising a bottle (216) interposed between the first unit (212) and the second unit (214) and through which the refrigerant can pass, the bottle (216) being fixed removably between the first unit (212) and the second unit (214) via, respectively, an outlet flange (236) and an inlet flange (238) which are fixed to a part (264) for receiving of the bottle (116) and which at the same time form interfaces for the circulation of the refrigerant, the first unit (212) comprising an interface plate (244) equipped with the outlet flange (236) and an opposite interface plate (246) equipped with an inlet flange (248) for the refrigerant that is to be condensed. - Condenser according to one of Claims 1, characterized in that the second unit (214) comprises a series of stacked plates (242) which delimit first leaves for the circulation of the high-pressure refrigerant which alternate with second leaves for the circulation of the low-pressure refrigerant.
- Condenser according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the second unit (214) comprises an interface plate (254) equipped with an inlet flange (238) for the refrigerant coming from the first unit (212) and an opposite interface plate (256) equipped with an outlet flange (258) for the high-pressure refrigerant, with an inlet flange (260) for the low-pressure refrigerant and with an outlet flange (262) for the low-pressure refrigerant.
- Condenser according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the first unit (12; 212) and the second unit (14; 214) communicate directly with one another.
- Cooling circuit (CR) through which a cooling fluid passes and which is connected to the first heat exchange unit (212) of the condenser (210) according to one of Claims 1 to 4.
- Cooling circuit (CR) according to Claim 5, characterized in that it comprises a single circulation loop (306, 308) connected to a cooler (304).
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