EP2392876B1 - Système unitaire comprenant un condenseur, une bouteille et un échangeur de chaleur interne - Google Patents

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EP2392876B1
EP2392876B1 EP11004399.9A EP11004399A EP2392876B1 EP 2392876 B1 EP2392876 B1 EP 2392876B1 EP 11004399 A EP11004399 A EP 11004399A EP 2392876 B1 EP2392876 B1 EP 2392876B1
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
internal heat
refrigerant
condenser
bottle
Prior art date
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EP11004399.9A
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EP2392876A1 (fr
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Jin-ming LIU
Stefan Karl
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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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
    • 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
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/044—Condensers with an integrated receiver
    • 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
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/18—Optimization, e.g. high integration of refrigeration components

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of air conditioning loops otherwise called loops or refrigeration circuits.
  • the invention relates to a unitary unit constituting such a loop.
  • An air conditioning loop is conventionally used on motor vehicles to generate a flow of hot air or a cold air flow sent into the passenger compartment of the vehicle.
  • This loop conventionally comprises a condenser, a bottle, an expansion member, an evaporator and a compressor traversed in this order by a refrigerant fluid.
  • the condenser is an exchanger crossed by an outside air flow while the evaporator is a heat exchanger through which the interior air flow flows, that is to say the flow of air sent into the passenger compartment of the motor vehicle. .
  • the refrigerant fluid that flows between an outlet of the compressor and an inlet of the expansion member is subjected to high pressure and high temperature while the refrigerant fluid circulating between the outlet of the expansion member and the inlet of the compressor is subjected to low pressure and low temperature.
  • Such an air conditioning loop can be improved by the addition of an internal heat exchanger whose function is to create a heat exchange between the refrigerant fluid subjected to high pressure / high temperature and the refrigerant fluid subjected to low pressure / low temperature .
  • the addition of this component improves the overall efficiency of the air conditioning loop.
  • FIG. 9 illustrates the technical differences between an accumulator and a bottle.
  • the structure of an accumulator is different from the structure of the 'a bottle.
  • the figure 5 illustrates an accumulator which receives the refrigerant in the two-phase state (reference A).
  • This accumulator separates in the liquid phase B and the gas phase C, the liquid phase B accumulating at the bottom and the gas phase C being in the upper part of the accumulator.
  • This accumulator comprises an outlet tube 40 bent whose inlet 41 is arranged to capture only the gas portion C of the refrigerant, accompanied by a determined amount of oil sucked by an oil hole 42 formed in the tube .
  • the figure 6 illustrating a bottle has an opposite structure.
  • the fluid enters the liquid state B, passes through the desiccant then the filter and stagnates at the bottom of the bottle.
  • the outlet tube 40 immerses in this fluid in the liquid state B so that the intake 41 captures the refrigerant fluid only in the liquid state to send it in this state to the expansion member.
  • a unitary system is known from the document EP-2,078,906 which proposes an assembly comprising a condenser, a bottle and an internal heat exchanger.
  • the object of the present invention is therefore to propose a new architecture of certain components of the air conditioning loop by combining in the same unitary unit the condenser, the bottle and the internal heat exchanger so as to gather these elements to pool the circulation. refrigerant and thus gain compactness.
  • the invention therefore relates to a system comprising a condenser, a bottle and an internal heat exchanger adapted to be traversed by a refrigerant, said condenser comprising a coolant outlet orifice connected to the bottle, said bottle comprising a passage refrigerant fluid towards the internal heat exchanger characterized in that the condenser, the bottle and the internal heat exchanger are able to be traversed in this order by the refrigerant and are unitarily collected.
  • a detent intended to relax the refrigerant fluid comprises a second channel connected to an output of said system, said detent member being part of the unitary unit.
  • the internal heat exchanger is integral with the condenser while the expansion member is integral with the internal heat exchanger.
  • Solidarity means that the parts concerned are fixed to one another by removable or non-removable fastening means so that once assembled, there is no relative movement of a part by report to the other.
  • the condenser has a beam capable of being traversed by an air flow, a first flank bordering said bundle and a second flank bordering said bundle while being opposite to the first flank with respect to the bundle, and in which the internal heat exchanger is secured to the first side while the bottle is secured to the second side. It is therefore understood that the beam is placed between the first and the second sidewall, and therefore between the internal heat exchanger and the bottle.
  • a conduit travels the beam by connecting said passage of the bottle to the internal heat exchanger, and more particularly to the high pressure channels constituting the internal heat exchanger.
  • the bottle comprises a desiccant and a filter.
  • the system comprises a high pressure inlet orifice, an outlet, a low pressure outlet orifice and a Low pressure inlet port, which are on the first side of the beam.
  • the high pressure inlet port is adapted to receive a refrigerant fluid subjected to high pressure and high temperature from the air conditioning loop, more particularly from a compressor.
  • the low pressure outlet is intended to provide the air conditioning loop, and more particularly the compressor, the refrigerant fluid subjected to low pressure and low temperature.
  • the low pressure inlet port is intended to receive the refrigerant fluid subjected to low pressure and low temperature from the air conditioning loop, in particular from an evaporator.
  • the outlet is intended to supply the refrigerant fluid subjected to high pressure and high temperature to a regulator constituting the air conditioning loop.
  • the invention covers an air conditioning loop traversed by a refrigerant fluid and comprising a compressor, an expansion member, an evaporator and a system according to one of the characteristics set out above.
  • a first advantage of the invention lies in the ability to easily integrate an internal heat exchanger in an air conditioning loop using a bottle located between the condenser and the expansion member.
  • the unitary and one-piece character facilitates the integration of these components in the engine compartment of the vehicle by avoiding the multiplication of supports, pipes and sealing devices between these components.
  • the figure 1 illustrates the invention in a longitudinal section where is apparent a gas cooler or condenser 1, a bottle 2 and an internal heat exchanger 3.
  • a gas cooler or condenser 1 a gas cooler or condenser 1
  • a bottle 2 a bottle 2
  • an internal heat exchanger 3 These three components of an air conditioning loop are assembled so as to form a unit or unitary system and monobloc, that is to say physically assembled on the same support, for example the condenser.
  • This system is traversed by a refrigerant symbolized on all the figures by arrows referenced 4.
  • the condenser 1 comprises a bundle 6 traversed by a flow of air outside the vehicle.
  • This beam comprises a multiplicity of flat tubes 11 which extend transversely to the outside air flow.
  • These flat tubes 11 carry the coolant 4 between a first manifold 13 and a second manifold 14.
  • These manifolds 13 and 14 are therefore fluidly connected to each flat tube 11 and are partitioned into a refrigerant distribution chamber in groups of flat tubes thus forming passages 7, 8 and 9 for circulation of the refrigerant fluid.
  • the partition of the collector boxes is operated by means of separators 15 installed in the through of the collector box so as to impose the flow of refrigerant in the pass concerned.
  • the beam 6 is divided into three passes, the upper pass 7 comprising 5 flat tubes, the intermediate pass 8 comprising 6 flat tubes and the lower pass 9 comprising 4 flat tubes.
  • each flat tube 11 is installed a spacer or fin 12 whose function is to increase the heat exchange surface between the refrigerant and the outside air flow.
  • the refrigerant 4 enters the system through a high-pressure inlet 5 of the condenser 1, this inlet 5 being more particularly installed on the wall of the first manifold 13 and in the upper part thereof.
  • a bottle 2 is contiguous to the second sidewall 16.
  • the bottle 2 and the collecting box 14 can share a same wall 19 which thus delimits in a common manner the internal volume of the bottle 2 and the internal volume of the box. collector 14.
  • This bottle takes the form of a tube which extends over the entire height of the beam 6 and inside which is installed a desiccant 17 and a filter 18.
  • the desiccant 17 serves to capture the circulating water particles in the coolant 4 while the filter 18 captures the solid particles that circulate in the coolant and resulting from wear of the components of the air conditioning loop.
  • the filter 18 is placed in the lower part of the bottle 2 and completely closes the internal volume of the bottle 2 so as to be constantly traversed by the refrigerant. In doing so, the filter 18 delimits with the wall of the bottle a lower chamber 29.
  • the wall 19 has an outlet 20 of the condenser which allows the refrigerant to flow from the lower pass 9 to the internal volume of the bottle 2.
  • the latter is delimited by an outer envelope 21, one face 22 is common with the first manifold 13.
  • the outer casing 21 may be welded to the wall defining the first manifold 13.
  • high pressure channels 24 and low pressure channels 23 allow heat exchange between the refrigerant fluid subjected to high pressure and high temperature and the same refrigerant fluid subjected to low pressure and low temperature.
  • the high pressure channels 24 are connected to an outlet 25, the latter being in the first variant of the invention a high pressure outlet of the system.
  • the internal heat exchanger 3 also includes a low pressure inlet port 26 and a low pressure outlet port 27 which each communicate with one end of the low pressure channels 23.
  • the system according to the invention also comprises a conduit 28 which extends in the bundle 6 of the first blank 13 to the second blank 14.
  • This duct 28 is placed under the lower pass 9 and bears against the last fin 12.
  • This duct 28 is a hollow tube which communicates the lower chamber 29, via a passage 34, with the high pressure channels 24 of the internal heat exchanger 3.
  • the conduit 28 course and the beam 6 from one end to the other of the latter.
  • the high pressure inlet orifice 5, the low pressure inlet orifice 26, the low pressure outlet orifice 27 and the outlet 25 are installed on the first side 10 of the bundle 6 In other words, all these means of communication towards the outside of the system are placed on one and the same side, which facilitates integration into the system. engine compartment of the vehicle and avoids conduit paths made unnecessary by the invention.
  • the system is unitary in that the condenser 1, the bottle 2 and the internal heat exchanger 3 form a single unit. This is made possible for example when these components are brought together by fastening means such as screwing or welding.
  • the components are side by side in the following order from left to right looking at the figure 1 : internal heat exchanger 3, condenser 1 and bottle 2.
  • the flow direction of the refrigerant 4 inside the system takes on importance.
  • the refrigerant 4 enters the system through the high pressure inlet 5 and then flows in a first direction in the upper pass 7.
  • the second manifold 14 collects this refrigerant and channels it to the intermediate pass 8 where the fluid refrigerant circulates in the opposite direction to the direction of flow in the first pass 7.
  • the first manifold 13 then collects the coolant and channels it to the lower pass 9 where the fluid flows in the same direction as the direction of flow in the upper pass 7.
  • the second manifold 14 collects the coolant 4 which then passes through the outlet 20 of the condenser 1, where it enters the bottle 2.
  • the refrigerant 4 thermally exchanges with the outside air flow which passes through the beam 6 in a direction perpendicular to the plane of the figure 1 .
  • the coolant thus cooled passes through the desiccant 17 and then through the filter 18 to reach the lower chamber 29 of the bottle 2.
  • the refrigerant 4 flows in the conduit 28 in the direction of the beam 6 and in the second direction flank 16 to the first flank 10.
  • the refrigerant 4 enters the internal heat exchanger 3, particularly in the high pressure channels 24.
  • the refrigerant fluid at high pressure and high temperature then rises the heat exchanger internal to exit through the outlet 25.
  • the refrigerant fluid 4 subjected to low pressure and low temperature enters the heat exchanger internal 3 by the low pressure inlet 26 and then travels the low pressure channels 23 downwards to exit through the low pressure outlet orifice 27. It is understood here that the circulation of the refrigerant in the internal exchanger 3 is against the current, the direction of circulation of the fluid flowing in the high pressure channels 24 and in the low pressure channels 23 being opposite.
  • the figure 2 illustrates a section of the internal heat exchanger in a section symbolized by the reference A on the figure 1 .
  • the figure 2 illustrates a section of the internal heat exchanger in a section symbolized by the reference A on the figure 1 .
  • a high pressure channel 24 is next to each side of a low pressure channel 23. It will be noted that the high pressure channels are subdivided into sub-channels 24a to 24l, subdivision walls 30 ensuring the separation between the subchannels 24a to 24l while ensuring the mechanical strength of the high-pressure channel 24 subjected to the refrigerant fluid at high pressure and high temperature.
  • the figure 3 also illustrates a section of the internal heat exchanger 3 but the cut is made at the duct 28 as illustrated by the cutting line referenced B on the figure 1 .
  • the outer casing 21 has a hole through which the duct 28 passes, the latter being connected to the high pressure channels 24 by passing through the first low pressure channel 23.
  • a distribution chamber connects on one side the end of the duct 28 with all the high pressure channels 24 so as to simultaneously supply refrigerant 4.
  • the figure 4 shows a second variant of the invention. It is an improvement of the system in which the detent is integrated in the unitary and monobloc system, so as to be part of the unitary system as well and to benefit from the advantage of approximation of the components.
  • An expansion member 31 is therefore part of the unitary system and is secured to the outer casing 21 of the internal heat exchanger 3.
  • This expansion member is a thermostatic expansion valve or a electrically or electronically controlled expansion valve, but it may be an orifice-tube or expansion tube.
  • the expansion member comprises a first channel 32 for circulating the refrigerant fluid which communicates with the low-pressure inlet port 26.
  • the expansion member 31 further comprises a second channel 33 which communicates with the outlet 25. It will be noted that the spacing between the first channel 32 and the second channel 33 is identical to the spacing between the low pressure inlet port 26 and the outlet 25 which allows to simply align the expansion member on the exchanger of internal heat 3.
  • the components are side by side in the following order from left to right looking at the figure 4 : expansion element 31, internal heat exchanger 3, condenser 1 and bottle 2.

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Description

  • Le secteur technique de la présente invention est celui des boucles de climatisation autrement appelées boucles ou circuits de réfrigération. L'invention vise un ensemble unitaire constitutif d'une telle boucle.
  • Une boucle de climatisation est classiquement utilisée sur les véhicules automobiles pour générer un flux d'air chaud ou un flux d'air froid envoyé dans l'habitacle du véhicule. Cette boucle comprend classiquement un condenseur, une bouteille, un organe de détente, un évaporateur et un compresseur parcourus dans cet ordre par un fluide réfrigérant. Le condenseur est un échangeur traversé par un flux d'air extérieur alors que l'évaporateur est un échangeur traversé par le flux d'air intérieur, c'est-à-dire le flux d'air envoyé dans l'habitacle du véhicule automobile. Le fluide réfrigérant qui circule entre une sortie du compresseur et une entrée de l'organe de détente est soumis à haute pression et haute température alors que le fluide réfrigérant qui circule entre la sortie de l'organe de détente et l'entrée du compresseur est soumis à basse pression et basse température.
  • Une telle boucle de climatisation peut être améliorée par l'ajout d'un échangeur de chaleur interne dont la fonction est de créer un échange thermique entre le fluide réfrigérant soumis à haute pression/haute température et le fluide réfrigérant soumis à basse pression/basse température. L'ajout de ce composant améliore le rendement global de la boucle de climatisation.
  • Cependant, il s'agit d'un composant supplémentaire à intégrer dans un compartiment moteur du véhicule, ce dernier étant déjà particulièrement encombré.
  • Il est connu du document US6539746 de combiner cet échangeur de chaleur interne avec un refroidisseur de gaz et un accumulateur. Cependant, un accumulateur ne procure pas les mêmes fonctions et effets qu'une bouteille placée dans le circuit de réfrigérant entre le condenseur et l'organe de détente. Les figures 9 et 10 illustrent les différences techniques entre un accumulateur et une bouteille. Outre le placement de ce composant dans la boucle de climatisation (l'accumulateur est entre la sortie de l'évaporateur et l'entrée du compresseur alors que la bouteille est placée entre la sortie du condenseur et l'entrée du détendeur), la structure d'un accumulateur est différente de la structure d'une bouteille. En effet, la figure 5 illustre un accumulateur qui reçoit le fluide réfrigérant à l'état diphasique (référence A). Ce dernier se sépare en phase liquide B et en phase gazeuse C, la phase liquide B s'accumulant au fond et la phase gazeuse C étant dans la partie supérieure de l'accumulateur. Cet accumulateur comprend un tube de sortie 40 coudé dont l'admission 41 est disposée de sorte à capter seulement la partie gazeuse C du fluide réfrigérant, accompagnée d'une quantité déterminée d'huile aspirée par un trou d'huile 42 pratiqué dans le tube.
  • La figure 6 illustrant une bouteille présente une structure opposée. En effet, le fluide entre à l'état liquide B, traverse le dessicant puis le filtre et stagne au fond de la bouteille. Le tube de sortie 40 plonge dans ce fluide à l'état liquide B de sorte que l'admission 41 capte le fluide réfrigérant seulement à l'état liquide pour l'envoyer dans cet état à l'organe de détente. Un système unitaire est connu du document EP-2 078 906 qui propose un ensemble comprenant un condenseur, une bouteille et un échangeur de chaleur interne.
  • Le but de la présente invention est donc de proposer une nouvelle architecture de certains composants de la boucle de climatisation en combinant dans un même ensemble unitaire le condenseur, la bouteille et l'échangeur de chaleur interne de sorte à rassembler ces éléments pour mutualiser la circulation du fluide réfrigérant et ainsi gagner en compacité.
  • L'invention a donc pour objet un système comprenant un condenseur, une bouteille et un échangeur de chaleur interne aptes à être parcourus par un fluide réfrigérant, ledit condenseur comprenant un orifice de sortie de fluide réfrigérant raccordée à la bouteille, ladite bouteille comprenant un passage de fluide réfrigérant vers à destination de l'échangeur de chaleur interne caractérisé en ce que le condenseur, la bouteille et l'échangeur de chaleur interne sont aptes à être parcourus dans cet ordre par le fluide réfrigérant et sont rassemblés de manière unitaire.
  • Selon une première caractéristique de l'invention, un organe de détente destiné à détendre le fluide réfrigérant comprend un second canal raccordé à une sortie dudit système, ledit organe de détente faisant partie de l'ensemble unitaire.
  • Selon une deuxième caractéristique de l'invention, l'échangeur de chaleur interne est solidaire du condenseur alors que l'organe de détente est solidaire de l'échangeur de chaleur interne. On entend par solidaire le fait que les pièces concernées sont fixées l'une sur l'autre par des moyens de fixation amovibles ou non amovibles de telle sorte qu'une fois assemblées, il n'existe pas de mouvement relatif d'une pièce par rapport à l'autre.
  • Selon l'invention, le condenseur présente un faisceau apte à être traversé par un flux d'air, un premier flanc bordant ledit faisceau et un deuxième flanc bordant ledit faisceau en étant opposé au premier flanc par rapport au faisceau, et dans lequel l'échangeur de chaleur interne est solidarisé au premier flanc alors que la bouteille est solidarisée au deuxième flanc. On comprend donc que le faisceau est placé entre le premier et le deuxième flanc, et par conséquent entre l'échangeur de chaleur interne et la bouteille.
  • Selon encore une caractéristique de l'invention, un conduit parcourt le faisceau en reliant ledit passage de la bouteille à l'échangeur de chaleur interne, et plus particulièrement à des canaux haute pression constitutifs de l'échangeur de chaleur interne.
  • Avantageusement encore, la bouteille comprend un dessicant et un filtre.
  • Selon une caractéristique de l'invention, le système comprend un orifice d'entrée haute pression, une sortie, un orifice de sortie basse pression et un orifice d'entrée basse pression, qui sont côté premier flanc du faisceau. L'orifice d'entrée haute pression est destiné à recevoir un fluide réfrigérant soumis à haute pression et haute température en provenance de la boucle de climatisation, plus particulièrement en provenance d'un compresseur. L'orifice de sortie basse pression est destiné à fournir à la boucle de climatisation, et plus particulièrement au compresseur, le fluide réfrigérant soumis à basse pression et basse température. L'orifice d'entrée basse pression est destiné à recevoir le fluide réfrigérant soumis à basse pression et basse température en provenance de la boucle de climatisation, en particulier en provenance d'un évaporateur. Enfin, la sortie est destinée à fournir le fluide réfrigérant soumis à haute pression et haute température à un détendeur constitutif de la boucle de climatisation.
  • Enfin, l'invention couvre une boucle de climatisation parcourue par un fluide réfrigérant et comprenant un compresseur, un organe de détente, un évaporateur et un système selon l'une des caractéristiques énoncées précédemment.
  • Un tout premier avantage selon l'invention réside dans la possibilité d'intégrer aisément un échangeur de chaleur interne dans une boucle de climatisation utilisant une bouteille localisée entre le condenseur et l'organe de détente. Le caractère unitaire et monobloc facilite l'intégration de ces composants dans le compartiment moteur du véhicule en évitant la multiplication de supports, de conduites et de dispositifs d'étanchéité entre ces composants.
  • Un autre avantage non négligeable réside dans le bénéfice en compacité, en particulier en termes dimensionnels, que l'ensemble unitaire offre en rassemblant en un même point, autrement dit sur un même support, trois composants de la boucle de climatisation.
  • D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe d'une première variante du système selon l'invention,
    • la figure 2 est une vue en coupe de l'échangeur de chaleur interne selon l'invention,
    • la figure 3 est une vue en coupe partielle d'une zone particulière du système selon la première variante,
    • la figure 4 est une vue en coupe d'une deuxième variante du système selon l'invention,
    • la figure 5 illustre un accumulateur,
    • la figure 6 illustre une bouteille.
  • Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée et suffisante pour sa mise en oeuvre, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.
  • La figure 1 illustre l'invention selon une coupe longitudinale où est apparent un refroidisseur de gaz ou condenseur 1, une bouteille 2 et un échangeur de chaleur interne 3. Ces trois composants d'une boucle de climatisation sont rassemblés de sorte à former un ensemble ou système unitaire et monobloc, c'est-à-dire rassemblé physiquement sur un même support, par exemple le condenseur. Ce système est parcouru par un fluide réfrigérant symbolisé sur l'ensemble des figures par des flèches référencées 4.
  • Le condenseur 1 comprend un faisceau 6 traversé par un flux d'air extérieur au véhicule. Ce faisceau comprend une multiplicité de tubes plats 11 qui s'étendent transversalement par rapport au flux d'air extérieur. Ces tubes plats 11 transportent le fluide réfrigérant 4 entre une première boîte collectrice 13 et une seconde boîte collectrice 14. Ces boîtes collectrices 13 et 14 sont donc raccordées fluidiquement avec chaque tube plat 11 et sont partitionnées en chambre de distribution du fluide réfrigérant dans des groupes de tubes plats formant ainsi des passes 7, 8 et 9 de circulation du fluide réfrigérant. La partition des boîtes collectrices est opérée au moyen de séparateurs 15 installés dans le travers de la boîte collectrice de sorte à imposer la circulation du fluide réfrigérant dans la passe concernée.
  • Dans le cas d'espèce, le faisceau 6 est divisé en trois passes, la passe supérieure 7 comprenant 5 tubes plats, la passe intermédiaire 8 comprenant 6 tubes plats et la passe inférieure 9 comprenant 4 tubes plats.
  • Entre chaque tube plat 11 est installé une intercalaire ou ailette 12 dont la fonction est d'augmenter la surface d'échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur.
  • Ces boîtes collectrices 13, 14 forment donc respectivement un premier flanc 10 du faisceau 6 et un deuxième flanc 16 bordant le faisceau et opposé au premier flanc 10 par rapport au faisceau 6.
  • Le fluide réfrigérant 4 pénètre dans le système par un orifice d'entrée haute pression 5 du condenseur 1, cette orifice d'entrée 5 étant plus particulièrement installé sur la paroi de la première boîte collectrice 13 et dans la partie supérieure de cette dernière.
  • Une bouteille 2 est accolée au deuxième flanc 16. A titre d'exemple, la bouteille 2 et la boîte collectrice 14 peuvent partager une même paroi 19 qui délimite ainsi de manière commune le volume interne de la bouteille 2 et le volume interne de la boîte collectrice 14.
  • Cette bouteille prend la forme d'un tube qui s'étend sur toute la hauteur du faisceau 6 et à l'intérieur duquel est installé un déssicant 17 et un filtre 18. Le déssicant 17 a pour fonction de capter les particules d'eau circulant dans le fluide réfrigérant 4 alors que le filtre 18 capte les particules solides qui circulent dans le fluide réfrigérant et qui résultent de l'usure des composants de la boucle de climatisation. Le filtre 18 est placé dans la partie inférieure de la bouteille 2 et ferme complètement le volume interne de la bouteille 2 de sorte à être constamment traversé par le fluide réfrigérant. Ce faisant, le filtre 18 délimite avec la paroi de la bouteille une chambre inférieure 29.
  • La paroi 19 présente un orifice de sortie 20 du condenseur qui permet au fluide réfrigérant de circuler de la passe inférieure 9 vers le volume interne de la bouteille 2.
  • Le premier flanc 10, et plus particulièrement la paroi délimitant la première boîte collectrice 13, supporte l'échangeur de chaleur interne 3. Ce dernier est délimité par une enveloppe externe 21 dont une face 22 est commune avec la première boîte collectrice 13. Alternativement, l'enveloppe externe 21 peut être soudée sur la paroi qui délimite la première boîte collectrice 13.
  • A l'intérieur de l'enveloppe externe 21, des canaux haute pression 24 et des canaux basse pression 23 permettent un échange thermique entre le fluide réfrigérant soumis à haute pression et haute température et ce même fluide réfrigérant soumis à basse pression et basse température. Les canaux haute pression 24 sont reliés à une sortie 25, cette dernière étant dans la première variante de l'invention un orifice de sortie haute pression du système.
  • L'échangeur de chaleur interne 3 comprend également un orifice d'entrée basse pression 26 et un orifice de sortie basse pression 27 qui communiquent chacun avec une extrémité des canaux basse pression 23.
  • Le système selon l'invention comprend encore un conduit 28 qui s'étend dans le faisceau 6 du premier flanc 13 au deuxième flanc 14. Dans l'exemple de la figure 1, ce conduit 28 est placé sous la passe inférieure 9 et en appui contre la dernière ailette 12. Ce conduit 28 est un tube creux qui met en communication la chambre inférieure 29, via un passage 34, avec les canaux haute pression 24 de l'échangeur de chaleur interne 3. Le conduit 28 parcours donc le faisceau 6 d'une extrémité à l'autre de ce dernier.
  • Dans cette première variante de l'invention, l'orifice d'entrée haute pression 5, l'orifice d'entrée basse pression 26, l'orifice de sortie basse pression 27 et la sortie 25 sont installés côté premier flanc 10 du faisceau 6. Autrement dit, tous ces moyens de communication vers l'extérieur du système sont placés d'un seul et même côté ce qui facilite l'intégration dans le compartiment moteur du véhicule et évite des cheminements de conduits rendus inutile grâce à l'invention.
  • Le système est unitaire en ce sens que le condenseur 1, la bouteille 2 et l'échangeur de chaleur interne 3 forme un unique ensemble. Ceci est rendu possible par exemple quand ces composants sont rassemblés par des moyens de solidarisation comme le vissage ou le soudage.
  • Dans cette première variante de l'invention, les composants sont côte à côte selon l'ordre suivant de gauche à droite en regardant la figure 1 : échangeur de chaleur interne 3, condenseur 1 et bouteille 2.
  • Le sens de circulation du fluide réfrigérant 4 à l'intérieur du système prend une importance. Le fluide réfrigérant 4 pénètre dans le système par l'orifice d'entrée haute pression 5 puis circule dans un premier sens dans la passe supérieure 7. La deuxième boîte collectrice 14 collecte ce fluide réfrigérant et le canalise vers la passe intermédiaire 8 où le fluide réfrigérant circule en sens opposé au sens de circulation dans la première passe 7. La première boîte collectrice 13 collecte alors le fluide réfrigérant et le canalise vers la passe inférieure 9 où le fluide circule dans le même sens que le sens de circulation dans la passe supérieure 7. Finalement, la deuxième boîte collectrice 14 collecte le fluide réfrigérant 4 qui passe alors au travers de l'orifice de sortie 20 du condenseur 1, où il pénètre dans la bouteille 2. Pendant ce parcours, le fluide réfrigérant 4 échange thermiquement avec le flux d'air extérieur qui passe au travers du faisceau 6 selon une direction perpendiculaire au plan de la figure 1.
  • Le fluide réfrigérant ainsi refroidit passe au travers du déssicant 17 puis au travers du filtre 18 pour atteindre la chambre inférieure 29 de la bouteille 2. A ce stade, le fluide réfrigérant 4 circule dans le conduit 28 selon la direction du faisceau 6 et dans le sens deuxième flanc 16 vers le premier flanc 10. Puis, le fluide réfrigérant 4 pénètre dans l'échangeur de chaleur interne 3, particulièrement dans les canaux haute pression 24. Le fluide réfrigérant à haute pression et haute température remonte alors l'échangeur de chaleur interne pour sortir par la sortie 25. En parallèle, le fluide réfrigérant 4 soumis à basse pression et basse température pénètre dans l'échangeur de chaleur interne 3 par l'orifice d'entrée basse pression 26 puis parcours les canaux basse pression 23 vers le bas pour sortir par l'orifice de sortie basse pression 27. On comprend ici que la circulation du fluide réfrigérant dans l'échangeur interne 3 est à contre-courant, le sens de circulation du fluide circulant dans les canaux haute pression 24 et dans les canaux basse pression 23 étant opposé.
  • La figure 2 illustre une section de l'échangeur de chaleur interne selon une coupe symbolisée par la référence A sur la figure 1. On voit de manière plus détaillée l'enveloppe externe 21 à l'intérieur de laquelle les canaux haute pression 24 et basse pression 23 cheminent.
  • Ces canaux sont alternés. Autrement dit, un canal haute pression 24 côtoie de chaque côté un canal basse pression 23. On notera que les canaux haute pression sont subdivisés en sous-canaux 24a à 24l, des parois de subdivision 30 assurant la séparation entre les sous-canaux 24a à 24l tout en garantissant la tenue mécanique du canal haute pression 24 soumis au fluide réfrigérant à haute pression et haute température.
  • La figure 3 illustre elle aussi une section de l'échangeur de chaleur interne 3 mais la coupe est effectuée au niveau du conduit 28 comme illustré par le trait de coupe référencé B sur la figure 1.
  • L'enveloppe externe 21 présente un trou au travers duquel le conduit 28 passe, ce dernier étant raccordé aux canaux haute pression 24 en passant au travers du premier canal basse pression 23. Bien entendu, une chambre de répartition raccorde d'un côté l'extrémité du conduit 28 avec l'ensemble des canaux haute pression 24 de sorte à les alimenter simultanément en fluide réfrigérant 4.
  • La figure 4 montre une deuxième variante de l'invention. Il s'agit d'un perfectionnement du système dans lequel l'organe de détente est intégré au système unitaire et monobloc, de manière à faire partie lui aussi du système unitaire et de bénéficier de l'avantage de rapprochement des composants.
  • La description de la figure 1 s'applique en tous points à la variante montrée sur la figure 4. Un organe de détente 31 fait donc partie du système unitaire et il est solidarisé sur l'enveloppe externe 21 de l'échangeur de chaleur interne 3. Cet organe de détente est un détendeur thermostatique ou un détendeur à commande électrique ou électronique, mais il peut s'agir d'un orifice-tube ou tube de détente. L'organe de détente comprend un premier canal 32 de circulation du fluide réfrigérant qui communique avec l'orifice d'entrée basse pression 26. L'organe de détente 31 comprend encore un second canal 33 qui communique avec la sortie 25. On notera que l'entraxe entre le premier canal 32 et le deuxième canal 33 est identique à l'entraxe entre l'orifice d'entrée basse pression 26 et la sortie 25 ce qui permet d'aligner simplement l'organe de détente sur l'échangeur de chaleur interne 3.
  • Dans cette deuxième variante, les composants sont côte à côte selon l'ordre suivant de gauche à droite en regardant la figure 4 : organe de détente 31, échangeur de chaleur interne 3, condenseur 1 et bouteille 2.

Claims (7)

  1. Système comprenant un condenseur (1), une bouteille (2) et un échangeur de chaleur interne (3) aptes à être parcourus par un fluide réfrigérant (4), ledit condenseur (1) comprenant un orifice de sortie (20) de fluide réfrigérant raccordée à la bouteille (2), ladite bouteille (2) comprenant un passage (34) de fluide réfrigérant vers l'échangeur de chaleur interne (3) le condenseur (1), la bouteille (2) et l'échangeur de chaleur interne (3) étant aptes à être parcourus dans cet ordre par le fluide réfrigérant (4) et étant rassemblés de manière unitaire, dans lequel le condenseur (1) présente un faisceau (6) apte à être traversé par un flux d'air, un premier flanc (10) bordant ledit faisceau (6) et un deuxième flanc (16) bordant ledit faisceau (6) et opposé au premier flanc (10) par rapport au faisceau (6), caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur Interne (3) est solidarisé au premier flanc (10) alors que la bouteille (2) est solidarisée au deuxième flanc (16).
  2. Système selon la revendication 1, dans lequel un organe de détente (31) destiné à détendre le fluide réfrigérant (4) comprend un second canal (33) raccordé à une sortie (25) dudit système, ledit organe de détente (31) faisant partie de l'ensemble unitaire.
  3. Système selon la revendication 2, dans lequel l'échangeur de chaleur interne (3) est solidaire du condenseur (1) alors que l'organe de détente (31) est solidaire de l'échangeur de chaleur interne (3).
  4. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un conduit (28) parcourt le faisceau (6) en reliant ledit passage (34) de la bouteille (2) à l'échangeur de chaleur interne (3).
  5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bouteille (2) comprend un dessicent (17) et un filtre (18).
  6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un orifice d'entrée haute pression (5), une sortie (25), un orifice de sortie basse pression (27) et un orifice d'entrée basse pression (26), qui sont côté premier flanc (10) du faisceau (6).
  7. Boucle de climatisation parcourue par un fluide réfrigérant (4) et
    comprenant un compresseur, un organe de détente (31), un évaporateur et un système selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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