EP3262353A1 - Circuit de climatisation transcritique à vase d'expansion intégré - Google Patents

Circuit de climatisation transcritique à vase d'expansion intégré

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EP3262353A1
EP3262353A1 EP16707691.8A EP16707691A EP3262353A1 EP 3262353 A1 EP3262353 A1 EP 3262353A1 EP 16707691 A EP16707691 A EP 16707691A EP 3262353 A1 EP3262353 A1 EP 3262353A1
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EP
European Patent Office
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exchanger
air conditioning
volume
circuit
fluid
Prior art date
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Application number
EP16707691.8A
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German (de)
English (en)
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EP3262353B1 (fr
Inventor
Georges De Pelsemaeker
Sébastien JACOPE
Jérôme MOUGNIER
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Publication date
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Publication of EP3262353A1 publication Critical patent/EP3262353A1/fr
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Publication of EP3262353B1 publication Critical patent/EP3262353B1/fr
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B39/02—Evaporators
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    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0231—Header boxes having an expansion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/14—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes molded
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/12—Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements
    • F28F2275/122—Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements by crimping, caulking or clinching

Definitions

  • the present invention relates to the field of air conditioning and more particularly to air conditioning circuits with transcritical operation.
  • an air conditioning device operates according to a subcritical steam compression operating cycle using a fluid such as that produced under the reference R134a (tetrafluoroethane-1, 1, 1, 2).
  • a thermodynamic cycle is called subcritical when it operates below the critical temperature of the fluid.
  • the critical temperature of a fluid is its maximum temperature in the liquid phase, irrespective of the pressure, that is, the temperature of its critical point.
  • a transcritical operating cycle air conditioning circuit comprises a rotary compressor driven, via a clutch, by a rotating element of the vehicle engine.
  • this compressor 60 compresses a refrigerant fluid and directs it to a gas cooler 61 attached to a fan.
  • the fan forces a flow of air through the gas cooler 61 to remove a maximum of calories from the compressed fluid.
  • the refrigerant fluid is then directed to the cold circuit of an internal heat exchanger 62 in which the coolant fluid still yields heat to a portion of the circuit corresponding to the hot circuit of the internal heat exchanger 62.
  • the refrigerant fluid thus cooled is then directed to an expansion valve 63 which relaxes the refrigerant fluid and directs it to a "chiller" type exchanger (or water cooler in French) 64.
  • the "chiller" type exchanger 64 is linked to a cooling circuit 65 in which circulates a cooling fluid in heat exchange with the coolant fluid.
  • the cooling circuit also comprises an expansion vessel whose function is to provide an expansion volume that absorbs the variations in the volume of the cooling fluid.
  • An object of the invention is to reduce the space and costs of manufacturing and mounting of a transcritical cycle air conditioning circuit.
  • a transcritical operating cycle air conditioning device comprising a circuit conveying a refrigerant fluid and successively connecting:
  • a second exchanger of the air conditioning device having a circulation volume of a refrigerant fluid in heat exchange with the coolant fluid;
  • the inlet of the hot circuit of the intermediate cooler is connected to the inlet of the compressor.
  • the second exchanger comprises an expansion volume of the cooling fluid.
  • the overall size of the second exchanger and expansion vessel assembly is reduced by merging these two components.
  • the risk of fluid leakage is also reduced by a reduction in the number of conduits.
  • manufacturing and assembly operations are simplified, all resulting in a more reliable device, more compact and less expensive than the previous solutions.
  • the invention also comprises a second exchanger for a transcritical air conditioning circuit, comprising a bundle of circulation tubes for a coolant fluid which extend in a circulation volume of a refrigerant fluid.
  • the second exchanger comprises an expansion volume of the cooling fluid.
  • the circulation volume of the cooling fluid of such an exchanger is advantageously of substantially parallelepiped and is delimited by a body comprising a first molded element and a second element attached by stapling on the first. This method of assembly is particularly economical and reliable.
  • the first element has a substantially parallelepipedal shape and the second element is substantially plane.
  • first element and the second element are both substantially parallelepipedal in shape.
  • At least one of the elements comprises at least one groove for receiving the flanks of a collector of the circulating fluid flow tube bundle.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a transcritical operation air conditioning circuit of the prior art
  • FIG. 2 is a schematic representation of a transcriber cooling circuit according to the invention
  • FIG. 3 is a perspective view of a first embodiment of a second exchanger according to the invention
  • Figure 4 is a perspective view of the exchanger of Figure 3 after 90 ° rotation
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the exchanger of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a section along a plane VI-VI of the exchanger of FIG. 4;
  • FIG. 7 is a perspective view of a second embodiment of a second exchanger according to the invention.
  • Figure 8 is a perspective view of the exchanger of Figure 7 after 90 ° rotation
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of the exchanger of FIG. 8.
  • the transcritical cycle of operation is mounted in a motor compartment 2 of a vehicle 3 having an internal combustion engine (not shown). .
  • the device 1 comprises a circuit 4 conveying a refrigerant fluid 5, here the C0:; in a sense represented by the arrows. Circuit 4 connects successively:
  • the outlet 15 of the hot circuit 14 of the aftercooler 10 is, in turn, connected to the inlet 16 of the compressor 7.
  • a cooling circuit 20 conveys a cooling fluid 21, here brine, through a circulation pump 22.
  • the circuit 20 comprises a fluid / air heat exchanger 23 through which a fan 24 forces a flow of air for the passenger compartment of the vehicle 3.
  • the cooling fluid 21 enters the second exchanger 12 in order to lose calories absorbed by the change of state of the coolant 5 in the second exchanger 12.
  • the second exchanger 12 may be used as a "chiller" type exchanger or water cooler in French.
  • this type of exchanger operates as a heat exchanger capable of creating cold for an exchange with a cooling fluid of another circuit of the motor vehicle, particularly when the latter comprises bays.
  • the second heat exchanger may also be used as a condenser-type exchanger or as a chiller-type exchanger cooled with a cooling fluid (such as brine).
  • a cooling fluid such as brine
  • a first embodiment of the second exchanger 12 will now be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • the second exchanger 12 comprises a body 30 of substantially parallelepiped shape delimiting an inner volume 31 containing a tubular bundle 50.
  • the body 30 comprises a first molded element 32 of substantially parallelepiped shape on which is attached a second element 33 substantially planar.
  • the elements 32 and 33 are secured to one another by a plurality
  • the first element 32 has an open face 35 and is provided with a plurality of outer ribs 36 reinforcing its resistance to pressure.
  • the first member 32 includes a first inner peripheral groove 37 and a second identical groove 38.
  • the grooves 37 and 38 are respectively located at the upper end 39 and at the lower end 40 of the first element 32.
  • the first element 32 also comprises a first and a second tubular connection 41 and 42 opening respectively in an upper portion
  • the connectors 41 and 42 project from two opposite faces of the first element 32, one close to the upper end 39 and the other close to the upper end. 1 lower end 40.
  • a portion 43 of substantially parallelepipedal shape is connected by its base to the upper end 39 of the first member 32.
  • the portion 43 is in fluid connection with the volume 31 because its base is hollowed out.
  • a plug 44 located on the face opposite to the base of the portion 43 provides access to the internal volume 43.1 of the portion 43.
  • the second element 33 comprises a first tubular connection 45 and a second tubular connector 46 opening in the volume 31 respectively facing the grooves 37 and 38.
  • the tubular bundle 50 comprises, here, seven tubes 51 parallel to each other and of rectangular section.
  • the tubes 51 comprise crenellations 51.1 which increase the exchange surface of the tubes with the medium in which they extend.
  • the tubes 51 extend into the volume 31 from an inlet manifold 52 to an outlet manifold 53.
  • Each manifold 52 and 53 is substantially parallelepipedal in shape and has respectively a sealing element 54 and 55 respected to fit into the tubular part of the connectors 46 and 45.
  • second exchanger 12 thus formed thus comprises a tubular bundle 50 extending in an internal volume 31 between the two collectors 52 and 53.
  • the second heat exchanger 12 also comprises the internal volume 43.1 of the portion 43 in fluid connection with the volume 31.
  • the second exchanger 12 is connected to the air conditioning device 1 so that the refrigerant 5 at the outlet of the expander 11 enters the inlet manifold 52 via the connector 46 and out of the outlet manifold 53 via the connector 45
  • the inlet of the exchanger 23 is connected to the connection 42 and the outlet of the exchanger 23 is connected to the connection 41.
  • the cooled refrigerant 5 expands in the tubes 51 of the tubular bundle 50 and cooling the cooling fluid 21 flowing in the internal volume 31 under the effect of the circulation pump 22.
  • the volume 43.1 allows the expansion of the cooling fluid 21.
  • the volume 43.1 being located above the connection 41 of the cooling fluid outlet 21, it is little or not occupied by the coolant 21 and forms an expansion volume of the latter.
  • the body 30 of the second exchanger 12 is of substantially parallelepipedal shape and comprises a first molded element 32 of substantially parailelepipedic shape, open on one of its faces.
  • a second element 70 also substantially parallelepipedal comprises an open face on which is reported the open face of the element 32.
  • the bodies 32 and 70 thus define an internal volume 71 for circulation of the cooling fluid 21.
  • the elements 32 and 70 are secured to one another by a plurality of staples 34.
  • the connection between the two elements 32 and 70 can be achieved by staples, screws, or by induction welding or vibration.
  • the second member 70 is provided with a plurality of outer ribs 36 reinforcing its resistance to pressure; as well as a first inner peripheral groove 72 and a second inner peripheral groove 73 identical to the groove 72.
  • the grooves 72 and 73 are respectively located at the upper end 74 and at the lower end 75 of the second element 70.
  • the second member 70 includes a first tubular connector 45 and a second tubular connector 46 opening into the volume 71 respectively facing the grooves 72 and 73.
  • the tubular bundle 80 here comprises fourteen tubes 51 extending in the volume 71 from the inlet manifold 52 to the outlet manifold 53.
  • the flanks of the collectors 53 and 54 of the tubular bundle 80 are respectively placed in the grooves 38 and 37 of the first element 32.
  • the second element 70 is then presented in such a way that the grooves 73 and 72 face the flanks of the collectors 53 and 54.
  • the sealing elements 54 and 55 engage respectively in the tubular parts of the connectors 46 and 45.
  • the second element 70 is then brought into contact with the first element 32 and the elements are secured by stapling.
  • the second exchanger 12 thus constituted thus comprises a tubular bundle 80 proposing an exchange surface of fourteen tubes 51.
  • the manufacture of the second heat exchanger according to this second embodiment implements an important part of elements which are common or identical with the first embodiment of the invention. realization, resulting in reduced manufacturing and tooling costs.
  • circuit directly connects the various components of the air conditioning device, 1 the invention also applies to components connected to each other via other components such as for example a desiccator, control organs or control , valves or others;
  • the invention also applies to other types of refrigerant fluids suitable for operation in transcritical cycle;
  • cooling fluid is brine
  • the invention also applies to other types of coolants such as alcohol, salt water, ammonia or chlorine. ammonium;
  • the invention also applies to other embodiments of the elements such as stamping, forming, welding or machining;
  • connections reported on the body of the second heat exchanger are tubular, 1 the invention also applies to other types of connectors such as bayonet connectors or cartridges type couplings;
  • tubes of the tube bundle are crenellated and seven or fourteen, the invention also applies to tubes of any shape in number different, such as for example smooth tubes.

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Abstract

Dispositif de climatisation (1) à cycle de fonctionnement transcritique, le dispositif comprenant un circuit (4) convoyant un fluide frigoporteur (5) et reliant successivement : - la sortie (6) d' un compresseur (7); - un refroidisseur de gaz (8); - le circuit froid (9) d' un refroidisseur intermédiaire (10); - un détendeur (11); - un deuxième échangeur (12) ayant un volume (31, 71 ) de circulation d' un fluide de refroidissement (21) en échange thermique avec le fluide frigoporteur (5); - l'entrée (13 ) du circuit chaud (14) du refroidisseur intermédiaire (10); le dispositif de climatisation (1) étant caractérisé en ce que le deuxième échangeur de type (12) comprend un volume d' expansion du fluide de refroidissement (21).

Description

Circuit de climatisation transcritique à vase
d'expansion intégré
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine de la climatisation et plus particulièrement les circuits de climatisation à fonctionnement transcritique .
ARRIERE PLAN DE L' INVENTION
Les dispositifs de climatisation de 1 ' habitacle d' un véhicule sont largement répandus , quel que soit le type de motorisation du véhicule . Classiquement , un dispositif de climatisation fonctionne suivant un cycle de fonctionnement subcritique de compression de vapeur mettant en œuvre un fluide tel que celui produit sous la ré- férence R134a (Tétrafluoroéthane- 1 , 1 , 1 , 2 ) . Un cycle thermodynamique est dit subcritique lorsqu' il fonctionne en dessous de la température critique du fluide . La température critique d'un fluide est sa température maximale en phase liquide, quelle que soit la pression, c ' est-à-dire la température de son point critique .
L' utilisation de fluides tels que le fluide R134a va prochainement être interdite en raison de son important pouvoir d' effet de serre . Parmi les alternatives , le dioxyde de carbone (C02) , également désigné R744 , semble être le remplaçant le plus prometteur pour les futurs circuits de climatisation . Cependant , en raison de la faible température critique (31 degrés Celsius) du C02, un circuit de climatisation mettant en œuvre du C02 doit adopter un cycle de fonctionnement transcritique, c ' est- à-dire faisant intervenir des températures/prèssions supérieures à la température/pression critique du fluide . Les équipements habituellement utilisés pour les circuits à cycle de fonctionnement subcritique ne sont pas adaptés à des cycles de fonctionnement transcritiques et doivent alors être repensés . Classiquement , un circuit de climatisation à cycle de fonctionnement transcritique comprend un compresseur rotatif entraîné, via un embrayage , par un élément tournant du moteur du véhicule . En référence à la figure 1 , ce compresseur 60 comprime un fluide frigoporteur et le dirige vers un refroidisseur de gaz 61 accolé à un ventilateur . Le ventilateur force un flux d' air au travers du refroidisseur de gaz 61 afin d' évacuer un maximum de calories du fluide comprimé . Le fluide frigo- porteur est ensuite dirigé vers le circuit froid d' un échangeur interne 62 dans lequel le fluide frigoporteur cède encore de sa chaleur à une portion du circuit correspondant au circuit chaud de 1 ' échangeur interne 62. Le fluide frigoporteur ainsi refroidi est ensuite dirigé vers un détendeur 63 qui détend le fluide frigoporteur et le dirige vers un échangeur de type « chiller » (ou re- froidisseur d' eau en français) 64. L échangeur de type « chiller » 64 est lié à un circuit de refroidissement 65 dans lequel circule un fluide de refroidissement en échange thermique avec le fluide frigoporteur . Le circuit de refroidissement comprend également un vase d' expansion dont la fonction est d' offrir un volume d' expansion absorbant les variations de volume du fluide de refroidissement .
Les constructeurs automobiles souhaitant offrir des véhicules compacts et aussi peu coûteux que possible , il existe un besoin pour des circuits de climatisation à cycle de fonctionnement transcritique compacts et économiques .
OBJET DE L'INVENTION
Un but de 1 ' invention est de réduire 1 ' encombrement et les coûts de fabrication et de montage d' un circuit de climatisation à cycle de fonctionnement transcritique . RESUME DE L ' INVENTION
A cet effet , on prévoit un dispositif de climatisation à cycle de fonctionnement transcritique, comprenant un circuit convoyant un fluide frigoporteur et re- liant successivement :
- la sortie d' un compresseur ;
- un refroidisseur de gaz ;
le circuit froid d' un refroidisseur intermédiaire ;
- un détendeur ;
- un deuxième échangeur du dispositif de climatisation ayant un volume de circulation d' un fluide réfri - gérant en échange thermique avec le fluide frigoporteur ;
- 1 ' entrée du circuit chaud du refroidisseur in- termédiaire . La sortie du circuit chaud du refroidisseur intermédiaire est reliée à 1 ' entrée du compresseur .
Selon 1 ' invention, le deuxième échangeur comprend un volume d' expansion du fluide de refroidissement .
Ainsi , on rédui t 1 ' encombrement de 1 ' ensemble deuxième échangeur et vase d' expansion en fusionnant ces deux composants . On réduit également le risque de fuite de fluide par une diminution du nombre de conduits . Enfin, les opérations de fabrication et de montage sont simplifiées , le tout résultant en un dispositif plus fiable, plus compact et moins coûteux que les solutions précédentes .
L' invention comprend également un deuxième échangeur pour circuit de climatisation à fonctionnement transcritique, comprenant un faisceau de tubes de circu- lation d' un fluide frigoporteur qui s ' étendent dans un volume de circulation d' un fluide réfrigérant . Le deuxième échangeur comprend un volume d' expansion du fluide de refroidissement .
Le volume de circulation du fluide de refroidis- sèment d' un tel échangeur est avantageusement de forme sensiblement parai lélépipédique et est délimité par un corps comprenant un premier élément moulé et un deuxième élément rapporté par agrafage sur le premier . Ce mode d' assemblage est particulièrement économique et fiable .
Selon un mode de réalisation particulier, le premier élément a une forme sensiblement parai lélépipédique et le deuxième élément est sensiblement plan .
Alternativement , le premier élément et le deuxième élément sont tous deux de forme sensiblement parai - lélépipédique .
Ainsi , il est possible de proposer des échan- geurs , pour circuit de climatisation à fonctionnement transcritique, ayant deux volumes de circulation de fluide réfrigérant différents et possédant un nombre im- portant de pièces en commun, ce qui contribue à réduire le prix unitaire de chaque échangeur .
Enfin, au moins 1 ' un des éléments comprend au moins une rainure d' accueil des flancs d' un collecteur du faisceau de tubes de circulation du fluide frigoporteur .
Ceci permet de faciliter le positionnement relatif des différents composants du deuxième échangeur lors du montage et réduit ainsi son coût de fabrication .
D' autres caractéristiques et avantages ressorti- ront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation non limitatifs de 1 ' invention .
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux dessins annexé&s parmi lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d' un circuit de climatisation à fonctionnement transcritique de 1 ' art antérieur ;
- la figure 2 est une représentation schématique d' un circuit de climatisation à fonctionnement transcri - tique selon 1 ' invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d' un premier mode de réalisation d' un deuxième échangeur selon 1 ' invention ;
la figure 4 est une vue en perspective de 1 ' échangeur de la figure 3 après une rotation de 90° ;
- la figure 5 est une vue éclatée en perspective de 1 ' échangeur de la figure 4 ;
- la figure 6 est une coupe suivant un plan VI -VI de 1 ' échangeur de la figure 4 ;
- la figure 7 est une vue en perspective d' un deuxième mode de réalisation d' un deuxième échangeur selon 1 ' invention ;
la figure 8 est une vue en perspective de 1 ' échangeur de la figure 7 après une rotation de 90° ;
- la figure 9 est une vue éclatée en perspective de 1 ' échangeur de la figure 8.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 2 , le dispositif de cli - matisation à cycle de fonctionnement transcritique , globalement désigné 1 , est monté dans un compartiment moteur 2 d' un véhicule 3 à moteur à combustion interne (non représenté) .
Le dispositif 1 comprend un circuit 4 convoyant un fluide frigoporteur 5 , ici du C0:; , dans un sens représenté par les flèches . Le circuit 4 relie successivement :
- la sortie 6 d' un compresseur 7 ;
- un refroidisseur de gaz 8 ;
- le circuit froid 9 d' un refroidisseur intermédiaire 10 ;
- un détendeur 11 ;
- un deuxième échangeur 12 du dispositif de climatisation; et
- 1 ' entrée 13 du circuit chaud 14 du refroidis - seur intermédiaire 10.
La sortie 15 du circuit chaud 14 du refroidisseur intermédiaire 10 est , quant à elle, reliée à 1 ' entrée 16 du compresseur 7.
Un circuit 20 de refroidissement convoie un fluide de refroidissement 21 , ici de 1 ' eau glycolée, grâce à une pompe de circulation 22. Le circuit 20 comprend un échangeur thermique fluide/air 23 au travers duquel un ventilateur 24 force un flux d' air destiné à 1 ' habitacle du véhicule 3. Le fluide de refroidissement 21 pénètre dans le deuxième échangeur 12 afin de perdre des calories absorbées par le changement d' état du fluide frigoporteur 5 dans le deuxième échangeur 12.
Le deuxième échangeur 12 pourra être utilisé en tant qu' échangeur de type « chiller » ou refroidisseur d' eau en français . Dans une telle utilisation, ce type d' échangeur fonctionne comme un échangeur apte à créer du froid pour un échange avec un fluide de refroidissement d'un autre circuit du véhicule automobile en particulier quand ce dernier comporte des ba eries .
Le deuxième échangeur de chaleur pourra aussi être utilisé en tant qu' échangeur de type condenseur ou encore en tant qu' échangeur de type refroidisseur de gaz refroidi avec un fluide de refroidissement (comme par exemple de 1 ' eau glycolée) .
Un premier mode de réalisation du deuxième échangeur 12 va maintenant être décrit en référence aux figures 3 à 5.
Le deuxième échangeur 12 comprend un corps 30 de forme sensiblement parailélépipédique délimitant un volume intérieur 31 contenant un faisceau tubulaire 50. Le corps 30 comprend un premier élément moulé 32 de forme sensiblement parailélépipédique sur lequel est rapporté un deuxième élément 33 sensiblement plan . Les éléments 32 et 33 sont solidarisés 1 ' un sur 1 ' autre par une pluralité d' agrafes 34 intégrées au deuxième élément 33. Le premier élément 32 comporte une face 35 ouverte et est pourvu d'une pluralité de nervures extérieures 36 renforçant sa tenue à la pression . Le premier élément 32 comprend une première rainure périphérique interne 37 et une deuxième rainure 38 identique . Les rainures 37 et 38 sont respectivement situées à 1 ' extrémité supérieure 39 et à 1 ' extrémité inférieure 40 du premier élément 32. Le premier élément 32 comprend également un premier et un deu- xième raccord tubulaire 41 et 42 débouchant respectivement dans une portion supérieure et inférieure du volume intérieur 31. Comme visible sur les figures , les raccords 41 et 42 viennent en saillie de deux faces opposées du premier élément 32 , 1 ' un à proximité de 1 ' extrémité supé- rieure 39 et 1 ' autre à proximité de 1 ' extrémité inférieure 40. Une portion 43 de forme sensiblement parallé- lépipédique est reliée par sa base à 1 ' extrémité supérieure 39 du premier élément 32. La portion 43 est en lien fluidique avec le volume 31 car sa base est évidée . Un bouchon 44 situé sur la face opposée à la base de la portion 43 permet d' accéder au volume interne 43.1 de la portion 43.
Le deuxième élément 33 comprend un premier rac - cord tubulaire 45 et un deuxième raccord 46 tubulaire dé- bouchant dans le volume 31 respectivement face aux rai - nures 37 et 38.
Le faisceau tubulaire 50 comprend, ici , sept tubes 51 parallèles entre eux et de section rectangulaire . Les tubes 51 comprennent des créneaux 51.1 qui augmentent la surface d' échange des tubes avec le milieu dans lequel ils s ' étendent . Les tubes 51 s ' étendent dans le volume 31 depuis un collecteur d' entrée 52 jusqu' à un collecteur de sortie 53. Chaque collecteur 52 et 53 a une forme sensiblement parailélépipédique et possède respec- tivement un élément d' étanchéité 54 et 55 venant respec- tivement s ' emboîter dans la partie tubulaire des raccords 46 et 45.
Lors de la fabrication du deuxième échangeur 12 , les flancs des collecteurs 53 et 54 du faisceau tubulaire 50 sont respectivement placés dans les rainures 38 et 37 du premier élément 32. Le deuxième élément 33 est ensuite présenté de manière à ce que les éléments d' étanchéité 54 et 55 s'engagent respectivement dans les parties tubu- laires des raccords 46 et 45. Le deuxième élément 33 est ensuite amené au contact du premier élément 32 et les éléments 32 et 33 sont solidarisés à 1 ' aide des agrafes 34. Le deuxième échangeur 12 ainsi constitué comprend donc un faisceau tubulaire 50 s ' étendant dans un volume intérieur 31 compris entre les deux collecteurs 52 et 53. Le deuxième échangeur 12 comprend également le volume interne 43.1 de la portion 43 en lien fluidique avec le volume 31.
Le deuxième échangeur 12 est relié au dispositif de climatisation 1 de manière à ce que le fluide frigo- porteur 5 en sortie du détendeur 11 pénètre dans le collecteur d' entrée 52 via le raccord 46 et ressorte du collecteur de sortie 53 via le raccord 45. L' entrée de 1 ' échangeur 23 est reliée au raccord 42 et la sortie de 1 ' échangeur 23 est reliée au raccord 41. En fonctionne- ment , le fluide frigoporteur 5 détendu s ' évapore dans les tubes 51 du faisceau tubulaire 50 et refroidit le fluide de refroidissement 21 circulant dans le volume intérieur 31 sous 1 ' effet de la pompe de circulation 22. En cas de variation du volume de fluide de refroidissement 21 pro- voqué par un changement de pression ambiante ou une chaleur importante à évacuer , le volume 43.1 autorise 1 ' expansion du fluide de refroidissement 21. En effet , le volume 43.1 étant situé au dessus du raccord 41 de la sortie de fluide de refroidissement 21 , celui-ci est peu voire pas occupé par le fluide de refroidissement 21 et forme un volume d'expansion de ce dernier .
Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront une référence numérique identique à ceux-ci dans la description qui suit d' un deu- xième mode de réalisation de 1 ' invention en référence aux figures 7 à 9.
Le corps 30 du deuxième échangeur 12 est de forme sensiblement parailélépipédique et comprend un premier élément moulé 32 de forme sensiblement parailélépipé- dique, ouvert sur une de ses faces . Un deuxième élément 70 lui aussi sensiblement parailélépipédique comprend une face ouverte sur laquelle est rapportée la face ouverte de 1 ' élément 32. Les corps 32 et 70 définissent ainsi un volume intérieur 71 de circulation du fluide de refroi - dissement 21. Les éléments 32 et 70 sont solidarisés 1 ' un sur 1 ' autre par une pluralité d' agrafes 34. La liaison entre les deux éléments 32 et 70 peut être réalisée par des agrafes , des vis , ou par soudure par induction ou par vibration . Le deuxième élément 70 est pourvu d' une plura- lité de nervures extérieures 36 renforçant sa tenue à la pression ; ainsi que d' une première rainure 72 périphérique interne et d' une deuxième rainure 73 périphérique interne identique à la rainure 72. Les rainures 72 et 73 sont respectivement situées à 1 ' extrémité supérieure 74 et à 1 ' extrémité inférieure 75 du deuxième élément 70. Le deuxième élément 70 comprend un premier raccord 45 tubu- laire et un deuxième raccord 46 tubulaire débouchant dans le volume 71 respectivement face aux rainures 72 et 73.
Le faisceau tubulaire 80 comprend, ici , quatorze tubes 51 s ' étendant dans le volume 71 depuis le collecteur d' entrée 52 jusqu' au collecteur de sortie 53.
Lors de la fabrication du deuxième échangeur 12 , les flancs des collecteurs 53 et 54 du faisceau tubulaire 80 sont respectivement placés dans les rainures 38 et 37 du premier élément 32. Le deuxième élément 70 est ensuite présenté de manière à ce que les rainures 73 et 72 fassent face aux flancs des collecteurs 53 et 54. Dans cette position, les éléments d' étanchéité 54 et 55 s ' engagent respectivement dans les parties tubulaires des raccords 46 et 45. Le deuxième élément 70 est ensuite amené au contact du premier élément 32 et les éléments sont solidarisés par agrafage . Le deuxième échangeurl2 ainsi constitué comprend donc un faisceau tubulaire 80 proposant une surface d' échange de quatorze tubes 51. La fabrication du deuxième échangeur selon ce deuxième mode de réalisation met en œuvre une part importante d' éléments communs ou identiques avec le premier mode de réalisation, résultant en des coûts de fabrication et d' outillage réduits .
Bien entendu , 1 ' invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute la variante entrant dans le champ de 1 ' invention telle que définie par les revendications .
En particulier :
- bien qu ' ici le circuit relie directement les différents composants du dispositif de climatisation, 1 ' invention s ' applique également à des composants reliés les uns à autres via d' autres composants comme par exemple un dessiccateur, des organes de contrôles ou de régulation, des vannes ou autres ;
- bien qu' ici le fluide frigoporteur soit du C02;
1 ' invention s ' applique également à d' autres types de fluides frigoporteurs aptes à un fonctionnement en cycle transcritique ;
- bien qu' ici le fluide de refroidissement soit de 1 ' eau glycolée, 1 ' invention s ' applique également à d' autres types de fluides réfrigérants comme par exemple 1 ' alcool , 1 ' eau salée, 1 ' ammoniaque ou le chlorure d' ammonium ;
- bien qu' ici les éléments constituant le corps du deuxième échangeur soient réalisés par moulage, 1 ' invention s ' applique également à d' autres modes de réalisation des éléments comme par exemple 1 ' emboutissage, le formage, le mécano soudage ou 1 ' usinage ;
- bien qu' ici , les éléments du corps soient liés l' un à 1 ' autre par agrafage , 1 ' invention s ' applique également à des éléments liés entre eux par d' autres moyens d' assemblage comme par exemple le soudage, le vissage, le collage ;
- bien qu ' ici les raccords rapportés sur le corps du deuxième échangeur soient tubulaires , 1 ' invention s ' applique également à d' autres types de raccords comme par exemple des raccords à baïonnette ou des raccords de types cartouches ;
- bien qu' ici , les tubes du faisceau de tubes soient crénelés et au nombre de sept ou quatorze , 1 ' invention s ' applique également à des tubes de forme quelconque en nombre différents , comme par exemple des tubes lisses .

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de climatisation (1) à cycle de fonctionnement transcritique , le dispositif comprenant un circuit (4) convoyant un fluide frigoporteur (5) et reliant successivement
- la sortie (6) d' un compresseur (7) ;
- un refroidisseur de gaz (8) ;
- le circuit froid (9) d' un refroidisseur inter- médiaire (10) ;
- un détendeur (11) ;
- un deuxième échangeur ( 12 ) ayant un volume (31 , 71 ) de circulation d' un fluide de refroidissement (21) en échange thermique avec le fluide frigoporteur (5) ;
- 1 ' entrée ( 13 ) du circuit chaud ( 14 ) du refroi - disseur intermédiaire (10) , la sortie ( 15 ) du circuit chaud (14 ) du refroidisseur intermédiaire ( 10 ) étant reliée à 1 ' entrée (16) du compresseur (7) ,
le dispositif de climatisation (1) étant caractérisé en ce que le deuxième échangeur ( 12 ) comprend un volume d' expansion (43.1) du fluide de refroidissement (21) .
2. Dispositif (1) selon la revendication 1 , dans lequel le volume d' expansion (43.1 ) du deuxième échangeur (12) comprend également un bouchon d' accès (44 ) .
3. Echangeur (12) pour dispositif de climatisa- tion (1) à fonctionnement transcritique , comprenant un faisceau (50) de tubes ( 51 ) de circulation d' un fluide frigoporteur (5) qui s ' étendent dans un volume (31 , 71 ) de circulation d' un fluide de refroidissement (21 ) , ledit échangeur ( 12 ) comprenant un volume d' expansion (43.1) du fluide de refroidissement (21) .
4. Echangeur ( 12 ) selon la revendication 3 , comprenant un bouchon d' accès (44) au volume d' expansion (43.1) du fluide de refroidissement (21) .
5. Echangeur (12 ) selon la revendication 3 , dans lequel le volume (31 , 71 ) de circulation du fluide de refroidissement (21) est de forme sensiblement parallélépi- pédique et est délimité par un corps (30) comprenant un premier élément (32 ) et un deuxième élément ( 33 , 70 ) rapporté par agrafage sur le premier élément (32 ) .
6. Echangeur (12 ) selon la revendication 5 , dans lequel le premier élément ( 32 ) a une forme sensiblement parailélépipédique et le deuxième élément (33 ) est sensiblement plan .
7. Echangeur ( 12 ) selon la revendication 5 , dans lequel le premier élément (32 ) et le deuxième élément (70) sont de forme sensiblement parallélépipédique .
8. Echangeur ( 12 ) selon la revendication 5 , dans lequel au moins 1 ' un des éléments (32 , 70) comprend au moins une rainure (37 , 38 , 72 , 73 ) d' accueil des flancs d' un collecteur (52 , 53 ) du faisceau (50) de tubes ( 51 ) de circulation du fluide frigoporteur (5) .
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