EP3356750A1 - Réservoir de fluide, notamment pour un condenseur d'une boucle de climatisation, échangeur thermique et boucle de climatisation associée - Google Patents

Réservoir de fluide, notamment pour un condenseur d'une boucle de climatisation, échangeur thermique et boucle de climatisation associée

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EP3356750A1
EP3356750A1 EP16790643.7A EP16790643A EP3356750A1 EP 3356750 A1 EP3356750 A1 EP 3356750A1 EP 16790643 A EP16790643 A EP 16790643A EP 3356750 A1 EP3356750 A1 EP 3356750A1
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EP
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tank
fluid
heat exchanger
reservoir
vibration device
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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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
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F25B2400/00—Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/16—Receivers

Definitions

  • An air conditioning loop also called refrigeration loop
  • An air conditioning loop significantly improves the comfort in the passenger compartment of a motor vehicle.
  • the air conditioning loop can be used to regulate the temperature inside the cabin of the motor vehicle and to dehydrate the ambient air inside the motor vehicle.
  • the heat exchanger is a condenser of an air conditioning loop, in particular an air condenser or a water condenser, and the reservoir is capable of separating the gaseous phase and the liquid phase. a refrigerant fluid from the condenser.
  • FIG. 4 is a perspective view of the water condenser provided with the reservoir after assembly of the emitters of the vibration device in the tank.
  • substantially identical elements have the same references.
  • the elements of Figures 3 and 4 corresponding to the elements of Figures 1 and 2 bear the same references preceded by the hundred 1.

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Abstract

Réservoir de fluide, notamment pour un condenseur d'une boucle de climatisation, échangeur thermique et boucle de climatisation associés L'invention concerne un réservoir (1) de fluide, notamment pour un condenseur d'une boucle de climatisation, pour la séparation de phases d'un fluide, le réservoir (1) délimitant un espace intérieur pour recevoir le fluide. Selon l'invention, le réservoir (1) comprend au moins un dispositif de vibrations (21) apte à générer des ondes acoustiques et agencé pour une propagation des ondes acoustiques dans l'espace intérieur du réservoir (1), de manière à améliorer la séparation de phases du fluide. L'invention concerne aussi un échangeur thermique (3) comprenant un tel réservoir (1). L'invention concerne encore une boucle de climatisation comprenant un échangeur thermique (3) et un tel réservoir (1) fixé à ou agencé en aval de l'échangeur thermique (3).

Description

Réservoir de fluide, notamment pour un condenseur d'une boucle de climatisation, échangeur thermique et boucle de climatisation associés
L'invention concerne un réservoir de fluide. De tels réservoirs trouvent des applications dans de nombreux domaines industriels, l'un d'entre eux étant celui des boucles de climatisation pour véhicules automobiles. Il est connu en effet d'adjoindre un réservoir de fluide, notamment de fluide réfrigérant, encore appelé « bouteille », à un échangeur thermique tel qu'un condenseur de climatisation. L'invention concerne encore un échangeur thermique comprenant un tel réservoir, et une boucle de climatisation comprenant notamment un échangeur thermique et un tel réservoir.
L'utilisation d'une boucle de climatisation, aussi appelée boucle de réfrigération, est connue dans le domaine de l'industrie automobile. Une boucle de climatisation permet d'améliorer, de manière significative, le confort dans l'habitacle d'un véhicule automobile. La boucle de climatisation peut être utilisée pour réguler la température à l'intérieur de l'habitacle du véhicule automobile et pour déshydrater l'air ambiant à l'intérieur du véhicule automobile.
Un objectif constant est d'optimiser l'efficacité d'une telle boucle de climatisation.
Cette boucle de climatisation comprend classiquement un condenseur, un réservoir aussi appelé bouteille, et notamment en outre un organe de détente, un évaporateur et un compresseur parcourus dans cet ordre par un fluide réfrigérant. Après l'étape de condensation, le fluide réfrigérant condensé est reçu et maintenu dans un état liquide à l'intérieur du réservoir. Le réservoir a pour fonction de séparer les phases liquide et gazeuse du fluide réfrigérant afin de laisser sortir uniquement le fluide réfrigérant dans son état liquide. Un tel réservoir permet de garantir, qu'en sortie, le fluide réfrigérant est totalement en phase liquide.
Ce réservoir peut être isolé et connecté à la sortie du condenseur ou peut être intégré dans le condenseur.
Ce réservoir, qui peut servir également de vase d'expansion pour le fluide réfrigérant, est donc en communication fluidique avec le condenseur. À cet effet, le réservoir comprend habituellement un orifice d'entrée qui débouche dans le compartiment amont pour y admettre le fluide réfrigérant condensé provenant du condenseur.
Le réservoir peut aussi être utilisé dans le but de sous-refroidir le fluide réfrigérant, c'est-à-dire d'abaisser la température du fluide, utilisé dans la boucle de climatisation, en dessous de la température de saturation correspondant à la pression de condensation définie. Ce processus de sous-refroidissement est un procédé connu dans l'art antérieur. À cet effet, le réservoir peut comprendre un orifice de sortie qui débouche dans une section du condenseur, de manière à faire subir au fluide réfrigérant liquide un passage supplémentaire, dit de sous-refroidissement. En variante, l'orifice de sortie débouche en aval dans la boucle de climatisation, notamment vers l'organe de détente.
Par ailleurs, le réservoir peut également servir à filtrer le fluide présent dans la boucle froide, évitant ainsi aux particules, présentant une dimension supérieure à une valeur seuil déterminée, de circuler au sein de la boucle de climatisation. Une fonctionnalité additionnelle consiste encore à absorber l'humidité grâce à la présence d'un matériau tel qu'un gel adapté, ou des moyens de déshydratation ou un dessiccateur. Le fluide réfrigérant exempt d'humidité peut alors circuler dans la boucle de climatisation.
Un des buts de la présente invention est d'améliorer la séparation des phases du fluide reçu dans le réservoir.
Un autre but de l'invention est d'améliorer l'efficacité d'une boucle de climatisation comprenant un tel réservoir.
À cet effet, l'invention a pour objet un réservoir de fluide, notamment pour un condenseur d'une boucle de climatisation, pour la séparation de phases d'un fluide, le réservoir délimitant un espace intérieur pour recevoir le fluide.
Selon l'invention, le réservoir comprend au moins un dispositif de vibrations apte à générer des ondes acoustiques avec une propagation des ondes acoustiques dans l'espace intérieur du réservoir. Ainsi, en fonctionnement du dispositif de vibrations, les ondes acoustiques qui se propagent à l'intérieur du réservoir génèrent un écoulement du fluide, tel qu'un fluide réfrigérant, lorsqu'il est présent à l'intérieur du réservoir, améliorant ainsi la séparation des phases, notamment gazeuse et liquide, de ce fluide.
En outre, cet écoulement favorise l'échange thermique du fluide reçu dans le réservoir avec un flux d'air ambiant autour du réservoir, contribuant ainsi à optimiser l'efficacité d'une boucle de climatisation notamment comprenant un tel réservoir.
Selon un aspect de l'invention, le réservoir est réalisé sous forme de bouteille de séparation de phases d'un fluide.
Le réservoir peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
le dispositif de vibrations est un dispositif de vibrations piézo-électrique,
- le dispositif de vibrations piézo-électrique comprend au moins un émetteur piézoélectrique en matériau céramique,
le dispositif de vibrations est apte à générer des ondes acoustiques dans une gamme de fréquences de l'ordre de 15kHz à 135kHz, de préférence entre 15kHz et 30kHz, le réservoir comprend au moins une paroi externe et au moins une paroi interne opposée délimitant l'espace intérieur pour recevoir le fluide, et le dispositif de vibrations comporte au moins un émetteur agencé sur la paroi externe ou la paroi interne,
le réservoir est de forme sensiblement cylindrique et le dispositif de vibrations comprend au moins un émetteur externe agencé sur une paroi externe d'une extrémité longitudinale du réservoir et présentant une forme sensiblement de disque, le réservoir est de forme sensiblement cylindrique et le dispositif de vibrations comprend au moins un émetteur interne agencé sur une paroi interne du réservoir et présentant une forme sensiblement annulaire,
le dispositif de vibrations comprend au moins un émetteur fixé au réservoir par collage, le réservoir comprend un milieu de focalisation des ondes acoustiques interposé entre un émetteur du dispositif de vibrations et la surface du réservoir sur laquelle est fixé l'émetteur du dispositif de vibrations, tel qu'un corps creux ou un matériau apte à focaliser les ondes acoustiques, par exemple de la colle en résine époxy.
L'invention concerne aussi échangeur thermique notamment pour véhicule automobile comprenant un réservoir tel que défini précédemment et dans lequel le réservoir est fixé à l'échangeur thermique ou est intégré à l'échangeur thermique. Le caractère unitaire et monobloc de l'échangeur thermique et du réservoir facilite l'intégration dans le compartiment moteur du véhicule automobile notamment en termes d'encombrement.
Selon un aspect de l'invention, l'échangeur thermique est un condenseur d'une boucle de climatisation, en particulier un condenseur à air ou un condenseur à eau, et le réservoir est apte à séparer la phase gazeuse et la phase liquide d'un fluide réfrigérant en provenance du condenseur.
L'invention concerne encore une boucle de climatisation, notamment pour véhicule automobile comprenant au moins un échangeur thermique et au moins un réservoir tel que défini précédemment, fixé à l'échangeur thermique ou agencé en aval de l'échangeur thermique selon le sens d'écoulement du fluide dans la boucle de climatisation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un condenseur à air muni d'un réservoir de fluide selon l'invention montrant les émetteurs d'un dispositif de vibrations avant assemblage dans le réservoir,
- la figure 2 est une vue en perspective du condenseur à air muni d'un réservoir après assemblage des émetteurs du dispositif de vibrations dans le réservoir,
- la figure 3 est une vue partielle en perspective d'un condenseur à eau muni d'un réservoir de fluide selon l'invention montrant les émetteurs d'un dispositif de vibrations avant assemblage dans le réservoir, et
- la figure 4 est une vue en perspective du condenseur à eau muni du réservoir après assemblage des émetteurs du dispositif de vibrations dans le réservoir. Sur ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références. Les éléments des figures 3 et 4 correspondant aux éléments des figures 1 et 2 portent les mêmes références précédées de la centaine 1.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.
En référence à la figure 1, l'invention concerne un réservoir 1 de fluide, notamment pour un échangeur thermique 3. Le réservoir 1 est apte à recevoir le fluide en provenance de échangeur thermique 3 et permet une séparation de phases de ce fluide. Un tel réservoir 1 est également appelé bouteille, ou bouteille de séparation de phases ou encore bouteille de condenseur lorsque l'échangeur thermique associé est un condenseur. On parle aussi de « receiver drier » en anglais.
La figure 1 illustre de façon partielle un échangeur thermique 3 comprenant un tel réservoir de fluide 1. Le réservoir 1 tel que représenté forme donc un système unitaire avec l'échangeur thermique 3, avantageux en termes d'encombrement.
Bien entendu, l'invention couvre aussi un mode de réalisation dans lequel le réservoir 1 est déporté de l'échangeur thermique 3, en étant raccordé à la sortie de l'échangeur thermique 3.
L'échangeur thermique 3 est en particulier un échangeur thermique d'une boucle de climatisation pour véhicule automobile. Il peut s'agir notamment d'un condenseur à air tel qu'illustré sur les figures 1 et 2 ou d'un condenseur à eau tel qu'illustré sur les figures 3 et 4.
En référence aux figures 1 et 2, l'échangeur thermique 3 comprend un faisceau d'échange thermique 5, dans lequel peuvent circuler un premier fluide tel qu'un fluide réfrigérant et un deuxième fluide pour un échange thermique avec le premier fluide.
Selon le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, il s'agit d'un condenseur à air, et dans ce cas le faisceau d'échange thermique 5 est destiné à être traversé par un flux d'air, notamment un flux d'air extérieur au véhicule automobile, formant le deuxième fluide.
Dans l'exemple illustré, l'échangeur thermique 3 présente une forme générale sensiblement parallélépipédique définissant un axe longitudinal L qui correspond à un axe horizontal à l'état monté dans un véhicule automobile, et un axe h perpendiculaire à l'axe longitudinal L dans le sens de la hauteur, et qui correspond à un axe sensiblement vertical à l'état monté dans un véhicule automobile.
Le faisceau d'échange thermique 5 comprend une pluralité de tubes 7, tels que des tubes plats. Les tubes 7 s'étendent ici selon l'axe longitudinal L de l'échangeur thermique 3. Les tubes 7 sont empilés avec un pas prédéfini entre les tubes 7, ici l'un au-dessus de l'autre selon l'axe h dans le sens de la hauteur de l'échangeur thermique 3. Les tubes 7 définissent des canaux de circulation pour le premier fluide, ici le fluide réfrigérant.
Le flux d'air est ici destiné à passer au travers du faisceau d'échange thermique 5 de manière sensiblement transversale, selon un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal L et à l'axe h dans le sens de la hauteur. Afin d'augmenter la surface d'échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d'air extérieur, le faisceau d'échange thermique comprend avantageusement une pluralité d'intercalaires, par exemple réalisés sous forme d'ailettes, respectivement agencés entre deux tubes 7 adjacents.
Le faisceau d'échange thermique 5 comprend de plus au moins une première boîte collectrice 9 et une deuxième boîte collectrice 11 du fluide réfrigérant raccordées de manière fluidique avec chaque tube 7. Plus précisément, les extrémités des tubes 7, ici les extrémités longitudinales des tubes 7, sont agencées de manière à déboucher respectivement dans une boîte collectrice 9, 11. Au moins une des boîtes collectrices 9, 11 présente au moins une bride 12 pour être raccordée à un circuit du fluide réfrigérant, par exemple d'une boucle de climatisation pour véhicule automobile.
Selon le mode de réalisation particulier illustré sur les figures 1 et 2, les boîtes collectrices 9, 11 sont agencées de part et d'autre de l'empilement de tubes 7 selon l'axe longitudinal L et forment respectivement un premier flanc latéral du faisceau d'échange thermique 5 et un deuxième flanc latéral du faisceau d'échange thermique 5 opposé au premier flanc latéral.
Selon ce premier mode de réalisation, le réservoir 1 de fluide pour la séparation de phases du fluide réfrigérant, ici des phases gazeuse et liquide, est agencé au niveau du deuxième flanc latéral du faisceau d'échange thermique 5. Le réservoir 1 est dans cet exemple agencé en s'étendant sensiblement verticalement à l'état monté dans le véhicule automobile. Selon le premier mode de réalisation décrit, le réservoir 1 est agencé en s'étendant de manière sensiblement parallèle à la deuxième boîte collectrice 11. Plus précisément dans cet exemple, le réservoir 1 est accolé à la deuxième boîte collectrice 11. L'axe longitudinal du réservoir 1 se confond avec l'axe h dans le sens de la hauteur de l'échangeur thermique 3.
Selon l'exemple illustré, le réservoir 1 s'étend sensiblement sur toute la hauteur du faisceau d'échange thermique 5. Bien entendu, on peut prévoir en alternative que le réservoir 1 ne s'étende que partiellement sur la hauteur du faisceau d'échange thermique 5.
La fixation du réservoir 1 à l'échangeur thermique 3 peut se faire par tout moyen approprié, par exemple par vissage, soudage. Le réservoir 1 peut aussi être intégré à l'échangeur thermique 3 notamment par brasage.
Le réservoir 1 est donc agencé en sortie de l'échangeur thermique 3 tel qu'un condenseur, en étant solidaire du condenseur comme dans l'exemple illustré ou en variante en étant agencé en aval du condenseur selon le sens d'écoulement du fluide réfrigérant, et est apte à recevoir en entrée un mélange de gaz et liquide du fluide réfrigérant provenant du condenseur.
Pour ce faire, le réservoir 1 délimite un espace intérieur apte à recevoir le fluide réfrigérant. Plus précisément, comme cela est mieux visible sur la vue en coupe longitudinale du réservoir 1 de la figure 2, le réservoir 1 présente au moins une paroi externe 13 et au moins une paroi interne 15 opposée qui permet de délimiter l'espace intérieur pour recevoir le fluide. Dans l'exemple illustré, le réservoir 1 présente une paroi latérale externe 13 et une paroi latérale interne 15 opposée.
Le réservoir 1 comporte au moins un orifice 16, 17 en communication fluidique entre l'échangeur thermique 1 via la deuxième boîte collectrice 11, agencé dans cet exemple sur la paroi latérale interne 15. Un premier orifice 16 permet l'admission du fluide réfrigérant condensé dans le réservoir 1. Un deuxième orifice 17 peut être prévu, permettant une circulation du fluide réfrigérant sous forme liquide en sortie du réservoir 1 dans une section du condenseur, de sorte que le fluide réfrigérant liquide subit un passage supplémentaire dans le condenseur, dit de sous-refroidissement. En variante, le fluide réfrigérant totalement en phase liquide en sortie du réservoir 1 peut être acheminé en aval dans le circuit du fluide réfrigérant de la boucle de climatisation.
Dans cet exemple, le réservoir 1 est de forme sensiblement tubulaire et les parois latérales 13 et 15 sont sensiblement cylindriques. Le réservoir 1 est ici fermé à chaque extrémité par un bord d'extrémité 19 de section sensiblement circulaire. Les bords d'extrémité 19 présentent respectivement une paroi d'extrémité externe, c'est-à-dire hors de l'espace intérieur du réservoir 1 pour recevoir le fluide, et une paroi d'extrémité interne opposée participant à la délimitation de l'espace intérieur du réservoir pour recevoir le fluide.
Par ailleurs, le réservoir 1 peut comprendre avantageusement un dessiccateur
(non représenté), par exemple sous forme de gel, ayant pour fonction de capter les particules d'eau circulant dans le fluide réfrigérant et ainsi absorber l'humidité.
Le réservoir 1 comprend également avantageusement un filtre (non représenté) apte à capter les particules solides de dimensions supérieures à une valeur seuil prédéterminée qui circulent dans le fluide réfrigérant. Le filtre, non représenté, est alors agencé dans l'espace intérieur du réservoir 1 entre les deux orifices 16, 17 et peut par exemple séparer l'intérieur du réservoir 1 en deux compartiments la, lb agencés l'un au-dessus de l'autre selon l'axe longitudinal du réservoir 1, un compartiment amont la qui reçoit le fluide réfrigérant condensé, non filtré, et un compartiment aval lb, qui reçoit le fluide réfrigérant condensé et filtré.
Selon l'invention, le réservoir 1 comprend en outre au moins un dispositif de vibrations 21 apte à générer des ondes acoustiques. Le terme acoustique doit être pris dans un sens général et ne se limite pas aux fréquences audibles. En particulier, le dispositif de vibrations 21 est apte à générer des ultrasons. Plus précisément, le dispositif de vibrations 21 est apte à générer des ondes acoustiques dans une gamme de fréquences de l'ordre de 15kHz à 135kHz, de préférence entre 15kHz et 30kHz.
Les ondes acoustiques générées sont destinées à se propager dans l'espace intérieur du réservoir 1. La direction de propagation des ondes acoustiques est schématisée de façon simplifiée par des vaguelettes 23 sur les figures. Les ondes acoustiques générées provoquent un écoulement du fluide, ici le fluide réfrigérant, présent à l'intérieur du réservoir 1 dans le sens de propagation des ondes acoustiques, ce phénomène est aussi appelé « courant acoustique » ou « acoustic streaming » en anglais.
La propagation des ondes acoustiques dans l'espace intérieur du réservoir 1 apte à recevoir le fluide, ici le fluide réfrigérant, améliore la séparation des phases gazeuse et liquide du fluide réfrigérant. Ceci a également pour effet d'améliorer les échanges thermiques entre le fluide réfrigérant présent à l'intérieur du réservoir 1 et le flux d'air, tel que le flux d'air extérieur au véhicule automobile. En améliorant le refroidissement du fluide réfrigérant présent à l'intérieur du réservoir 1, ceci permet d'améliorer le refroidissement du fluide réfrigérant utilisé dans la boucle de climatisation notamment d'un véhicule automobile, et donc d'optimiser l'efficacité de la boucle de climatisation.
À cet effet, le dispositif de vibrations 21 comporte au moins un émetteur 25, 27 apte à générer les ondes acoustiques, agencé dans ou sur le réservoir 1. L'émetteur ou chaque émetteur 25 ou 27 peut être agencé de manière à générer un signal acoustique selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du réservoir 1, ici sensiblement vertical, ou sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du réservoir 1, ici sensiblement horizontal, ou encore générer un signal acoustique couplé selon les deux directions.
Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de vibrations 21 est un dispositif de vibrations 21 piézo-électrique. Dans ce cas, le dispositif de vibrations 21 comporte au moins un émetteur 25, 27 piézo-électrique, ou transducteur piézoélectrique, en matériau céramique comprenant des électrodes (non visibles sur les figures). Le dispositif de vibrations 21 piézo-électrique comprend en outre des câbles électriques (non illustrés) reliés à une source d'alimentation, par exemple du réseau électrique du véhicule automobile, et aux électrodes d'un ou plusieurs émetteurs 25, 27 piézo-électriques, permettant l'alimentation électrique du ou des émetteurs 25, 27 piézoélectriques.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif de vibrations 21 comprend au moins un émetteur externe 25 agencé sur l'extérieur du réservoir 1, c'est-à-dire hors de l'espace intérieur pour recevoir le fluide, ici le fluide réfrigérant. En particulier, le dispositif de vibrations 21 comporte deux émetteurs externes 25, respectivement agencés à une extrémité du réservoir 1. Chaque émetteur externe 25 est ici agencé sur un bord d'extrémité 19 fermant le réservoir 1.
Afin de faciliter la mise en place de l'émetteur externe 25 ou des émetteurs externes 25 sur le réservoir 1, chaque émetteur externe 25 présente une forme complémentaire de la forme du réservoir 1. En particulier selon l'exemple de réalisation illustré, les émetteurs externes 25 présentent respectivement une forme de disque complémentaire de la forme sensiblement circulaire des bords d'extrémité 19 du réservoir 1. En outre dans cet exemple, les deux émetteurs externes 25 sont de diamètres sensiblement identiques et également sensiblement identiques au diamètre extérieur du réservoir 1, autrement dit au diamètre de la paroi externe 13 du réservoir 1.
Par ailleurs, chaque émetteur externe 25 peut être fixé directement sur le bord d'extrémité 19 du réservoir 1. Un tel agencement permet lorsque le dispositif de vibrations 21 est en fonctionnement de transmettre les vibrations par la ou les parois externes du réservoir 1. En alternative, on peut prévoir un élément intermédiaire interposé entre un émetteur externe 25 et le réservoir 1, ici un bord d'extrémité 19.
Les émetteurs externes 25 sont avantageusement fixés au réservoir 1, ici respectivement à un bord d'extrémité 19, par collage. On choisit avantageusement de la colle en résine époxy. Une telle colle en résine époxy permet de favoriser la focalisation des ondes acoustiques. La colle fait donc office de milieu de focalisation des ondes acoustiques interposé entre un émetteur externe 25 et la surface du réservoir 1, ici la paroi d'extrémité externe du bord d'extrémité 19, sur laquelle cet émetteur externe 25 est fixé.
Selon une variante non illustré, on peut prévoir un corps creux, par exemple de forme sensiblement annulaire, interposé entre un émetteur externe 25 et le réservoir 1, ici un bord d'extrémité 19. Dans ce cas le vide défini par le corps creux favorise la focalisation des ondes acoustiques et fait donc office de milieu de focalisation des ondes acoustiques. La fixation de l'ensemble comprenant l'émetteur externe 25, le corps creux intermédiaire et le bord d'extrémité 19, peut se faire encore par collage, notamment avec de la colle en résine époxy.
En variante ou en complément du ou des émetteurs externes 25, le dispositif de vibrations 21 comprend au moins un émetteur interne 27 agencé sur la paroi interne 15 du réservoir 1 qui délimite l'espace intérieur pour recevoir le fluide réfrigérant en provenance de l'échangeur thermique 3. L'émetteur interne 27 est donc immergé dans le fluide réfrigérant et transmet, lorsqu'il est alimenté, directement les vibrations au fluide réfrigérant présent à l'intérieur du réservoir mais aussi par la paroi interne 15 du réservoir 1.
Avec l'agencement d'un ou plusieurs émetteurs internes 27 à l'intérieur du réservoir 1, on évite de générer une surépaisseur du réservoir 1, il n'y a pas d'encombrement additionnel à prévoir ces émetteurs internes 27.
Selon l'exemple illustré, le dispositif de vibrations 21 comporte trois émetteurs internes 27. Bien entendu plus ou moins d'émetteurs internes 27 peuvent être agencés dans le réservoir 1. Les différents émetteurs internes 27 peuvent être régulièrement répartis à l'intérieur du réservoir 1, ou au contraire peuvent être agencés dans le réservoir 1 avec un espacement variable entre deux émetteurs internes 27 adjacents.
Le ou les émetteurs internes 27 sont alors immergés dans le fluide réfrigérant présent dans le réservoir 1. À cet effet, on prévoit avantageusement au moins un moyen d'étanchéité ou un matériau d'étanchéité pour assurer l'étanchéité de chaque émetteur interne 27 par rapport au fluide réfrigérant.
Afin de faciliter l'intégration du ou des émetteurs internes 27 à l'intérieur du réservoir 1, les émetteurs internes 27 présentent respectivement une forme complémentaire de la forme de la paroi interne 15 du réservoir 1. En particulier selon l'exemple de réalisation illustré, les émetteurs internes 27 présentent respectivement une forme sensiblement annulaire complémentaire de la forme sensiblement cylindrique de la paroi interne 15 du réservoir 1. Les émetteurs internes 27 sont par exemple de diamètres sensiblement identiques.
On peut prévoir un milieu de focalisation des ondes acoustiques interposé entre chaque émetteur interne 27 et la paroi interne 15 du réservoir 1. Selon le mode de réalisation décrit, les émetteurs internes 27 sont avantageusement fixés sur la paroi interne 15 du réservoir 1 par collage. On choisit avantageusement de la colle en résine époxy. Une telle colle en résine époxy permet de favoriser la focalisation des ondes acoustiques.
Le dispositif de vibrations 21 comprenant un émetteur externe ou interne ou une pluralité d'émetteurs externes et/ou interne 25, 27, est activé lorsque l'échangeur thermique 3 est en fonctionnement. Le dispositif de vibrations peut être activé pendant toute la durée de fonctionnement de l'échangeur thermique 3 ou en variante de façon ponctuelle pendant le fonctionnement de l'échangeur thermique 3. Le dispositif de vibrations 21 peut être configuré pour générer des ondes acoustiques de façon continue ou en variante de façon non continue afin de réduire notamment la consommation électrique.
Ainsi en utilisation, lorsque l'échangeur thermique 3 est un condenseur, le fluide réfrigérant sous forme de gaz haute pression entre et circule dans le faisceau d'échange thermique 5. Pendant ce parcours, le fluide réfrigérant échange thermiquement avec le flux d'air extérieur qui passe au travers du faisceau d'échange thermique 5. Le fluide réfrigérant est ainsi refroidi avec un changement de phase. La deuxième boîte collectrice 11 collecte le fluide réfrigérant condensé qui circule ensuite dans le réservoir 1 pour une séparation des phases gazeuse et liquide. Le fluide réfrigérant peut éventuellement passer au travers d'un dessiccateur et/ou d'un filtre dans le réservoir 1. Un ou plusieurs émetteurs externe(s) et/ou interne(s) 25, 27 sur ou dans le réservoir 1 génère(nt) des ondes acoustiques qui se propagent dans l'espace intérieur du réservoir 1 recevant le fluide réfrigérant, ce qui améliore la séparation des phases gazeuse et liquide du fluide réfrigérant et l'échange thermique du fluide réfrigérant avec le flux d'air. En sortie du réservoir 1, le fluide réfrigérant est uniquement sous phase liquide et peut recirculer à travers une section du condenseur pour un sous-refroidissement ou circuler en aval du circuit du fluide réfrigérant de la boucle de climatisation par exemple. Les figures 3 et 4 montrent une variante de réalisation de l'échangeur thermique
103. La description du premier mode de réalisation en référence aux figures 1 et 2 s'applique aux composants identiques, seules les différences sont maintenant décrites. Dans ce cas le deuxième fluide est un fluide caloporteur liquide tel que de l'eau, par exemple de l'eau glycolée. L'échangeur thermique 103 est dans ce cas couramment appelé condenseur à eau.
Le faisceau d'échange thermique 105 comporte alors un empilement alterné de premiers canaux de circulation pour le fluide réfrigérant et de deuxièmes canaux de circulation du fluide caloporteur tel que de l'eau, de manière à permettre un échange thermique entre le fluide réfrigérant circulant dans les premiers canaux et le fluide caloporteur tel que de l'eau circulant dans les deuxièmes canaux.
Les canaux peuvent être délimités par un empilement de plaques associées deux à deux. Une plaque terminale ou couvercle peut fermer le faisceau d'échange thermique 105. Le réservoir 1 est ici porté par cette plaque terminale.
Dans ce cas, l'échangeur thermique 103 comporte au moins une connectique 129 pour l'admission du fluide réfrigérant dans le faisceau d'échange thermique 105. Dans Γ exemple représenté sur les figures 3 et 4, la connectique 129 débouche à travers la plaque terminale du faisceau d'échange thermique.
L'échangeur thermique 103 comporte en outre au moins une tubulure 131 pour l'introduction et/ou pour l'évacuation du fluide caloporteur dans les deuxièmes canaux de circulation. Dans l'exemple représenté sur les figures 3 et 4, deux tubulures 131, par exemple de forme sensiblement cylindrique, sont prévues par exemple sur la plaque terminale fermant le faisceau d'échange thermique 105. Ces tubulures 131 s'étendent ici selon l'axe h, sensiblement vertical à l'état monté dans le véhicule automobile.
Dans l'exemple illustré, le faisceau d'échange thermique 105 comporte encore une connectique 133 qui communique avec le réservoir 1 et qui débouche sur les premiers canaux de circulation de manière à permettre la distribution du fluide réfrigérant ayant circulé dans les premiers canaux de circulation dans le réservoir 1.
Selon le mode de réalisation illustré, le fluide réfrigérant pénètre ainsi dans le condenseur 103, par une connectique d'entrée 129, et parcourt les premiers canaux de circulation. Le fonctionnement est similaire au premier mode de réalisation décrit, à la différence près que pendant le parcours dans le faisceau d'échange thermique 105 du condenseur 103, le fluide réfrigérant échange thermiquement avec le fluide caloporteur tel que de l'eau et non plus un flux d'air. Le fluide réfrigérant ainsi refroidi circule ensuite dans le réservoir 1 pour une séparation des phases gazeuse et liquide. Un ou plusieurs émetteurs externe(s) et/ou interne(s) 25, 27 sur ou dans le réservoir 1 génère(nt) des ondes acoustiques qui se propagent dans l'espace intérieur du réservoir 1 recevant le fluide réfrigérant, ce qui améliore la séparation des phases gazeuse et liquide du fluide réfrigérant. En sortie du réservoir 1, le fluide réfrigérant est uniquement sous phase liquide et peut circuler en aval du circuit du fluide réfrigérant de la boucle de climatisation par exemple.
On comprend donc que le dispositif de vibrations 21 du réservoir 1 selon l'un ou l'autre des modes de réalisation précédemment décrit permet d'améliorer la séparation des phases du fluide en provenance de l'échangeur thermique 3, et permet également d'améliorer les échanges thermiques du fluide dans le réservoir avec le flux d'air ambiant optimisant ainsi l'efficacité d'une boucle de climatisation comprenant un tel réservoir 1.

Claims

REVENDICATIONS
1. Réservoir (1) de fluide, notamment pour un condenseur d'une boucle de climatisation, pour la séparation de phases d'un fluide, le réservoir (1) délimitant un espace intérieur pour recevoir le fluide,
caractérisé en ce que le réservoir (1) comprend au moins un dispositif de vibrations (21) apte à générer des ondes acoustiques avec une propagation des ondes acoustiques dans l'espace intérieur du réservoir (1), de manière à améliorer la séparation de phases du fluide.
2. Réservoir (1) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de vibrations (21) est un dispositif de vibrations (21) piézo-électrique.
3. Réservoir (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de vibrations (21) est apte à générer des ondes acoustiques dans une gamme de fréquences de l'ordre de 15kHz à 135kHz, de préférence entre 15kHz et 30kHz.
4. Réservoir (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
- comprenant au moins une paroi externe (13) et au moins une paroi interne (15) opposée délimitant l'espace intérieur pour recevoir le fluide, et
- dans lequel le dispositif de vibrations (21) comporte au moins un émetteur (25, 27) agencé sur la paroi externe (13) ou la paroi interne (15).
5. Réservoir (1) selon la revendication précédente, de forme sensiblement cylindrique, dans lequel le dispositif de vibrations (21) comprend au moins un émetteur externe (25) agencé sur une paroi externe d'une extrémité longitudinale (19) du réservoir (1) et présentant une forme sensiblement de disque.
6. Réservoir (1) selon l'une des revendications 4 ou 5, de forme sensiblement cylindrique, dans lequel le dispositif de vibrations (21) comprend au moins un émetteur interne (27) agencé sur une paroi interne (15) du réservoir (1) et présentant une forme sensiblement annulaire.
7. Réservoir (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un milieu de focalisation des ondes acoustiques interposé entre un émetteur (25 ; 27) du dispositif de vibrations (21) et la surface du réservoir sur laquelle est fixé l'émetteur (25 ; 27) du dispositif de vibrations (21), tel qu'un corps creux ou un matériau apte à focaliser les ondes acoustiques, par exemple de la colle en résine époxy.
8. Échangeur thermique (3 ; 103) notamment pour véhicule automobile comprenant un réservoir (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le réservoir (1) est fixé à l'échangeur thermique (3 ; 103) ou est réalisé d'une seule pièce avec l'échangeur thermique (3 ; 103).
9. Échangeur thermique (3 ; 103) selon la revendication précédente agissant en tant que condenseur d'une boucle de climatisation, en particulier un condenseur à air ou un condenseur à eau, et dans lequel le réservoir (1) est apte à séparer la phase gazeuse et la phase liquide d'un fluide réfrigérant en provenance du condenseur.
10. Boucle de climatisation, notamment pour véhicule automobile comprenant au moins un échangeur thermique (3 ; 103) et au moins un réservoir (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, agencé en aval de l'échangeur thermique (3 ; 103) selon le sens d'écoulement du fluide dans la boucle de climatisation.
11. Boucle de climatisation, notamment pour véhicule automobile, comprenant au moins un échangeur thermique (3 ; 103) muni d'un réservoir (1), l'échangeur thermique (3 ; 103) étant conforme à l'une quelconque des revendications 8 ou 9.
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