EP3356758A1 - Échangeur thermique et installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation associée - Google Patents

Échangeur thermique et installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation associée

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Publication number
EP3356758A1
EP3356758A1 EP16787499.9A EP16787499A EP3356758A1 EP 3356758 A1 EP3356758 A1 EP 3356758A1 EP 16787499 A EP16787499 A EP 16787499A EP 3356758 A1 EP3356758 A1 EP 3356758A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
fluid
circulation
vibration device
heat exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16787499.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Kamel Azzouz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3356758A1 publication Critical patent/EP3356758A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/10—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by imparting a pulsating motion to the flow, e.g. by sonic vibration
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles

Definitions

  • the invention is in the field of heat exchangers, in particular for a heating installation, ventilation and / or air conditioning of a motor vehicle.
  • a motor vehicle is commonly equipped with a heating, ventilation and / or air conditioning system for regulating the aerothermal parameters of an air flow distributed towards the interior of the passenger compartment of the vehicle.
  • a heating, ventilation and / or air conditioning system for regulating the aerothermal parameters of an air flow distributed towards the interior of the passenger compartment of the vehicle.
  • HVAC Heating, Ventilation and Air-Conditioning in English
  • a heat exchanger for example used in the automotive industry, comprises heat exchange elements and fluid flow in which fluids exchanging heat exchange between them.
  • the heat exchange elements may for example comprise flat tubes, gas flow disrupting vanes and / or fluid flow disruptors or the like.
  • heat exchangers for motor vehicles comprising in particular a bundle of tubes arranged in parallel on one or more rows, these tubes being intended for the circulation through the heat exchanger of a coolant or coolant.
  • This is in particular so-called "flat" tubes adapted to be arranged in a heat exchanger whose size is reduced.
  • heat exchangers The function of such heat exchangers is to allow a heat exchange between the circulating fluid inside the row (s) of aligned tubes and an external fluid, such as a flow of air, passing through the row or rows of tubes. , for example transversely to the longitudinal axis of the tubes.
  • an external fluid such as a flow of air
  • Heat exchangers are also known comprising a bundle of plates arranged in pairs parallel to each other on one or more parallel rows between them.
  • the pairs of plates are arranged to define on the one hand a flow passage of a first fluid and on the other hand an interval between two pairs of adjacent plates through which a second fluid can flow by exchanging heat. with the first fluid.
  • Heat exchangers as described above can be assembled by brazing, which induces a thermal action on the heat exchanger, but also known heat exchangers mechanical assembly, that is to say whose elements are interconnected by mechanical assembly only, for example by cooperation of shape and then deformation.
  • the heat exchange bundle may comprise a plurality of metal strips, each being perforated with at least one orifice, advantageously a plurality of orifices, intended to receive the tubes of the heat exchanger which are then expanded in the orifices of one or more metal strips.
  • the object of the invention is to improve the performance of known heat exchangers. Another object of the invention is to improve the efficiency of a heating, ventilation and / or air conditioning system comprising such a heat exchanger.
  • the subject of the invention is a heat exchanger between a first fluid and a second fluid, in particular for a motor vehicle, said exchanger comprising a heat exchange bundle defining an alternating stack of first circulation channels of the first fluid and of second circulation channels of the second fluid, and second fluid flow disruptors arranged in the second circulation channels.
  • the heat exchanger has at least one free zone devoid of disturbers in the second circulation channels, and the heat exchanger further comprises at least one vibration device comprising at least one transmitter arranged on a free zone devoid of disruptive in a second circulation channel and adapted to generate acoustic waves in the heat exchange beam, so as to improve the heat exchange between the first fluid and the second fluid.
  • the acoustic waves that propagate inside the heat exchange bundle promote the heat exchange of the two fluids, thereby contributing to optimizing the efficiency of a heating, ventilation system. and / or air conditioning comprising such a heat exchanger.
  • the heat exchanger may further comprise one or more of the following features, taken separately or in combination:
  • the disrupters are made in the form of substantially corrugated fins, the fins extending respectively in a second circulation channel for a length less than the length of the second circulation channel;
  • the heat exchanger is of substantially parallelepipedal shape, having an alternating stack of first circulation channels and second circulation channels in the direction of the height, and said at least one emitter is arranged by extending over the entire height of a second circulation channel;
  • the heat exchange bundle comprises a plurality of flat tubes defining the first circulation channels and respectively having at least one lateral surface vis-à-vis a second circulation channel, and at least one transmitter of the vibration device is arranged opposite one end of the lateral surface of a flat tube;
  • the heat exchange bundle comprises a stack with a plurality of plates joined in pairs to define the first circulation channels, and a plurality of interleaves provided with disrupters arranged between two pairs of plates, and at least one transmitter of the vibration is arranged between a spacer provided with disturbers and a pair of plates vis-à-vis a zone free of disturbers;
  • At least one transmitter is arranged in contact with two pairs of plates on either side of a second circulation channel;
  • the heat exchanger comprises at least one fluid collection box into which the first circulation channels open, and at least one emitter of the vibration device is arranged close to the fluid collection box;
  • the vibration device further comprises at least one additional transmitter arranged on the disturbers, for example substantially centrally;
  • the vibration device is a piezoelectric vibration device
  • the piezoelectric vibration device comprises at least one piezoelectric emitter made of ceramic material
  • the vibration device is capable of generating acoustic waves in a frequency range of the order of 15 kHz to 135 kHz, preferably between 15 kHz and 30 kHz; the heat exchanger is mechanically assembled;
  • the heat exchanger is assembled by brazing.
  • the invention also relates to a heating, ventilation and / or air conditioning system, in particular for a motor vehicle comprising at least one heat exchanger as defined above.
  • FIG. 1a schematically and simplified representation of a heat exchanger according to a first embodiment
  • FIG. lb is a sectional view partially showing a heat exchanger thermal device comprising a collecting box
  • FIG. 2 is a diagrammatic and simplified representation of a heat exchanger according to a second embodiment
  • FIG. 3a is a partial perspective view of a heat exchanger according to a third embodiment
  • FIG. 3b is a partial sectional view of a tube passing through a plurality of parallel metal strips of the heat exchanger of FIG. 3a;
  • FIG. 4a is a partial perspective view of a heat exchanger according to a fourth embodiment
  • FIG. 4b is a partial sectional view of a brazed tube with a fin of the heat exchanger of FIG. 4a,
  • FIG. 5 is a partial perspective view of a heat exchanger according to a fifth embodiment.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a heat exchanger according to a sixth embodiment.
  • FIGS. 3a and 3b corresponding to the elements of FIGS. 1a and 1b carry the same references preceded by the one hundred 1s.
  • the elements of FIGS. 4a and 4b corresponding to the elements of FIGS. 1a and 1b carry the same references preceded by the one hundred 2.
  • the elements of Figure 6 corresponding to the elements of Figures la and lb bear the same references preceded by the hundred 3.
  • the heat exchanger 3 comprises a heat exchange bundle 5, in which a first fluid such as a refrigerant and a second fluid can circulate for an exchange. thermal with the first fluid.
  • the first fluid may be a coolant or a refrigerant.
  • the second fluid may be in gaseous form, such as a stream of air, or alternatively in liquid form such as brine.
  • the heat exchanger 3 is in particular a heat exchanger of a heating, ventilation and / or air conditioning system for a motor vehicle, in particular an air conditioning loop of this installation. This may include an air condenser or a water condenser.
  • the heat exchanger 3 has a substantially parallelepipedal general shape defining a longitudinal axis L which corresponds to a horizontal axis in the mounted state in a motor vehicle, and an axis h perpendicular to the longitudinal axis L in the direction of the height, and which corresponds to a substantially vertical axis in the mounted state in a motor vehicle.
  • the heat exchange bundle 5 comprises an alternating stack of a plurality of first circulation channels 7 for the first fluid and second circulation channels 8 of the second fluid, alternated with the first circulation channels 7.
  • the heat exchange bundle 5 may comprise tubes 6 which respectively define a first circulation channel 7 or a plurality of first circulation channels 7 as illustrated. Each second circulation channel 8 is thus arranged between two tubes 6 defining first circulation channels 7.
  • the tubes 6 extend here along the longitudinal axis L of the heat exchanger 3.
  • the tubes 6 are stacked one above the other, with a pitch between the tubes 6 defining the second circulation channels 8, along the axis h in the direction of the height of the heat exchanger 3.
  • the heat exchange bundle 5 furthermore comprises at least a first 9 collector box and a second manifold 11 of the first fluid fluidically connected with each first circulation channel 7. More specifically, the ends of the tubes 6 defining the first flow channels 7, here the longitudinal ends of the tubes 6, are arranged so as to lead respectively into a header box 9, 11. At least one of the manifolds 9, 11 is connected to a refrigerant circuit, for example an air conditioning circuit for a motor vehicle.
  • a refrigerant circuit for example an air conditioning circuit for a motor vehicle.
  • the manifolds 9, 11 are arranged on either side of the stack of the first and second circulation channels 7 and 8, along the longitudinal axis L and respectively form a first lateral flank of the heat exchange bundle 5 and a second lateral flank of the heat exchange bundle 5 opposite the first lateral flank.
  • the heat exchange bundle 5 further comprises second fluid flow disruptors 12 arranged in the second circulation channels 8.
  • the disrupters are made in the form of a plurality of fins substantially corrugated.
  • the heat exchange bundle 5 has at least one free zone free of disturbers 12 in the second circulation channels 8.
  • the second circulation channels 8 extend along a length L and the fins 12 extend respectively in a second circulation channel 8 over a length L 2 less than the length Lj of this second circulation channel 8.
  • the tubes 6 opening into the manifolds 9, 11 therefore extend over a length greater than the length Lj of a second circulation channel 8 and thus to the length L2 of a fin 12.
  • the heat exchanger 3 further comprises at least one vibration device 21 capable of generating acoustic waves.
  • the term acoustic must be taken in a general sense and is not limited to audible frequencies.
  • the vibration device 21 is able to generate ultrasound. More specifically, the vibration device 21 is capable of generating acoustic waves in a frequency range of the order of 15 kHz to 135 kHz, preferably between 15 kHz and 30 kHz.
  • the vibration device 21 comprises for this purpose an emitter 25 or a plurality of emitters 25 arranged in the heat exchange bundle 5 and able to generate acoustic waves.
  • the transmitter or each transmitter 25 can be arranged to generate an acoustic signal in a direction substantially parallel to the longitudinal axis L of the heat exchange bundle 5, here substantially horizontal, or substantially perpendicular to the longitudinal axis L in the direction of the height along the axis h, here substantially vertical, or generate an acoustic signal coupled in both directions.
  • the vibration device 21 is a piezoelectric vibration device 21.
  • the vibration device 21 comprises at least one piezoelectric transmitter 25, or piezoelectric transducer, of ceramic material comprising electrodes (not visible in the figures).
  • the piezoelectric vibration device 21 further comprises electrical cables 29 connected to a power source 31, for example the electrical network of the motor vehicle, and to the electrodes of one or more piezoelectric emitters 25, allowing the power supply of the piezoelectric emitter (s).
  • At least one transmitter 25 is arranged on a free zone devoid of disturbers 12 of a second circulation channel 8, which corresponds, according to the example described, to a zone without fin 12.
  • the longitudinal ends of each surface lateral view of a tube 6 are respectively facing an area of a second circulation channel 8 which is devoid of fins 12.
  • one or each transmitter 25 is arranged at one end, here longitudinal, of the area side of a tube 6 vis-à-vis a second circulation channel 8.
  • the acoustic waves generated by the emitters 25 affect the flow of the first fluid that circulates in the first circulation channels 7 and / or the second fluid that circulates in the second circulation channels 8. This phenomenon is also called “acoustic current”. or “acoustic streaming” in English, which improves the heat exchange between the first fluid and the second fluid.
  • each emitter 25 is arranged between a fin 12 and a header box 9 or 11 .
  • the emitters 25 are for example fixed on the tubes 6 by gluing.
  • Advantageously chosen glue epoxy resin Such an epoxy resin glue helps to focus the acoustic waves.
  • the vibration device 21 comprising an emitter or a plurality of emitters 25 is activated when the heat exchanger 3 is in operation.
  • the vibration device 21 can be activated during the entire operating life of the heat exchanger 3 or, alternatively, occasionally during the operation of the heat exchanger 3.
  • the vibration device 21 can be configured to generate acoustic waves of continuously or alternatively in a non-continuous manner in order to reduce the power consumption in particular.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the heat exchanger 3.
  • the description of the first embodiment with reference to FIGS. 1a and 1b applies to the identical components, only the differences are now described.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that, in addition to the transmitter (s) 25 arranged on a free zone free from disturbers 12, the vibration device 21 may comprise at least one additional transmitter 27 arranged on the disrupters 12, here on the fins 12 substantially corrugated. To do this, it is possible to define a volume in the fins 12 to receive an additional transmitter 27 or the additional transmitter 27 can be directly arranged on the fin 12 without providing such a volume.
  • the one or more additional transmitters 27 may be evenly distributed in the heat exchange bundle 5.
  • each additional transmitter 27 is arranged substantially centrally on a fin 12.
  • the additional transmitters 27 may be contrary be arranged in a variable manner on each fin 12.
  • the additional emitters 27 can be fixed on the fins 12 by gluing.
  • Advantageously chosen glue epoxy resin helps to focus the acoustic waves.
  • the additional transmitter or transmitters 27 are then in direct contact with the second fluid passing through the second circulation channels 8.
  • the additional emitter or emitters 27 may be piezoelectric transmitters or transducers fed by the power source 31.
  • the acoustic waves generated by the additional emitters 27 make it possible to further improve the heat exchange between the first fluid and the second fluid.
  • FIGS 3a and 3b partially show a third alternative embodiment of the heat exchanger 3.
  • the description of the first embodiment with reference to Figures la and lb applies to the same components, only the differences are now described.
  • the heat exchanger 3 to which the invention applies is mechanically assembled, that is to say whose elements are interconnected by mechanical assembly only, for example by form cooperation and then deformation, as opposed to a brazed exchanger which induces a thermal action on the heat exchanger.
  • These include an assembly radiator mechanical.
  • the heat exchange bundle 5 comprises one or more rows, here two rows of tubes 106 of substantially circular section, of course any other form of tube may be provided.
  • the heat exchange bundle 5 further comprises metal strips
  • the orifices may be arranged along one or more rows, depending on whether the bundle of tubes comprises one or more rows of tubes 106, for example parallel to a longitudinal direction, corresponding to the large size of the metal strip 133, generally of a shape substantially rectangular.
  • each tube 106 is threaded into an orifice of a metal band 133, or even in several aligned orifices of a plurality of metal strips 133, and is then deformed in particular by expansion and is pressed against a collar bordering each orifice and made of material with the metal strip 133 that the tube 106 passes through.
  • the metal strips 133 make it possible to define between them the second circulation channels 8 for the second fluid.
  • the metal strips 133 further comprise disrupters 112, here made in the form of rows of louvers 112, the function of which is to increase the heat exchange by deflecting and / or disturbing the flow of the second fluid, which passes through the heat exchanger 3.
  • the metal strips 133 present respectively in this example a generally rectangular general shape, and the louvers 112 are, in this example, arranged along the width of the metal strips 133 so as to project obliquely from the surface of each metal strip 133.
  • a transmitter 25 as described previously can be arranged between two metal strips 133 on a free zone devoid of disturbers, here in the form of shutters 112.
  • a plurality of transmitters 25 may be provided.
  • the emitter 25 can thus act either on the tube 106 or on the metal strip 133 .
  • FIGS 4a and 4b partially show a fourth alternative embodiment of the heat exchanger 3.
  • the description of the first embodiment with reference to Figures la and lb applies to the identical components, only the differences are now described.
  • the heat exchanger 3 to which the invention applies is a brazed heat exchanger in opposition to the mechanical assembly heat exchanger of the third embodiment.
  • the heat exchange bundle 5 comprises a plurality of tubes 206, such as flat tubes 206, of course any other shape can be envisaged.
  • a transmitter 25 as described above can be arranged on a free zone of each flat tube 206 without disturbers, here in the form of fins 12.
  • a plurality of emitters 25 can be provided .
  • one or more additional transmitters 27 as described according to the second embodiment may be arranged on the fins 12.
  • FIG. 5 partially illustrates a fifth embodiment variant of the heat exchanger 3.
  • the description of the first embodiment with reference to FIGS. 1a and 1b applies to the identical components, only the differences are now described.
  • the fifth embodiment differs from the first embodiment in that the heat exchanger 3 comprises a fluid reservoir 10.
  • the reservoir 10 is adapted to receive the fluid from the heat exchanger 3 and allows phase separation. of this fluid.
  • a reservoir 10 is also called a bottle, or phase separation bottle or still condenser bottle when the associated heat exchanger is a condenser. We also speak of "receiver drier" in English.
  • the tank 10 as shown thus forms a unitary system with the heat exchanger 3, advantageous in terms of space.
  • the fluid reservoir 10 for the phase separation of the fluid is arranged at the second lateral side of the heat exchange bundle 5.
  • the reservoir 10 is in this example arranged extending substantially vertically in the mounted state in the motor vehicle, extending substantially parallel to the second manifold 11. More specifically in this example, the tank 10 is attached to the second manifold 11.
  • one or more transmitters 25 arranged on free zones devoid of interferers 12, for example in the form of fins 12, are arranged near the second header 11 and the tank 10, more precisely between a fin 12 one side and the second manifold 11 and the tank 10 on the other side.
  • the reservoir 10 may furthermore comprise at least one additional vibration device (not shown) capable of generating acoustic waves intended to propagate in the interior of the reservoir 10 to receive the fluid coming from the heat exchanger 3, so as to improve the phase separation of the fluid and the heat exchange of the fluid in the tank 10 with the flow of ambient air around the tank 10.
  • at least one additional vibration device capable of generating acoustic waves intended to propagate in the interior of the reservoir 10 to receive the fluid coming from the heat exchanger 3, so as to improve the phase separation of the fluid and the heat exchange of the fluid in the tank 10 with the flow of ambient air around the tank 10.
  • the additional vibration device may comprise at least one external emitter arranged on the outside of the tank 10 and / or at least one internal emitter arranged inside the tank 10.
  • the external or internal emitters are for example similar to the transmitters 25 as described with reference to the first embodiment.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a sixth variant embodiment of the heat exchanger 3.
  • the sixth embodiment differs from the first embodiment in that the heat exchange bundle 5 comprises a stack of plates 335.
  • the plates 335 define in pairs the first circulation channels 7 for the first fluid.
  • Upper end plates and lower 337 and side end plates 339 are in this example provided to close the heat exchange bundle 5.
  • Tubing 341 allow admission and evacuation of the second fluid in the second channels, and are arranged in this example on an upper end plate 337.
  • a plate heat exchanger In this case, it is referred to as a plate heat exchanger.
  • the assembly of a pair of plates 335 opposite can be considered as a tube.
  • the pairs of plates 335 defining the first circulation channels 7 respectively have at least one lateral surface vis-à-vis a second circulation channel 8.
  • At least one transmitter 25 as defined above is arranged in a second circulation channel 8 at a zone free of disturbers, here at one end, of the interlayer equipped with disrupters 312. This zone free from disturbers is here in view of one end of a lateral surface of a pair of plates 335 defining a first circulation channel 7.
  • the emitter or emitters 25 may be fixed, for example by gluing, to the interlayer provided with disrupters 312 and / or on the plate 335 facing each other.
  • vibration device 21 of the heat exchanger 3 makes it possible to improve the heat exchange between the first and second fluids, thus optimizing the efficiency of a heating, ventilation and / or air conditioning system, for example, comprising such a heat exchanger 3.

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Abstract

Échangeur thermique et installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation associée L'invention concerne un échangeur thermique (3) entre un premier fluide et un deuxième fluide, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur (3) comprenant : - un faisceau d'échange thermique (5) définissant un empilement alterné de premiers canaux de circulation (7) du premier fluide et de deuxièmes canaux de circulation (8) du deuxième fluide, et - des perturbateurs (12) d'écoulement du deuxième fluide agencés dans les deuxièmes canaux de circulation (8). Selon l'invention, l'échangeur thermique (3) présente une zone libre dépourvue de perturbateurs (12) dans les deuxièmes canaux de circulation (8), et comprend en outre un dispositif de vibrations (21) comprenant un émetteur (25) agencé sur une zone libre dépourvue de perturbateurs (12) d'un deuxième canal de circulation et apte à générer des ondes acoustiques dans le faisceau d'échange thermique (5), de manière à améliorer l'échange thermique entre le premier fluide et le deuxième fluide.

Description

Échangeur thermique et installation de chauffage, de ventilation et/ou de
climatisation associée
L'invention est du domaine des échangeurs thermiques, en particulier pour une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile.
Un véhicule automobile est couramment équipé d'une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation pour réguler les paramètres aérothermiques d'un flux d'air distribué vers l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Une telle installation est couramment appelé HVAC (pour Heating, Ventilation and Air-Conditioning en anglais) et comprend notamment un ou plusieurs échangeurs thermiques.
Un échangeur thermique, par exemple utilisé dans l'industrie automobile, comprend des éléments d'échange thermique et d'écoulement de fluide dans lesquels circulent des fluides échangeant de la chaleur entre eux.
De nombreuses associations de fluides peuvent être envisagées, qu'il s'agisse de liquides et/ou de gaz. Les éléments d'échange thermique peuvent par exemple comprendre des tubes plats, des ailettes de perturbation de la circulation de gaz et/ou des perturbateurs d'écoulement de fluide ou autres.
De nombreuses configurations structurelles sont envisageables.
On connaît par exemple aujourd'hui des échangeurs thermiques pour véhicules automobiles comprenant notamment un faisceau de tubes disposés parallèlement sur une ou plusieurs rangées, ces tubes étant destinés à la circulation à travers l'échangeur thermique d'un fluide caloporteur ou réfrigérant. Il s'agit en particulier de tubes dits « plats » adaptés pour être agencés dans un échangeur thermique dont l'encombrement est réduit.
La fonction de tels échangeurs thermiques est de permettre un échange thermique entre le fluide en circulation à l'intérieur de la ou des rangées de tubes alignés et un fluide extérieur, tel qu'un flux d'air, traversant la ou les rangées de tubes, par exemple transversalement par rapport à l'axe longitudinal des tubes. Afin d'augmenter les échanges thermiques entre les fluides, il est courant de munir les échangeurs thermiques d'une pluralité de perturbateurs tels que des ailettes par exemple sensiblement ondulées.
On connaît aussi des échangeurs thermiques comprenant un faisceau de plaques disposées par paires parallèlement les unes aux autres sur une ou plusieurs rangées parallèles entre elles. Les paires de plaques sont agencées pour définir d'une part un passage d'écoulement d'un premier fluide et d'autre part un intervalle entre deux paires de plaques voisines à travers lequel un deuxième fluide peut s'écouler en échangeant de la chaleur avec le premier fluide. Encore, afin d'augmenter les échanges thermiques entre les fluides, il est courant de disposer des perturbateurs dans l'intervalle entre deux paires de plaques voisines.
Les échangeurs thermiques tels que décrits précédemment peuvent être assemblés par brasage, qui induit une action thermique sur l'échangeur thermique, mais on connaît aussi des échangeurs thermiques dits à assemblage mécanique, c'est-à-dire dont les éléments sont reliés entre eux par assemblage mécanique uniquement, par exemple par coopération de forme puis déformation. Dans ce dernier cas, le faisceau d'échange thermique peut comprendre une pluralité de bandes métalliques, chacune étant perforée d'au moins un orifice, avantageusement d'une pluralité d'orifices, destinés à recevoir les tubes de l'échangeur thermique qui sont alors expansés dans les orifices d'une ou plusieurs bandes métalliques.
Pour tous ces échangeurs thermiques, il est constant de chercher à optimiser les performances.
L'invention a pour objectif d'améliorer les performances des échangeurs thermiques connus. Un autre but de l'invention est d'améliorer l'efficacité d'une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation comprenant un tel échangeur thermique.
À cet effet, l'invention a pour objet un échangeur thermique entre un premier fluide et un deuxième fluide, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur comprenant un faisceau d'échange thermique définissant un empilement alterné de premiers canaux de circulation du premier fluide et de deuxièmes canaux de circulation du deuxième fluide, et des perturbateurs d'écoulement du deuxième fluide agencés dans les deuxièmes canaux de circulation. Selon l'invention l'échangeur thermique présente au moins une zone libre dépourvue de perturbateurs dans les deuxièmes canaux de circulation, et l'échangeur thermique comporte en outre au moins un dispositif de vibrations comprenant au moins un émetteur agencé sur une zone libre dépourvue de perturbateurs dans un deuxième canal de circulation et apte à générer des ondes acoustiques dans le faisceau d'échange thermique, de manière à améliorer l'échange thermique entre le premier fluide et le deuxième fluide.
Ainsi, en fonctionnement du dispositif de vibrations, les ondes acoustiques qui se propagent à l'intérieur du faisceau d'échange thermique favorisent l'échange thermique des deux fluides, contribuant ainsi à optimiser l'efficacité d'une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation comprenant un tel échangeur thermique.
L'échangeur thermique peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
les perturbateurs sont réalisés sous forme d'ailettes sensiblement ondulées, les ailettes s 'étendant respectivement dans un deuxième canal de circulation sur une longueur inférieure à la longueur du deuxième canal de circulation ;
l'échangeur thermique est de forme sensiblement parallélépipédique, présentant un empilement alterné de premiers canaux de circulation et de deuxièmes canaux de circulation dans le sens de la hauteur, et ledit au moins un émetteur est agencé en s'étendant sur toute la hauteur d'un deuxième canal de circulation ;
le faisceau d'échange thermique comprend une pluralité de tubes plats définissant les premiers canaux de circulation et présentant respectivement au moins une surface latérale en vis-à-vis d'un deuxième canal de circulation, et au moins un émetteur du dispositif de vibrations est agencé en regard d'une extrémité de la surface latérale d'un tube plat ;
au moins un émetteur est agencé dans un deuxième canal de circulation en contact avec deux tubes plats définissant des premiers canaux de circulation de part et d'autre du deuxième canal de circulation ; le faisceau d'échange thermique comprend un empilement avec une pluralité de plaques jointes deux à deux pour définir les premiers canaux de circulation, et une pluralité d'intercalaires munis de perturbateurs agencés entre deux paires de plaques, et au moins un émetteur du dispositif de vibrations est agencé entre un intercalaire muni de perturbateurs et une paire de plaques en vis-à-vis sur une zone dépourvue de perturbateurs ;
au moins un émetteur est agencé en contact avec deux paires de plaques de part et d'autre d'un deuxième canal de circulation ;
l'échangeur thermique comprend au moins une boîte collectrice de fluide dans laquelle débouchent les premiers canaux de circulation, et au moins un émetteur du dispositif de vibrations est agencé à proximité de la boîte collectrice de fluide ; le dispositif de vibrations comprend en outre au moins un émetteur supplémentaire agencé sur les perturbateurs, par exemple de façon sensiblement centrale ;
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 ; l'échangeur thermique est à assemblage mécanique ;
- l'échangeur thermique est assemblé par brasage.
L'invention concerne aussi une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation, notamment pour véhicule automobile comprenant au moins un échangeur thermique tel que défini précédemment.
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 la représente de façon schématique et simplifiée un échangeur thermique selon un premier mode de réalisation,
- la figure lb est une vue en coupe montrant de façon partielle un échangeur thermique comprenant une boîte collectrice,
- la figure 2 représente de façon schématique et simplifiée un échangeur thermique selon un deuxième mode de réalisation,
- la figure 3a est une vue partielle en perspective d'un échangeur thermique selon un troisième mode de réalisation,
- la figure 3b est une vue partielle en coupe d'un tube traversant une pluralité de bandes métalliques parallèles de l'échangeur thermique de la figure 3a,
- la figure 4a est une vue partielle en perspective d'un échangeur thermique selon un quatrième mode de réalisation,
- la figure 4b est une vue partielle en coupe d'un tube brasé à une ailette de l'échangeur thermique de la figure 4a,
- la figure 5 est une vue partielle en perspective d'un échangeur thermique selon un cinquième mode de réalisation, et
- la figure 6 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur thermique selon un sixième mode de réalisation.
Sur ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références. Les éléments des figures 3a et 3b correspondant aux éléments des figures la et lb portent les mêmes références précédées de la centaine 1. Les éléments des figures 4a et 4b correspondant aux éléments des figures la et lb portent les mêmes références précédées de la centaine 2. Les éléments de la figure 6 correspondant aux éléments des figures la et lb portent les mêmes références précédées de la centaine 3.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à 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. Premier mode de réalisation
En référence à la figure la, l'invention concerne un échangeur thermique 3. 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. Le premier fluide peut être un fluide caloporteur ou un fluide réfrigérant. Le deuxième fluide peut être sous forme gazeuse, tel qu'un flux d'air, ou en variante sous forme liquide tel que de l'eau glycolée.
L'échangeur thermique 3 est en particulier un échangeur thermique d'une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation pour véhicule automobile, notamment d'une boucle de climatisation de cette installation. Il peut s'agir notamment d'un condenseur à air ou d'un condenseur à eau.
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 un empilement alterné d'une pluralité de premiers canaux de circulation 7 pour le premier fluide et de deuxièmes canaux de circulation 8 du deuxième fluide, alternés avec les premiers canaux de circulation 7.
En référence à la figure lb, le faisceau d'échange thermique 5 peut comporter des tubes 6 qui définissent respectivement un premier canal de circulation 7 ou une pluralité de premiers canaux de circulation 7 comme illustré. Chaque deuxième canal de circulation 8 est donc agencé entre deux tubes 6 définissant des premiers canaux de circulation 7.
En référence aux figures la et lb, les tubes 6 s'étendent ici selon l'axe longitudinal L de l'échangeur thermique 3. Les tubes 6 sont empilés l'un au-dessus de l'autre, avec un pas entre les tubes 6 définissant les deuxièmes canaux de circulation 8, selon l'axe h dans le sens de la hauteur de l'échangeur thermique 3.
Le faisceau d'échange thermique 5 comprend de plus au moins une première boîte collectrice 9 et une deuxième boîte collectrice 11 du premier fluide raccordées de manière fluidique avec chaque premier canal de circulation 7. Plus précisément, les extrémités des tubes 6 définissant les premiers canaux de circulation 7, ici les extrémités longitudinales des tubes 6, sont agencées de manière à déboucher respectivement dans une boîte collectrice 9, 11. Au moins une des boîtes collectrices 9, 11 est 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 la figure la, les boîtes collectrices 9, 11 sont agencées de part et d'autre de l'empilement des premiers et deuxièmes canaux de circulation 7 et 8, 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.
Afin d'augmenter la surface d'échange thermique entre le premier fluide et le deuxième fluide, le faisceau d'échange thermique 5 comprend en outre des perturbateurs 12 d'écoulement du deuxième fluide agencés dans les deuxièmes canaux de circulation 8. Dans cet exemple, les perturbateurs sont réalisés sous la forme d'une pluralité d'ailettes 12 sensiblement ondulées.
Le faisceau d'échange thermique 5 présente au moins une zone libre dépourvue de perturbateurs 12 dans les deuxièmes canaux de circulation 8. Autrement dit, selon l'exemple illustré, les deuxièmes canaux de circulation 8 s'étendent selon une longueur L et les ailettes 12 s'étendent respectivement dans un deuxième canal de circulation 8 sur une longueur L2 inférieure à la longueur Lj de ce deuxième canal de circulation 8. Les tubes 6 débouchant dans les boîtes collectrices 9, 11 s'étendent donc sur une longueur supérieure à la longueur Lj d'un deuxième canal de circulation 8 et donc à la longueur L2 d'une ailette 12.
Selon l'invention, l'échangeur thermique 3 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.
Le dispositif de vibrations 21 comprend pour cela un émetteur 25 ou une pluralité d'émetteurs 25 agencés dans le faisceau d'échange thermique 5 et aptes à générer des ondes acoustiques.
L'émetteur ou chaque émetteur 25 peut être agencé de manière à générer un signal acoustique selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal L du faisceau d'échange thermique 5, ici sensiblement horizontal, ou sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal L dans le sens de la hauteur selon l'axe h, ici sensiblement vertical, 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 piézo-électrique, ou transducteur piézo-électrique, en matériau céramique comprenant des électrodes (non visibles sur les figures). Le dispositif de vibrations 21 piézo-électrique comprend en outre des câbles électriques 29 reliés à une source d'alimentation 31, par exemple du réseau électrique du véhicule automobile, et aux électrodes d'un ou plusieurs émetteurs 25 piézo-électriques, permettant l'alimentation électrique du ou des émetteurs 25 piézo-électriques.
En particulier, au moins un émetteur 25 est agencé sur une zone libre dépourvue de perturbateurs 12 d'un deuxième canal de circulation 8, ce qui correspond selon l'exemple décrit à une zone sans ailette 12.
Selon le mode réalisation illustré sur les figures la et lb, les tubes 6 définissant les premiers canaux de circulation 7 présentant respectivement au moins une surface latérale en vis-à-vis d'un deuxième canal de circulation 8. Les extrémités longitudinales de chaque surface latérale d'un tube 6 se retrouvent respectivement en regard d'une zone d'un deuxième canal de circulation 8 qui est dépourvue d'ailettes 12. Dans ce cas un ou chaque émetteur 25 est agencé à une extrémité, ici longitudinale, de la surface latérale d'un tube 6 en vis-à-vis d'un deuxième canal de circulation 8.
Les ondes acoustiques générées par les émetteurs 25 influent sur l'écoulement du premier fluide qui circule dans les premiers canaux de circulation 7 et/ou du deuxième fluide qui circule dans les deuxièmes canaux de circulation 8. Ce phénomène est aussi appelé « courant acoustique » ou « acoustic streaming » en anglais, ce qui permet d'améliorer les échanges thermiques entre le premier fluide et le deuxième fluide.
De plus, comme cela est mieux visible sur la figure lb, le ou les émetteurs 25 sont agencés à proximité d'une boîte collectrice 9 ou 11. Ainsi, chaque émetteur 25 se trouve agencé entre une ailette 12 et une boîte collectrice 9 ou 11.
Les émetteurs 25 sont par exemple fixés sur les tubes 6 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 ou une pluralité d'émetteurs 25 est activé lorsque l'échangeur thermique 3 est en fonctionnement. Le dispositif de vibrations 21 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.
Deuxième mode de réalisation
La figure 2 montre une variante de réalisation de l'échangeur thermique 3. La description du premier mode de réalisation en référence aux figures la et lb s'applique aux composants identiques, seules les différences sont maintenant décrites.
Le deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation par le fait qu'en complément du ou des émetteurs 25 agencés sur une zone libre dépourvue de perturbateurs 12, le dispositif de vibrations 21 peut comprendre au moins un émetteur supplémentaire 27 agencé sur les perturbateurs 12, ici sur les ailettes 12 sensiblement ondulées. Pour ce faire, on peut prévoir de définir un volume dans les ailettes 12 pour recevoir un émetteur supplémentaire 27 ou l'émetteur supplémentaire 27 peut être directement agencé sur l'ailette 12 sans prévoir un tel volume.
Le ou les différents émetteurs supplémentaires 27 peuvent être régulièrement répartis dans le faisceau d'échange thermique 5. Dans l'exemple illustré, chaque émetteur supplémentaire 27 est agencé de façon sensiblement centrale sur une ailette 12. Bien entendu, les émetteurs supplémentaires 27 peuvent au contraire être agencés de manière variable sur chaque ailette 12.
Les émetteurs supplémentaires 27 peuvent être fixés sur les ailettes 12 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 ou les émetteurs supplémentaires 27 sont alors en contact direct avec le deuxième fluide passant à travers les deuxièmes canaux de circulation 8.
De façon similaire aux émetteurs 25 agencés sur une zone libre sans ailette 12, le ou les émetteurs supplémentaires 27 peuvent être des émetteurs ou transducteurs piézoélectriques alimentés par la source d'alimentation 31.
Les ondes acoustiques générées par les émetteurs supplémentaires 27 permettent d'améliorer encore les échanges thermiques entre le premier fluide et le deuxième fluide.
Troisième mode de réalisation
Les figures 3a et 3b montrent de façon partielle une troisième variante de réalisation de l'échangeur thermique 3. La description du premier mode de réalisation en référence aux figures la et lb s'applique aux composants identiques, seules les différences sont maintenant décrites.
Selon ce troisième mode de réalisation, l'échangeur thermique 3 auquel s'applique l'invention est à assemblage mécanique, c'est-à-dire dont les éléments sont reliés entre eux par assemblage mécanique uniquement, par exemple par coopération de forme puis déformation, par opposition à un échangeur brasé qui induit une action thermique sur l'échangeur thermique. Il s'agit notamment d'un radiateur à assemblage mécanique.
Selon l'exemple illustré sur la figure 3a, le faisceau d'échange thermique 5 comprend une ou plusieurs rangées, ici deux rangées, de tubes 106 de section sensiblement circulaire, bien entendu on peut prévoir toute autre forme de tube.
Le faisceau d'échange thermique 5 comprend en outre des bandes métalliques
133 généralement de faible épaisseur également appelées feuillards, par exemple en alliage d'aluminium, dans lesquelles sont perforées des orifices pour recevoir les tubes 106. Ces bandes métalliques sont également couramment appelés « ailettes » mais il ne s'agit pas des ailettes de perturbation telles que décrites dans le premier mode de réalisation. Les orifices peuvent être ménagés le long d'une ou plusieurs rangées, selon que le faisceau de tubes comprend une ou plusieurs rangées de tubes 106, par exemple parallèlement à une direction longitudinale, correspondant à la grande dimension de la bande métallique 133 généralement de forme sensiblement rectangulaire.
Lors de l'assemblage mécanique, chaque tube 106 est enfilé dans un orifice d'une bande métalliques 133, voire dans plusieurs orifices alignés d'une pluralité de bandes métalliques 133, et est ensuite déformé notamment par expansion et vient se plaquer contre un collet bordant chaque orifice et venu de matière avec la bande métallique 133 que le tube 106 traverse.
Les bandes métalliques 133 permettent de définir entre elles les deuxièmes canaux de circulation 8 pour le deuxième fluide.
Les bandes métalliques 133 comprennent en outre des perturbateurs 112, ici réalisés sous forme de rangées de persiennes 112, dont la fonction est d'augmenter l'échange thermique en déviant et/ou perturbant le flux du deuxième fluide, qui traverse l'échangeur thermique 3. Les bandes métalliques 133 présentent respectivement dans cet exemple une forme générale sensiblement rectangulaire, et les persiennes 112 sont, dans cet exemple, disposées suivant la largeur des bandes métalliques 133 de manière à faire saillie obliquement de la surface de chaque bande métalliques 133.
En référence à la figure 3b, un émetteur 25 tel que décrit précédemment peut être agencé entre deux bandes métalliques 133 sur une zone libre dépourvue de perturbateurs, ici sous forme de persiennes 112. Bien entendu, une pluralité d'émetteurs 25 peuvent être prévus.
Selon ce mode de réalisation particulier, on peut prévoir d'agencer le ou les émetteurs 25 directement sur une bande métallique 133 et/ou sur un tube 106. L'émetteur 25 peut ainsi agir soit sur le tube 106 soit sur la bande métallique 133.
Quatrième mode de réalisation
Les figures 4a et 4b montrent de façon partielle une quatrième variante de réalisation de l'échangeur thermique 3. La description du premier mode de réalisation en référence aux figures la et lb s'applique aux composants identiques, seules les différences sont maintenant décrites.
Selon ce quatrième mode de réalisation, l'échangeur thermique 3 auquel s'applique l'invention est un échangeur thermique brasé par opposition à l'échangeur thermique à assemblage mécanique du troisième mode de réalisation.
Le faisceau d'échange thermique 5 comprend une pluralité de tubes 206, tels que des tubes plats 206, bien entendu toute autre forme peut être envisagée. En référence à la figure 4b, un émetteur 25 tel que décrit précédemment peut être agencé sur une zone libre de chaque tube plat 206 dépourvue de perturbateurs, ici sous forme d'ailettes 12. Bien entendu, une pluralité d'émetteurs 25 peuvent être prévus.
Bien entendu, un ou plusieurs émetteurs supplémentaires 27 tel que décrit selon le deuxième mode de réalisation peuvent être agencés sur les ailettes 12.
Cinquième mode de réalisation
La figure 5 illustre de façon partielle une cinquième variante de réalisation de l'échangeur thermique 3. La description du premier mode de réalisation en référence aux figures la et lb s'applique aux composants identiques, seules les différences sont maintenant décrites.
Le cinquième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation par le fait que l'échangeur thermique 3 comprend un réservoir de fluide 10. Le réservoir 10 est apte à recevoir le fluide en provenance de l'échangeur thermique 3 et permet une séparation de phases de ce fluide. Un tel réservoir 10 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.
Le réservoir 10 tel que représenté forme donc un système unitaire avec l'échangeur thermique 3, avantageux en termes d'encombrement.
Selon l'exemple illustré, le réservoir 10 de fluide pour la séparation de phases du fluide, ici des phases gazeuse et liquide, est agencé au niveau du deuxième flanc latéral du faisceau d'échange thermique 5. Le réservoir 10 est dans cet exemple agencé en s'étendant sensiblement verticalement à l'état monté dans le véhicule automobile, en s 'étendant de manière sensiblement parallèle à la deuxième boîte collectrice 11. Plus précisément dans cet exemple, le réservoir 10 est accolé à la deuxième boîte collectrice 11.
Dans ce cas, un ou plusieurs émetteurs 25 agencés sur des zones libres dépourvues de perturbateurs 12, par exemple sous forme d'ailettes 12, sont agencés à proximité de la deuxième boîte collectrice 11 et du réservoir 10, plus précisément entre une ailette 12 d'un côté et la deuxième boîte collectrice 11 et le réservoir 10 de l'autre côté.
En complément, le réservoir 10 peut comprendre en outre au moins un dispositif de vibrations additionnel (non représenté) apte à générer des ondes acoustiques destinées à se propager dans l'espace intérieur du réservoir 10 pour recevoir le fluide en provenance de l'échangeur thermique 3, de manière à améliorer la séparation de phases du fluide et l'échange thermique du fluide dans le réservoir 10 avec le flux d'air ambiant autour du réservoir 10.
Le dispositif de vibrations additionnel (non représenté) peut comprendre au moins un émetteur externe agencé sur l'extérieur du réservoir 10 et/ou au moins un émetteur interne agencé à l'intérieur du réservoir 10. Les émetteurs externes ou internes sont par exemple similaires aux émetteurs 25 tels que décrits en référence au premier mode de réalisation.
Sixième mode de réalisation
La figure 6 est une vue en perspective éclatée d'une sixième variante de réalisation de l'échangeur thermique 3. La description du premier mode de réalisation en référence aux figures la et lb s'applique aux composants identiques, seules les différences sont maintenant décrites.
Le sixième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que le faisceau d'échange thermique 5 comprend un empilement de plaques 335. Les plaques 335 définissent par paires les premiers canaux de circulation 7 pour le premier fluide. Des intercalaires 312 munis de perturbateurs de l'écoulement du deuxième fluide, par exemple sous forme de bossages, sont agencés entre les paires de plaques 335 définissant ainsi les deuxièmes canaux de circulation 8 entre deux paires de plaques 335. Des plaques d'extrémité supérieure et inférieure 337 et des plaques d'extrémité latérales 339 sont dans cet exemple prévues pour fermer le faisceau d'échange thermique 5. Des tubulures 341 permettent l'admission et l'évacuation du deuxième fluide dans les deuxièmes canaux, et sont agencées dans cet exemple sur une plaque d'extrémité supérieure 337.
On parle dans ce cas d'échangeur 3 à plaques. L'assemblage d'une paire de plaques 335 en regard peut être considéré comme un tube.
Les paires de plaques 335 définissant les premiers canaux de circulation 7 présentent respectivement au moins une surface latérale en vis-à-vis d'un deuxième canal de circulation 8.
Au moins un émetteur 25 tel que défini précédemment est agencé dans un deuxième canal de circulation 8 au niveau d'une zone dépourvue de perturbateurs, ici à une extrémité, de l'intercalaire muni de perturbateurs 312. Cette zone dépourvue de perturbateurs est ici en regard d'une extrémité d'une surface latérale d'une paire de plaques 335 définissant un premier canal de circulation 7.
Le ou les émetteurs 25 peuvent être fixés, par exemple par collage, sur l'intercalaire muni de perturbateurs 312 et/ou sur la plaque 335 en vis-à-vis.
On comprend donc que le dispositif de vibrations 21 de l'échangeur thermique 3 selon l'un ou l'autre des modes de réalisation précédemment décrit permet d'améliorer les échanges thermiques entre les premier et deuxième fluides optimisant ainsi l'efficacité d'une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation par exemple comprenant un tel échangeur thermique 3.

Claims

REVENDICATIONS
Échangeur thermique (3) entre un premier fluide et un deuxième fluide, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur (3) comprenant :
- un faisceau d'échange thermique (5) définissant un empilement alterné de premiers canaux de circulation (7) du premier fluide et de deuxièmes canaux de circulation (8) du deuxième fluide, et
- des perturbateurs (12 ; 112 ; 312) d'écoulement du deuxième fluide agencés dans les deuxièmes canaux de circulation (8),
caractérisé en ce que :
- l'échangeur thermique (3) présente au moins une zone libre dépourvue de perturbateurs (12 ; 112 ; 312) dans les deuxièmes canaux de circulation (8), et en ce que
- l'échangeur thermique (3) comporte en outre au moins un dispositif de vibrations (21) comprenant au moins un émetteur (25) agencé sur une zone libre dépourvue de perturbateurs (12 ; 112 ; 312) dans un deuxième canal de circulation (8) et apte à générer des ondes acoustiques dans le faisceau d'échange thermique (5), de manière à améliorer l'échange thermique entre le premier fluide et le deuxième fluide.
Échangeur thermique (3) selon la revendication précédente, dans lequel les perturbateurs (12) sont réalisés sous forme d'ailettes (12) sensiblement ondulées, les ailettes (12) s'étendant respectivement dans un deuxième canal de circulation (8) sur une longueur (L2) inférieure à la longueur (L/) du deuxième canal de circulation (8).
3. Échangeur thermique (3) selon l'une des revendications 1 ou 2, de forme sensiblement parallélépipédique, présentant un empilement alterné de premiers canaux de circulation (7) et de deuxièmes canaux de circulation (8) dans le sens de la hauteur, et dans lequel ledit au moins un émetteur (25) est agencé en s'étendant sur toute la hauteur d'un deuxième canal de circulation (8).
4. Échangeur thermique (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel :
- le faisceau d'échange thermique (5) comprend une pluralité de tubes plats (6 ;
106) définissant les premiers canaux de circulation (7) et présentant respectivement au moins une surface latérale en vis-à-vis d'un deuxième canal de circulation (8), et dans lequel
- au moins un émetteur (25) du dispositif de vibrations (21) est agencé en regard d'une extrémité de la surface latérale d'un tube plat (6 ; 106).
5. Échangeur thermique (3) selon les revendications 3 et 4, dans lequel au moins un émetteur (25) est agencé dans un deuxième canal de circulation (8) en contact avec deux tubes plats (6 ; 206) définissant des premiers canaux de circulation (7) de part et d'autre du deuxième canal de circulation (8).
6. Échangeur thermique (3) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel :
- le faisceau d'échange thermique (5) comprend un empilement avec une pluralité de plaques (335) jointes deux à deux pour définir les premiers canaux de circulation, et une pluralité d'intercalaires munis de perturbateurs (312) agencés entre deux paires de plaques (335), et dans lequel
- au moins un émetteur (25) du dispositif de vibrations (21) est agencé entre un intercalaire muni de perturbateurs (312) et une paire de plaques (335) en vis-à- vis sur une zone dépourvue de perturbateurs. 7. Échangeur thermique (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une boîte collectrice de fluide (9, 11) dans laquelle débouchent les premiers canaux de circulation (7), et dans lequel au moins un émetteur (25) du dispositif de vibrations (21) est agencé à proximité de la boîte collectrice de fluide (9, 11).
8. Échangeur thermique (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de vibrations (21) comprend en outre au moins un émetteur supplémentaire (27) agencé sur les perturbateurs (12), par exemple de façon sensiblement centrale.
Échangeur thermique (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de vibrations (21) est un dispositif de vibrations piézoélectrique.
Échangeur thermique (3) 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.
Échangeur thermique (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, à assemblage mécanique.
Échangeur thermique (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, assemblé par brasage.
Installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation, notamment pour véhicule automobile, comprenant au moins un échangeur thermique (3) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
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