EP3519756A1 - Collector box comprising a phase change material and heat exchanger comprising such a collector box - Google Patents

Collector box comprising a phase change material and heat exchanger comprising such a collector box

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Publication number
EP3519756A1
EP3519756A1 EP17787229.8A EP17787229A EP3519756A1 EP 3519756 A1 EP3519756 A1 EP 3519756A1 EP 17787229 A EP17787229 A EP 17787229A EP 3519756 A1 EP3519756 A1 EP 3519756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
change material
heat exchanger
phase change
collector box
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Withdrawn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
EP17787229.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kamel Azzouz
Julien Tissot
Michael LISSNER
Patrick Boisselle
Ambroise SERVANTIE
Sébastien Garnier
Samuel BRY
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
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1659258A external-priority patent/FR3056729B1/en
Priority claimed from FR1659388A external-priority patent/FR3056722B1/en
Priority claimed from FR1659288A external-priority patent/FR3056732B1/en
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3519756A1 publication Critical patent/EP3519756A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0234Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F2009/0285Other particular headers or end plates
    • F28F2009/0292Other particular headers or end plates with fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00Reinforcing means
    • F28F2225/08Reinforcing means for header boxes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Definitions

  • a collector box comprising a phase change material and heat exchanger comprising such a collector box.
  • the present invention relates to manifolds for heat exchangers. More specifically, this invention relates to heat exchangers used in motor vehicles, including charge air coolers and engine coolant coolers.
  • heat exchangers for motor vehicles comprise heat exchange channels in which circulates a heat transfer fluid.
  • the coolant exchanges heat with the medium surrounding the heat exchange channels.
  • These heat exchanges are intended to heat or cool the heat transfer fluid.
  • Two collector boxes respectively inlet and outlet are arranged on either side of the heat exchange channels so as to form a coolant circulation circuit extending from an inlet of the collector box of input to an outlet port of the outlet manifold box. The heat transfer fluid circulates in this circuit through the different heat exchange channels.
  • This type of heat exchanger is sized to withstand the temperatures reached during normal operation of the vehicle and dissipate enough heat in the temperature ranges defined by the car manufacturers. The most extreme temperatures are reached only briefly during certain operating stages of the exchanger. In the case of an engine coolant cooler, it has been estimated that for 90% of the operating time, only one-third of the radiator heat exchange area would be sufficient to dissipate enough heat to meet the conditions. engine operation.
  • the radiator is therefore oversized because it is used to its full potential only occasionally in time.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks by providing a heat exchanger that is less sensitive to the extreme temperatures of the internal heat transfer fluid entering the exchanger or the medium surrounding the heat exchange channels.
  • the invention relates to a manifold for a heat exchanger comprising a housing having an outer surface, and a phase change material inside the housing.
  • the use of the collector box according to the invention makes it possible to improve the efficiency of the heat exchange occurring inside the collector box.
  • the manifold may further include heat exchange projections on the outer surface of the housing.
  • the projections increase the heat transfer between the housing and its external environment, for example the air entering under the hood of the vehicle in which the manifold is installed, allowing effective cooling of the housing.
  • the coolant entering the manifold box will be in contact with a colder housing allowing a more efficient heat exchange between the coolant and the housing.
  • the collector box there is no increase in the exchange surface between the coolant and the casing, but it is outside the collector box that the exchange surface between the carter and its environment is increased.
  • the collector box of the present invention gives better results because it allows in particular the phase change material of to discharge, ie to cool, and so to regenerate.
  • the housing may be plastic or metal, and is preferably aluminum.
  • the projections may be fins.
  • the housing having a longitudinal axis, the fins may extend transversely to the longitudinal axis of the housing, preferably at 90 ° thereof.
  • the projections may be studs.
  • the pads may be straight cylinders or cones.
  • the straight cylinders can be chosen from those with a circular or rectangular base. With regard to the cones, these can be possibly truncated. Of course, a combination of two or more of these forms of pads can be used according to the needs of the manifold.
  • the distance between two projections is advantageously between 1 and 3 mm.
  • the thickness of the projections is advantageously between 0.5 and 1 mm.
  • the housing without the projections may be circumscribed in a parallelepiped of smaller volume, the projections are advantageously contained in the parallelepiped of smaller volume.
  • the height of the projections is advantageously less than 10 mm.
  • the collector box comprises:
  • a casing having a longitudinal axis, a bottom, two lateral flanks extending from the bottom of the same side thereof to give a U-shaped cross-section, and a housing space between the two lateral flanks and the background ;
  • phase change material is encapsulated in tubes.
  • phase change material in the collector box allows dimensioning of the smaller heat exchanger. Moreover, the phase-change material makes it possible, during peak power (increase in temperature), to store this additional energy in order to restore it later outside these power peaks. This results in a more restricted temperature variation which is ideal for turbocharging air cooling. Also, thanks to the encapsulation of phase change material in tubes, the pressure drop problem is minimized. Moreover, the encapsulation of the phase change material in the tubes is easier than in balls. In addition, the tubes have the following advantage over beads: less encapsulation material is needed for the same volume of phase change material. The corollary is therefore that it is possible to increase the volume of material with phase change compared to ball encapsulation.
  • the housing space may be divided into two portions in a plane substantially parallel to the mean plane of the bottom: a first portion closer to the bottom representing 2/3 of the volume of the housing space and a second portion further from the bottom representing 1/3 of the volume of the housing space; the phase change material being present only in the first portion.
  • the manifold may further comprise a tube holder having a base and two posts spaced from each other, the two posts having orifices, each orifices supporting one end of a tube.
  • the base of this support can be perforated.
  • the housing may comprise means for fixing or retaining the tube support. These fixing or retaining means may be means for clipping the base to the housing.
  • each of the uprights may be a perforated plate whose normal to the plate is collinear with the longitudinal axis of the housing, the two uprights being located at the ends of the support, and the tubes may be upright tubes extending between the two amounts.
  • each of the uprights may be a perforated plate whose normal to the plate is perpendicular to the longitudinal axis of the housing and does not intersect the bottom of the housing, the two uprights being located at the ends of the support, and the tubes may be corrugated tubes extending between the two uprights.
  • the housing may comprise a transverse plate sealing substantially in the middle of its longitudinal extension separating the housing space into two compartments: an inlet compartment and an outlet compartment;
  • the collector box can include two tube supports:
  • the second phase change material may have a phase transition temperature of between 0.5 and 0.7 times that of the first phase change material.
  • Such a header box may be for a heat exchanger of a high temperature cooling radiator, wherein the first phase change material has a phase transition temperature of between 90 ° C and 110 ° C, and the second phase change material has a phase transition temperature of between 70 ° C and 90 ° C.
  • such a header box may be intended for a heat exchanger of a low temperature cooling radiator, in which the first phase change material has a phase transition temperature of between 60 ° C. and 70 ° C. and the second phase change material has a phase transition temperature of between 40 ° C and 50 ° C.
  • the tubes may be of polymer, preferably of polycarbonate.
  • the tubes may be metal, preferably aluminum.
  • the advantage of the metal over the polymer is greater rigidity for lower wall thickness so for the same occupied space there will be more phase change material in metal tubes than in polymer.
  • the present invention also relates to a heat exchanger comprising a collector box as described above, for example a high temperature radiator or a low temperature radiator.
  • the heat exchanger may in particular comprise heat exchange channels connecting an inlet manifold box and an outlet manifold, these channels and collector boxes being arranged to form a circuit in which circulates an internal heat transfer fluid from an orifice inlet manifold inlet to an exit orifice of the outlet manifold passing through the different heat exchange channels, and wherein generally tubular envelopes encapsulating a phase change material are housed in at least one of the collector boxes, the envelopes being substantially parallel to each other.
  • the envelopes encapsulating the phase change material temporarily absorbs the excess heat of the internal heat transfer fluid passing through the heat exchanger thereby attenuating the temperature peaks of the internal heat transfer fluid.
  • phase change material has a latent heat of fusion greater than 280 kJ / m 3;
  • phase-change material passes from the solid phase to the liquid phase at a temperature in a melting point range of between 20 and 110 ° C., and more particularly chosen:
  • phase-change material is chosen from a fatty acid, a fatty alcohol, a paraffin and a hydrated salt;
  • the envelopes have a circular section whose external diameter is between 1 and 8 mm;
  • the internal heat transfer fluid is in gaseous form
  • the internal heat transfer fluid is in liquid form
  • the heat exchanger comprises envelopes positioned transversely relative to one another using means chosen from:
  • the heat exchange channels are tubes with a substantially circular or oblong section
  • an external heat transfer fluid liquid or gaseous, circulates outside the channels heat exchange, so as to exchange heat with the heat exchange channels essentially by convection,
  • fins are formed on an outer surface of the at least one of the collector boxes housing the envelopes,
  • the fins are shaped on at least one portion of outer surface located in correspondence of said at least one manifold.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an engine coolant cooling radiator, according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a detail of the cooling radiator shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of a detail of the cooling radiator shown in FIG. 1 with tearing of a collecting box of this exchanger
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a detail of the cooling radiator shown in FIG. 1 showing in more detail a transverse plate provided with positioning pins;
  • FIG. 5 is a view similar to that of FIG. 3 showing spacer rings
  • FIG. 6 is a perspective view of an envelope encapsulating phase change material on which a spacer ring is placed
  • FIG. 7 is a sectional view of a plurality of envelopes of phase change material positioned relative to one another by a spacer grid
  • FIG. 8 is a perspective view of a charge air cooler according to a second embodiment of the invention, in which a collector box is shown in section,
  • FIG. 9 is a perspective view of an envelope encapsulating phase change material used in the cooler shown in FIG. 8
  • FIG. 10 is a perspective view of a detail of a heat exchanger comprising a slip box according to the present invention
  • Figure 11 is a perspective view of a detail of a heat exchanger comprising a water box whose housing has been partially removed to give a glimpse of the phase change material;
  • Figure 12 is a perspective view of an embodiment of a finned manifold according to the present invention.
  • Figure 13 is an enlargement of Figure 12.
  • Figure 14 is a perspective view of an embodiment of a slip box with pads according to the present invention.
  • FIG. 15 is a three-quarter view of an example assembly of straight tubes for encapsulating phase-change material on a support as provided by the present invention.
  • Figure 16 is a three-quarter view taken at another corner of the same assembly of Figure 15 showing the base of the support;
  • Fig. 17 is a diagram showing the arrangement of two assemblies of Fig. 15 in a header box with an inlet compartment and a heat transfer fluid outlet compartment;
  • Figure 18 is a partial view from below of the manifold of Figure 17 showing the base of the support is the fastening means or retainer;
  • Fig. 19 is a three-quarter view of an exemplary corrugated tube assembly for encapsulating phase change material on a carrier as provided by the present invention;
  • Figure 20 is the same type of view as Figure 4 but with the assembly of Figure 19;
  • FIG. 21 schematically represents a corrugated tube having rectilinear sections and toric sections.
  • Figures 1 to 7 show a heat exchanger 10 according to a first embodiment of the invention forming for example a coolant cooling radiator of a motor vehicle engine.
  • This radiator 10 comprises a multitude of heat exchange channels 12 parallel to each other. These heat exchange channels 12 have a tubular shape whose section may be oblong, circular or other. The heat exchange channels 12 are delimited by walls 13. Each channel 12 is fixed at each of its ends to a holding member 14 which may also be called collector plate or collector, which positions the channels 12 relative to each other. other.
  • an internal heat transfer fluid 16 circulates inside the exchange channels This fluid 16 is a cooling liquid, for example, glycol water.
  • an external heat transfer fluid 18 circulates through the radiator 10. This fluid 18 is air. When it circulates in the heat exchange channels 12, the internal heat transfer fluid 16 transmits heat to the walls 13 of the channels 12.
  • the internal heat transfer fluid 16 cools and its outlet temperature of the channels 12 is lower than
  • the heat transmitted to the walls 13 of the heat exchange channels 12 diffuses by conduction, in particular to cooling fins 20 housed between the heat exchange channels 12. These fins 20 transfer their heat, essentially by convection, to the external coolant 18.
  • the cooling fins 20 are corrugated sheets of thermally conductive material which are attached to the walls 13 of the heat exchange channels 12.
  • An inlet collecting box 22 and an outlet collecting box 24 are arranged on either side of the heat exchange channels 12. These collecting boxes 22, 24 have a generally elongated shape and are fixed in a manner known per se to holding members 14. Thus, the different heat exchange channels 12 connect the inlet manifold box 22 to the outlet manifold 24.
  • the manifolds 22, 24 are members whose function is to divide the flow of internal heat transfer fluid 16 entering the radiator 10 and to fuse the flows of internal heat transfer fluid 16 leaving the heat exchange channels 12.
  • the collector box of 22 and the outlet manifold 24 are respectively provided with an inlet port 26 and an outlet port 28.
  • the manifolds 22, 24 are also each provided with a connection face 30 attached to the corresponding holding member 14 and connecting the manifolds 22, 24 to the channels 12.
  • the internal heat transfer fluid 16 circulates in a circuit going from the inlet orifice 26 of the inlet manifold 22 to the outlet orifice 28 of the box outlet manifold 24 passing through the different collecting boxes 22, 24 and the heat exchange channels 12.
  • phase change material 34 is a material whose latent heat is important and which is used in a temperature range including its phase change temperature. In this way, a phase change material is capable of storing or returning a large amount of heat during its phase change.
  • the phase change material used is selected from a fatty acid, a fatty alcohol, a paraffin and a hydrated salt.
  • the phase change material 34 used in this radiator 10 has a latent heat of fusion greater than 280 kJ / m 3.
  • the phase change material 34 used has a melting temperature in a range selected from 20 to 110 ° C, and more particularly from 50 ° C to 100 ° C, 45 ° C to 55 ° C and 80 ° C to 110 ° C. ° C according to the expected temperature of the internal coolant 16 at the location where it is positioned in the radiator 10.
  • the melting temperature of the phase change material 34 should be slightly greater than the temperature of the internal heat transfer fluid 16 in contact with the envelopes 32 encapsulating this phase change material 34 when there is no overheating.
  • the envelopes 32 have a generally tubular shape, of outer section between 1 and 8 mm. Each envelope 32 is closed at these two ends by a plug 36.
  • the various envelopes 32 are of substantially the same length and are positioned substantially parallel to each other so as to form a beam 38.
  • Each bundle 38 of envelopes 32 is housed in the corresponding manifold 22, 24, substantially parallel to the longitudinal direction of the manifold 22, 24.
  • fins are formed on an outer surface of one of the collector boxes, or two collector boxes, housing the envelopes 32. These fins increase the heat transfer between the water box and its external environment, for example with the air entering under the hood of the vehicle in which the manifold is installed, allowing effective cooling of the air box.
  • the vanes make it possible to improve the efficiency of the heat exchange occurring inside the header box and consequently allow the phase change material to discharge, ie to cool, and thus to regenerate.
  • the fins may in particular be shaped on an outer surface portion of the collector box located near the envelopes housed in the collector box. Preferably, the portion is located on the collector box corresponding to the location of the envelopes 32 in said at least one collector box, as illustrated in FIG.
  • the fins make it possible to improve the heat exchange in an area of the collector boxes where the envelopes are located, which further improves the efficiency of the heat exchanger with a better absorption of the temperature peaks and a better regeneration of the material to phase change through faster cooling obtained by the presence of fins on a suitable area of the box.
  • the radiator 10 comprises transverse positioning means 40, 42, 46 of the envelopes 32 relative to each other.
  • These positioning means 40, 42, 46 may comprise:
  • transverse plates 42 (see FIGS. 1, 3 and 4) nested in orifices
  • spacer grids 46 (see FIG. 7) traversed by a portion of the envelopes 32, positioning the envelopes 32 between them transversely.
  • the spacer rings 40 are tubular elements placed on the envelopes 32. The thickness of these rings 40 keeps the envelopes 32 away from each other.
  • the transverse plates 42 are plates housed at the ends of bundles 38 of envelopes 32. These plates 42 are provided with locating pins 48 which are fitted into the orifices 44 formed at the ends of the envelopes 32 of phase-change material 34 The positioning pegs 48 position the envelopes 32 axially and transversely between them.
  • FIGS. 7 to 9 show a heat exchanger according to a second embodiment.
  • elements similar to the first embodiment are designated by identical references.
  • the heat exchanger is an air cooler of supercharge 50.
  • the first heat transfer fluid 16 passing through this cooler is a pressurized gas from a turbocharger and intended to supply a heat engine.
  • the shape of the envelopes 32 of phase change materials 34 can be adapted to the use that is made of them.
  • the envelopes 32 have a greater diameter than in the first embodiment. In this way each envelope 32 contains a larger amount of phase change material 34.
  • the second heat transfer fluid 18 is a liquid.
  • the manifold 1 comprises a housing 11 (see Figure 12).
  • the housing is made of plastic or metal and has an outer surface 120.
  • the housing typically has a longitudinal axis A and a cross section relative to the longitudinal axis A in a U-shape, that is to say with an opening on a face.
  • the open face is opposite to the visible face. This opening allows the connection to the exchange beam of the heat exchanger.
  • the interior volume of the U is intended to receive a coolant during operation of the heat exchanger and possibly other components such as a phase change material.
  • the housing 11 has a neck shape whose ends are closed. Furthermore, as can be seen in FIGS.
  • the "bottom" of the neck ie the curved part of the U, does not have a homogeneous shape along the longitudinal axis A of the casing 11.
  • the casing 11 is preferably in plastic (for example based on PA polyamide loaded with fiberglass), or aluminum.
  • the manifold 1 also includes heat exchange projections 130, 140 on the outer surface 120 of the housing 11.
  • the projections 130, 140 provide the manifold box 1 additional heat exchange surfaces to cool the housing 11 during operation of the heat exchanger, the housing 11 in turn for cooling the heat transfer fluid.
  • the projections 130, 140 are preferably integral with the housing, and can be made of plastic or metal (preferably aluminum).
  • the casing 11 without the projections is circumscribed in a parallelepiped of smaller volume P, the projections 130, 140 are contained in the parallelepiped of smaller volume P.
  • the parallelepiped of smaller volume P is the smallest parallelepiped in volume which can contain the housing 11 of the manifold without taking into account the projections, the possible ports for connection of pipe is also not taken into account.
  • the size of the manifold 1 and ultimately the heat exchanger is not increased.
  • the projections are fins 130 (see FIG.
  • the fins 130 as heat exchange projections also make it possible to mechanically reinforce the manifold 1, in particular in the face of cyclic pressure constraints.
  • the fins 130 may extend transversely to the longitudinal axis A of the housing 11, preferably at 90 ° relative thereto.
  • the fins 130 are advantageously parallel to each other allowing the disposition of a large number of fins on the outer surface 120 of the casing 11.
  • the projections may be studs 140 (see FIG.
  • pads 140 with respect to the fins 130 has the advantage of increasing turbulence in the air around the manifold 1 during operation thereof, which therefore increases the heat transfer between the manifold 1 and the surrounding air.
  • These pads 140 may be straight cylinders, preferably circular 140a or rectangular base 140b (including square).
  • the pads 140 may still be cones 140c, possibly truncated.
  • a combination of two or more types of pads 140 may be used according to the needs of the manifold 1.
  • the studs 140 are distributed homogeneously on the outer surface 120 of the casing 11.
  • the pads 140 are distributed on the outer surface 120 of the housing 11 in a square mesh, preferably so that one side of the square mesh is parallel to the longitudinal axis A of the housing 11.
  • the distance d between two projections 130, 140 is preferably between 1 mm and 3 mm to limit the pressure drop of the air.
  • the distance d is understood as the distance measured perpendicularly, possibly perpendicularly to the tangent, to the faces of the projections 130, 140 at the point in question.
  • This pitch p is preferably between 1 mm and 3 mm. At identical pitch p, there is the same increase in heat transfer for the fins 130 and the studs 140 distributed in square mesh.
  • the thickness e of the projections 130, 140 is preferably constant and between 0.07 mm and 1 mm, preferably between 0.5 mm and 1 mm, more preferably between 0.7 mm and 1 mm. The last two intervals make it possible in particular to prevent the projections 130, 140 from bending at the slightest touch.
  • the thickness e is understood as the smallest dimension of the projection 130, 140.
  • the thickness e is the distance between the two faces opposite of the fin 130;
  • the thickness e is the diameter of the circular base;
  • a rectangular cylindrical stud with a rectangular base 140b, respectively square the thickness e is the width of the rectangular base, respectively the side of the square base.
  • the thickness e is the diameter of the circular base of the cone.
  • the height h of the projections is preferably less than 10 mm.
  • the height h is understood as the distance measured at a point of the base of the projection 130, 140 perpendicular to the outer surface 120 of the housing 11 and the peak of the projection.
  • the height h in each of the points of the projections 130, 140 is chosen so that the projections 130, 140 occupy the remaining height between the outer surface 120 of the casing 11 and the parallelepiped of smaller volume P.
  • the collector box 1 may advantageously also comprise a phase-change material 2 disposed in the space inside the casing 11, that is to say in the volume of the U.
  • the Phase change material 2 is typically provided in a sheath to contain it in the header box 1.
  • the manifold box 1 may also include a heat transfer fluid inlet port 15, an outlet port 160 for heat transfer fluid and / or a degassing / expansion port 17 for the heat transfer fluid for the connection of the manifold to a pipe respectively. delivery of heat transfer fluid, to a coolant discharge pipe, to a coolant / gas coolant expansion pipe.
  • the input port 15 is generally provided at one end of the housing 11 while the output port 160 may be provided at any point between the two ends of the housing 11.
  • the degassing / expansion port 17 is provided, the latter is preferably disposed at the end of the housing 11 opposite that at which the input port 15 is located.
  • This manifold 1 can be used in a heat exchanger 10 and can be either a water box or an air box.
  • a heat exchanger 10 typically comprises an exchange beam 3 provided with a superposition of plates or tubes and generally having a parallelepipedal shape, a beam casing 4 generally closed on four sides and open on two opposite faces, the box the collector 1 being disposed against one of the open sides so that a heat transfer fluid can pass from the exchange beam 3 to the manifold 1 and / or the manifold 1 to the exchange bundle 3.
  • Such a heat exchanger 10 may be a high or low temperature cooling radiator, a cabin heater, a condenser, an air / air or air / water charge air cooler.
  • the collector box 1 here comprises a housing 11 having a longitudinal axis A, a bottom 21 and two lateral flanks 220, 230 extending from the bottom 21 of the same side thereof to give a U-shaped cross section.
  • the space between the two sides 220, 230 and the bottom 21 forms a housing space to receive in particular the coolant during operation of the heat exchanger.
  • the bottom 21 and the two lateral flanks 220, 230 extending in the direction of the longitudinal axis A of the casing 11.
  • the casing 11 also typically comprises two end flanks extending one of the lateral flanks 220, 230 towards the other 230, 220 so as to close the casing 11 at its ends.
  • the opposite side to the bottom 21 has an opening which is in particular to be coupled to a heat exchange casing.
  • the manifold box 1 also comprises phase change material 300 in the housing housing space 11.
  • This phase change material 300 is encapsulated in tubes 310, 320.
  • each of these tubes 310, 320 has a circular cross section, the outside diameter is preferably between 1 and 8 mm. They are sealed at their two ends 311, 321, for example by the same material in which they are made, by rivets 312 or by crimping (as explained below).
  • the extension of the tubes 310, 320 may be rectilinear (FIGS. 15 to 18) or corrugated (FIGS. 19 to 21).
  • corrugated it is understood in the context of this presentation any rounded shape ranging from zigzag to slot, for example sinusoidal or having rectilinear sections 323 interconnected by toric sections 324, preferably drawing a half arcuate circle; it is this latter form which is shown in Figures 19 to 21.
  • the smallest distance separating the walls of two tubes 310, 320 is preferably between 0.5 and 2 mm.
  • phase change material 300 may comprise paraffin and / or vegetable oils.
  • the tubes 310, 320 may be made of polymer, for example polycarbonate, polyester or polyamide; especially when their extension is rectilinear, possibly loaded. In this case, the tubes 310, 320 have a wall with a thickness of between 0.05 and 0.4 mm.
  • the tubes 310, 320 may also be made of metal, preferably aluminum, to have tubes of less thickness than plastic tubes because aluminum is more thermally conductive and stronger than plastic. In this case, the tubes 310, 320 have a wall thickness between 0.05 and 0.5 mm, preferably below 0.2 mm.
  • the advantage of the metal is that it allows a greater heat transfer between the coolant and the phase change material 300 than a polymer.
  • the mechanical strength of the metal is greater than that of the polymers, making it possible to provide tubes 310, 320 having a wall of smaller thickness, typically between ... and ... mm. Therefore, for the same external volume of tube, a greater amount of phase change material 300 can be placed in each tube 310, 320.
  • the metal is particularly suitable for corrugated tubes 320 because it provides a better mechanical strength preventing the deformation of the corrugated tubes by the pressure exerted by the coolant, the weight of the tubes 320, or because of the high temperatures that can prevail in the manifold 1.
  • the accommodation space can be divided into two portions 240, 250 in a plane substantially parallel to the mean plane of the bottom 21 of the housing 11: a first portion 240 closer to the bottom 21 and a second portion 250 further from the bottom 21 of the housing ; the phase change material 300 being present only in the first portion 240.
  • the first portion 240 preferably represents a larger volume of the housing space than the second portion 250, in particular between 55 and 75% of the volume of the space housing, preferably between 60 and 70% of the volume of the housing space, preferably 2/3, the second portion 250 occupying the rest of the volume of the housing space.
  • the manifold 1 may further comprise a tube support 400 having a base 410 and two spacers 420 remote the one of the other, the two uprights 420 having orifices 421, each orifices 421 supporting one end 311, 321 of a tube 310, 320, in particular by one of the rivets 312, 322 serving to plug the tube, or by crimping of each end 311, 321 of the tube 310, 320 on the surface surrounding an orifice 421 of the upright 420.
  • the uprights 420 allow the centering of the tubes 310, 320 in the manifold 1.
  • the tube support 400 is preferably made of polymer, always preferably polyamide, more preferably polyamide 6.6.
  • the base 410 and the two uprights 420 may have come from molding.
  • the base 410 is advantageously perforated, for example having the form of a grid with orifices 411 preferably oblong always extending preferentially in the same direction as the longitudinal axis A of the housing.
  • This grid makes it possible to retain the tubes 310, 320 if ever one of them is detached from the orifices 421 of the uprights 420.
  • the casing 11 may comprise means for fixing or retaining 280 of the tube support 400, in particular by coupling to the base 410.
  • the attachment or retaining means 280 are clipping means of FIG. the base 410 of the tube support 400 to the housing 11.
  • each of the clipping means is a shim whose section is a right-angled triangle whose one side other than the hypotenuse is fixed against an inner wall of the housing, the wall being able to be that of a transverse sealed plate (described in FIG. further), the other side other than the hypotenuse is turned towards the bottom so that the hypotenuse is turned towards the opening of the housing.
  • the other side other than the hypotenuse acts as a stop retaining the support, and in particular by contact with the base, in the first portion of the housing space.
  • two clipping means 280 are used to fix or retain a tube support 400, for example on two of its opposite sides, in particular the two opposite sides along an axis parallel to the extension of the support.
  • the clipping means 280 are preferably integrally formed with the casing 11, in particular with the end flanks of the casing and / or with the transverse plate 200.
  • the tube support 400 may extend in the direction of the longitudinal axis A of the casing 11 and the tubes 310, 320 are arranged in a general direction parallel to the longitudinal axis A of the casing 11.
  • each of the uprights 420 may be a perforated plate whose normal to the plate is collinear with the longitudinal axis of the housing, the two uprights 420 being located at the ends of the support 400, and the tubes 310 are preferably straight tubes extending between the two uprights 420, preferably in a direction parallel to the longitudinal axis A of the housing 1 1.
  • the orifices 421 present on the perforated plate are preferably distributed in a square, triangular or hexagonal mesh.
  • each of the uprights 420 may be a perforated plate whose normal to the plate is perpendicular to the longitudinal axis A of the housing 1 1 and does not intersect the bottom 21 of the housing 11, the two uprights 420 being located at the ends of the support 400, and the tubes 320 are preferably corrugated tubes extending between the two uprights 420.
  • each corrugated tube 320 preferably waves between two parallel virtual lines 51, 52 extending in the same direction the longitudinal axis A of the casing 11 and separated by a distance close to that separating the two lateral flanks 220, 230 of the casing 11, for example between 80 and 99% of that distance.
  • corrugated tubes 320 are arranged in layers with a single tube 320 per layer and each of the openwork uprights 420 has a row of orifices 421 superimposed on each other in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis A of the casing 11 and not intersecting any lateral flanks 220, 230 of the casing 11.
  • the accommodation space can be divided into two compartments 260, 270, in particular a heat transfer fluid inlet compartment 260 and an outlet compartment 270. of heat transfer fluid.
  • the housing 11 may comprise a transverse plate 200 substantially sealed in the middle of its longitudinal extension.
  • the transverse plate 200 can be integral with the casing 11 including the two lateral flanks 220, 230 thereof.
  • the collector box 1 can then comprise two tube supports 400:
  • the first and second phase change materials may be the same. However, it is sometimes more advantageous for them to be different, especially so that the second phase-change material has a phase transition temperature of between 0.5 and 0.7 times that of the first phase-change material. .
  • the first phase change material has a phase transition temperature of between 90 ° C and 110 ° C
  • the second phase change material has a phase transition temperature of between 70 ° C and 90 °. vs.
  • This variant is particularly advantageous when the header is intended for a heat exchanger of a radiator with high temperature cooling.
  • the first phase change material has a phase transition temperature of between 60 ° C and 70 ° C
  • the second phase change material has a phase transition temperature of between 40 ° C and 50 ° C. vs.
  • This variant is particularly advantageous when the header is intended for a heat exchanger of a radiator with low temperature cooling.
  • the manifold 1 may also include a heat transfer fluid inlet port 291, especially if the manifold 1 is an inlet manifold, or an outlet port 292 of heat transfer fluid, especially if the water can 1 is a box outlet collector (circulation of heat transfer fluid in I).
  • a heat transfer fluid inlet port 291 especially if the manifold 1 is an inlet manifold, or an outlet port 292 of heat transfer fluid, especially if the water can 1 is a box outlet collector (circulation of heat transfer fluid in I).
  • the manifold 1 is an inlet and outlet manifold (circulation of the heat transfer fluid U)
  • it may include an inlet port 291 opening into the inlet compartment 260, and a port 292, 292 has an opening opening preferentially both in the first portion 240 and both in the second portion 250 of the space of housing. Preferably, the entire area of the opening opens into the first portion 240.
  • the input port 291 is preferably integral with the housing, including one of the side flanks 220, 230 thereof.
  • the output port 292 is preferably integral with the housing, in particular one of the lateral flanks 220, 230 thereof. When both types of port are provided, they are preferably placed on the same side of the housing 11.
  • the casing 11 having an inlet port 291 and the arrangement of the phase-change material are made in such a way that, in operation, the heat-transfer fluid first comes into contact with the encapsulating tubes. the heat-change material through the input port 291 before exiting the open housing side to the exchange beam to which the manifold 1 is coupled.
  • Such a manifold 1 can be used in a heat exchanger, for example a high temperature radiator or a low temperature radiator, especially such mechanical or brazed radiators.
  • a heat exchanger further comprises an exchange beam comprising a stack of tubes and a beam housing housing the exchange beam. The beam housing being attached to the manifold 1.
  • Phase change material may also be provided in the tubes of the exchange bundle, especially for mechanical radiators.

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Abstract

The present invention relates to a collector box (1) for a heat exchanger, comprising a housing (11) having an external surface (12), and a phase change material (2) inside the housing (11). The present invention also relates to a heat exchanger comprising such a collector box (1).

Description

Boite collectrice comprenant un matériau à changement de phase et échangeur de chaleur comprenant une telle boite collectrice.  A collector box comprising a phase change material and heat exchanger comprising such a collector box.
La présente invention concerne les boites collectrices pour des échangeurs thermiques. Plus précisément, cette invention concerne les échangeurs thermiques utilisés dans les véhicules automobiles, notamment les refroidisseurs d'air de suralimentation et les radiateurs de refroidissement de liquide de refroidissement de moteur. The present invention relates to manifolds for heat exchangers. More specifically, this invention relates to heat exchangers used in motor vehicles, including charge air coolers and engine coolant coolers.
De manière habituelle, les échangeurs thermiques pour véhicules automobiles comprennent des canaux d'échange thermique dans lesquels circule un fluide caloporteur. Lors de sa circulation dans les canaux d'échange thermique, le fluide caloporteur échange de la chaleur avec le milieu entourant les canaux d'échange thermique. Ces échanges de chaleur ont pour but de réchauffer ou de refroidir le fluide caloporteur. Deux boites collectrices respectivement d'entrée et de sortie sont agencés de part et d'autre des canaux d'échange thermique de manière à former un circuit de circulation du fluide caloporteur s'étendant depuis un orifice d'entrée de la boite collectrice d'entrée vers un orifice de sortie de la boite collectrice de sortie. Le fluide caloporteur circule dans ce circuit à travers les différents canaux d'échange thermique. Usually, heat exchangers for motor vehicles comprise heat exchange channels in which circulates a heat transfer fluid. During its circulation in the heat exchange channels, the coolant exchanges heat with the medium surrounding the heat exchange channels. These heat exchanges are intended to heat or cool the heat transfer fluid. Two collector boxes respectively inlet and outlet are arranged on either side of the heat exchange channels so as to form a coolant circulation circuit extending from an inlet of the collector box of input to an outlet port of the outlet manifold box. The heat transfer fluid circulates in this circuit through the different heat exchange channels.
Ce type d'échangeur thermique est dimensionné pour résister aux températures atteintes lors du fonctionnement normal du véhicule et dissiper suffisamment de chaleur dans des plages de températures définies par les constructeurs automobiles. Les températures le plus extrêmes ne sont atteintes que brièvement lors de certaines étapes de fonctionnement de l'échangeur. Dans le cas d'un radiateur de refroidissement de liquide de refroidissement de moteur, on a estimé que pour 90% du temps de fonctionnement, seul un tiers de la surface d'échange du radiateur serait suffisante pour dissiper suffisamment de chaleur pour satisfaire aux conditions de fonctionnement du moteur. Le radiateur est donc surdimensionné car il n'est utilisé à son plein potentiel que ponctuellement dans le temps. This type of heat exchanger is sized to withstand the temperatures reached during normal operation of the vehicle and dissipate enough heat in the temperature ranges defined by the car manufacturers. The most extreme temperatures are reached only briefly during certain operating stages of the exchanger. In the case of an engine coolant cooler, it has been estimated that for 90% of the operating time, only one-third of the radiator heat exchange area would be sufficient to dissipate enough heat to meet the conditions. engine operation. The radiator is therefore oversized because it is used to its full potential only occasionally in time.
Dans le cas d'un refroidisseur d'air de suralimentation, les changements fréquents de température en entrée imposent de choisir des matériaux particulièrement résistants pour les boites collectrices. De tels matériaux sont relativement coûteux. Une meilleure régulation des variations de température permettrait d'utiliser des matériaux moins coûteux. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un échangeur thermique moins sensible aux températures extrêmes du fluide caloporteur interne entrant dans l'échangeur ou du milieu entourant les canaux d'échange thermique. In the case of a charge air cooler, frequent changes in inlet temperature require the selection of particularly resistant materials for the collector boxes. Such materials are relatively expensive. Better regulation of temperature variations would make it possible to use less expensive materials. The object of the invention is to remedy these drawbacks by providing a heat exchanger that is less sensitive to the extreme temperatures of the internal heat transfer fluid entering the exchanger or the medium surrounding the heat exchange channels.
A cet effet, l'invention a pour objet une boite collectrice pour échangeur de chaleur comprenant un carter présentant une surface extérieure, et un matériau à changement de phase à l'intérieur du carter. For this purpose, the invention relates to a manifold for a heat exchanger comprising a housing having an outer surface, and a phase change material inside the housing.
L'utilisation de la boite collectrice selon l'invention permet d'améliorer l'efficacité de l'échange thermique se produisant à l'intérieur de la boite collectrice. The use of the collector box according to the invention makes it possible to improve the efficiency of the heat exchange occurring inside the collector box.
La boite collectrice peut comporter en outre des saillies d'échange thermique sur la surface extérieur du carter. The manifold may further include heat exchange projections on the outer surface of the housing.
Ainsi, les saillies augmentent les transferts thermiques entre le carter et son environnement extérieur, par exemple l'air entrant sous le capot du véhicule dans lequel la boite collectrice est installée, permettant un refroidissement efficace du carter. In fine, le fluide caloporteur qui entre dans la boite collectrice va être au contact d'un carter plus froid permettant ainsi un échange plus efficace de chaleur entre le fluide caloporteur et le carter. Ainsi, au sein même de la boite collectrice, il n'y a pas d'augmentation de surface d'échange entre le fluide caloporteur et le carter, mais c'est en dehors de la boite collectrice que la surface d'échange entre le carter et son environnement est augmentée. Thus, the projections increase the heat transfer between the housing and its external environment, for example the air entering under the hood of the vehicle in which the manifold is installed, allowing effective cooling of the housing. In fine, the coolant entering the manifold box will be in contact with a colder housing allowing a more efficient heat exchange between the coolant and the housing. Thus, within the collector box, there is no increase in the exchange surface between the coolant and the casing, but it is outside the collector box that the exchange surface between the carter and its environment is increased.
Par ailleurs, par rapport à une boite collectrice sans saillies d'échange thermique mais comprenant un matériau à changement de phase dans son carter, la boite collectrice de la présente invention donne de meilleurs résultats car elle permet notamment au matériau à changement de phase de se décharger, i.e. de refroidir, et ainsi de se régénérer. Furthermore, compared with a slip box without heat exchange projections but including a phase change material in its housing, the collector box of the present invention gives better results because it allows in particular the phase change material of to discharge, ie to cool, and so to regenerate.
Le carter peut être en plastique ou en métal, et est préférentiellement en aluminium. Les saillies peuvent être des ailettes. Auquel cas, le carter présentant un axe longitudinal, les ailettes peuvent s'étendre transversalement à l'axe longitudinal du carter, préférentiellement à 90° de celui-ci. The housing may be plastic or metal, and is preferably aluminum. The projections may be fins. In which case, the housing having a longitudinal axis, the fins may extend transversely to the longitudinal axis of the housing, preferably at 90 ° thereof.
En variante, les saillies peuvent être des plots. Auquel cas, les plots peuvent être des cylindres droits ou des cônes. Les cylindres droits peuvent être choisis parmi ceux à base circulaire ou rectangulaire. En ce qui concerne les cônes, ceux-ci peuvent être éventuellement tronqués. Bien entendu, une combinaison de deux ou plusieurs de ces formes de plots peut être utilisée selon les besoins de la boite collectrice. Alternatively, the projections may be studs. In which case, the pads may be straight cylinders or cones. The straight cylinders can be chosen from those with a circular or rectangular base. With regard to the cones, these can be possibly truncated. Of course, a combination of two or more of these forms of pads can be used according to the needs of the manifold.
La distance entre deux saillies est avantageusement comprise entre 1 et 3 mm. The distance between two projections is advantageously between 1 and 3 mm.
L'épaisseur des saillies est avantageusement comprise entre 0,5 et 1 mm. The thickness of the projections is advantageously between 0.5 and 1 mm.
Le carter sans les saillies peut être circonscrit dans un parallélépipède de plus faible volume, les saillies sont avantageusement contenues dans le parallélépipède de plus faible volume. The housing without the projections may be circumscribed in a parallelepiped of smaller volume, the projections are advantageously contained in the parallelepiped of smaller volume.
La hauteur des saillies est avantageusement inférieure à 10 mm. The height of the projections is advantageously less than 10 mm.
Selon un mode de réalisation, la boite collectrice comprend : According to one embodiment, the collector box comprises:
- un carter présentant un axe longitudinal, un fond, deux flancs latéraux s'étendant à partir du fond du même côté de celui-ci de manière à donner une section transversale en U, et un espace de logement entre les deux flancs latéraux et le fond ;  - a casing having a longitudinal axis, a bottom, two lateral flanks extending from the bottom of the same side thereof to give a U-shaped cross-section, and a housing space between the two lateral flanks and the background ;
- du matériau à changement de phase dans l'espace de logement du carter ;  - phase change material in the housing housing space;
le matériau à changement de phase est encapsulé dans des tubes.  the phase change material is encapsulated in tubes.
L'utilisation de matériau à changement de phase dans la boite collectrice permet un dimensionnement de l'échangeur de chaleur plus petit. Par ailleurs, le matériau à changement de phase permet, lors de pic de puissance (augmentation en température) de stocker cette énergie additionnelle pour la restituer plus tard en dehors de ces pics de puissance. Il s'en suit une variation de température plus restreinte ce qui est idéal pour le refroidissement d'air de suralimentation turbo. Également, grâce à l'encapsulation du matériau à changement de phase dans des tubes, le problème de perte de charge est minimisé. Par ailleurs, l'encapsulation du matériau à changement de phase dans les tubes est plus facile que dans des billes. En outre, les tubes ont l'avantage suivant par rapport aux billes : moins de matériau d'encapsulation est nécessaire pour un même volume de matériau à changement de phase. Le corolaire est donc qu'il est possible d'augmenter le volume de matériau à changement de phase par rapport à l'encapsulation par billes. The use of phase change material in the collector box allows dimensioning of the smaller heat exchanger. Moreover, the phase-change material makes it possible, during peak power (increase in temperature), to store this additional energy in order to restore it later outside these power peaks. This results in a more restricted temperature variation which is ideal for turbocharging air cooling. Also, thanks to the encapsulation of phase change material in tubes, the pressure drop problem is minimized. Moreover, the encapsulation of the phase change material in the tubes is easier than in balls. In addition, the tubes have the following advantage over beads: less encapsulation material is needed for the same volume of phase change material. The corollary is therefore that it is possible to increase the volume of material with phase change compared to ball encapsulation.
D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives sont présentées ci-dessous. Other optional and non-limiting features are presented below.
L'espace de logement peut être divisé en deux portions suivant un plan sensiblement parallèle au plan moyen du fond : une première portion plus proche du fond représentant 2/3 du volume de l'espace de logement et une deuxième portion plus éloignée du fond représentant 1/3 du volume de l'espace de logement ; le matériau à changement de phase étant présent uniquement dans la première portion. The housing space may be divided into two portions in a plane substantially parallel to the mean plane of the bottom: a first portion closer to the bottom representing 2/3 of the volume of the housing space and a second portion further from the bottom representing 1/3 of the volume of the housing space; the phase change material being present only in the first portion.
La boite collectrice peut en outre comprendre un support de tubes comportant une base et deux montants distants l'un de l'autre, les deux montants présentant des orifices, chaque orifices soutenant une extrémité d'un tube. La base de ce support peut être ajourée. The manifold may further comprise a tube holder having a base and two posts spaced from each other, the two posts having orifices, each orifices supporting one end of a tube. The base of this support can be perforated.
Le carter peut comprendre des moyens de fixation ou de retenu du support de tubes. Ces moyens de fixation ou de retenu peuvent être des moyens de clipsage de la base au carter. The housing may comprise means for fixing or retaining the tube support. These fixing or retaining means may be means for clipping the base to the housing.
Le support de tubes s'étend avantageusement dans la direction de l'axe longitudinal du carter et les tubes sont disposés dans une direction générale parallèle à l'axe longitudinal du carter. Auquel cas, chacun des montants peut être une plaque ajourée dont la normale à la plaque est colinéaire à l'axe longitudinal du carter, les deux montants étant situés aux extrémités du support, et les tubes peuvent être des tubes droits s'étendant entre les deux montants. En variante, chacun des montants peut être une plaque ajourée dont la normale à la plaque est perpendiculaire à l'axe longitudinal du carter et n'intersecte pas le fond du carter, les deux montants étant situés aux extrémités du support, et les tubes peuvent être des tubes ondulés s'étendant entre les deux montants. The tube support advantageously extends in the direction of the longitudinal axis of the housing and the tubes are arranged in a general direction parallel to the longitudinal axis of the housing. In which case, each of the uprights may be a perforated plate whose normal to the plate is collinear with the longitudinal axis of the housing, the two uprights being located at the ends of the support, and the tubes may be upright tubes extending between the two amounts. Alternatively, each of the uprights may be a perforated plate whose normal to the plate is perpendicular to the longitudinal axis of the housing and does not intersect the bottom of the housing, the two uprights being located at the ends of the support, and the tubes may be corrugated tubes extending between the two uprights.
Le carter peut comprendre une plaque transverse étanche sensiblement au milieu de son extension longitudinale séparant l'espace de logement en deux compartiments : un compartiment d'entrée et un compartiment de sortie ; The housing may comprise a transverse plate sealing substantially in the middle of its longitudinal extension separating the housing space into two compartments: an inlet compartment and an outlet compartment;
la boite collectrice pouvant comprendre deux supports de tubes :  the collector box can include two tube supports:
- l'un disposé dans le compartiment d'entrée et dont les tubes sont remplis d'un premier matériau à changement de phase ; et  one disposed in the inlet compartment and the tubes of which are filled with a first phase-change material; and
- l'autre dans le compartiment de sortie et dont les tubes sont remplis d'un deuxième matériau à changement de phase ; - the other in the exit compartment and whose tubes are filled with a second phase change material;
le deuxième matériau à changement de phase peut présenter une température de transition de phase comprise entre 0,5 fois et 0,7 fois celle du premier matériau à changement de phase.  the second phase change material may have a phase transition temperature of between 0.5 and 0.7 times that of the first phase change material.
Une telle boite collectrice peut être destinée à un échangeur de chaleur d'un radiateur à refroidissement à haute température, dans laquelle le premier matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 90°C et 1 10°C, et le deuxième matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 70°C et 90°C. Such a header box may be for a heat exchanger of a high temperature cooling radiator, wherein the first phase change material has a phase transition temperature of between 90 ° C and 110 ° C, and the second phase change material has a phase transition temperature of between 70 ° C and 90 ° C.
Alternativement, une telle boite collectrice peut être destinée à un échangeur de chaleur d'un radiateur à refroidissement à basse température, dans laquelle le premier matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 60°C et 70°C, et le deuxième matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 40°C et 50°C. Alternatively, such a header box may be intended for a heat exchanger of a low temperature cooling radiator, in which the first phase change material has a phase transition temperature of between 60 ° C. and 70 ° C. and the second phase change material has a phase transition temperature of between 40 ° C and 50 ° C.
Les tubes peuvent en polymère, de préférence en polycarbonate. Alternativement, les tubes peuvent être en métal, de préférence en aluminium. L'avantage du métal par rapport au polymère est une rigidité supérieure pour une épaisseur de paroi inférieure de sorte pour un même espace occupé, il y aura plus de matériau à changement de phase dans des tubes en métal qu'en polymère. The tubes may be of polymer, preferably of polycarbonate. Alternatively, the tubes may be metal, preferably aluminum. The advantage of the metal over the polymer is greater rigidity for lower wall thickness so for the same occupied space there will be more phase change material in metal tubes than in polymer.
La présente invention concerne également un échangeur de chaleur comprenant une boite collectrice telle que décrite ci-dessus, par exemple un radiateur à haute température ou un radiateur à basse température. The present invention also relates to a heat exchanger comprising a collector box as described above, for example a high temperature radiator or a low temperature radiator.
L'échangeur thermique peut notamment comprendre des canaux d'échange thermique raccordant une boite collectrice d'entrée et une boite collectrice de sortie, ces canaux et boites collectrices étant agencés de manière à former un circuit dans lequel circule un fluide caloporteur interne depuis un orifice d'entrée de la boite collectrice d'entrée vers un orifice de sortie de la boite collectrice de sortie en passant à travers les différents canaux d'échange thermique, et dans lequel des enveloppes de forme générale tubulaire encapsulant un matériau à changement de phase sont logées dans au moins l'une des boites collectrices, les enveloppes étant sensiblement parallèles entre elles. Ainsi, lorsque la température en entrée du fluide caloporteur interne augmente, ou lorsque la chaleur dissipée dans les canaux d'échange thermique est moins importante, par exemple parce que le milieu entourant les canaux d'échange thermique a une température plus élevée, les enveloppes encapsulant le matériau à changement de phase absorbent temporairement le surplus de chaleur du fluide caloporteur interne traversant l'échangeur thermique en atténuant ainsi les pics de température du fluide caloporteur interne. The heat exchanger may in particular comprise heat exchange channels connecting an inlet manifold box and an outlet manifold, these channels and collector boxes being arranged to form a circuit in which circulates an internal heat transfer fluid from an orifice inlet manifold inlet to an exit orifice of the outlet manifold passing through the different heat exchange channels, and wherein generally tubular envelopes encapsulating a phase change material are housed in at least one of the collector boxes, the envelopes being substantially parallel to each other. Thus, when the temperature at the inlet of the internal coolant increases, or when the heat dissipated in the heat exchange channels is smaller, for example because the medium surrounding the heat exchange channels has a higher temperature, the envelopes encapsulating the phase change material temporarily absorbs the excess heat of the internal heat transfer fluid passing through the heat exchanger thereby attenuating the temperature peaks of the internal heat transfer fluid.
Selon d'autres caractéristiques optionnelles correspondant à différents modes de réalisation de l'échangeur thermique selon l'invention : According to other optional features corresponding to different embodiments of the heat exchanger according to the invention:
- le matériau à changement de phase a une chaleur latente de fusion supérieure à 280kJ/m3 ;  the phase change material has a latent heat of fusion greater than 280 kJ / m 3;
- le matériau à changement de phase passe de la phase solide à la phase liquide à une température comprise dans une plage de température de fusion comprise entre 20 et 110°C, et plus particulièrement choisi :  the phase-change material passes from the solid phase to the liquid phase at a temperature in a melting point range of between 20 and 110 ° C., and more particularly chosen:
• entre 45 et 55°C si l'échangeur thermique est destiné au refroidissement de l'air de suralimentation du moteur,  • between 45 and 55 ° C if the heat exchanger is intended for the cooling of the engine charge air,
• entre 50 et 100°C si l'échangeur thermique est destiné au refroidissement d'une boite de vitesse,  • between 50 and 100 ° C if the heat exchanger is intended for the cooling of a gearbox,
- entre 80 et 1 10°C si l'échangeur thermique est destiné au refroidissement du moteur ;  - between 80 and 110 ° C if the heat exchanger is intended for engine cooling;
- le matériau à changement de phase est choisi parmi un acide gras, un alcool gras, une paraffine et un sel hydraté ;  the phase-change material is chosen from a fatty acid, a fatty alcohol, a paraffin and a hydrated salt;
- les enveloppes ont une section circulaire dont le diamètre externe est compris entre 1 et 8mm ;  the envelopes have a circular section whose external diameter is between 1 and 8 mm;
- le fluide caloporteur interne est sous forme gazeuse ;  the internal heat transfer fluid is in gaseous form;
- le fluide caloporteur interne est sous forme liquide ;  the internal heat transfer fluid is in liquid form;
- l'échangeur thermique comprend des enveloppes positionnées transversalement les unes par rapport aux autres à l'aide de moyens choisi parmi :  the heat exchanger comprises envelopes positioned transversely relative to one another using means chosen from:
- au moins une bague d'entretoisement portée par une enveloppe,  at least one spacer ring carried by an envelope,
- une plaque transversale munie de pions de positionnement emboîtés dans des orifices d'extrémité d'enveloppes,  a transverse plate provided with positioning pegs fitted into envelope end holes,
- une grille d'entretoisement traversée par des enveloppes, positionnant transversalement les enveloppes traversées entre elles ;  - a spacer grid traversed by envelopes, positioning transversely envelopes crossed between them;
- les canaux d'échange thermique sont des tubes à section sensiblement circulaire ou oblongue ;  the heat exchange channels are tubes with a substantially circular or oblong section;
- un fluide caloporteur externe, liquide ou gazeux, circule à l'extérieur des canaux d'échange thermique, de manière à échanger de la chaleur avec les canaux d'échange thermique essentiellement par convection, an external heat transfer fluid, liquid or gaseous, circulates outside the channels heat exchange, so as to exchange heat with the heat exchange channels essentially by convection,
des ailettes sont conformées sur une surface extérieure de l'au moins une des boites collectrices logeant les enveloppes,  fins are formed on an outer surface of the at least one of the collector boxes housing the envelopes,
- les ailettes sont conformées sur au moins une portion de surface extérieure localisée en correspondance des dans ladite au moins une boite collectrice.  the fins are shaped on at least one portion of outer surface located in correspondence of said at least one manifold.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which:
- la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un radiateur de refroidissement de liquide de refroidissement de moteur, selon un premier mode de réalisation de l'invention,  FIG. 1 is an exploded perspective view of an engine coolant cooling radiator, according to a first embodiment of the invention,
- la figure 2 est une vue en perspective d'un détail du radiateur de refroidissement représenté à la figure 1 ,  FIG. 2 is a perspective view of a detail of the cooling radiator shown in FIG. 1;
- la figure 3 est une vue en perspective d'un détail du radiateur de refroidissement représenté à la figure 1 avec un arrachement d'une boite collectrice de cet échangeur,  FIG. 3 is a perspective view of a detail of the cooling radiator shown in FIG. 1 with tearing of a collecting box of this exchanger,
- la figure 4 est une vue en perspective éclatée d'un détail du radiateur de refroidissement représenté à la figure 1 montrant plus en détail une plaque transversale munie de pions de positionnement,  FIG. 4 is an exploded perspective view of a detail of the cooling radiator shown in FIG. 1 showing in more detail a transverse plate provided with positioning pins;
- la figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 3 montrant des bagues d'entretoisement,  FIG. 5 is a view similar to that of FIG. 3 showing spacer rings,
- la figure 6 est une vue en perspective d'une enveloppe encapsulant du matériau à changement de phase sur laquelle est placée une bague d'entretoisement, FIG. 6 is a perspective view of an envelope encapsulating phase change material on which a spacer ring is placed,
- la figure 7 est une vue en coupe d'une multitude d'enveloppes de matériau à changement de phase positionnées les unes par rapport aux autres par une grille d'entretoisement, FIG. 7 is a sectional view of a plurality of envelopes of phase change material positioned relative to one another by a spacer grid,
- la figure 8 est une vue en perspective d'un refroidisseur d'air de suralimentation selon un second mode de réalisation de l'invention, dans laquelle une boite collectrice est représentée en coupe,  FIG. 8 is a perspective view of a charge air cooler according to a second embodiment of the invention, in which a collector box is shown in section,
- la figure 9 est une vue en perspective d'une enveloppe encapsulant du matériau à changement de phase utilisée dans le refroidisseur représenté à la figure 8, la figure 10 est une vue en perspective d'un détail d'un échangeur de chaleur comprenant une boite collectrice selon la présente invention ; la figure 11 est une vue en perspective d'un détail d'un échangeur de chaleur comprenant une boite à eau dont le carter a été partiellement ôté afin de laisser entrevoir le matériau à changement de phase ; FIG. 9 is a perspective view of an envelope encapsulating phase change material used in the cooler shown in FIG. 8, FIG. 10 is a perspective view of a detail of a heat exchanger comprising a slip box according to the present invention; Figure 11 is a perspective view of a detail of a heat exchanger comprising a water box whose housing has been partially removed to give a glimpse of the phase change material;
la figure 12 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'une boite collectrice à ailettes selon la présente invention ;  Figure 12 is a perspective view of an embodiment of a finned manifold according to the present invention;
la figure 13 est un agrandissement de la figure 12 ; et  Figure 13 is an enlargement of Figure 12; and
la figure 14 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'une boite collectrice à plots selon la présente invention.  Figure 14 is a perspective view of an embodiment of a slip box with pads according to the present invention.
la figure 15 est une vue de trois-quarts d'un exemple d'assemblage de tubes droits d'encapsulation de matériau à changement de phase sur un support tel que prévu par la présente invention ;  FIG. 15 is a three-quarter view of an example assembly of straight tubes for encapsulating phase-change material on a support as provided by the present invention;
la figure 16 est une vue de trois-quarts suivant un autre angle du même assemblage de la figure 15 laissant voir la base du support ;  Figure 16 is a three-quarter view taken at another corner of the same assembly of Figure 15 showing the base of the support;
la figure 17 est un schéma montrant la disposition de deux assembles de la figure 15 dans une boite collectrice à compartiment d'entrée et compartiment de sortie de fluide caloporteur ;  Fig. 17 is a diagram showing the arrangement of two assemblies of Fig. 15 in a header box with an inlet compartment and a heat transfer fluid outlet compartment;
la figure 18 est une vue partielle de dessous de la boite collectrice de la figure 17 laissant voir la base du support est les moyens de fixation ou de retenu ; la figure 19 est une vue de trois-quarts d'un exemple d'assemblage de tubes ondulés d'encapsulation de matériau à changement de phase sur un support tel que prévu par la présente invention ;  Figure 18 is a partial view from below of the manifold of Figure 17 showing the base of the support is the fastening means or retainer; Fig. 19 is a three-quarter view of an exemplary corrugated tube assembly for encapsulating phase change material on a carrier as provided by the present invention;
la figure 20 est le même type de vue que la figure 4 mais avec l'assemblage de la figure 19 ; et  Figure 20 is the same type of view as Figure 4 but with the assembly of Figure 19; and
la figure 21 représente de manière schématique un tube ondulé présentant des tronçons rectilignes et des tronçons toriques. Les figures 1 à 7 représentent un échangeur thermique 10 selon un premier mode de réalisation de l'invention formant par exemple un radiateur de refroidissement de liquide de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile.  FIG. 21 schematically represents a corrugated tube having rectilinear sections and toric sections. Figures 1 to 7 show a heat exchanger 10 according to a first embodiment of the invention forming for example a coolant cooling radiator of a motor vehicle engine.
Ce radiateur 10 comprend une multitude de canaux d'échange thermique 12 parallèles entre eux. Ces canaux d'échange thermique 12 ont une forme tubulaire dont la section peut être oblongue, circulaire ou autre. Les canaux d'échange thermique 12 sont délimités par des parois 13. Chaque canal 12 est fixé à chacune de ses extrémités à un organe de maintien 14 qui peut aussi être appelé plaque collectrice ou collecteur, qui positionne les canaux 12 les uns par rapport aux autres. Lors du fonctionnement du radiateur 10, un fluide caloporteur interne 16 circule à l'intérieur des canaux d'échange thermique 12. Ce fluide 16 est un liquide de refroidissement, par exemple, de l'eau glycolée. A l'extérieur des canaux d'échange thermique 12, un fluide caloporteur externe 18 circule à travers le radiateur 10. Ce fluide 18 est de l'air. Lorsqu'il circule dans les canaux d'échange thermique 12, le fluide caloporteur interne 16 transmet de la chaleur à des parois 13 des canaux 12. Ainsi, le fluide caloporteur interne 16 refroidit et sa température en sortie des canaux 12 est plus basse qu'en entrée des canaux 12. La chaleur transmise aux parois 13 des canaux 12 d'échange thermique se diffuse par conduction, notamment vers des ailettes de refroidissement 20 logées entre les canaux d'échange thermique 12. Ces ailettes 20 transfèrent leur chaleur, essentiellement par convection, au fluide caloporteur externe 18. This radiator 10 comprises a multitude of heat exchange channels 12 parallel to each other. These heat exchange channels 12 have a tubular shape whose section may be oblong, circular or other. The heat exchange channels 12 are delimited by walls 13. Each channel 12 is fixed at each of its ends to a holding member 14 which may also be called collector plate or collector, which positions the channels 12 relative to each other. other. During the operation of the radiator 10, an internal heat transfer fluid 16 circulates inside the exchange channels This fluid 16 is a cooling liquid, for example, glycol water. Outside the heat exchange channels 12, an external heat transfer fluid 18 circulates through the radiator 10. This fluid 18 is air. When it circulates in the heat exchange channels 12, the internal heat transfer fluid 16 transmits heat to the walls 13 of the channels 12. Thus, the internal heat transfer fluid 16 cools and its outlet temperature of the channels 12 is lower than The heat transmitted to the walls 13 of the heat exchange channels 12 diffuses by conduction, in particular to cooling fins 20 housed between the heat exchange channels 12. These fins 20 transfer their heat, essentially by convection, to the external coolant 18.
Les ailettes de refroidissent 20 sont des feuilles de matériau conducteur thermiquement, ondulées, qui sont fixées aux parois 13 des canaux d'échange thermique 12. The cooling fins 20 are corrugated sheets of thermally conductive material which are attached to the walls 13 of the heat exchange channels 12.
Une boite collectrice d'entrée 22 et une boite collectrice de sortie 24 sont agencées de part et d'autre des canaux d'échange thermiques 12. Ces boites collectrices 22, 24 ont une forme générale allongée et sont fixées de façon connue en soi aux organes de maintien 14. Ainsi, les différents canaux d'échange thermique 12 raccordent la boite collectrice d'entrée 22 à la boite collectrice de sortie 24. An inlet collecting box 22 and an outlet collecting box 24 are arranged on either side of the heat exchange channels 12. These collecting boxes 22, 24 have a generally elongated shape and are fixed in a manner known per se to holding members 14. Thus, the different heat exchange channels 12 connect the inlet manifold box 22 to the outlet manifold 24.
Les boites collectrices 22, 24 sont des organes dont la fonction est de diviser le flux de fluide caloporteur interne 16 entrant dans le radiateur 10 et de fusionner les flux de fluide caloporteur interne 16 sortant des canaux d'échange thermique 12. La boite collectrice d'entrée 22 et la boite collectrice de sortie 24 sont munies respectivement d'un orifice d'entrée 26 et d'un orifice de sortie 28. Les boites collectrices 22, 24 sont aussi munies chacune d'une face de raccordement 30 fixée sur l'organe de maintien 14 correspondant et raccordant les boites collectrices 22, 24 aux canaux 12. The manifolds 22, 24 are members whose function is to divide the flow of internal heat transfer fluid 16 entering the radiator 10 and to fuse the flows of internal heat transfer fluid 16 leaving the heat exchange channels 12. The collector box of 22 and the outlet manifold 24 are respectively provided with an inlet port 26 and an outlet port 28. The manifolds 22, 24 are also each provided with a connection face 30 attached to the corresponding holding member 14 and connecting the manifolds 22, 24 to the channels 12.
Ainsi, lorsqu'il circule à travers le radiateur 10, le fluide caloporteur interne 16 circule dans un circuit allant depuis l'orifice d'entrée 26 de la boite collectrice d'entrée 22 jusqu'à l'orifice de sortie 28 de la boite collectrice de sortie 24 en passant à travers les différentes boites collectrices 22, 24 et les canaux d'échange thermique 12. Thus, as it circulates through the radiator 10, the internal heat transfer fluid 16 circulates in a circuit going from the inlet orifice 26 of the inlet manifold 22 to the outlet orifice 28 of the box outlet manifold 24 passing through the different collecting boxes 22, 24 and the heat exchange channels 12.
Dans les boites collectrices 22, 24, des enveloppes 32 encapsulant un matériau à changement de phase 34 sont logées. Un matériau à changement de phase 34 est un matériau dont la chaleur latente est importante et qui est utilisé dans une plage de température comprenant sa température de changement de phase. De cette manière, un matériau à changement de phase est susceptible de stocker ou de restituer une grande quantité de chaleur lors de son changement de phase. Le matériau à changement de phase utilisé est choisi parmi un acide gras, un alcool gras, une paraffine et un sel hydraté. In the manifolds 22, 24, envelopes 32 encapsulating a material to phase change 34 are accommodated. A phase change material 34 is a material whose latent heat is important and which is used in a temperature range including its phase change temperature. In this way, a phase change material is capable of storing or returning a large amount of heat during its phase change. The phase change material used is selected from a fatty acid, a fatty alcohol, a paraffin and a hydrated salt.
Le matériau à changement de phase 34 utilisé dans ce radiateur 10 à une chaleur latente de fusion supérieur à 280 kJ/m3. Le matériau à changement de phase 34 utilisé a un température de fusion comprise dans un intervalle choisi entre 20 et 110°C, et plus particulièrement parmi 50°C à 100°C, 45°C à 55°C et 80°C à 110°C selon la température prévue du fluide caloporteur interne 16 à l'endroit où il est positionné dans le radiateur 10. Idéalement, la température de fusion du matériau à changement de phase 34 doit être légèrement supérieure à la température du fluide caloporteur interne 16 en contact avec les enveloppes 32 encapsulant ce matériau à changement de phase 34 lorsqu'il n'y a pas surchauffe. The phase change material 34 used in this radiator 10 has a latent heat of fusion greater than 280 kJ / m 3. The phase change material 34 used has a melting temperature in a range selected from 20 to 110 ° C, and more particularly from 50 ° C to 100 ° C, 45 ° C to 55 ° C and 80 ° C to 110 ° C. ° C according to the expected temperature of the internal coolant 16 at the location where it is positioned in the radiator 10. Ideally, the melting temperature of the phase change material 34 should be slightly greater than the temperature of the internal heat transfer fluid 16 in contact with the envelopes 32 encapsulating this phase change material 34 when there is no overheating.
Les enveloppes 32 ont une forme générale tubulaire, de section extérieure comprise entre 1 et 8 mm. Chaque enveloppe 32 est fermée à ces deux extrémités par un bouchon 36. The envelopes 32 have a generally tubular shape, of outer section between 1 and 8 mm. Each envelope 32 is closed at these two ends by a plug 36.
Les différentes enveloppes 32 sont sensiblement de la même longueur et sont positionnées sensiblement parallèlement les unes par rapport aux autres de manière à former un faisceau 38. Chaque faisceau 38 d'enveloppes 32 est logé dans la boite collectrice 22, 24 correspondante, sensiblement parallèlement à la direction longitudinale de la boite collectrice 22, 24. The various envelopes 32 are of substantially the same length and are positioned substantially parallel to each other so as to form a beam 38. Each bundle 38 of envelopes 32 is housed in the corresponding manifold 22, 24, substantially parallel to the longitudinal direction of the manifold 22, 24.
Avantageusement, des ailettes sont conformées sur une surface extérieure au d'une des boites collectrices, ou des deux boites collectrices, logeant les enveloppes 32. Ces ailettes augmentent les transferts thermiques entre la boite à eau et son environnement extérieur, par exemple avec l'air entrant sous le capot du véhicule dans lequel la boite collectrice est installée, permettant un refroidissement efficace de la boite à air. Les ailettes permettent d'améliorer l'efficacité de l'échange thermique se produisant à l'intérieur de la boite collectrice et par conséquent, permet au matériau à changement de phase de se décharger, i.e. de refroidir, et ainsi de se régénérer. Les ailettes peuvent être en particulier conformées sur une portion de surface extérieure de la boite collectrice localisée à proximité des enveloppes logées dans la boite collectrice. De préférence, la portion est située sur la boite collectrice en correspondance de la localisation des enveloppes 32 dans ladite au moins une boite collectrice, comme illustré sur la figure 1 avec les ailettes présentes sur des portions de surface extérieure des boites 22 et 24. Ainsi, les ailettes permettent d'améliorer l'échange thermique dans une zone des boites collectrices où sont situées les enveloppes, ce qui améliore encore l'efficacité de l'échangeur thermique avec une meilleure absorption des pics de température et une meilleure régénération du matériau à changement de phase grâce à un refroidissement plus rapide obtenu par la présence d'ailettes sur une zone appropriée de la boite. Advantageously, fins are formed on an outer surface of one of the collector boxes, or two collector boxes, housing the envelopes 32. These fins increase the heat transfer between the water box and its external environment, for example with the air entering under the hood of the vehicle in which the manifold is installed, allowing effective cooling of the air box. The vanes make it possible to improve the efficiency of the heat exchange occurring inside the header box and consequently allow the phase change material to discharge, ie to cool, and thus to regenerate. The fins may in particular be shaped on an outer surface portion of the collector box located near the envelopes housed in the collector box. Preferably, the portion is located on the collector box corresponding to the location of the envelopes 32 in said at least one collector box, as illustrated in FIG. 1 with the fins present on outer surface portions of the boxes 22 and 24. , the fins make it possible to improve the heat exchange in an area of the collector boxes where the envelopes are located, which further improves the efficiency of the heat exchanger with a better absorption of the temperature peaks and a better regeneration of the material to phase change through faster cooling obtained by the presence of fins on a suitable area of the box.
Le radiateur 10 comprend des moyens de positionnement transversal 40, 42, 46 des enveloppes 32 les unes par rapport aux autres. Ces moyens de positionnement 40, 42, 46 peuvent comprendre : The radiator 10 comprises transverse positioning means 40, 42, 46 of the envelopes 32 relative to each other. These positioning means 40, 42, 46 may comprise:
- des bagues d'entretoisement 40 (voir figures 5 et 6), portées par les enveloppes spacer rings 40 (see FIGS. 5 and 6) carried by the envelopes
32, 32
- des plaques transversales 42 (voir figures 1 , 3 et 4) emboîtées dans des orifices transverse plates 42 (see FIGS. 1, 3 and 4) nested in orifices
44 ménagés dans l'extrémité des enveloppes 32, 44 formed in the end of the envelopes 32,
- des grilles d'entretoisement 46 (voir figure 7) traversées par une partie des enveloppes 32, positionnant transversalement les enveloppes 32 entre elles.  spacer grids 46 (see FIG. 7) traversed by a portion of the envelopes 32, positioning the envelopes 32 between them transversely.
Les bagues d'entretoisement 40 sont des éléments tubulaires placées sur les enveloppes 32. L'épaisseur de ces bagues 40 permet de maintenir éloignées les enveloppes 32 entre elles. The spacer rings 40 are tubular elements placed on the envelopes 32. The thickness of these rings 40 keeps the envelopes 32 away from each other.
Les plaques transversales 42 sont des plaques logées au niveau des extrémités de faisceaux 38 d'enveloppes 32. Ces plaques 42 sont munies de pions 48 de positionnement qui sont emboîtés dans les orifices 44 ménagés aux extrémités des enveloppes 32 de matériau à changement de phase 34. Les pions de positionnement 48 positionnent axialement et transversalement les enveloppes 32 entre elles. The transverse plates 42 are plates housed at the ends of bundles 38 of envelopes 32. These plates 42 are provided with locating pins 48 which are fitted into the orifices 44 formed at the ends of the envelopes 32 of phase-change material 34 The positioning pegs 48 position the envelopes 32 axially and transversely between them.
Les figures 7 à 9 représentent un échangeur thermique selon un second mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, les éléments analogues au premier mode de réalisation sont désignés par des références identiques. Figures 7 to 9 show a heat exchanger according to a second embodiment. In this embodiment, elements similar to the first embodiment are designated by identical references.
Dans ce mode de réalisation, l'échangeur thermique est un refroidisseur d'air de suralimentation 50. Le premier fluide caloporteur 16 traversant ce refroidisseur est donc un gaz sous pression issu d'un turbocompresseur et destiné à alimenter un moteur thermique. L'on peut voir sur la figure 8 que la forme des enveloppes 32 de matériaux à changement de phase 34 peut être adaptée à l'utilisation que l'on en fait. Notamment, dans ce mode de réalisation, les enveloppes 32 ont un diamètre plus grand que dans le premier mode de réalisation. De cette manière chaque enveloppe 32 contient une plus grande quantité de matériau à changement de phase 34. In this embodiment, the heat exchanger is an air cooler of supercharge 50. The first heat transfer fluid 16 passing through this cooler is a pressurized gas from a turbocharger and intended to supply a heat engine. It can be seen in FIG. 8 that the shape of the envelopes 32 of phase change materials 34 can be adapted to the use that is made of them. In particular, in this embodiment, the envelopes 32 have a greater diameter than in the first embodiment. In this way each envelope 32 contains a larger amount of phase change material 34.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible que le second fluide caloporteur 18 soit un liquide. The invention is not limited to the embodiments presented and other embodiments will become clear to those skilled in the art. It is possible in particular that the second heat transfer fluid 18 is a liquid.
On se réfère maintenant aux figures 10 à 13. La boite collectrice 1 comprend un carter 11 (voir figure 12). Le carter est en plastique ou en métal et présente une surface extérieure 120. Le carter présente typiquement un axe longitudinal A et une section transverse par rapport à l'axe longitudinal A en U, c'est-à-dire avec une ouverture sur une face. Sur les figures 12 et 13, la face ouverte est opposée à la face visible. Cette ouverture permet la connexion au faisceau d'échange de l'échangeur de chaleur. Le volume intérieur du U est destiné à recevoir un fluide caloporteur pendant le fonctionnement de l'échangeur de chaleur et éventuellement d'autres composants tels qu'un matériau à changement de phase. Ainsi, le carter 11 a une forme de goulot dont les extrémités sont fermées. Par ailleurs, comme visible sur les figures 12 et 13, le « fond » du goulot, i.e. la partie courbe du U, ne présente pas une forme homogène le long de l'axe longitudinal A du carter 11. Le carter 11 est préférentiellement en plastique (par exemple à base de polyamide PA chargé en fibre de verre), ou en aluminium. Referring now to Figures 10 to 13. The manifold 1 comprises a housing 11 (see Figure 12). The housing is made of plastic or metal and has an outer surface 120. The housing typically has a longitudinal axis A and a cross section relative to the longitudinal axis A in a U-shape, that is to say with an opening on a face. In Figures 12 and 13, the open face is opposite to the visible face. This opening allows the connection to the exchange beam of the heat exchanger. The interior volume of the U is intended to receive a coolant during operation of the heat exchanger and possibly other components such as a phase change material. Thus, the housing 11 has a neck shape whose ends are closed. Furthermore, as can be seen in FIGS. 12 and 13, the "bottom" of the neck, ie the curved part of the U, does not have a homogeneous shape along the longitudinal axis A of the casing 11. The casing 11 is preferably in plastic (for example based on PA polyamide loaded with fiberglass), or aluminum.
La boite collectrice 1 comprend également des saillies 130, 140 d'échange thermique sur la surface extérieure 120 du carter 11 . Les saillies 130, 140 offrent à la boite collectrice 1 des surfaces d'échange thermique supplémentaires afin de refroidir le carter 11 lors du fonctionnement de l'échangeur à chaleur, le carter 11 à son tour permettant le refroidissement du fluide caloporteur. Les saillies 130, 140 sont préférentiellement venues de matière avec le carter, et peuvent ainsi être en plastique ou en métal (préférentiellement en aluminium).  The manifold 1 also includes heat exchange projections 130, 140 on the outer surface 120 of the housing 11. The projections 130, 140 provide the manifold box 1 additional heat exchange surfaces to cool the housing 11 during operation of the heat exchanger, the housing 11 in turn for cooling the heat transfer fluid. The projections 130, 140 are preferably integral with the housing, and can be made of plastic or metal (preferably aluminum).
Avantageusement, le carter 11 sans les saillies est circonscrit dans un parallélépipède de plus faible volume P, les saillies 130, 140 sont contenues dans le parallélépipède de plus faible volume P. Le parallélépipède de plus faible volume P est le parallélépipède le plus petit en volume pouvant contenir le carter 11 de la boite collectrice sans prendre en compte les saillies, les éventuels ports pour raccord de tuyau n'étant pas non plus pris en compte. Ainsi, l'encombrement de la boite collectrice 1 et in fine de l'échangeur de chaleur n'est pas augmenté. Advantageously, the casing 11 without the projections is circumscribed in a parallelepiped of smaller volume P, the projections 130, 140 are contained in the parallelepiped of smaller volume P. The parallelepiped of smaller volume P is the smallest parallelepiped in volume which can contain the housing 11 of the manifold without taking into account the projections, the possible ports for connection of pipe is also not taken into account. Thus, the size of the manifold 1 and ultimately the heat exchanger is not increased.
Dans un premier mode de réalisation, les saillies sont des ailettes 130 (voir figure In a first embodiment, the projections are fins 130 (see FIG.
12) . Les ailettes 130 comme saillies d'échange thermique permettent en outre de renforcer mécaniquement la boite collectrice 1 , notamment face aux contraintes de pressions cyclées. Les ailettes 130 peuvent s'étendre transversalement à l'axe longitudinal A du carter 11 , préférentiellement à 90° par rapport à celui-ci. Les ailettes 130 sont avantageusement parallèles les unes aux autres permettant la disposition d'un grand nombre d'ailettes sur la surface extérieure 120 du carter 11 . 12). The fins 130 as heat exchange projections also make it possible to mechanically reinforce the manifold 1, in particular in the face of cyclic pressure constraints. The fins 130 may extend transversely to the longitudinal axis A of the housing 11, preferably at 90 ° relative thereto. The fins 130 are advantageously parallel to each other allowing the disposition of a large number of fins on the outer surface 120 of the casing 11.
Dans un autre mode de réalisation, les saillies peuvent être des plots 140 (voir figure In another embodiment, the projections may be studs 140 (see FIG.
13) . L'utilisation de plots 140 par rapport aux ailettes 130 a pour avantage l'augmentation de turbulences dans l'air autour de la boite collectrice 1 lors du fonctionnement de celle-ci : ce qui augmente donc le transfert thermique entre la boite collectrice 1 et l'air environnant. Ces plots 140 peuvent être des cylindres droits, préférablement à base circulaire 140a ou rectangulaire 140b (y compris carrée). Les plots 140 peuvent encore être des cônes 140c, éventuellement tronqués. Une combinaison de deux ou plus de types de plots 140 peut être utilisée selon les besoins de la boite collectrice 1 . De préférence, les plots 140 sont répartis de manière homogène sur la surface extérieure 120 du carter 11 . Par exemple, les plots 140 sont répartis sur la surface extérieure 120 du carter 11 suivant une maille carrée, préférentiellement de manière à ce qu'un côté de la maille carrée soit parallèle à l'axe longitudinal A du carter 11 . 13). The use of pads 140 with respect to the fins 130 has the advantage of increasing turbulence in the air around the manifold 1 during operation thereof, which therefore increases the heat transfer between the manifold 1 and the surrounding air. These pads 140 may be straight cylinders, preferably circular 140a or rectangular base 140b (including square). The pads 140 may still be cones 140c, possibly truncated. A combination of two or more types of pads 140 may be used according to the needs of the manifold 1. Preferably, the studs 140 are distributed homogeneously on the outer surface 120 of the casing 11. For example, the pads 140 are distributed on the outer surface 120 of the housing 11 in a square mesh, preferably so that one side of the square mesh is parallel to the longitudinal axis A of the housing 11.
La distance d entre deux saillies 130, 140 (voir figure 14) est préférentiellement comprise entre 1 mm et 3 mm permettant de limiter la perte de charge de l'air. La distance d est entendue comme la distance mesurée perpendiculairement, éventuellement perpendiculairement à la tangente, aux faces des saillies 130, 140 au point considéré.  The distance d between two projections 130, 140 (see Figure 14) is preferably between 1 mm and 3 mm to limit the pressure drop of the air. The distance d is understood as the distance measured perpendicularly, possibly perpendicularly to the tangent, to the faces of the projections 130, 140 at the point in question.
Lorsque la distance d est constante le long du carter 11 , on parle alors de pas p. Ce pas p est préférentiellement compris entre 1 mm et 3 mm. À pas p identique, on a la même augmentation de transfert de chaleur pour les ailettes 130 et les plots 140 répartis en maille carrée.  When the distance d is constant along the casing 11, it is called p step. This pitch p is preferably between 1 mm and 3 mm. At identical pitch p, there is the same increase in heat transfer for the fins 130 and the studs 140 distributed in square mesh.
L'épaisseur e des saillies 130, 140 est préférentiellement constante et comprise entre 0,07 mm et 1 mm, préférentiellement entre 0,5 mm et 1 mm, encore préférentiellement entre 0,7 mm et 1 mm. Les deux derniers intervalles permettent notamment d'éviter que les saillies 130, 140 ne se plient au moindre contact. L'épaisseur e est comprise comme la dimension la plus petite de la saillie 130, 140. Par exemple, pour une ailette 130, l'épaisseur e est la distance entre les deux faces opposées de l'ailette 130 ; pour un plot cylindrique droit à base circulaire 140a, l'épaisseur e est le diamètre de la base circulaire ; pour un plot cylindrique droit à base rectangulaire 140b, respectivement carrée, l'épaisseur e est la largeur de la base rectangulaire, respectivement le côté de la base carrée. Pour les besoins de définition de la présente invention, pour un plot conique 140c ou tronconique (cône tronqué), l'épaisseur e est le diamètre de la base circulaire du cône. The thickness e of the projections 130, 140 is preferably constant and between 0.07 mm and 1 mm, preferably between 0.5 mm and 1 mm, more preferably between 0.7 mm and 1 mm. The last two intervals make it possible in particular to prevent the projections 130, 140 from bending at the slightest touch. The thickness e is understood as the smallest dimension of the projection 130, 140. For example, for a fin 130, the thickness e is the distance between the two faces opposite of the fin 130; for a right circular cylindrical stud 140a, the thickness e is the diameter of the circular base; for a rectangular cylindrical stud with a rectangular base 140b, respectively square, the thickness e is the width of the rectangular base, respectively the side of the square base. For the purposes of definition of the present invention, for a conical lug 140c or frustoconical (truncated cone), the thickness e is the diameter of the circular base of the cone.
La hauteur h des saillies est préférentiellement inférieure à 10 mm. La hauteur h est comprise comme la distance mesurée en un point de la base de la saillie 130, 140 perpendiculairement à la surface extérieure 120 du carter 11 et la crête de la saillie. De préférence, la hauteur h en chacun des points des saillies 130, 140 est choisie de manière à ce que les saillies 130, 140 occupent la hauteur restante entre la surface extérieure 120 du carter 11 et le parallélépipède de plus faible volume P.  The height h of the projections is preferably less than 10 mm. The height h is understood as the distance measured at a point of the base of the projection 130, 140 perpendicular to the outer surface 120 of the housing 11 and the peak of the projection. Preferably, the height h in each of the points of the projections 130, 140 is chosen so that the projections 130, 140 occupy the remaining height between the outer surface 120 of the casing 11 and the parallelepiped of smaller volume P.
Comme illustré à la figure 11 , la boite collectrice 1 peut avantageusement comprendre en outre un matériau à changement de phase 2 disposé dans l'espace à l'intérieur du carter 11 , c'est-à-dire dans le volume du U. Le matériau à changement de phase 2 est typiquement prévu dans une gaine afin de la contenir dans la boite collectrice 1 .  As illustrated in FIG. 11, the collector box 1 may advantageously also comprise a phase-change material 2 disposed in the space inside the casing 11, that is to say in the volume of the U. The Phase change material 2 is typically provided in a sheath to contain it in the header box 1.
La boite collectrice 1 peut également comprendre un port d'entrée 15 de fluide caloporteur, un port de sortie 160 de fluide caloporteur et/ou un port de dégazage/expansion 17 du fluide caloporteur pour le raccord de la boite collectrice respectivement à un tuyau d'arrivée de fluide caloporteur, à un tuyau d'évacuation de fluide caloporteur, à un tuyau de dégazage/expansion du fluide caloporteur. Le port d'entrée 15 est généralement prévu à une extrémité du carter 11 tandis que le port de sortie 160 peut être prévu à tout endroit entre les deux extrémités du carter 11. Quand le port de dégazage/expansion 17 est prévu, celui-ci est préférablement disposé à l'extrémité du carter 11 opposée à celle où se trouve le port d'entrée 15.  The manifold box 1 may also include a heat transfer fluid inlet port 15, an outlet port 160 for heat transfer fluid and / or a degassing / expansion port 17 for the heat transfer fluid for the connection of the manifold to a pipe respectively. delivery of heat transfer fluid, to a coolant discharge pipe, to a coolant / gas coolant expansion pipe. The input port 15 is generally provided at one end of the housing 11 while the output port 160 may be provided at any point between the two ends of the housing 11. When the degassing / expansion port 17 is provided, the latter is preferably disposed at the end of the housing 11 opposite that at which the input port 15 is located.
Cette boite collectrice 1 peut être utilisée dans un échangeur de chaleur 10 et peut être soit une boite à eau, soit une boite à air. Un tel échangeur de chaleur 10 comprend typiquement un faisceau d'échange 3 muni d'une superposition de plaques ou de tubes et ayant généralement une forme parallélépipédique, un carter de faisceau 4 généralement fermé sur quatre faces et ouvert sur deux faces opposées, la boite collectrice 1 étant disposée contre l'une des faces ouvertes de manière à ce qu'un fluide caloporteur puisse passer du faisceau d'échange 3 à la boite collectrice 1 et/ou de la boite collectrice 1 au faisceau d'échange 3.  This manifold 1 can be used in a heat exchanger 10 and can be either a water box or an air box. Such a heat exchanger 10 typically comprises an exchange beam 3 provided with a superposition of plates or tubes and generally having a parallelepipedal shape, a beam casing 4 generally closed on four sides and open on two opposite faces, the box the collector 1 being disposed against one of the open sides so that a heat transfer fluid can pass from the exchange beam 3 to the manifold 1 and / or the manifold 1 to the exchange bundle 3.
Un tel échangeur de chaleur 10 peut être un radiateur de refroidissement à haute ou basse température, un radiateur de chauffage d'habitacle, un condensateur, un refroidisseur d'air de suralimentation air/air ou air/eau. On se réfère maintenant aux réalisations des figures 15 à 21 . La boite collectrice 1 comprend ici un carter 11 présentant un axe longitudinal A, un fond 21 et deux flancs latéraux 220, 230 s'étendant à partir du fond 21 du même côté de celui-ci de manière à donner une section transversale en U. L'espace entre les deux flancs 220, 230 et le fond 21 forme un espace de logement pour recevoir notamment le fluide caloporteur lors du fonctionnement de l'échangeur de chaleur. Le fond 21 et les deux flancs latéraux 220, 230 s'étendant dans la direction de l'axe longitudinal A du carter 11 . Le carter 11 comprend typiquement aussi deux flancs d'extrémité prolongeant l'un des flancs latéraux 220, 230 vers l'autre 230, 220 de manière fermer le carter 11 à ses extrémités. Le côté opposé au fond 21 présente une ouverture qui est notamment à coupler à un carter de faisceau d'échange. Such a heat exchanger 10 may be a high or low temperature cooling radiator, a cabin heater, a condenser, an air / air or air / water charge air cooler. Reference is now made to the embodiments of FIGS. 15 to 21. The collector box 1 here comprises a housing 11 having a longitudinal axis A, a bottom 21 and two lateral flanks 220, 230 extending from the bottom 21 of the same side thereof to give a U-shaped cross section. The space between the two sides 220, 230 and the bottom 21 forms a housing space to receive in particular the coolant during operation of the heat exchanger. The bottom 21 and the two lateral flanks 220, 230 extending in the direction of the longitudinal axis A of the casing 11. The casing 11 also typically comprises two end flanks extending one of the lateral flanks 220, 230 towards the other 230, 220 so as to close the casing 11 at its ends. The opposite side to the bottom 21 has an opening which is in particular to be coupled to a heat exchange casing.
La boite collectrice 1 comprend également du matériau à changement de phase 300 dans l'espace de logement du carter 11 . Ce matériau à changement de phase 300 est encapsulé dans des tubes 310, 320. Typiquement chacun de ces tubes 310, 320 présente une section transversale circulaire, dont le diamètre extérieur est préférentiellement compris entre 1 et 8 mm. Ils sont scellés à leurs deux extrémités 311 , 321 , par exemple par le même matériau que celui dans lequel ils sont faits, par des rivets 312 ou par sertissage (comme expliqué plus loin). L'extension des tubes 310, 320 peut être rectiligne (figures 15 à 18) ou ondulée (figure 19 à 21 ). Par ondulée, on comprend dans le cadre du présent exposé toute forme arrondie allant du zigzag au créneau, par exemple sinusoïdale ou présentant des tronçons rectilignes 323 reliés entre eux par des tronçons toriques 324, de préférence dessinant un demi-arc de cercle ; c'est cette dernière forme qui est représentée sur les figures 19 à 21 . La plus petite distance séparant les parois de deux tubes 310, 320 est de préférence comprise entre 0,5 et 2 mm.  The manifold box 1 also comprises phase change material 300 in the housing housing space 11. This phase change material 300 is encapsulated in tubes 310, 320. Typically each of these tubes 310, 320 has a circular cross section, the outside diameter is preferably between 1 and 8 mm. They are sealed at their two ends 311, 321, for example by the same material in which they are made, by rivets 312 or by crimping (as explained below). The extension of the tubes 310, 320 may be rectilinear (FIGS. 15 to 18) or corrugated (FIGS. 19 to 21). By corrugated, it is understood in the context of this presentation any rounded shape ranging from zigzag to slot, for example sinusoidal or having rectilinear sections 323 interconnected by toric sections 324, preferably drawing a half arcuate circle; it is this latter form which is shown in Figures 19 to 21. The smallest distance separating the walls of two tubes 310, 320 is preferably between 0.5 and 2 mm.
De manière générale, le matériau de changement de phase 300 peut comprendre de la paraffine et/ou des huiles végétales.  In general, the phase change material 300 may comprise paraffin and / or vegetable oils.
Les tubes 310, 320 peuvent être en polymère, par exemple du polycarbonate, du polyester, du polyamide ; notamment quand leur extension est rectiligne, éventuellement chargé. Dans ce cas, les tubes 310, 320 présentent une paroi d'épaisseur comprise entre 0,05 et 0,4 mm. Les tubes 310, 320 peuvent encore être en métal, de préférence en aluminium, permettant d'avoir des tubes d'une épaisseur moindre que des tubes en plastiques car l'aluminium est plus conducteur thermiquement et plus solide que le plastique. Dans ce cas, les tubes 310, 320 présentent une paroi d'épaisseur comprise entre 0,05 et 0,5 mm, de préférence en dessous de 0,2 mm. Le métal a pour avantage de permettre un transfert de chaleur plus important entre le fluide caloporteur et le matériau à changement de phase 300 qu'un polymère. Par ailleurs, la résistance mécanique du métal est supérieure à celle des polymères, permettant de prévoir des tubes 310, 320 présentant une paroi d'épaisseur inférieure, typiquement entre ... et ... mm. Par conséquent, pour un même volume extérieur de tube, une quantité supérieure de matériau à changement de phase 300 peut être placée dans chaque tube 310, 320. Par ailleurs, le métal est particulièrement adapté pour des tubes 320 à extension ondulée car il procure une meilleure tenue mécanique empêchant la déformation des tubes ondulés par la pression exercée par le fluide caloporteur, le poids des tubes 320, ou à cause des hautes chaleurs pouvant régner dans la boite collectrice 1 . The tubes 310, 320 may be made of polymer, for example polycarbonate, polyester or polyamide; especially when their extension is rectilinear, possibly loaded. In this case, the tubes 310, 320 have a wall with a thickness of between 0.05 and 0.4 mm. The tubes 310, 320 may also be made of metal, preferably aluminum, to have tubes of less thickness than plastic tubes because aluminum is more thermally conductive and stronger than plastic. In this case, the tubes 310, 320 have a wall thickness between 0.05 and 0.5 mm, preferably below 0.2 mm. The advantage of the metal is that it allows a greater heat transfer between the coolant and the phase change material 300 than a polymer. Moreover, the mechanical strength of the metal is greater than that of the polymers, making it possible to provide tubes 310, 320 having a wall of smaller thickness, typically between ... and ... mm. Therefore, for the same external volume of tube, a greater amount of phase change material 300 can be placed in each tube 310, 320. Furthermore, the metal is particularly suitable for corrugated tubes 320 because it provides a better mechanical strength preventing the deformation of the corrugated tubes by the pressure exerted by the coolant, the weight of the tubes 320, or because of the high temperatures that can prevail in the manifold 1.
L'espace de logement peut être divisé en deux portions 240, 250 suivant un plan sensiblement parallèle au plan moyen du fond 21 du carter 11 : une première portion 240 plus proche du fond 21 et une deuxième portion 250 plus éloignée du fond 21 du carter ; le matériau à changement de phase 300 étant présent uniquement dans la première portion 240. La première portion 240 représente préférentiellement un volume de l'espace de logement plus grand que la deuxième portion 250, notamment entre 55 et 75% du volume de l'espace de logement, préférentiellement entre 60 et 70% du volume de l'espace de logement, de préférence 2/3, la deuxième portion 250 occupant le reste du volume de l'espace de logement.  The accommodation space can be divided into two portions 240, 250 in a plane substantially parallel to the mean plane of the bottom 21 of the housing 11: a first portion 240 closer to the bottom 21 and a second portion 250 further from the bottom 21 of the housing ; the phase change material 300 being present only in the first portion 240. The first portion 240 preferably represents a larger volume of the housing space than the second portion 250, in particular between 55 and 75% of the volume of the space housing, preferably between 60 and 70% of the volume of the housing space, preferably 2/3, the second portion 250 occupying the rest of the volume of the housing space.
Afin de maintenir les tubes 310, 320 dans la boite collectrice et notamment dans la première portion 240 de l'espace de logement, la boite collectrice 1 peut comprendre en outre un support de tubes 400 comportant une base 410 et deux montants 420 distants l'un de l'autre, les deux montants 420 présentant des orifices 421 , chaque orifices 421 soutenant une extrémité 311 , 321 d'un tube 310, 320, notamment par un des rivets 312, 322 servant à boucher le tube, ou par sertissage de chaque extrémité 311 , 321 du tube 310, 320 sur la surface entourant un orifice 421 du montant 420. Les montants 420 permettent le centrage des tubes 310, 320 dans la boite collectrice 1. Le support de tubes 400 est préférentiellement réalisé en polymère, toujours de préférence en polyamide, encore de préférence en polyamide 6.6. La base 410 et les deux montants 420 peuvent être venus de moulage.  In order to maintain the tubes 310, 320 in the manifold box and in particular in the first portion 240 of the housing space, the manifold 1 may further comprise a tube support 400 having a base 410 and two spacers 420 remote the one of the other, the two uprights 420 having orifices 421, each orifices 421 supporting one end 311, 321 of a tube 310, 320, in particular by one of the rivets 312, 322 serving to plug the tube, or by crimping of each end 311, 321 of the tube 310, 320 on the surface surrounding an orifice 421 of the upright 420. The uprights 420 allow the centering of the tubes 310, 320 in the manifold 1. The tube support 400 is preferably made of polymer, always preferably polyamide, more preferably polyamide 6.6. The base 410 and the two uprights 420 may have come from molding.
La base 410 est avantageusement ajourée, par exemple présentant la forme d'une grille avec des orifices 411 préférentiellement oblongs s'étendant toujours préférentiellement dans la même direction que l'axe longitudinal A du carter. Cette grille permet de retenir les tubes 310, 320 si jamais un de ceux-ci se décroche des orifices 421 des montants 420.  The base 410 is advantageously perforated, for example having the form of a grid with orifices 411 preferably oblong always extending preferentially in the same direction as the longitudinal axis A of the housing. This grid makes it possible to retain the tubes 310, 320 if ever one of them is detached from the orifices 421 of the uprights 420.
Par ailleurs, le carter 11 peut comprendre des moyens de fixation ou de retenu 280 du support de tubes 400, notamment par couplage à la base 410. Dans un mode de réalisation, les moyens de fixation ou de retenu 280 sont des moyens de clipsage de la base 410 du support de tubes 400 au carter 11 . Par exemple, chacun des moyens de clipsage est une cale dont la section est un triangle rectangle dont un des côtés autre que l'hypoténuse est fixé contre une paroi intérieure du carter, la paroi pouvant être celle d'une plaque transverse étanche (décrite un plus loin), l'autre côté autre que l'hypoténuse est tourné vers le fond de sorte que l'hypoténuse est tourné vers l'ouverture du carter. L'autre côté autre que l'hypoténuse joue le rôle d'une butée retenant le support, et notamment par contact avec la base, dans la première portion de l'espace de logement. Dans un mode de réalisation, deux moyens de clipsage 280 sont utilisés pour fixer ou retenir un support de tubes 400, par exemple sur deux de ses côtés opposés, notamment les deux côtés opposés le long d'un axe parallèle à l'extension du support de tubes 400. Les moyens de clipsage 280 sont de préférence venus de matière avec le carter 11 , notamment avec les flancs d'extrémité du carter et/ou avec la plaque transverse 200. Furthermore, the casing 11 may comprise means for fixing or retaining 280 of the tube support 400, in particular by coupling to the base 410. In one embodiment, the attachment or retaining means 280 are clipping means of FIG. the base 410 of the tube support 400 to the housing 11. For example, each of the clipping means is a shim whose section is a right-angled triangle whose one side other than the hypotenuse is fixed against an inner wall of the housing, the wall being able to be that of a transverse sealed plate (described in FIG. further), the other side other than the hypotenuse is turned towards the bottom so that the hypotenuse is turned towards the opening of the housing. The other side other than the hypotenuse acts as a stop retaining the support, and in particular by contact with the base, in the first portion of the housing space. In one embodiment, two clipping means 280 are used to fix or retain a tube support 400, for example on two of its opposite sides, in particular the two opposite sides along an axis parallel to the extension of the support. The clipping means 280 are preferably integrally formed with the casing 11, in particular with the end flanks of the casing and / or with the transverse plate 200.
Le support de tubes 400 peut s'étendre dans la direction de l'axe longitudinal A du carter 11 et les tubes 310, 320 sont disposés dans une direction générale parallèle à l'axe longitudinal A du carter 11. Auquel cas, chacun des montants 420 peut être une plaque ajourée dont la normale à la plaque est colinéaire à l'axe longitudinal du carter, les deux montants 420 étant situés aux extrémités du support 400, et les tubes 310 sont préférentiellement des tubes droits s'étendant entre les deux montants 420, de préférence suivant une direction parallèle à l'axe longitudinal A du carter 1 1 . Dans cette variante, les orifices 421 présents sur la plaque ajourée sont préférentiellement répartis suivant une maille carrée, triangulaire ou hexagonale. Dans une autre variante, chacun des montants 420 peut être une plaque ajourée dont la normale à la plaque est perpendiculaire à l'axe longitudinal A du carter 1 1 et n'intersecte pas le fond 21 du carter 11 , les deux montants 420 étant situés aux extrémités du support 400, et les tubes 320 sont préférentiellement des tubes ondulés s'étendant entre les deux montants 420. Dans cette variante, chaque tube ondulé 320 ondule de préférence entre deux lignes virtuelles 51 , 52 parallèles s'étendant dans la même direction que l'axe longitudinal A du carter 11 et séparées d'une distance proche de celle séparant les deux flancs latéraux 220, 230 du carter 11 , par exemple entre 80 et 99 % de celle distance. Toujours dans cette variante, les tubes ondulés 320 sont disposés par couches avec un seul tube 320 par couche et chacun des montants 420 ajourés présente une rangée d'orifices 421 superposés les uns aux autres suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal A du carter 11 et n'intersectant aucun flanc latéraux 220, 230 du carter 11.  The tube support 400 may extend in the direction of the longitudinal axis A of the casing 11 and the tubes 310, 320 are arranged in a general direction parallel to the longitudinal axis A of the casing 11. In this case, each of the uprights 420 may be a perforated plate whose normal to the plate is collinear with the longitudinal axis of the housing, the two uprights 420 being located at the ends of the support 400, and the tubes 310 are preferably straight tubes extending between the two uprights 420, preferably in a direction parallel to the longitudinal axis A of the housing 1 1. In this variant, the orifices 421 present on the perforated plate are preferably distributed in a square, triangular or hexagonal mesh. In another variant, each of the uprights 420 may be a perforated plate whose normal to the plate is perpendicular to the longitudinal axis A of the housing 1 1 and does not intersect the bottom 21 of the housing 11, the two uprights 420 being located at the ends of the support 400, and the tubes 320 are preferably corrugated tubes extending between the two uprights 420. In this variant, each corrugated tube 320 preferably waves between two parallel virtual lines 51, 52 extending in the same direction the longitudinal axis A of the casing 11 and separated by a distance close to that separating the two lateral flanks 220, 230 of the casing 11, for example between 80 and 99% of that distance. Still in this variant, the corrugated tubes 320 are arranged in layers with a single tube 320 per layer and each of the openwork uprights 420 has a row of orifices 421 superimposed on each other in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis A of the casing 11 and not intersecting any lateral flanks 220, 230 of the casing 11.
L'espace de logement peut être divisé en deux compartiments 260, 270, notamment un compartiment d'entrée 260 de fluide caloporteur et un compartiment de sortie 270 de fluide caloporteur. Pour cela, le carter 11 peut comprendre une plaque transverse 200 étanche sensiblement au milieu de son extension longitudinale. La plaque transverse 200 peut être venue de matière avec le carter 11 notamment les deux flancs latéraux 220, 230 de celui-ci. La boite collectrice 1 peut alors comprendre deux supports de tubes 400 : The accommodation space can be divided into two compartments 260, 270, in particular a heat transfer fluid inlet compartment 260 and an outlet compartment 270. of heat transfer fluid. For this, the housing 11 may comprise a transverse plate 200 substantially sealed in the middle of its longitudinal extension. The transverse plate 200 can be integral with the casing 11 including the two lateral flanks 220, 230 thereof. The collector box 1 can then comprise two tube supports 400:
- l'un disposé dans le compartiment d'entrée 260 et dont les tubes 310, 320 sont remplis d'un premier matériau à changement de phase ; et  one disposed in the inlet compartment 260 and the tubes 310, 320 of which are filled with a first phase-change material; and
- l'autre dans le compartiment de sortie 270 et dont les tubes 310, 320 sont remplis d'un deuxième matériau à changement de phase.  the other in the outlet compartment 270 and the tubes 310, 320 of which are filled with a second phase-change material.
Les premier et deuxième matériaux à changement de phase peuvent être les mêmes. Cependant, il est parfois plus avantageux qu'ils soient différents, notamment de sorte que le deuxième matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 0,5 fois et 0,7 fois celle du premier matériau à changement de phase. Par exemple, le premier matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 90°C et 110°C, et le deuxième matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 70°C et 90°C. Cette variante est particulièrement avantageuse lorsque la boite collectrice est destinée à un échangeur de chaleur d'un radiateur à refroidissement à haute température. Autre exemple, le premier matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 60°C et 70°C, et le deuxième matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 40°C et 50°C. Cette variante est particulièrement avantageuse lorsque la boite collectrice est destinée à un échangeur de chaleur d'un radiateur à refroidissement à basse température.  The first and second phase change materials may be the same. However, it is sometimes more advantageous for them to be different, especially so that the second phase-change material has a phase transition temperature of between 0.5 and 0.7 times that of the first phase-change material. . For example, the first phase change material has a phase transition temperature of between 90 ° C and 110 ° C, and the second phase change material has a phase transition temperature of between 70 ° C and 90 °. vs. This variant is particularly advantageous when the header is intended for a heat exchanger of a radiator with high temperature cooling. As another example, the first phase change material has a phase transition temperature of between 60 ° C and 70 ° C, and the second phase change material has a phase transition temperature of between 40 ° C and 50 ° C. vs. This variant is particularly advantageous when the header is intended for a heat exchanger of a radiator with low temperature cooling.
La boite collectrice 1 peut comprendre également un port d'entrée 291 de fluide caloporteur, notamment si la boite collectrice 1 est une boite collectrice d'entrée, ou un port de sortie 292 de fluide caloporteur, notamment si la boite eau 1 est une boite collectrice de sortie (circulation du fluide caloporteur en I). Dans le cas où la boite collectrice 1 est une boite collectrice d'entrée et de sortie (circulation du fluide caloporteur en U), celle-ci peut comprendre un port d'entrée 291 débouchant dans le compartiment d'entrée 260, et un port de sortie 292 débouchant dans le compartiment de sortie 270. Chacun des ports d'entrée ou de sortie 291 , 292 présente une ouverture débouchant préférentiellement à la fois dans la première portion 240 et à la fois dans la deuxième portion 250 de l'espace de logement. De préférence, la totalité de l'aire de l'ouverture débouche dans la première portion 240. Le port d'entrée 291 est de préférence venu de matière avec le carter, notamment un des flancs latéraux 220, 230 de celui-ci. De même, le port de sortie 292 est de préférence venu de matière avec le carter, notamment un des flancs latéraux 220, 230 de celui-ci. Quand les deux types de port sont prévus, ils sont de préférence placés du même côté du carter 11. The manifold 1 may also include a heat transfer fluid inlet port 291, especially if the manifold 1 is an inlet manifold, or an outlet port 292 of heat transfer fluid, especially if the water can 1 is a box outlet collector (circulation of heat transfer fluid in I). In the case where the manifold 1 is an inlet and outlet manifold (circulation of the heat transfer fluid U), it may include an inlet port 291 opening into the inlet compartment 260, and a port 292, 292 has an opening opening preferentially both in the first portion 240 and both in the second portion 250 of the space of housing. Preferably, the entire area of the opening opens into the first portion 240. The input port 291 is preferably integral with the housing, including one of the side flanks 220, 230 thereof. Likewise, the output port 292 is preferably integral with the housing, in particular one of the lateral flanks 220, 230 thereof. When both types of port are provided, they are preferably placed on the same side of the housing 11.
De manière générale, le carter 11 doté d'un port d'entrée 291 ainsi que la disposition du matériau à changement de phase sont réalisés de manière à ce qu'en fonctionnement, le fluide caloporteur entre d'abord au contact avec les tubes encapsulant le matériau à changement de chaleur par le port d'entrée 291 avant de sortir du côté du carter ouvert vers le faisceau d'échange auquel la boite collectrice 1 est couplée.  In general, the casing 11 having an inlet port 291 and the arrangement of the phase-change material are made in such a way that, in operation, the heat-transfer fluid first comes into contact with the encapsulating tubes. the heat-change material through the input port 291 before exiting the open housing side to the exchange beam to which the manifold 1 is coupled.
Une telle boite collectrice 1 peut être utilisée dans un échangeur de chaleur, par exemple un radiateur à haute température ou un radiateur à basse température, notamment de tels radiateurs mécaniques ou brasés. Un tel échangeur de chaleur comprend en outre un faisceau d'échange comprenant un empilement de tubes et un carter de faisceau logeant le faisceau d'échange. Le carter de faisceau étant fixé à la boite collectrice 1 . Du matériau à changement de phase peut également être prévu dans les tubes du faisceau d'échange, notamment pour les radiateurs mécaniques.  Such a manifold 1 can be used in a heat exchanger, for example a high temperature radiator or a low temperature radiator, especially such mechanical or brazed radiators. Such a heat exchanger further comprises an exchange beam comprising a stack of tubes and a beam housing housing the exchange beam. The beam housing being attached to the manifold 1. Phase change material may also be provided in the tubes of the exchange bundle, especially for mechanical radiators.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Boite collectrice (1 ) pour échangeur de chaleur (10) comprenant : 1. A collector box (1) for a heat exchanger (10) comprising:
- un carter (11 ) présentant une surface extérieure (120) ;  a housing (11) having an outer surface (120);
- un matériau à changement de phase (2) à l'intérieur du carter (11 ).  a phase change material (2) inside the housing (11).
2. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 1 , comprenant en des saillies (130, 140) d'échange thermique sur la surface extérieure (120) du carter (11 ). A header (1) according to claim 1, including heat exchange projections (130, 140) on the outer surface (120) of the housing (11).
3. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle le carter (11 ) est en plastique. 3. collector box (1) according to claim 1 or claim 2, wherein the housing (11) is plastic.
4. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle le carter (11 ) est en aluminium. 4. collector box (1) according to claim 1 or claim 2, wherein the housing (11) is aluminum.
5. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les saillies (130, 140) sont des ailettes (130). 5. collector box (1) according to one of the preceding claims, wherein the projections (130, 140) are fins (130).
6. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 5, dans laquelle le carter (11 ) présentant un axe longitudinal (A), les ailettes (00) s'étendent transversalement à l'axe longitudinal (A) du carter (11 ), préférentiellement à 90° par rapport à celui-ci. 6. collector box (1) according to claim 5, wherein the housing (11) having a longitudinal axis (A), the fins (00) extend transversely to the longitudinal axis (A) of the housing (11), preferably at 90 ° with respect thereto.
7. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle les saillies (130, 140) sont des plots (140). 7. collector box (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the projections (130, 140) are pads (140).
8. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 5, dans laquelle les plots (140) sont des cylindres droits, préférablement à base circulaire (140a) ou rectangulaire (140b), ou des cônes (140c), éventuellement tronqués. 8. collector box (1) according to claim 5, wherein the studs (140) are straight cylinders, preferably circular base (140a) or rectangular (140b), or cones (140c), optionally truncated.
9. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la distance (d) entre deux saillies (130, 140) est comprise entre 1 et 3 mm. 9. collector box (1) according to one of the preceding claims, wherein the distance (d) between two projections (130, 140) is between 1 and 3 mm.
10. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'épaisseur (e) des saillies (130, 140) est comprise entre 0,07 mm et 1 mm. 10. collector box (1) according to one of the preceding claims, wherein the thickness (e) of the projections (130, 140) is between 0.07 mm and 1 mm.
11. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le carter (11 ) sans les saillies étant circonscrit dans un parallélépipède de plus faible volume (P), les saillies (130, 140) sont contenues dans le parallélépipède de plus faible volume (P). 11. collector box (1) according to one of the preceding claims, wherein the housing (11) without the projections being circumscribed in a parallelepiped of weaker volume (P), the projections (130, 140) are contained in the parallelepiped of smaller volume (P).
12. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la hauteur (h) des saillies (130, 140) est inférieure à 10 mm. 12. collector box (1) according to one of the preceding claims, wherein the height (h) of the projections (130, 140) is less than 10 mm.
13. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 1 , dans laquelle : The header (1) according to claim 1, wherein:
- le carter (11 ) présente un axe longitudinal (A) et présente un fond (21 ), deux flancs latéraux (220, 230) s'étendant à partir du fond (21 ) du même côté de celui-ci de manière à donner une section transversale en U, et un espace de logement entre les deux flancs latéraux (220, 230) et le fond (21 ) ;  - the housing (11) has a longitudinal axis (A) and has a bottom (21), two side flanks (220, 230) extending from the bottom (21) of the same side thereof to give a U-shaped cross-section, and a housing space between the two lateral flanks (220, 230) and the bottom (21);
- du matériau à changement de phase (300) dans l'espace de logement du carter (11 ), le matériau à changement de phase (300) étant encapsulé dans des tubes (310, 320).  - Phase change material (300) in the housing housing space (11), the phase change material (300) being encapsulated in tubes (310, 320).
14. Boite collectrice (1 ) selon la revendication précédente, dans laquelle l'espace de logement est divisé en deux portions (240, 250) suivant un plan sensiblement parallèle au plan moyen du fond (21 ) : une première portion (240) plus proche du fond (21 ) représentant 55 à 75%, préférentiellement 2/3, du volume de l'espace de logement et une deuxième portion (250) plus éloignée du fond représentant le reste du volume de l'espace de logement ; le matériau à changement de phase étant présent uniquement dans la première portion. 14. collector box (1) according to the preceding claim, wherein the housing space is divided into two portions (240, 250) in a plane substantially parallel to the mean plane of the bottom (21): a first portion (240) plus near the bottom (21) representing 55 to 75%, preferably 2/3, the volume of the housing space and a second portion (250) further from the bottom representing the rest of the volume of the housing space; the phase change material being present only in the first portion.
15. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 13 ou la revendication 14, comprenant en outre un support de tubes (400) comportant une base (410) et deux montants (420) distants l'un de l'autre, les deux montants (420) présentant des orifices (421 ), chaque orifice (421 ) soutenant une extrémité (311 , 321 ) d'un tube (310, 320). A header (1) according to claim 13 or claim 14, further comprising a tube holder (400) having a base (410) and two posts (420) spaced apart from one another, the two posts (420) having orifices (421), each port (421) supporting one end (311, 321) of a tube (310, 320).
16. Boite collectrice (1 ) selon la revendication précédente, dans laquelle la base (410) est ajourée. 16. collector box (1) according to the preceding claim, wherein the base (410) is perforated.
17. Boite à eau (1 ) selon la revendication 15 ou la revendication 16, dans laquelle le carter (11 ) comprend des moyens de fixation ou de retenu (280) du support de tubes (400). 17. A water box (1) according to claim 15 or claim 16, wherein the housing (11) comprises means for fixing or retaining (280) of the tube support (400).
18. Boite collectrice (1 ) selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de fixation ou de retenu (280) sont des moyens de clipsage de la base (410) du support de tubes (400) au carter (11 ). 18. collector box (1) according to the preceding claim, wherein the fastening means or retaining means (280) are means for clipping the base (410) of the support of tubes (400) to the housing (11).
19. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications 15 à 18, dans laquelle, le support de tubes (400) s'étend dans la direction de l'axe longitudinal (A) du carter (11 ) et les tubes (310, 320) sont disposés dans une direction générale parallèle à l'axe longitudinal (A) du carter. Picking box (1) according to one of claims 15 to 18, in which the tube support (400) extends in the direction of the longitudinal axis (A) of the housing (11) and the tubes ( 310, 320) are arranged in a general direction parallel to the longitudinal axis (A) of the housing.
20. Boite collectrice (1 ) selon la revendication précédente, dans laquelle chacun des montants (420) est une plaque ajourée dont la normale à la plaque est colinéaire à l'axe longitudinal (A) du carter (11 ), les deux montants (420) étant situés aux extrémités du support (400), et les tubes (310) sont des tubes droits s'étendant entre les deux montants (420). 20. Collector box (1) according to the preceding claim, wherein each of the uprights (420) is a perforated plate whose normal to the plate is collinear with the longitudinal axis (A) of the housing (11), the two uprights ( 420) being located at the ends of the support (400), and the tubes (310) are straight tubes extending between the two uprights (420).
21 . Boite collectrice (1 ) selon la revendication 19, dans laquelle chacun des montants (420) est une plaque ajourée dont la normale à la plaque est perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) du carter (11 ) et n'intersecte pas le fond (21 ) du carter (11 ), les deux montants (420) étant situés aux extrémités du support (400), et les tubes (320) sont des tubes ondulés s'étendant entre les deux montants (420). 21. A header (1) according to claim 19, wherein each of the uprights (420) is a perforated plate whose normal to the plate is perpendicular to the longitudinal axis (A) of the housing (11) and does not intersect the bottom (21) of the housing (11), the two uprights (420) being located at the ends of the support (400), and the tubes (320) are corrugated tubes extending between the two uprights (420).
22. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications 15 à 21 , dans laquelle le carter (11 ) comprend une plaque transverse (200) étanche sensiblement au milieu de son extension longitudinale séparant l'espace de logement en deux compartiments (260, 270) : un compartiment d'entrée (260) et un compartiment de sortie (270) ; 22. collector box (1) according to one of claims 15 to 21, wherein the housing (11) comprises a transverse plate (200) substantially sealed in the middle of its longitudinal extension separating the housing space into two compartments (260 , 270): an input compartment (260) and an output compartment (270);
la boite collectrice (1 ) comprenant deux supports de tubes (400) :  the collector box (1) comprising two tube supports (400):
- l'un disposé dans le compartiment d'entrée (260) et dont les tubes (310, 320) sont remplis d'un premier matériau à changement de phase ; et  one disposed in the inlet compartment (260) and the tubes (310, 320) of which are filled with a first phase change material; and
- l'autre dans le compartiment de sortie (270) et dont les tubes (310, 320) sont remplis d'un deuxième matériau à changement de phase ;  the other in the outlet compartment (270) and the tubes (310, 320) of which are filled with a second phase-change material;
le deuxième matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 0,5 fois et 0,7 fois celle du premier matériau à changement de phase.  the second phase change material has a phase transition temperature of between 0.5 and 0.7 times that of the first phase change material.
23. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 22, destinée à un échangeur de chaleur d'un radiateur à refroidissement à haute température, dans laquelle le premier matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 90°C et 1 10°C, et le deuxième matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 70°C et 90°C. A header box (1) according to claim 22 for a heat exchanger of a high temperature cooling radiator, wherein the first phase change material has a phase transition temperature of between 90 ° C and 100 ° C. 1 10 ° C, and the second phase change material has a phase transition temperature of between 70 ° C and 90 ° C.
24. Boite collectrice (1 ) selon la revendication 22, destinée à un échangeur de chaleur d'un radiateur à refroidissement à basse température, dans laquelle le premier matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 60°C et 70°C, et le deuxième matériau à changement de phase présente une température de transition de phase comprise entre 40°C et 50°C. A header (1) according to claim 22 for a heat exchanger of a low temperature cooling radiator, wherein the first phase change material has a phase transition temperature of between 60 ° C and 60 ° C. 70 ° C, and the second phase change material has a phase transition temperature of between 40 ° C and 50 ° C.
25. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications 13 à 24, dans laquelle les tubes (310, 320) sont en polymère, de préférence en polycarbonate. 25. collector box (1) according to one of claims 13 to 24, wherein the tubes (310, 320) are made of polymer, preferably polycarbonate.
26. Boite collectrice (1 ) selon l'une des revendications 13 à 24, dans laquelle les tubes (310, 320) sont en métal, de préférence en aluminium. 26. collector box (1) according to one of claims 13 to 24, wherein the tubes (310, 320) are metal, preferably aluminum.
27. Echangeur thermique (10, 50) comprenant des canaux d'échange thermique (12) raccordant une boite collectrice d'entrée (22) et une boite collectrice de sortie (24), ces canaux (12) et boites collectrices (22, 24) étant agencés de manière à former un circuit dans lequel circule un fluide caloporteur interne (16) depuis un orifice d'entrée (26) de la boite collectrice d'entrée (22) vers un orifice de sortie (28) de la boite collectrice de sortie (28) en passant à travers les différents canaux d'échange thermique (12), caractérisé en ce qu'au moins une des boite collectrice d'entrée et de sortie est une boite collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes. 27. Heat exchanger (10, 50) comprising heat exchange channels (12) connecting an inlet manifold (22) and an outlet manifold (24), said manifolds (12) and manifolds (22, 24) being arranged to form a circuit in which an internal heat transfer fluid (16) circulates from an inlet (26) of the inlet manifold (22) to an outlet port (28) of the box outlet manifold (28) passing through the different heat exchange channels (12), characterized in that at least one of the inlet and outlet manifolds is a manifold according to any one of the preceding claims .
28. Echangeur thermique (10, 50) selon la revendication précédente, dans lequel le matériau à changement de phase (34) a une chaleur latente de fusion supérieure à 280kJ/m3. 28. Heat exchanger (10, 50) according to the preceding claim, wherein the phase change material (34) has a latent heat of fusion greater than 280 kJ / m3.
29. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 et 28, dans lequel le matériau à changement de phase (34) passe de la phase solide à la phase liquide à une température comprise dans une plage comprise entre 20 et 110°C. The heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 and 28, wherein the phase change material (34) passes from the solid phase to the liquid phase at a temperature within a range of and 110 ° C.
30. Echangeur thermique selon la revendication précédente, dans lequel, pour le refroidissement d'une boite de vitesse de véhicule, la plage de température à laquelle le matériau à changement de phase (34) passe de la phase solide à la phase liquide est choisie entre 50 et 100°C. 30. Heat exchanger according to the preceding claim, wherein, for the cooling of a vehicle gearbox, the temperature range at which the phase change material (34) passes from the solid phase to the liquid phase is chosen. between 50 and 100 ° C.
31 . Echangeur thermique selon la revendication 29, dans lequel, pour le refroidissement d'une boite de l'air de suralimentation d'un moteur, la plage de température à laquelle le matériau à changement de phase (34) passe de la phase solide à la phase liquide est choisie entre 45 et 55°C. 31. Heat exchanger according to Claim 29, in which, for the cooling of a box of the charge air of an engine, the range of The temperature at which the phase change material (34) passes from the solid phase to the liquid phase is selected from 45 to 55 ° C.
32. Echangeur thermique selon la revendication 29, dans lequel, pour le refroidissement d'un moteur de véhicule, la plage de température à laquelle le matériau à changement de phase (34) passe de la phase solide à la phase liquide est choisie entre 80 et 110°C. 32. Heat exchanger according to claim 29, wherein, for the cooling of a vehicle engine, the temperature range at which the phase change material (34) passes from the solid phase to the liquid phase is selected from 80 and 110 ° C.
33. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à33. Heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 to
32, dans lequel le matériau à changement de phase (34) est choisi parmi un acide gras, un alcool gras, une paraffine et un sel hydraté. 32, wherein the phase change material (34) is selected from a fatty acid, a fatty alcohol, a paraffin and a hydrated salt.
34. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à34. Heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 to
33, dans lequel les enveloppes (32) ont une section circulaire dont le diamètre externe est compris entre 1 et 8 mm. 33, wherein the envelopes (32) have a circular section whose outer diameter is between 1 and 8 mm.
35. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à35. Heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 to
34, dans lequel le fluide caloporteur interne (16) est sous forme gazeuse. 34, wherein the internal heat transfer fluid (16) is in gaseous form.
36. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à 34, dans lequel le fluide caloporteur interne (16) est sous forme liquide. 36. Heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 to 34, wherein the internal heat transfer fluid (16) is in liquid form.
37. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des enveloppes (32) positionnées transversalement les unes par rapport aux autres à l'aide d'au moins une bague d'entretoisement (40) portée par une enveloppe (32). 37. Heat exchanger (10, 50) according to any one of the preceding claims, comprising envelopes (32) positioned transversely relative to one another by means of at least one spacer ring (40) carried by an envelope (32).
38. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à 37, comprenant des enveloppes (32) positionnées transversalement les unes par rapport aux autres à l'aide d'une plaque transversale (42) munie de pions (48) de positionnement emboîtés dans des orifices d'extrémité (44) d'enveloppes (32). 38. A heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 to 37, comprising envelopes (32) positioned transversely relative to one another by means of a transverse plate (42) provided with pins ( 48) nested in end ports (44) of envelopes (32).
39. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à 37, comprenant des enveloppes (32) positionnées transversalement les unes par rapport aux autres à l'aide d'une grille d'entretoisement (46) traversée par des enveloppes (32), positionnant transversalement les enveloppes (32) traversées entre elles. 39. Heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 to 37, comprising envelopes (32) positioned transversely relative to each other using a spacer grid (46) traversed by envelopes (32), transversely positioning the envelopes (32) traversed between them.
40. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à40. A heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 to
39, dans laquelle les canaux d'échange thermique (12) sont des tubes à section sensiblement circulaire ou oblongue. 39, wherein the heat exchange channels (12) are substantially circular or oblong section tubes.
41 . Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à41. Heat exchanger (10, 50) according to one of Claims 27 to
40, dans lequel un fluide caloporteur externe (18), liquide ou gazeux, circule à l'extérieur des canaux d'échange thermique (12), de manière à échanger de la chaleur avec les canaux d'échange thermique (12) essentiellement par convection. 40, in which an external heat transfer fluid (18), liquid or gaseous, circulates outside the heat exchange channels (12), so as to exchange heat with the heat exchange channels (12) essentially by convection.
42. Echangeur thermique (10, 50) selon l'une quelconque des revendications 27 à42. Heat exchanger (10, 50) according to any one of claims 27 to
41 , dans lequel des ailettes sont conformées sur une surface extérieure de l'au moins une des boites collectrices logeant les enveloppes (32). 41, wherein fins are formed on an outer surface of the at least one of the manifolds housing the envelopes (32).
43. Echangeur thermique (10, 50) selon la revendication précédente, dans lequel les ailettes sont conformées sur au moins une portion de surface extérieure localisée en correspondance des enveloppes (32) dans ladite au moins une boite collectrice. 43. Heat exchanger (10, 50) according to the preceding claim, wherein the fins are formed on at least one outer surface portion located in correspondence of the envelopes (32) in said at least one manifold.
44. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 27 à 43, dans lequel celui-ci est un radiateur à haute température ou un radiateur à basse température. 44. Heat exchanger according to any one of claims 27 to 43, wherein the latter is a high temperature radiator or a low temperature radiator.
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