EP3532790A1 - Echangeur thermique - Google Patents

Echangeur thermique

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Publication number
EP3532790A1
EP3532790A1 EP17797685.9A EP17797685A EP3532790A1 EP 3532790 A1 EP3532790 A1 EP 3532790A1 EP 17797685 A EP17797685 A EP 17797685A EP 3532790 A1 EP3532790 A1 EP 3532790A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channels
exchanger
exchanger according
distance
bundle
Prior art date
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Ceased
Application number
EP17797685.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Georges De Pelsemaeker
Damien RAGONDET
Aurélie Bellenfant
Vincent RENAULT
Dominik Sporna
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
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3532790A1 publication Critical patent/EP3532790A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0073—Gas coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger.
  • the invention aims in particular to improve this type of heat exchanger.
  • the subject of the invention is thus a heat exchanger comprising: a bundle of heat exchange channels in which a cooling fluid circulates, the channel bundle being made of a material with an anisotropy in particular greater than 0.6 and preferably much lower; at 1, the channels being in particular made by extrusion and soldered, each of the channels having an elongated cross section.
  • the channel section is different from a circular shape.
  • the anisotropy greater than 0.6 and the elongated shape of the channels make it possible to obtain channels with a burst pressure that is high, which makes it possible to have a heat exchanger of great mechanical strength. This is particularly advantageous when circulating in the channels a high pressure coolant.
  • the bursting pressure depends more on the crystallography of the material in which the channel bundle, represented by the anisotropy, is produced than on the tensile force.
  • the anisotropy of the mechanical strength of the beam is related to a heterogeneity of the crystallographic structure revealed by a metallographic examination.
  • the anisotropy index of the material is defined by measuring the mechanical strength in the 3 axes and defining the index by the ratio between the lowest value and the largest value. It should be noted that this is not a local microscopic measurement but a measurement on a beam profile after soldering.
  • This anisotropy is, among other things, the consequence of the heterogeneous distribution of the grain size which can be revealed on a finished exchanger by means of a metallographic section and an acid attack.
  • two immediately adjacent channels being separated by a distance WT and these two immediately adjacent channels having a median width DC measured parallel to the distance WT, the distance WT and the diameter DC being connected by the following relation:
  • BP represents a burst pressure of the predetermined beam
  • SM represents a dispersion value, in particular substantially equal to 0.15, in particular for holding material in which the channel bundle is made and potential variations in the geometry of the channel bundle
  • the channel bundle has sufficient mechanical strength to ensure safe operation of the loop. Specifically, a relationship between the WT / DC ratio, namely geometric parameters, and the burst pressure has been updated. This makes it possible to size channel beams of great resistance.
  • the BP value may be the high pressure or low pressure burst pressure value depending on the integration of the exchanger in a high pressure or low pressure line of the air conditioning system.
  • the burst pressure is chosen to be greater than 300 bars.
  • the exchanger is arranged to be disposed on a high pressure line, for example an air conditioning system of a motor vehicle, the burst pressure is chosen substantially equal to 380 bars.
  • the exchanger is arranged to be disposed on a low pressure line, for example an air conditioning system of a motor vehicle, the bursting pressure is preferably chosen substantially equal to 320 Bars.
  • the ratio WT / DC is in particular between 1 .3 and 1 .78.
  • the exchanger is arranged to be disposed on a high pressure line, for example an air conditioning system of a motor vehicle, the ratio WT / DC then being preferably between 1 .3 and 1. 57.
  • the exchanger is arranged to be disposed on a low pressure line for example of a motor vehicle air conditioning system, the ratio WT / DC being between 1 .54 and 1 .78.
  • the channel bundle is made of a material with a particular anisotropy greater than 0.7, especially greater than 0.8. Anisotropy is the result of the process of manufacturing the tube and brazing the beam.
  • it is material of the series type 3000, 9000 or 1000, having mechanical characteristics measured on tube included for the RP 0.2% (traction giving a residual deformation of 0.2%) between 15 and 50 MPa, RM ( tensile strength) between 70 and 100 MPa and A50% (elongation at break) between 14 and 35.
  • the distance WT is between 0.4 mm and 3 mm.
  • the material is preferably such that its anisotropy increases after the brazing operation.
  • the channels have a substantially oval cross section.
  • the channel bundle comprises a body having a flat face and the distance RT between the top of one of the channels and this flat face is smaller than half the distance WT between two immediately adjacent channels. .
  • the cooling fluid is a refrigerant in the supercritical state, such as CO 2 in particular.
  • the channels of the beam extend parallel to each other.
  • the exchanger forms one of the following devices: an evaporator, a gas cooler, an electric battery cooler, a water chiller (chiller), a gas cooler.
  • the exchanger is an evaporator or a condenser for a vehicle air conditioning system, or any other heat exchange device.
  • the invention further relates, independently or in combination with the foregoing, to a heat exchanger comprising:
  • a bundle of heat exchange channels in which a cooling fluid circulates the channels being in particular made by extrusion and brazed, the channels being each arranged, at least partially, parallel to each other and each having a center, these passing centers; by an axis (X),
  • these channels having a cross section, in particular of elongated shape, with a smaller dimension (a) along the axis passing through the centers and a larger dimension (b) in a direction perpendicular to this axis,
  • the channel bundle comprising a body having a flat face, and the top of one of the channels being separated from this flat face by a distance (RT), exchanger in which the ratio b / a is in the range [1, 05 ; 1, 4] and / or the ratio WT / RT is in the range [1, 1; 1, 9] in order to maximize the value Pw.Pmax.Sfluid / Salu where
  • Pmax is the maximum pressure
  • Sfluid is the fluid section
  • Salu is the aluminum section
  • the invention thus makes it possible to improve the mechanical and thermal performances by using a minimum of aluminum.
  • the mechanical strength of a wall between the channels is lower than that of a wall between one of the channels and the flat face, in particular because of the resulting anisotropy of the extrusion and brazage of the beam.
  • FIG. 1 diagrammatically and partially illustrates an evaporator according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIGS. 2 and 4 illustrate, schematically and partially, in section, a bundle of channels of the evaporator of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a graph which schematically illustrates the correlation between the ratio WT / DC and the burst pressure
  • FIG. 5 illustrates the evolution of the value Pw.Pmax.Sfluid / Salu as a function of WT / RT and b / a.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 1 according to the invention. This heat exchanger can be used in particular as an evaporator of an air conditioning circuit of a motor vehicle, in which a first fluid circulates, such as a coolant in the supercritical state, such as CO2 in particular.
  • a first fluid circulates, such as a coolant in the supercritical state, such as CO2 in particular.
  • the heat exchanger 1 is for example intended to condition a second fluid, such as the flow of air to the passenger compartment of the motor vehicle, by heat exchange with the refrigerant circulating in the heat exchanger.
  • the heat exchanger 1 is for example placed inside an air conditioning unit 100 generally located in the passenger compartment of the vehicle.
  • the refrigerant evaporating within the heat exchanger 1 working in evaporator captures caloric energy from the air flow to the passenger compartment, to allow the passage of refrigerant from a liquid phase to a gas phase.
  • the heat exchanger 1 consists of two manifolds 2 arranged vis-à-vis. Between the manifolds 2 is disposed a bundle of heat exchange elements 4 for containing the coolant, and arranged parallel to each other.
  • the heat exchange elements 4 have a generally tubular shape. Between the heat exchange elements 4, there are heat exchange pads 6 whose function is to increase the heat exchange surface, in a manner known per se.
  • FIG. 2 is a sectional view along the plane P of Figure 1, a heat exchange element 4 comprising channels 5 parallel to each other.
  • the channel bundle 4 is made of a material with an anisotropy especially greater than 0.6, the channels being made by extrusion and brazed, each of the channels 5 having an elongated cross section.
  • Two immediately adjacent 5 channels are separated by a distance WT and these two immediately adjacent channels having a median width DC measured parallel to the distance WT, the distance WT and the diameter DC being connected by the following relation:
  • SM represents a dispersion value, in particular substantially equal to 0.15, in particular for holding material in which the beam of channels and potential variations of the geometry of the channel bundle is produced.
  • DC is the median value between RL and RR, namely respectively the distance, measured along the X axis passing through the centers O of the two channels 5, between each center O of one of the two channels 5 and its edge 9 on the side of the adjacent channel 5.
  • the burst pressure is chosen substantially equal to 380 bars and the ratio WT / DC is chosen between 1 .3 and 1. 57.
  • the burst pressure is chosen to be substantially equal to 320 bars and the ratio WT / DC is chosen between 1, 54 and 1.78 .
  • the channel bundle is made of a material with a particular anisotropy greater than 0.7, especially greater than 0.8.
  • the material is chosen so that its anisotropy increases after the soldering operation.
  • it is material of the series type 3000, 9000 or
  • the channels 5 have a substantially oval cross section.
  • the channel bundle 5 comprises a body having a flat face 8 and the distance RT between the top of one of the channels and this flat face is smaller than half the distance WT between two immediately adjacent channels.
  • the ratio b / a is in the range [1, 05; 1, 4] and / or the ratio WT / RT is in the range [1, 1; 1, 9] in order to maximize the value Pw.Pmax.Sfluid / Salu
  • Pmax is the maximum pressure
  • Salu is the aluminum section.
  • the dimensions a and b are in particular illustrated in FIG. 4.
  • the mechanical strength of a wall between the channels is smaller than that of a wall between one of the channels and the flat face.
  • the ratio b / a is in the range [1, 05; 1, 4] and the ratio WT / RT is in the range [1, 1; 1, 9] to optimize value Pw.Pmax.Sfluid / Salu.
  • the bursting pressure BP for an evaporation device such as an evaporator is in particular between 300 and 340 bar at room temperature (25 degrees Celsius), preferably is substantially equal to 320 bars.
  • BP burst pressure for a gas cooling device is in particular between 350 and 400 bars at room temperature (25 degrees Celsius), preferably is substantially equal to 390 bars at 25 °.

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Abstract

L'invention concerne un échangeur thermique (1) comportant : - un faisceau de canaux d'échange thermique dans lesquels circule un fluide de refroidissement, le faisceau de canaux (5) étant réalisés dans un matériau avec une anisotropie notamment supérieure à 0.6, les canaux étant notamment réalisés par extrusion et brasés, chacun des canaux ayant une section transversale de forme allongée.

Description

Echangeur thermique
L'invention concerne un échangeur thermique.
On connaît par le brevet US7849915 un échangeur de chaleur ayant des canaux de circulation de fluide de section circulaire. L'enseignement de ce brevet présente deux inconvénients, à savoir :
- le fait que le dimensionnement du faisceau de canaux n'est pas directement lié à l'effort de traction (tensile stress en anglais) mesuré sur les tubes,
- le fait que la haute pression et la basse pression ne sont pas définies a priori.
D'autres brevets et demandes de brevet décrivent des échangeurs, à savoir US7165606 et US7140424 par exemple.
L'invention vise notamment à améliorer ce type d'échangeur de chaleur.
L'invention a ainsi pour objet un échangeur thermique comportant : - un faisceau de canaux d'échange thermique dans lesquels circule un fluide de refroidissement, le faisceau de canaux étant réalisés dans un matériau avec une anisotropie notamment supérieure à 0.6 et de préférence strictement inférieure à 1 , les canaux étant notamment réalisés par extrusion et brasés, chacun des canaux ayant une section transversale de forme allongée.
Selon l'invention, la section des canaux est différente d'une forme circulaire. Grâce à l'invention, l'anisotropie supérieure à 0.6 et la forme allongée des canaux permettent d'obtenir des canaux avec une pression d'éclatement qui soit élevée, ce qui permet d'avoir un échangeur de grande résistance mécanique. Ceci est particulièrement avantageux lorsque circule dans les canaux un fluide de refroidissement à haute pression.
Notamment il a été constaté que la pression d'éclatement dépend davantage de la cristallographie du matériau dans lequel est réalisé le faisceau de canaux, représentée par l'anisotropie, que de l'effort de traction. L'anisotropie de la résistance mécanique du faisceau est liée à une hétérogénéité de la structure cristallographique révélée par un examen métallographique. On définit l'indice d'anisotropie de la matière en mesurant la résistance mécanique dans les 3 axes et en définissant l'indice par le rapport entre la plus faible valeur et la plus grande valeur. Il est à noter qu'il ne s'agit pas d'une mesure locale microscopique mais une mesure sur un profil de faisceau après brasage. Cette anisotropie est entre autre la conséquence de la répartition hétérogène de la taille des grains qui peut être révélée sur un échangeur fini au moyen d'une coupe métallographique et d'une attaque acide. Selon un aspect de l'invention, deux canaux immédiatement voisins étant séparés par une distance WT et ces deux canaux immédiatement voisins ayant une largeur médiane DC mesurée parallèlement à la distance WT, la distance WT et le diamètre DC étant reliés par la relation suivante :
(BP-705)/(-210)>WT/DC>(BPx(1 +SM)-705)/(-210) où
BP représente une pression d'éclatement du faisceau prédéterminée,
SM représente une valeur de dispersion, notamment sensiblement égale à 0,15 notamment pour tenir du matériau dans lequel est réalisé le faisceau de canaux et de variations potentielles de la géométrie du faisceau de canaux
Il a été constaté que, lorsque le ratio WT/DC est dans la plage définie ci-dessus, dans le contexte de l'invention, le faisceau de canaux présente une résistance mécanique suffisante à garantir un fonctionnement en toute sécurité de la boucle. Plus précisément, une relation entre le ratio WT/DC, à savoir des paramètres géométriques, et la pression d'éclatement a été mise à jour. Ceci permet de dimensionner des faisceaux de canaux d'une grande résistance.
La valeur BP peut être la valeur de pression d'éclatement haute pression ou basse pression selon l'intégration de l'échangeur dans une ligne haute pression ou basse pression du système de climatisation.
Selon un aspect de l'invention, la pression d'éclatement est choisie supérieure à 300 Bars.
Selon un aspect de l'invention, l'échangeur est agencé pour être disposé sur une ligne haute pression par exemple d'un système de climatisation d'un véhicule automobile, la pression d'éclatement est choisie sensiblement égale à 380 Bars. Selon un aspect de l'invention, l'échangeur est agencé pour être disposé sur une ligne basse pression par exemple d'un système de climatisation dé véhicule automobile, la pression d'éclatement est choisie de préférence sensiblement égale à 320 Bars.
Le ratio WT/DC est notamment compris entre 1 .3 et 1 .78. Selon un aspect de l'invention, l'échangeur est agencé pour être disposé sur une ligne haute pression par exemple d'un système de climatisation dé véhicule automobile, le ratio WT/DC étant alors de préférence compris entre 1 .3 et 1 .57. Selon un aspect de l'invention, l'échangeur est agencé pour être disposé sur une ligne basse pression par exemple d'un système de climatisation de véhicule automobile, le ratio WT/DC étant compris entre 1 .54 et 1 .78. Selon un aspect de l'invention, le faisceau de canaux étant réalisés dans un matériau avec une anisotropie notamment supérieure 0.7, notamment supérieure à 0.8. L'anisotropie est notamment la résultante du procédé de fabrication du tube et brasage du faisceau.
Par exemple, il s'agit de matière de la série type 3000, 9000 ou 1000, ayant des caractéristiques mécaniques mesurées sur tube compris pour le RP 0.2% (traction donnant une déformation résiduelle de 0.2%) entre 15 et 50 MPa, RM (résistance à la traction) entre 70 et 100 MPa et A50% (allongement à la rupture) entre 14 et 35.
Selon un exemple de l'invention, la distance WT est comprise entre 0.4 mm et 3 mm.
Le matériau est de préférence tel que son anisotropie augmente après l'opération de brasage.
Selon un exemple de l'invention, les canaux présentent une section transversale sensiblement ovale. Selon un exemple de l'invention, le faisceau de canaux comporte un corps ayant une face plane et la distance RT entre le haut d'un des canaux et cette face plane est plus petite que la moitié de la distance WT entre deux canaux immédiatement voisins.
De préférence, le fluide de refroidissement est un réfrigérant à l'état supercritique, tel que du C02 notamment.
Selon un exemple de l'invention, les canaux du faisceau s'étendent parallèlement les uns par rapport aux autres. Avantageusement l'échangeur forme l'un des dispositifs suivants : un évaporateur, un refroidisseur à gaz, un refroidisseur de batterie électrique, un refroidisseur à eau (chiller en anglais), un refroidisseur à gaz.
En particulier, l'échangeur est un évaporateur ou un condenseur pour un système de climatisation de véhicule, ou tout autre dispositif d'échange thermique.
L'invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un échangeur thermique comportant :
- un faisceau de canaux d'échange thermique dans lesquels circule un fluide de refroidissement, les canaux étant notamment réalisés par extrusion et brasés, les canaux étant chacun disposés, au moins partiellement, parallèlement les uns autres et présentant chacun un centre, ces centres passant par un axe (X),
o ces canaux présentant une section transversale, notamment de forme allongée, avec une plus petite dimension (a) suivant l'axe passant par les centres et une plus grande dimension (b) dans une direction perpendiculaire à cet axe,
o deux canaux immédiatement voisins étant séparés par une distance (WT),
o le faisceau de canaux comportant un corps ayant une face plane, et le haut d'un des canaux étant séparé de cette face plane par une distance (RT), échangeur dans lequel le ratio b/a est dans la plage [1 ,05 ; 1 ,4] et/ou le ratio WT/RT est compris dans la plage [1 ,1 ; 1 ,9] de manière à maximiser la valeur Pw.Pmax.Sfluid/Salu où
Pw est la puissance thermique,
Pmax est la pression maximale,
Sfluid est la section de fluide, Salu est la section d'aluminium.
L'invention permet ainsi d'améliorer les performances mécaniques et thermiques en utilisant un minimum d'aluminium.
Selon un aspect de l'invention, la résistance mécanique d'une paroi entre les canaux est plus faible que celle d'une paroi entre l'un des canaux et la face plane, notamment du fait de l'anisotropie résultante de l'extrusion et du brazage du faisceau.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 illustre, schématiquement et partiellement, un évaporateur selon un exemple de réalisation de l'invention,
- la figures 2 et 4 illustrent, schématiquement et partiellement, en coupe, un faisceau de canaux de l'évaporateur de la figure 1 ,
- la figure 3 est un graphe qui illustre schématiquement la corrélation entre le ratio WT/DC et la pression d'éclatement,
- la figure 5 illustre l'évolution de la valeur Pw. Pmax.Sfluid/Salu en fonction de WT/RT, et
- la figure 5 illustre l'évolution de la valeur Pw.Pmax.Sfluid/Salu en fonction de WT/RT et b/a. On a représenté sur la figure 1 un échangeur thermique 1 selon l'invention. Cet échangeur thermique peut être notamment utilisé en tant qu'évaporateur d'une boucle de climatisation d'un véhicule automobile, dans laquelle circule un premier fluide, tel qu'un fluide réfrigérant à l'état supercritique, tel que du CO2 notamment.
L'échangeur thermique 1 est par exemple destiné à conditionner un deuxième fluide, tel que le flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule automobile, par échange thermique avec le fluide réfrigérant circulant dans l'échangeur thermique. L'échangeur thermique 1 est par exemple placé à l'intérieur d'un boîtier de climatisation 100 généralement situé dans l'habitacle du véhicule.
Lorsque la boucle de climatisation fonctionne de façon à refroidir le flux d'air à destination de l'habitacle, le fluide réfrigérant s'évaporant au sein de l'échangeur thermique 1 travaillant en évaporateur capte de l'énergie calorique du flux d'air à destination de l'habitacle, afin de permettre le passage du fluide réfrigérant d'une phase liquide à une phase gazeuse.
L'échangeur de chaleur 1 est constitué de deux boîtes collectrices 2 disposées en vis-à-vis. Entre les boîtes collectrices 2 est disposé un faisceau d'éléments d'échange thermique 4 destinés à contenir le fluide réfrigérant, et disposés parallèles entre eux. Les éléments d'échange thermique 4 présentent une forme générale tubulaire. Entre les éléments d'échange thermique 4, sont disposés des intercalaires d'échange de chaleur 6 ayant pour fonction d'augmenter la surface d'échange thermique, de manière connue en soi.
La figure 2 est une vue en coupe suivant le plan P de la figure 1 , d'un élément d'échange thermique 4 comprenant des canaux 5 parallèles entre eux.
Le faisceau de canaux 4 est réalisé dans un matériau avec une anisotropie notamment supérieure à 0.6, les canaux étant réalisés par extrusion et brasés, chacun des canaux 5 ayant une section transversale de forme allongée.
Deux canaux 5 immédiatement voisins sont séparés par une distance WT et ces deux canaux immédiatement voisins ayant une largeur médiane DC mesurée parallèlement à la distance WT, la distance WT et le diamètre DC étant reliés par la relation suivante :
(BP-705)/(-210)>WT/DC>(BPx(1 +SM)-705)/(-210) où BP représente une pression d'éclatement du faisceau prédéterminée
SM représente une valeur de dispersion, notamment sensiblement égale à 0,15 notamment pour tenir du matériau dans lequel est réalisé le faisceau de canaux et de variations potentielles de la géométrie du faisceau de canaux.
Dans l'exemple décrit, DC est la valeur médiane entre RL et RR, à savoir respectivement la distance, mesurée suivant l'axe X passant par les centres O des deux canaux 5, entre chaque centre O de l'un des deux canaux 5 et son bord 9 du côté du canal 5 voisin.
Lorsque l'échangeur est agencé pour être disposé sur une ligne haute pression du système de climatisation dé véhicule automobile, la pression d'éclatement est choisie sensiblement égale à 380 Bars et le ratio WT/DC est choisi compris entre 1 .3 et 1 .57.
Lorsque l'échangeur est agencé pour être disposé sur une ligne basse pression du système de climatisation dé véhicule automobile, la pression d'éclatement est choisie sensiblement égale à 320 Bars et le ratio WT/DC est choisi entre 1 .54 et 1 .78.
Le faisceau de canaux est réalisés dans un matériau avec une anisotropie notamment supérieure 0.7, notamment supérieure à 0.8. Le matériau est choisi de manière à ce que son anisotropie augmente après l'opération de brasage. Par exemple, il s'agit de matière de la série type 3000, 9000 ou
1000, ayant des caractéristiques mécaniques mesurées sur tube compris pour le RP 0.2% (traction donnant une déformation résiduelle de 0.2%) entre 15 et 50 MPa, RM (résistance à la traction) entre 70 et 100 MPa et A50% (allongement à la rupture) entre 14 et 35. La distance WT est comprise entre 0.4 et 3 mm.
La corrélation entre la pression d'éclatement et le ratio WT/DC est illustrée sur la figure 3.
Les canaux 5 présentent une section transversale sensiblement ovale.
Le faisceau de canaux 5 comporte un corps ayant une face plane 8 et la distance RT entre le haut d'un des canaux et cette face plane est plus petite que la moitié de la distance WT entre deux canaux immédiatement voisins. Dans un exemple de mise en œuvre illustré en référence aux figures
5 et 6, le ratio b/a est dans la plage [1 ,05 ; 1 ,4] et/ou le ratio WT/RT est compris dans la plage [1 ,1 ; 1 ,9] de manière à maximiser la valeur Pw.Pmax.Sfluid/Salu où
Pw est la puissance thermique,
Pmax est la pression maximale,
Sfluid est la section de fluide,
Salu est la section d'aluminium.
Les dimensions a et b sont notamment illustrées sur la figure 4. La résistance mécanique d'une paroi entre les canaux est plus faible que celle d'une paroi entre l'un des canaux et la face plane
On voit sur la figure 5 que la valeur Pw.Pmax.Sfluid/Salu est maximale lorsque WR/RT est compris dans la plage [1 ,1 ; 1 ,9].
On note également, en référence à la figure 6, que le ratio b/a est dans la plage [1 ,05 ; 1 ,4] et le ratio WT/RT est compris dans la plage [1 ,1 ; 1 ,9] pour optimiser valeur Pw.Pmax.Sfluid/Salu.
Ces résultats ont été obtenus par simulation du comportement d'un échangeur sous pression.
La pression d'éclatement BP pour un dispositif d'évaporation tel qu'un évaporateur est notamment comprise entre 300 et 340 bars à température ambiante (25 degrés celsius), de préférence est sensiblement égale à 320 bars.
La pression d'éclatement BP pour un dispositif de refroidissement de gaz est notamment comprise entre 350 et 400 bars à température ambiante (25 degrés celsius), de préférence est sensiblement égale à 390 bars à 25°.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Echangeur thermique (1 ) comportant :
un faisceau de canaux d'échange thermique dans lesquels circule un fluide de refroidissement, le faisceau de canaux (5) étant réalisés dans un matériau avec une anisotropie supérieure à 0.6 et strictement inférieure à 1 , les canaux étant notamment réalisés par extrusion et brasés, chacun des canaux ayant une section transversale de forme allongée.
2. Echangeur (1 ) selon la revendication précédente, deux canaux immédiatement voisins étant séparés par une distance WT et ces deux canaux (5) immédiatement voisins ayant une largeur médiane DC mesurée parallèlement à la distance WT, la distance WT et le diamètre DC étant reliés par la relation suivante :
(BP-705)/(-210)>WT/DC>(BPx(1 +SM)-705)/(-210) où
BP représente une pression d'éclatement du faisceau prédéterminée
SM représente une valeur de dispersion, notamment sensiblement égale à 0,15 notamment pour tenir du matériau dans lequel est réalisé le faisceau de canaux et de variations potentielles de la géométrie du faisceau de canaux
3. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, la pression d'éclatement est choisie supérieure à 300 Bars.
4. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, l'échangeur étant agencé pour être disposé sur une ligne haute pression par exemple d'un système de climatisation dé véhicule automobile, la pression d'éclatement est choisie sensiblement égale à 380 Bars.
5. Echangeur selon l'une des revendications 1 à 3, l'échangeur étant agencé pour être disposé sur une ligne basse pression par exemple d'un système de climatisation dé véhicule automobile, la pression d'éclatement est choisie sensiblement égale à 320 Bars.
6. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, le ratio WT/DC est compris entre 1 .3 et 1 .78.
7. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, l'échangeur étant agencé pour être disposé sur une ligne haute pression par exemple d'un système de climatisation dé véhicule automobile, le ratio WT/DC étant compris entre 1 .3 et 1 .57.
8. Echangeur selon l'une des revendications 1 à 6, l'échangeur étant agencé pour être disposé sur une ligne basse pression par exemple d'un système de climatisation dé véhicule automobile, le ratio WT/DC étant compris entre 1 .54 et 1 .78.
9. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, le faisceau de canaux étant réalisés dans un matériau avec une anisotropie notamment supérieure 0.7, notamment supérieure à 0.8.
10. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, la distance WT étant comprise entre 0.4 et 3 mm.
1 1 . Echangeur selon l'une des revendications précédentes, les canaux présentent une section transversale sensiblement ovale.
12. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, le faisceau de canaux comporte un corps ayant une face plane et la distance RT entre le haut d'un des canaux et cette face plane est plus petite que la moitié de la distance WT entre deux canaux immédiatement voisins.
13. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, le fluide de refroidissement est un réfrigérant à l'état supercritique, tel que du C02 notamment.
14. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, formant l'un des dispositifs suivants : un évaporateur, un refroidisseur à gaz, un refroidisseur de batterie électrique, un refroidisseur à eau (chiller en anglais).
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