EP4747091A1 - Systeme de conditionnement thermique pour un vehicule notamment automobile - Google Patents

Systeme de conditionnement thermique pour un vehicule notamment automobile

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EP4747091A1
EP4747091A1 EP24742904.6A EP24742904A EP4747091A1 EP 4747091 A1 EP4747091 A1 EP 4747091A1 EP 24742904 A EP24742904 A EP 24742904A EP 4747091 A1 EP4747091 A1 EP 4747091A1
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
support
refrigerant
face
compressor
Prior art date
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Pending
Application number
EP24742904.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Andreas Fiene
Lohith-Sriram-Pavan SESHA-SAI
Thomas BLAETTE
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 Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Electrification SAS
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00557—Details of ducts or cables
    • B60H1/00571—Details of ducts or cables of liquid ducts, e.g. for coolant liquids or refrigerants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3229—Cooling devices using compression characterised by constructional features, e.g. housings, mountings, conversion systems

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Abstract

Système de conditionnement thermique comprenant un circuit de fluide frigorigène comportant au moins l'une d'une première configuration comportant un premier échangeur de chaleur et un compresseur et d'une deuxième configuration comportant un premier échangeur de chaleur (54) et un deuxième échangeur de chaleur (50) dans lequel pour la première configuration, un conduit relie une sortie du premier échangeur de chaleur avec une entrée du compresseur, l'orifice de sortie du premier échangeur de chaleur étant aligné avec l'orifice d'entrée du compresseur, pour la deuxième configuration, un conduit relie la sortie du deuxième échangeur (50) de chaleur avec une entrée (226) du premier échangeur de chaleur (54), l'orifice d'entrée du premier échangeur de chaleur (54) étant aligné avec l'orifice de sortie du deuxième échangeur de chaleur (50).

Description

DESCRIPTION
Titre : SYSTEME DE CONDITIONNEMENT THERMIQUE POUR UN VEHICULE NOTAMMENT AUTOMOBILE
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de conditionnement thermique. Ces systèmes peuvent notamment équiper un véhicule automobile. De tels systèmes permettent de réaliser une régulation thermique de différents organes du véhicule, comme par exemple l’habitacle ou une batterie de stockage d’énergie électrique, dans le cas d’un véhicule à propulsion électrique. Les échanges de chaleur sont gérés principalement par la compression et la détente d’un fluide réfrigérant au sein de différents échangeurs de chaleur permettant d’assurer un chauffage ou un refroidissement de différents organes.
Les systèmes de conditionnement thermique font couramment appel à une boucle de fluide réfrigérant et à une boucle de liquide caloporteur échangeant de la chaleur avec le fluide réfrigérant. De tels systèmes sont ainsi appelés indirects. La boucle de fluide réfrigérant est formée de sorte que le fluide réfrigérant cède de la chaleur à un liquide caloporteur dans un premier échangeur de chaleur. La chaleur cédée au liquide caloporteur peut ensuite être dissipée dans un flux d’air destiné à l’habitacle afin de le chauffer. Le circuit de liquide caloporteur permet aussi de refroidir des éléments de la chaine de traction du véhicule dissipant de la chaleur, comme le moteur électrique de traction du véhicule ou l’électronique de puissance commandant le moteur électrique. Pour cela, un autre échangeur de chaleur permet de réaliser un échange de chaleur entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant afin de refroidir le liquide caloporteur.
Il existe ainsi un besoin de pouvoir disposer de systèmes de conditionnement thermique pouvant proposer différents modes de refroidissement et/ou de chauffage de la batterie ou de différents éléments de la chaine de traction du véhicule, en particulier sans faire appel à une circulation de fluide réfrigérant sous pression.
Les systèmes de conditionnement thermique se composent notamment de composants de gestion thermique, tels que des pompes, des vannes, des échangeurs de chaleur, ainsi que des composants servant à la régulation de la température. Il est aussi prévu des composants, tels que des conduits, guidant un fluide et reliant fluidiquement les composants de gestion thermique entre eux.
Le développement des véhicules électriques a accru le besoin en système de conditionnement thermique optimisés avec des processus de fabrication simplifiés et économique tout en créant une demande pour des systèmes efficaces, à encombrement réduit, léger, simple à fabriquer et à intégrer dans l’environnement d’un véhicule automobile. Les documents LIS2019/047373, US2004/112073 et EP1354735 divulguent différents types de connexion entre un compresseur et un échangeur de chaleur ou entre deux échangeurs de chaleur.
L’invention vise à proposer une solution pour améliorer la situation.
A cette fin, la présente invention concerne un système de conditionnement thermique comprenant : un circuit de fluide frigorigène comportant au moins l’une d’une première configuration comportant un premier échangeur de chaleur et un compresseur et d’une deuxième configuration comportant un premier échangeur de chaleur et un deuxième échangeur de chaleur, dans lequel : pour la première configuration, un conduit relie une sortie du premier échangeur de chaleur avec une entrée du compresseur, l’orifice de sortie du premier échangeur de chaleur étant aligné avec l’orifice d’entrée du compresseur, pour la deuxième configuration, un conduit relie la sortie du deuxième échangeur de chaleur avec une entrée du premier échangeur de chaleur, l’orifice d’entrée du premier échangeur de chaleur étant aligné avec l’orifice de sortie du deuxième échangeur.
De cette manière, le fluide frigorigène qui circule à basse pression en sortie du premier échangeur de chaleur ne subit que peu de pertes de charge avant d’entrer dans le compresseur en comparaison de la technique antérieure où le conduit était coudé. Il est de même lorsque la sortie du deuxième échangeur de chaleur est alignée avec l’entrée du premier échangeur de chaleur. La circulation de fluide frigorigène s’effectue alors plus facilement.
Avantageusement, le conduit est rectiligne.
Le conduit peut présenter une longueur inférieure à 60 mm par exemple comprise entre 20 et 50 mm, notamment entre 30 et 40 mm.
Un support peut porter sur une première face le premier échangeur et sur une deuxième face opposée le compresseur ou le deuxième échangeur.
Le support peut avoir une forme générale sensiblement plane.
Le support peut comporter une fenêtre et le conduit peut traverser ledit support depuis la première face jusqu’à la deuxième face par cette fenêtre. Le système peut comprendre une unité de circulation de fluide frigorigène qui comporte au moins un canal.
L’unité de circulation de fluide peut comprendre un bloc, par exemple en aluminium, dans lequel le canal est obtenu par perçage ou obtenu lors du moulage du bloc.
Le canal peut être formé par un premier élément de paroi plan et un deuxième élément de paroi conformé de manière à délimiter une cavité laquelle est obturée par le premier élément paroi,
Avantageusement, le support est formé dans une pièce distincte dudit au moins un canal et comprend une zone de réception plane sur laquelle est appliquée une face dudit au moins un premier élément de paroi dudit au moins un canal.
Avantageusement, le support portant le ou les canaux comprend une zone plane permettant de recevoir le ou lesdits premiers éléments de parois plans du ou desdits canaux. Une surface de réception est ainsi prévue directement sur le support ou cadre lequel peut présenter une forme générale plane de manière à supporter les canaux de l’unité de circulation.
Chaque premier élément de paroi peut présenter une forme générale sensiblement plane. Il peut comprendre une première face sensiblement plane et une deuxième face opposée sensiblement plane. La première face et la deuxième face peuvent être parallèles l’une à l’autre. En pratique, la première face est appliquée sur la zone de réception plane et la deuxième face reçoit le deuxième élément de paroi.
Le support peut est formé dans un matériau moins dense que le matériau dudit au moins un canal.
Le support peut comprendre une partie de réception du compresseur, cette partie étant formée sur une face du support opposée à celle sur laquelle est formée la zone de réception plane. Ainsi positionné, le compresseur offre une rigidité supplémentaire à l’ensemble et évite les torsions du support.
Selon un autre alternative, l’unité de circulation forme le support.
Autrement dit, l’unité de circulation peut porter sur une première face le premier échangeur de chaleur et sur une deuxième face opposée le compresseur ou le deuxième échangeur de chaleur.
L’unité de circulation peut comprendre une pluralité de canaux reliant chacun deux composants d’un circuit de fluide frigorigène, au moins deux canaux de la pluralité de canaux étant tels que les premiers éléments de parois sont formés par une même pièce et que les deuxièmes éléments de parois sont formés dans des pièces distinctes.
Tous les canaux peuvent avoir leurs premiers éléments de parois qui sont formés dans une même pièce.
Lesdits premiers éléments de paroi des premiers canaux peuvent être formés dans une même pièce sensiblement plane, telle qu’une plaque plane.
Des espaces peuvent être ménagés entre tout ou partie desdits premiers éléments de parois et/ou des deuxièmes éléments de paroi de manière à réduire le transfert de chaleur entre lesdits éléments de parois.
Les deuxièmes éléments de paroi desdits au moins deux canaux peuvent présenter des épaisseurs différentes. Cela est rendu possible du fait que les deuxièmes éléments de paroi sont formés dans des pièces différentes au contraire de la technique antérieure dans laquelle tous les deuxièmes éléments de paroi sont formés dans une même pièce et présentent tous une paroi d’une même épaisseur.
Les deuxièmes éléments de paroi desdits au moins deux canaux peuvent être formés dans des matériaux différents.
Au moins deux canaux peuvent avoir leur deuxième élément de parois formés par une même pièce.
Chaque deuxième élément de paroi peut comprendre un bossage définissant une rainure, laquelle peut être entourée par un bord périphérique lequel peut être appliqué sur un bord périphérique correspondant d’un premier élément de paroi.
Le bord périphérique d’un premier élément de paroi est soudé ou brasé avec un bord périphérique d’un deuxième élément de paroi.
Autrement dit, l’invention porte sur un système de conditionnement thermique comprenant un circuit de fluide frigorigène comportant un premier échangeur de chaleur, par exemple un échangeur de chaleur interne, et au moins l’un parmi un compresseur et un deuxième échangeur de chaleur; dans lequel un conduit relie une sortie du premier échangeur de chaleur avec une entrée du compresseur ou une entrée du premier échangeur de chaleur avec une sortie du deuxième échangeur de chaleur, le système de conditionnement étant agencé de sorte que l’orifice de sortie du premier échangeur de chaleur est aligné avec l’orifice d’entrée du compresseur ou l’orifice d’entrée du premier échangeur est aligné avec l’orifice de sortie du deuxième échangeur de chaleur. Le conduit est ainsi de préférence rectiligne. Autrement dit, l’invention porte sur un système de conditionnement thermique comprenant un circuit de fluide frigorigène comportant un premier échangeur de chaleur, par exemple un échangeur de chaleur interne, un conduit reliant le premier échangeur à un organe amont tel qu’un deuxième échangeur ou un organe aval tel qu’un compresseur, le conduit étant rectiligne et aligné soit avec l’orifice de sortie du composant amont et avec l’orifice d’entrée du premier échangeur de chaleur, soit avec l’orifice d’entrée du composant aval et avec l’orifice de sortie du premier échangeur de chaleur. La longueur du conduit est de préférence inférieure à 60mm.
L’un parmi un compresseur un deuxième échangeur de chaleur dans lequel un conduit relie une sortie du premier échangeur de chaleur avec une entrée de l’un parmi le compresseur et le premier échangeur de chaleur, l’orifice de sortie du premier échangeur de chaleur étant aligné avec l’orifice d’entrée dudit un parmi le compresseur et le premier échangeur de chaleur.
L’invention concerne également un système de conditionnement thermique pour chauffer et/ou refroidir des éléments électriques et/ou électroniques d’un véhicule automobile électrique ou hybride, et, préférentiellement, l’habitacle dudit véhicule comprenant un ensemble selon l’une des revendications précédentes.
Selon un aspect de l’invention, le deuxième échangeur est un évaporateur de type refroidisseur à eau. Cet évaporateur de type refroidisseur à eau permet un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un liquide caloporteur, tel que par exemple de l’eau glycolée.
Selon un aspect de l’invention, le circuit de fluide frigorigène peut comprendre un condenseur de type condenseur à eau (ou « WCDS » pour « Water Condenser » dans sa dénomination anglaise). Le condenseur de type condenseur à eau permet, lui aussi, un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un liquide caloporteur par exemple de l’eau glycolée.
Dans un mode de réalisation illustré dans les figures, le premier échangeur de chaleur est un échangeur dénommé échangeur interne (ou « IHX » pour « Internal Heat Exchanger » dans sa dénomination anglaise). Le premier échangeur de chaleur de type échangeur interne permet un échange thermique entre le fluide réfrigérant circulant à haute pression et le fluide réfrigérant circulant à basse pression.
Selon un autre mode de réalisation, le support peut porter une bouteille telle qu’une bouteille dessicante, ayant pour fonction de séparer le fluide réfrigérant liquide et le fluide réfrigérant gazeux, à haute pression, et de permettre un stockage et de capter l’humidité du fluide réfrigérant qui le traverse. La bouteille, ou bouteille dessicante, pourrait être placée sur la deuxième face du support. D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels :
[Fig.1] est une vue en perspective simplifiée d’une unité de circulation pour un module de gestion des fluides pour un véhicule, notamment automobile.
[Fig.2] est une vue de côté de l’unité de circulation de la figure 1.
[Fig.3] est une vue du dessous simplifiée d’une face de l’unité de circulation de la figure 1 ; cette face présentant les canaux de circulation et une partie des éléments disposés sur cette face.
[Fig.4] est une vue de dessus simplifiée de la face opposée de l’unité de circulation.
[Fig.5] est une vue schématique du circuit de fluide réfrigérant associé à l’unité de circulation de la figure 1 , fonctionnant selon un premier mode de fonctionnement.
[Fig.6] est une vue schématique du circuit de fluide réfrigérant associé à l’unité de circulation de la figure 1 , fonctionnant selon un deuxième mode de fonctionnement.
[Fig.7] est une vue en perspective simplifiée de la face opposée de la figure 4, cette face opposée présentant une partie des éléments disposés sur cette deuxième face.
[Fig.8] est une vue en perspective simplifiée du module de gestion des fluides comprenant l’unité de la figure 1.
[Fig.9] est une vue de dessous du module de la figure 8.
[Fig.10] est une vue de dessus du module de gestion des fluides.
[Fig.11] est une vue schématique d’un premier mode de réalisation de l’invention dans lequel un support d’unité de circulation de fluide frigorigène est représenté suivant une première face en partie A et suivant une deuxième face opposée en partie B, le support étant isolé.
[Fig.12] est une vue schématique du support d’unité de circulation de fluide frigorigène de la figure 11 , suivant une première face en partie A et suivant une deuxième face opposée en partie B, le support portant l’unité de circulation de fluide frigorigène ainsi que des composants tels que des échangeurs de chaleur (partie A) et un compresseur (partie B).
[Fig.13] est une vue schématique en perspective d’un support avec une partie d’une unité de circulation de fluide frigorigène en partie A et d’une vue schématique en perspective du support sans l’unité de circulation de fluide en partie B. [Fig.14] est une vue schématique en perspective des conduits d’une unité de circulation de fluide frigorigène en partie A et des seuls premiers éléments de paroi desdits conduits en partie B.
[Fig.15] est une vue schématique en perspective illustrant la coopération entre des premiers éléments de parois formés d’une seule pièce et des deuxièmes éléments de parois.
[Fig.16] représente un schéma de principe d’un exemple assemblage d’un support avec des premiers et des deuxièmes éléments de parois.
[Fig.17] est une vue schématique en perspective d’une partie du module associé au premier mode de réalisation, selon une même orientation en partie A et partie B, le premier échangeur thermique (« internal heat exchanger ») ayant été retiré sur la partie B, la partie C présentant une vue en coupe réalisée suivant un conduit de liaison fluidique du compresseur au premier échangeur de chaleur.
[Fig.18] est une vue schématique illustrant l’alignement d’une sortie d’un deuxième échangeur thermique avec le premier échangeur thermique, associé à un module selon une variante de réalisation.
L’invention concerne un système de conditionnement thermique 1 pour chauffer et/ou refroidir des éléments électriques et/ou électroniques d’un véhicule automobile électrique ou hybride, et, préférentiellement, l’habitacle dudit véhicule, comportant : un circuit de liquide caloporteur pour chauffer et/ou refroidir les éléments électriques et/ou électroniques, et, préférentiellement, l’habitacle du véhicule, un circuit de fluide réfrigérant 2 comprenant un condenseur 52, un compresseur 20, un premier évaporateur 48 pour refroidir l’habitacle du véhicule, un deuxième évaporateur 50 pour refroidir les éléments électriques et/ou électroniques, tel que le deuxième évaporateur 50 est couplé thermiquement au circuit de liquide caloporteur, un module de gestion des fluides, caractérisé en ce que le module de gestion des fluides comporte : un support 10 présentant une première face 40 et une deuxième face 42, la première face 40 étant opposée à la deuxième face 42, et, au moins un canal 60, 62, 64 pour le circuit de fluide réfrigérant 2, la première face 40 du support 10 supportant au moins le deuxième évaporateur et la deuxième face 42 du support 10 supportant au moins une vanne 72-2 ou 72-3.
Le fluide réfrigérant utilisé par le circuit de fluide réfrigérant 2 est ici un fluide chimique tel que le R1234yf. D’autres fluides réfrigérants pourraient être employés, comme par exemple le R134a, ou encore le R290.
On entend par « fluide réfrigérant à haute pression » un fluide réfrigérant à une pression aux alentours de 20 bars, par « fluide réfrigérant à basse pression » à une pression de 3 bars. Dans un premier temps, le module de gestion des fluides du système de gestion thermique sera décrit en s’appuyant sur les figures 1 à 4. Le système de conditionnement thermique dans son ensemble sera ensuite détaillé en s’appuyant sur les figures 5 et 6.
Dans le mode de réalisation particulier du module de gestion des fluides du système de conditionnement thermique 1 illustré notamment aux figures 1 à 4, le support 10 est formé d’au moins une première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant et destinée à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression et d’une deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant et destinée au moins à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression et/ou à basse pression.
Ce support 10 est également appelé plateforme centrale (ou « hub » dans sa dénomination anglaise). Le support 10 est destiné à faire partie d’un système de conditionnement thermique 1 d’un véhicule automobile dans lequel le fluide réfrigérant circule, en particulier dans un circuit de climatisation et/ou de pompe à chaleur.
Autrement dit, le support 10 comprend une unité de circulation de fluide réfrigérant.
Selon le mode de réalisation illustré ici, le support 10 est formé de deux plaques assujetties l’une à l’autre. Dans un tel cas, les canaux pour le circuit d’un fluide réfrigérant 2 sont formés par au moins une déformation d’une des deux plaques.
Dit autrement, et dans ce mode de réalisation particulier, le support 10 intègre les canaux pour le circuit d’un fluide réfrigérant 2.
Selon ce mode de réalisation, les plaques formant le support 10 comportent chacune une ou plusieurs régions planes 15 entre les canaux 60, 64.
Selon ce mode de réalisation de nouveau, l’épaisseur des plaques formant le support est sensiblement uniforme tant au niveau des régions planes qu’au niveau des canaux 60, 64.
Un mode de réalisation particulier ici illustré propose que le support 10 comprenne au moins une première plaque, appelée plaque de transfert 80, conformée pour former au moins un canal ou une ondulation pour la circulation du fluide. En d’autres termes, les courbures de la plaque de transfert 80 constituent des passages qui forment les canaux.
Toujours dans ce mode de réalisation particulier, le support 10 comprend au moins une deuxième plaque appelée plaque de support 82. La plaque de support 82 est configurée pour assurer l’interface entre le support 10 et des éléments assujettis sur le support 10.
La plaque de support 82 pourra être plate pour être en contact avec une partie des éléments assujettis sur le support 10. Dit autrement, dans ce mode de réalisation, la plaque de support 82 définit en partie les conduits pour le fluide réfrigérant.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, le support 10 comporte au moins un premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Le premier canal 60, destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression, comporte dans le mode de réalisation illustré ici une forme sensiblement en Y, avec une branche principale 60-1 et deux ramifications dites première (60-2) et deuxième (60-3) ramifications.
Dans un mode de réalisation particulier, au moins un bloc support de vanne est inséré sur une ramification du premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Dans le mode de réalisation particulier illustré aux figures 3 et 4, deux blocs support de vanne 70-2 et 70-3 sont chacun insérés sur une ramification 60-2 ou 60-3 du premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Ici, les blocs support de vanne 70-2 et 70-3 sont aptes à recevoir chacun une vanne, en particuliers une vanne d’arrêt 72-2 ou 72-3 visibles à la figure 7.
Des variantes de réalisations non représentées proposent que le support 10 comporte des vannes telles que des vannes progressives, EXV (pour « electronic expansion valve » en anglais) ou TXV (pour « thermostatic expansion valve » en anglais). Ces vannes seront de préférence assujetties au support 10 via un bloc support de vanne commun à plusieurs vannes et/ou un bloc support individuel spécifique pour chaque vanne.
Ainsi, le support 10 comprend au moins un bloc support de vanne 70-2 ou 70-3 qui peut être vu comme un bloc de distribution du fluide réfrigérant dans le support 10.
Dit autrement, une vanne d’arrêt 72-2 ou 72-3 est mise en communication fluidique avec le premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression via, dans ce mode de réalisation particulier, le bloc support de vannes 70-2 ou 70-3.
Plus particulièrement, ici, la mise en communication fluidique s’effectue au niveau de chaque ramification respective 60-2 ou 60-3 du premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Un capteur de température 74 (visible par exemple à la figure 7) est prévu au niveau du premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Dans le mode de réalisation illustré ici, le capteur de température 74 est disposé sur une des deux ramifications du premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression (ici la deuxième ramification 60-2). Plus particulièrement, le capteur de température 74 est disposé à proximité de l’embranchement entre la branche principale 60-1 et les deux ramifications 60-2 et 60-3 du premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Comme indiqué plus haut, le premier canal 60 est destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Dans ce mode de réalisation, la branche principale 60-1 du premier canal 60 est destinée à assurer la communication entre une première bride 101 , reliée fluidiquement à un compresseur 20, et les premières (60-2) et deuxième (60-3) ramifications.
La première ramification 60-2 est destinée à assurer la communication entre la branche principale 60-1 et un condenseur 52.
Le condenseur 52 est configuré pour opérer un échange de calories entre le fluide réfrigérant à haute pression et un liquide caloporteur.
La deuxième ramification 60-3 est destinée à assurer la communication entre la branche principale 60-1 et une deuxième bride 102, reliée fluidiquement à un condenseur interne 46, ici non représenté.
Ce condenseur interne 46 est un échangeur de régulation thermique de l’habitacle du véhicule, disposé par exemple dans l’habitacle dudit véhicule. Ledit condenseur interne 46 est destiné à réchauffer un flux d’air le traversant.
Le support 10 comporte aussi au moins un deuxième canal 62 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Dans le mode de réalisation particulier illustré à la figure 3, le support 10 comporte cinq deuxième canaux 62-1 , 62-2, 62-3, 62-4 et 62-5 destinés à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression.
Dans ce même mode de réalisation, un des deuxièmes canaux, ci-après référencé 62-1 est destiné à assurer la communication entre le condenseur 52 et un autre échangeur de chaleur, ci-après dénommé premier échangeur de chaleur 54.
Selon le mode de réalisation illustré à la figure 9, le premier échangeur de chaleur 54 est un échangeur de chaleur interne, ledit échangeur de chaleur interne permettant de réaliser un transfert de calories entre une portion basse pression du circuit de fluide réfrigérant 2 et une portion haute pression dudit circuit de fluide réfrigérant 2. Un tel échange de calories permet d’optimiser les propriétés thermodynamiques du circuit de fluide réfrigérant 2. Toujours dans ce même mode de réalisation illustré ici, un des deuxièmes canaux, ci-après référencé 62-2, est destiné à assurer la communication entre le premier échangeur de chaleur 54 et un embranchement, ledit embranchement se divisant en un des deuxièmes canaux, ci- après référencé 62-3 et un autre des deuxièmes canaux, ci-après référencé 62-4.
Le deuxième canal 62-3 est destiné à assurer la communication entre le deuxième canal 62- 2 et une vanne, de préférence une vanne d’expansion. Dans la suite de la description, cette vanne d’expansion sera dénommée deuxième vanne d’expansion 28.
Toujours dans ce même mode de réalisation illustré ici, le deuxième canal 62-4 est destiné à assurer la communication entre le deuxième canal 62-2 et une autre vanne, de préférence une vanne d’expansion. Dans la suite de la description, cette vanne d’expansion sera dénommée première vanne d’expansion 26.
Chacune des vannes d’expansion 26, 28, encore appelées détendeurs, peut être un détendeur électronique, ou EXV, un détendeur thermostatique, ou TXV, ou un orifice calibré. Dans le cas d’un détendeur électronique, la section de passage permettant de faire passer le fluide réfrigérant peut-être ajustée de manière continue entre une position de fermeture et une position d’ouverture maximale. Pour cela, un contrôleur électronique pilote un moteur électrique qui déplace un obturateur mobile contrôlant la section de passage offerte au fluide réfrigérant.
La première vanne d’expansion 26 est ici directement connectée à une troisième bride 103, elle-même reliée fluidiquement à un premier évaporateur 48, non représenté.
Ce premier évaporateur 48 est un échangeur de régulation thermique de l’habitacle du véhicule, disposé par exemple dans l’habitacle dudit véhicule. Ledit premier évaporateur 48 est destiné à refroidir un flux d’air le traversant.
Selon ce même mode de réalisation, un des deuxièmes canaux, ci-après référencé 62-5, est destiné à assurer la communication entre le deuxième canal 62-2 et une quatrième bride 104, reliée fluidiquement au condenseur interne 46.
Le support 10 comporte aussi au moins un troisième canal 64, destiné à la circulation du fluide réfrigérant à basse pression.
Dans le mode de réalisation particulier illustré à la figure 3, le support 10 comporte trois troisième canaux 64-1 , 64-2 et 64-3 destinés à la circulation du fluide réfrigérant à basse pression. Selon ce même mode de réalisation, un des troisièmes canaux, ci-après référencé 64-1 , est destiné à assurer la communication entre la deuxième vanne d’expansion 28 et le deuxième évaporateur 50.
Selon ce mode de réalisation, le deuxième évaporateur 50 est de type refroidisseur à eau à plaques empilées (ou « chiller » dans sa dénomination anglaise). Ce deuxième évaporateur est configuré pour opérer un échange de calories entre le fluide réfrigérant à basse pression et un liquide caloporteur.
Toujours dans ce même mode de réalisation illustré ici, un des troisièmes canaux, ci-après référencé 64-2, est destiné à assurer la communication entre le deuxième évaporateur 50 et une cinquième bride 105, reliée fluidiquement à une bouteille 56.
Selon ce mode de réalisation, la bouteille 56 est un accumulateur, configurée pour contenir le fluide réfrigérant à basse pression.
Selon ce mode de réalisation, la bouteille 56 pourrait être munie d’une vanne de charge 156 de fluide réfrigérant.
Selon un autre mode de réalisation, non représenté, la bouteille 56 peut être une bouteille dessicante configurée pour contenir le fluide réfrigérant à haute pression et capter l’humidité du fluide réfrigérant qui le traverse. Selon cet autre mode de réalisation, la bouteille 56, ou bouteille dessicante, serait placé sur une portion haute pression du circuit.
Dans ce même mode de réalisation illustré ici, un des troisièmes canaux, ci-après référencé 64-3, est destiné à assurer la communication entre une sixième bride 106, reliée fluidiquement à la bouteille 56, et le premier échangeur de chaleur 54.
Par ailleurs, le support 10 comprend une septième bride 107, reliée fluidiquement au premier évaporateur 48.
Les deux vannes d’expansion 26, 28 permettent de contrôler l’alimentation en fluide réfrigérant du premier évaporateur 48 et du deuxième évaporateur 50. Ainsi, en fonction de la position des vannes d’expansion, 26, 28 le premier évaporateur 48 et/ou le deuxième évaporateur 50 peut être alimenté en fluide réfrigérant.
Selon un mode de réalisation, le premier échangeur de chaleur (54), le deuxième évaporateur (50) et le condenseur (52) sont reliés fluidiquement aux premier, deuxième et troisième canaux 60, 62, 64, par l’intermédiaire de brides. Plus précisément, le premier échangeur de chaleur 54 est reliés au moyen d’une huitième, neuvième et dixième brides, respectivement au deuxième canal 62-1 , aux deuxièmes canaux 62-2, au troisième canal 64-3, le deuxième évaporateur 50 est relié au moyen d’une onzième et douzième brides, respectivement au troisième canal 64-1 et au troisième canal 64-2, le condenseur 52 est relié au moyen d’une treizième bride et d’une quatorzième bride respectivement à la première ramification 60-2 du premier canal 60 et au deuxième canal 62-1 .
Dans le mode de réalisation illustré notamment aux figures 3 et suivantes, le au moins premier canal 60 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression est disposé sur la première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant et destinée à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression, alors que le au moins troisième canal 64 destiné à la circulation du fluide réfrigérant à basse pression est disposé sur une deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant destinée à la circulation du fluide réfrigérant à basse pression.
Dans ce mode de réalisation, la première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant s’étend sensiblement selon un premier plan P1 et la deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant s’étend sensiblement selon un deuxième plan P2 et dans lequel le premier plan P1 de la première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant et le deuxième plan P2 de la deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant sont différents.
Dans ce mode de réalisation, la première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant et la deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant sont reliées par un premier bord commun 16.
Dans ce mode de réalisation, le support 10 comporte une troisième zone 18 apte à recevoir au moins en partie le compresseur 20, la troisième zone 18 étant distincte de la première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant et de la deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant.
Dans ce mode de réalisation, la troisième zone 18 s’étend sensiblement selon un troisième plan P3, le troisième plan P3 étant différent du premier plan P1 de la première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant et du deuxième plan P2 de la deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant. Dans ce mode de réalisation, le premier plan P1 de la première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant, le deuxième plan P2 de la deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant et le troisième plan P3 de la troisième zone 18 sont des plans parallèles.
Dans ce mode de réalisation, la troisième zone 18 et la deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant sont reliées par un deuxième bord commun 22.
Dans ce mode de réalisation, le support 10 comporte une première ouverture 32 s’étendant au moins sur la troisième zone 18 apte à recevoir au moins en partie le compresseur 20.
Cette première ouverture 22 peut être vue comme une découpe permettant d’alléger le support 10 et permettant de définir deux pattes de fixation pour le compresseur 20. Dans ce mode de réalisation, la première ouverture 32 s’étend aussi sur le deuxième bord commun 22 à la troisième zone 18 et la deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant.
Dans le mode de réalisation représenté notamment figure 8, le support 10 comporte une deuxième ouverture 24, la deuxième ouverture 24 recevant au moins en partie une quinzième bride 115.
Cette quinzième bride 115 assure la communication fluidique entre le premier échangeur de chaleur 54 et le compresseur 20.
Selon un autre aspect de l’invention, non représenté ici, la quinzième bride 115 pourrait appartenir au support 10.
Dans le mode de réalisation représenté notamment figure 8 et 10, la deuxième face 42 du support 10 comporte en outre un compresseur 20.
Dans ce mode de réalisation, le compresseur 20 est assujetti à la deuxième face 42 du support 10 par tout moyen tel que par exemple des vis.
Dans le mode de réalisation représenté notamment figure 8 et 10, la deuxième face 42 du support 10 comporte en outre une bouteille 56.
Autrement dit, dans ce mode de réalisation, la bouteille 56 est assujettie à la deuxième face 42 du support 10.
Selon un mode de réalisation représenté figure 9, le premier échangeur de chaleur 54, le deuxième évaporateur 50 et le condenseur 52 comportent chacun une longueur et une largeur, la longueur de chacun des premier échangeur de chaleur 54, deuxième évaporateur 50 et condenseur 52 définissant une direction d’extension longitudinale respectivement L1 , L2 et L3 et dans lequel les directions d’extension longitudinale L2 et L3 du deuxième évaporateur 50 et du condenseur 52 sont parallèles et dans lequel la direction d’extension longitudinal L1 du premier échangeur de chaleur 54 est perpendiculaire aux directions d’extension longitudinale L2 et L3 du deuxième évaporateur 50 et du condenseur 52.
Une telle distribution contribue elle aussi à améliorer l’efficacité de l’échange thermique à travers le module en participant à la création d’un gradient thermique.
Toujours selon ce mode de réalisation, le condenseur 52 est disposé sur une première zone de circulation 12 du fluide réfrigérant du support 10 et destinée à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression, le deuxième évaporateur 50 et le premier échangeur de chaleur 54 sont disposés sur une deuxième zone de circulation 14 du fluide réfrigérant du support 10 et destinée à la circulation du fluide réfrigérant à haute pression et/ou à la circulation du fluide réfrigérant à basse pression. Selon un mode de réalisation représenté figure 10, le compresseur 20 et la bouteille 56 comportent chacun une direction d’extension longitudinale respectivement L4 et L5 et dans lequel la direction d’extension longitudinale L4 du compresseur est perpendiculaire à la direction d’extension longitudinale L5 de la bouteille 56.
Les directions d’extension longitudinales L4 et L5, respectivement du compresseur 20 et de la bouteille 56, s’étendent parallèlement aux premier, deuxième et troisième plans P1 , P2 et P3.
Ces dispositions du compresseur 20 et de la bouteille 56 permettent d’améliorer la compacité du module de gestion des fluides du système de conditionnement thermique 1.
Le système de conditionnement thermique 1 au sein du circuit de fluide réfrigérant 2 va maintenant être décrit en rapport avec les figures 5 et 6. Par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant 2 va être décrit en commençant par le compresseur 20, mais on comprend que celui-ci ne représente qu’un point de départ fictif du circuit de fluide réfrigérant 2 et que ledit circuit de fluide réfrigérant 2 forme une boucle fermée.
Un premier mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2, comprenant le système de conditionnement thermique 1 , et permettant de chauffer et/ou refroidir des éléments électriques et/ou électroniques d’un véhicule automobile électrique ou hybride, et, préférentiellement, l’habitacle dudit véhicule, va maintenant être décrit en rapport avec la figure 5.
Afin de faciliter la compréhension, il convient de considérer que seules les conduites symbolisées en trait plein sur la figure 5 seront décrites, car mises en œuvre dans le premier mode de fonctionnement. Par ailleurs, des traits plus épais des conduites ou des composants du circuit de fluide réfrigérant 2, permettent de symboliser les portions du circuit de fluide réfrigérant 2 où le fluide réfrigérant est à haute pression.
Dans ce premier mode de fonctionnement, le compresseur 20, décrit précédemment, permet de comprimer le fluide réfrigérant afin d’augmenter sa pression, et, par conséquent, sa température. Ainsi, on comprend qu’en sortie de compresseur 20, le fluide réfrigérant à haute pression est à l’état gazeux et présente une température élevée, c’est-à-dire supérieure à sa température d’entrée dans ledit compresseur 20. Le fluide réfrigérant en sortie de compresseur 20 circule dans une première conduite 110a, extérieure au support 10, puis, via la première bride 101 , dans la branche principale 60-1 du premier canal 60 et est dirigé au moyen d’une première vanne d’arrêt 72-2 ouverte vers la première ramification 60-2 puis vers la passe de condenseur 17 du condenseur 52. Ledit condenseur 52 cède alors ses calories à un premier fluide caloporteur 30a du circuit fermé de refroidissement 44. Ainsi, en sortie de condenseur 52, le fluide réfrigérant est plus froid qu’en entrée et est au moins en partie à l’état liquide. En sortie du condenseur 52, le fluide réfrigérant est dirigé, via l’un des deuxièmes canaux 62- 1 , vers le premier échangeur de chaleur 54. Selon le mode de réalisation illustré figures 5 et 6, le premier échangeur de chaleur 54 est un échangeur de chaleur interne. Le fluide réfrigérant haute pression circulant dans la deuxième passe 11 b dudit premier échangeur de chaleur 54 échange des calories avec le fluide réfrigérant basse pression d’une autre portion du circuit de fluide réfrigérant 2, circulant dans la première passe 11a. Ce transfert permet d’améliorer les performances thermodynamiques mises en œuvre dans le circuit de fluide réfrigérant 2.
A l’issu de son passage dans le premier échangeur de chaleur 54 via la deuxième passe 11b, le fluide réfrigérant circule dans l’un des deuxièmes canaux 62-2 jusqu’à un embranchement. Le fluide réfrigérant circule alors dans l’un des deuxièmes canaux 62-3 et/ou dans l’un des deuxièmes canaux 62-4 et traverse respectivement une deuxième vanne d’expansion 28 et/ou une première vanne d’expansion 26 afin d’abaisser sa pression et son point d’évaporation. On comprend qu’à ce stade, on passe de la portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant 2 à la portion basse pression de ce dernier.
En sortie de la deuxième vanne d’expansion 28, le fluide réfrigérant et à basse pression est dirigé via l’un des troisièmes canaux 64-1 et circule au sein du deuxième évaporateur 50 via la passe d’évaporateur 13, afin d’échanger des calories avec un deuxième liquide caloporteur 30b destiné à refroidir les éléments électriques et/ou électroniques et traversant ledit deuxième évaporateur 50. Plus particulièrement, le deuxième liquide caloporteur 30b traversant le deuxième évaporateur 50 est chaud en entrée du deuxième évaporateur 50 et cède ses calories au fluide réfrigérant circulant dans la passe d’évaporateur 13, qui ainsi s’évapore, le changement d’état produisant l’énergie nécessaire au refroidissement des éléments électriques et/ou électroniques. Ainsi, on comprend qu’au sein du deuxième évaporateur 50, le fluide réfrigérant s’évapore sous l’effet de la captation des calories, la deuxième vanne d’expansion 28 ayant abaissé son point d’évaporation. On comprend alors qu’en sortie du deuxième évaporateur 50, le fluide réfrigérant circulant dans l’un des troisième canaux 64-2 est majoritairement à l’état gazeux.
En sortie de la première vanne d’expansion 26, le fluide réfrigérant froid et à basse pression est dirigé, via une troisième bride 103 puis une deuxième conduite 110b, extérieure au support 10, vers le premier évaporateur 48 d’un dispositif de régulation thermique 38 de l’habitacle du véhicule, disposé par exemple dans l’habitacle dudit véhicule. Plus particulièrement, le dispositif de régulation thermique 38 est disposé dans l’habitacle de telle sorte à être traversé par un flux d’air F qui est envoyé dans l’habitacle. Ainsi, on comprend que le flux d’air F traversant le premier évaporateur 48 est refroidi par le fluide réfrigérant froid circulant au sein de ce dernier, permettant ainsi de refroidir l’habitacle. Le fluide réfrigérant traversant le premier évaporateur 48 est alors évaporé par l’effet des calories captées, de telle sorte qu’il sorte au moins partiellement à l’état gazeux dans une troisième conduite 110c, extérieure au support 10, jusqu’à une septième bride 107 du support 10.
Une fois traversé le deuxième évaporateur 50, le fluide réfrigérant en provenance de l’un des troisièmes canaux 64-2 traverse une cinquième bride 105, circule dans une quatrième conduite 110d, extérieure au support 10, et passe à travers la bouteille 56, ici l’accumulateur. Le fluide réfrigérant en provenance du premier évaporateur 48 traverse une septième bride 107, puis circule dans une cinquième conduite 110e, extérieure au support 10, jusqu’à la bouteille 56. La bouteille 56, ou accumulateur, collecte une fraction liquide du fluide réfrigérant en sortie du deuxième évaporateur 50 et/ou du premier évaporateur 48. Un tel passage dans la bouteille 56 est nécessaire préalablement au passage du fluide réfrigérant dans le compresseur 20 qui ne peut accepter le fluide réfrigérant qu’à l’état gazeux.
En sortie de bouteille 56, le fluide réfrigérant, à l’état gazeux et toujours à basse pression, est dirigé, via une sixième conduite 110f, extérieure au support 10, et une sixième bride 106 vers le premier échangeur de chaleur 54 au moyen de l’un des troisièmes canaux 64-3, afin d’effectuer l’échange de calories avec le fluide réfrigérant de la portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant 2 via la première passe 11a, tel que décrit précédemment. Par la suite, le fluide réfrigérant est dirigé vers le compresseur 20 via une quinzième bride 115 et une septième conduite 110g, extérieures au support 10, afin que celui-ci augmente sa pression et sa température tel que décrit précédemment. Selon le mode de réalisation illustré figures 5 et 6, la quinzième bride 115 est directement intégrée au premier échangeur 54. Selon un autre mode de réalisation, non illustré, cette quinzième bride 115 pourrait appartenir au support 10. On comprend qu’ainsi, en sortie de compresseur 20, on bascule à nouveau dans la portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant 2 et qu’un nouveau cycle thermodynamique peut prendre place.
Un deuxième mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2 comprenant le système de conditionnement thermique 1 , et permettant de chauffer et/ou refroidir des éléments électriques et/ou électroniques d’un véhicule automobile électrique ou hybride, et, préférentiellement, l’habitacle dudit véhicule, va maintenant être décrit en rapport avec la figure 6.
Afin de faciliter la compréhension, il convient de considérer que seules les conduites symbolisées en trait plein sur la figure 6 seront décrites, car mises en œuvre dans le deuxième mode de fonctionnement. Par ailleurs, des traits plus épais des conduites permettent de symboliser les portions du circuit de fluide réfrigérant 2 où le fluide réfrigérant est à haute pression.
De la même façon que pour le premier mode de fonctionnement, en sortie de compresseur 20 dans la première conduite 110a, extérieure au support 10, le fluide réfrigérant présente une haute pression, une haute température et est à l’état gazeux. Le fluide réfrigérant est alors dirigé, par la fermeture de la première vanne 72-2 et l’ouverture de la deuxième vanne 72-3, via une première bride 101 , une branche principale 60-1 , une deuxième ramification 60-3, une deuxième bride 102 et une huitième conduite 110h, vers un condenseur interne 46 du dispositif de régulation thermique 38 de l’habitacle, afin de chauffer le flux d’air F, ici froid, traversant au moins ledit condenseur interne 46. Ainsi, on comprend qu’en sortie de condenseur interne 46 du dispositif de régulation thermique 38 de l’habitacle, le fluide réfrigérant est au moins partiellement condensé, celui-ci ayant cédé au moins en partie ses calories au flux d’air F froid afin de le chauffer et donc de chauffer l’habitacle. Par la suite, le fluide réfrigérant sort du condenseur interne 46 via une neuvième conduite 110i.
Le fluide réfrigérant en sortie de condenseur interne 46 du dispositif de régulation thermique 38 de l’habitacle rejoint ensuite l’un des deuxièmes canaux 62-5 via la quatrième bride 104. Le fluide réfrigérant circule dans l’un des deuxièmes canaux 62-5 puis dans le deuxième canal 62-2 et traverse la deuxième vanne d’expansion 28 afin d’abaisser sa pression et son point d’évaporation. On comprend qu’à ce stade, on passe de la portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant 2 à la portion basse pression de ce dernier.
Le fluide réfrigérant traverse ensuite l’un des troisièmes canaux 64-1 puis le deuxième évaporateur 50 via la passe d’évaporateur 13 afin de capter les calories du deuxième liquide caloporteur 30b destiné à refroidir des éléments électriques et/ou électroniques. En captant les calories du deuxième liquide caloporteur 30b, le fluide réfrigérant s’évapore au moins partiellement et poursuit son chemin dans le circuit de fluide réfrigérant 2 de manière identique à ce qui a été décrit précédemment pour le premier mode de fonctionnement.
Selon un troisième mode de fonctionnement, non représenté ici, le condenseur 52 a pour fonction d’échanger des calories avec le premier liquide caloporteur 30a destiné, cette fois ci, à chauffer des éléments électriques et/ou électroniques d’un véhicule automobile électrique ou hybride. Dans ce mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant à haute pression circule au sein du condenseur 52 via la passe de condenseur 17, afin d’échanger des calories avec le premier liquide caloporteur 30a destiné ici chauffer les éléments électriques et/ou électroniques et traversant ledit condenseur 52. Plus particulièrement, le premier liquide caloporteur 30a traversant le condenseur 52 est froid en entrée du condenseur 52 et capte des calories au fluide réfrigérant circulant dans la passe de condenseur 17, qui ainsi se condense, le changement d’état produisant l’énergie nécessaire au réchauffement des éléments électriques et/ou électroniques.
Selon un exemple de ce mode de fonctionnement, du côté du deuxième évaporateur 50, le fluide réfrigérant traverserait la passe d’évaporateur 13 afin de capter les calories du deuxième liquide caloporteur 30b, ledit deuxième liquide caloporteur 30b circulant dans un radiateur, non représenté, placé par exemple en face avant du véhicule. Le liquide caloporteur 30b céderait alors les calories captées à l’air ambiant au travers dudit radiateur.
On se réfère maintenant à la figure 11 qui représente un autre mode de réalisation d’un support 200 d’une unité 217 de circulation d’un fluide frigorigène. Selon cette réalisation, le support 200 se présente sous la forme générale d’une plaque sensiblement plane comportant une première face 200a et une deuxième face 200b opposées l’une à l’autre et formée de part et d’autre d’un plan d’extension P de la plaque, ce plan séparant les deux faces 200a, 200b. La figure 11A illustre le support 200 vu depuis la première face 200a et la figure 11 B illustre le support vu depuis la deuxième face 200b.
Comme représenté, la première face 200a du support 200 comprend une zone de réception plane 202 destinée à recevoir des canaux 204 de circulation de fluide frigorigène tels que ceux décrits précédemment en référence à la figure 3 ou encore ceux décrits en référence à la figure 7. L’unité 217 de circulation de fluide frigorigène comprend ainsi des canaux 204 portés par la première face 200a du support 200 et des conduits qui sont portés par le support 200 mais non intégralement comme c’est le cas des canaux 204. Un conduit ou conduite est illustré en 110g en figure 8 et également en référence à la figure 12A en 206. Le support 200 décrit en référence à la figure 8 est utilisable en lieu et place du support décrit précédemment en référence à la figure 3, les équipements décrits précédemment étant alors portés par ce support 10 pour réaliser les mêmes fonctions.
Comme on peut le voir, la première face 200a et la deuxième face 200b du support comprennent chacune une structure en treillis formée d’une pluralité de premières nervures 208 orientées selon une première orientation et de deuxièmes nervures 210 orientées selon une deuxième orientation dans le plan d’extension, la deuxième orientation n’étant pas parallèle à la première orientation. Les nervures 208, 210 peuvent être séparées les uns des autres par des alvéoles. Dans une autre réalisation, la première face 200a et la deuxième face pourraient comprendre une structure en treillis avec des nervures délimitant ensemble des alvéoles ayant une forme en nid d’abeille, c’est-à-dire à section hexagonale. Les nervures permettent de rigidifier le support. Sur la figure 11 A, on observe que la zone de réception plane 202 est entourée pour partie d’une structure en treillis formée par les nervures 208, 210. Plus pratiquement, les surfaces supérieures des nervures affleurent la zone de réception plane 202.
Le support 200 ainsi formé avec une zone de réception plane 202 entourée d’une structure en treillis s’avère rigide et légère. Le support peut être réalisé dans un matériau composite et/ou un matériau plastique. Avantageusement, il n’est donc pas dans un matériau métallique ce qui permet de l’alléger. Il peut s’agir par exemple d’un polypropylène ou d’un polyamide chargés de fibres. Notons que le support est de préférence réalisé dans un matériau moins dense que le matériau constitutif des canaux de l’unité de circulation de fluide frigorigène.
La deuxième surface 200b du support 200 comprend un organe de réception du compresseur 20. Pour améliorer la rigidité de l’ensemble, l’organe de réception 212 du compresseur est formé en vis-à-vis de la partie plane 202 du support 200. Il peut être formé de plusieurs nervures à bord supérieur incurvé concave permettant de supporter de manière complémentaire une face extérieure arrondie convexe du compresseur 20.
Le support 200 comprend des bras 214a, 214b sensiblement perpendiculaires au plan d’extension du support. Ces bras sont destinés à permettre la fixation à un carter ou châssis d’un véhicule automobile par exemple. Un premier bras 214a s’étend depuis la première face et suivant un sens opposé à la deuxième face. Un deuxième bras 214b s’étend depuis la deuxième face et suivant un sens opposé à la première face. Le premier bras également une partie 214a1 s’étendant de la même manière que le deuxième bras. Les bras peuvent comprendre des inserts tubulaire filetés métallique pour le passage de vis métallique. Les vis peuvent encore être fixés directement au travers des bras sans insert.
Le support 200 peut comprendre des fenêtres 216 ou passage permettant de joindre la première face 200a et la deuxième face 200b. Ces fenêtres sont destinées à permettre la connexion fluidique entre les composants du circuit de fluide frigorigène.
La figure 12 illustre le support portant l’unité 217 de circulation sur la première face 200a, l’unité de circulation étant portée par la zone de réception plane 202. Le compresseur 20 est portée sur la face 200b opposée.
On se réfère maintenant à la figure 13 qui illustre un support 200 identique à celui décrit en référence à la figure 11 et sur lequel est disposé une pluralité de canaux 218 de liaison reliant des composants du circuit de fluide frigorigène c’est-à-dire au moins deux parmi un premier échangeur de chaleur 54, un deuxième échangeur 50 et un compresseur. Selon le présent document, au moins un canal de l’unité de circulation 217 est porté par la zone de réception plane 202. Idéalement, ils sont tous portés par ladite zone de réception plane 202. Les canaux sont ainsi portés par la zone de réception plane 202 du support, ce qui permet d’encore rigidifier le support 200. Ainsi positionnés, les canaux 218 sont agencés en vis-à-vis du compresseur supporté par la deuxième face 200b du support 200.
Les canaux illustrés en référence à la figure 13 mais également en référence à la figure 14 comprennent chacun un premier élément de paroi plan 218a et un deuxième élément 218b de paroi, chaque deuxième élément 218b de paroi comprenant une cavité formée par un bossage. Le bossage présente une première face définissant une rainure s’étendant entre une première extrémité 220 et une deuxième extrémité 222.
Selon un aspect de l’invention, chaque deuxième élément de paroi 218b comprend un bord périphérique 219b entourant le bossage ou la rainure. Ce bord périphérique 219b est appliqué sur un bord périphérique 219a d’un premier élément de paroi 218a. Lesdits bords périphériques sont soudés ou brasés ensemble. Ils pourraient encore être assemblé par un autre moyen de liaison tel qu’un collage. Le moyen de liaison doit être apte à résister au pression et température du fluide circulant dans les canaux.
Comme cela est illustré en figure 14A et figure 15, les premiers éléments de paroi 218a sont formés dans une seule et même pièce. Préférentiellement, ils sont tous formés dans la même pièce 221 laquelle est appliquée sur le support 200 (figure 16). Des vis peuvent être prévues pour réaliser la liaison entre l’unité de circulation 217 et le support 200. La pièce 221 présente avantageusement deux faces sensiblement planes, une première 221a appliquée sur la face 200a du support 200 et une deuxième face 221b recevant les deuxièmes éléments de paroi 218b.
Ainsi, dans une réalisation, la pièce 221 présentent la forme d’une plaque ayant deux faces 221a, 221b qui sont parallèles et planes.
On observe également que les deuxièmes éléments de parois 218a sont formés distinctement les uns des autres et sont chacun accouplés à un premier élément de paroi 218b. Chaque deuxième élément de paroi 218b comprend un orifice 223 formé à au moins l’une de ses première et deuxième extrémités.
Dans une variante, la pièce 221 ayant la forme d’une plaque pourrait comprendre une deuxième face 221b non plane. Dit autrement, elle pourrait être formée d’une pluralité de surfaces de réception d’un deuxième élément de paroi 218b, chaque surface d’un premier élément de paroi 218a pouvant être inclinée par rapport à une autre surface d’un autre premier élément de paroi 218a. La face 221a peut être plane afin d’être appliquée sur une face plane correspondante de la zone de réception plane 202. Comme cela est illustré sur les figures 14, 15 et 16, des espaces 224 peuvent être ménagés entre tout ou partie desdits premiers éléments de parois et/ou des deuxièmes éléments de parois. De cette manière, il est possible de réduire la transmission de chaleur entre deux premiers éléments de paroi 218a et/ou entre deux deuxièmes éléments de paroi 218b.
On se réfère maintenant à la figure 17 qui illustre le premier échangeur de chaleur (ou IHX) 54 qui est porté par la première face du support 200 et le compresseur qui est porté par la deuxième face du support 200. Le montage illustré est également applicable au support décrit en référence aux figures 1 à 10.
La figure 17C illustre la connexion fluidique 110g entre le premier échangeur de chaleur et le compresseur, plus précisément entre une sortie 228 et l’entrée 230 du compresseur. Sur la figure 17c, est illustré le conduit fluidique 110g qui est rectiligne. Plus particulièrement, l’orifice d’entrée 230 du compresseur est partiellement aligné avec l’orifice de sortie 228 du premier échangeur de chaleur. Dans le cas d’espèce, lesdits orifices sont coaxiaux. De cette première configuration, le fluide frigorigène qui circule à basse pression en sortie du premier échangeur de chaleur ne subit que peu de pertes de charge avant d’entrer dans le compresseur en comparaison de la technique antérieure où le conduit était coudé.
Dans une deuxième configuration illustrée en figure 18, la sortie d’un deuxième échangeur de chaleur, tel que le deuxième évaporateur 50 est alignée au moins partiellement avec une entrée du premier échangeur de chaleur 54. Dans ce cas, l’évaporateur peut être directement relié à l’entrée du premier échangeur de chaleur 54. Dans cette deuxième configuration, le deuxième échangeur de chaleur est alors agencé en lieu et place du compresseur lequel peut être déporté en dehors du support 200.
Par orifice aligné, il faut comprendre qu’au moins une partie de la section d’un orifice de sortie est alignée avec une partie de la section d’un orifice d’entrée. Et plus spécifiquement les sections peuvent être coaxiales sans être totalement identiques et peuvent aussi être identiques.
La longueur du conduit qui relie les deux composants concernés par la première configuration (figure 17) ou la deuxième configuration (figure 18) peut-être de l’ordre de 20 à 50 mm, notamment de 30 et 40 mm.
Comme mentionné précédemment, le support peut être formé par l’unité de circulation. Autrement dit, l’unité de circulation peut porter sur une première face le premier échangeur et sur une deuxième face opposée le compresseur ou le deuxième échangeur.

Claims

Revendications
1 . Système de conditionnement thermique comprenant : un circuit de fluide frigorigène comportant au moins l’une d’une première configuration comportant un premier échangeur (54) de chaleur et un compresseur et d’une deuxième configuration comportant un premier échangeur de chaleur (54) et un deuxième échangeur de chaleur (50), dans lequel : pour la première configuration, un conduit (110g) relie une sortie du premier échangeur (54) de chaleur avec une entrée du compresseur, l’orifice de sortie du premier échangeur (54) de chaleur étant aligné avec l’orifice d’entrée du compresseur (20), pour la deuxième configuration, un conduit relie la sortie du deuxième échangeur (50) de chaleur avec une entrée du premier échangeur de chaleur (54) , l’orifice d’entrée du premier échangeur de chaleur (54) étant aligné avec l’orifice de sortie du deuxième échangeur de chaleur (50).
2. Système de conditionnement selon la revendication précédente, dans lequel le conduit présente une longueur inférieure à 60 mm.
3. Système selon l’une des revendications précédentes, comprenant un support portant sur une première face le premier échangeur (54) et sur une deuxième face opposée le compresseur ou le deuxième échangeur (50).
4. Système selon la revendication précédente, dans lequel le support comporte une fenêtre (216) et le conduit traverse ledit support depuis la première face jusqu’à la deuxième face par cette fenêtre (216).
5. Système selon l’une des revendications précédentes, comprenant une unité (217) de circulation de fluide frigorigène comportant au moins un canal (218).
6. Système selon la revendication précédente, dans lequel le support (200) est formé dans une pièce distincte dudit au moins un canal et comprenant une zone de réception plane sur laquelle est appliquée une face dudit au moins un premier élément de paroi dudit au moins un canal (218).
7. Système selon la revendication 5, dans lequel le support est formé par l’unité de circulation, l’unité de circulation portant sur une première face le premier échangeur de chaleur (54) et sur une deuxième face opposée le compresseur (20) ou le deuxième échangeur de chaleur (50).
EP24742904.6A 2023-07-21 2024-07-10 Systeme de conditionnement thermique pour un vehicule notamment automobile Pending EP4747091A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

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