FR2849806A1

FR2849806A1 - Vehicle interior heating device, has air warm up pipe accommodating heat exchanger spaced apart from electric radiator, where radiator is mounted by a support frame with convergent for traversing total flow of warm air to radiator

Info

Publication number: FR2849806A1
Application number: FR0300218A
Authority: FR
Inventors: Christophe Aloup; Jean Guillemin
Original assignee: Valeo Climatisation SA
Current assignee: Valeo Climatisation SA
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-07-16
Anticipated expiration: 2023-01-10
Also published as: FR2849806B1

Abstract

The device has an air warm up pipe (16) accommodating a heat exchanger (10) spaced apart from a electric radiator (12). The radiator is suitable to be traversed by a flow of cold air to warm an interior cab of a vehicle. The radiator is mounted by an intermediate of a supporting frame (40). The frame is constructed with a convergent, such that the radiator is traversed by the total flow of warm air leaving the heat exchanger. An Independent claim is also included for a heating installation comprising the heating device for heating an interior cab of a vehicle.

Description

Arrière-plan de l'inventionInvention background

L'invention concerne un dispositif de chauffage et/ou de conditionnement d'air (ventilation et/ou climatisation) d'un habitacle de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un dispositif du type comprenant un conduit de réchauffage d'air et, logés dans ce conduit avec un espace entre eux, un échangeur de chaleur et un radiateur 10 électrique destinés à être traversés successivement par un flux d'air à réchauffer. The invention relates to a device for heating and / or air conditioning (ventilation and / or air conditioning) of a passenger compartment of a motor vehicle. It relates more particularly to a device of the type comprising an air heating duct and, housed in this duct with a space between them, a heat exchanger and an electric radiator intended to be successively traversed by a flow of air to be heated .

Dans les dispositifs de ce type, qui sont bien connus, l'échangeur de chaleur est du type liquide-air et est propre à être traversé par un liquide chaud, typiquement le liquide de refroidissement du moteur 15 du véhicule, qui fournit les calories nécessaires au réchauffage de l'air. Le radiateur électrique est du type comportant une ou plusieurs résistances électriques chauffantes (avantageusement de type CTP) prévues pour apporter de façon immédiate et temporaire un complément thermique lorsque l'énergie thermique fournie par l'échangeur est insuffisante, 20 notamment pour assurer un dégivrage ou un désembuage lors de démarrage par temps froid. In devices of this type, which are well known, the heat exchanger is of the liquid-air type and is capable of being traversed by a hot liquid, typically the coolant of the vehicle engine, which supplies the calories required air heating. The electric radiator is of the type comprising one or more electric heating resistors (advantageously of PTC type) intended to provide immediate and temporary thermal supplement when the thermal energy supplied by the exchanger is insufficient, in particular to ensure defrosting or demisting when starting in cold weather.

Un exemple d'un tel dispositif de chauffage est donné par le brevet français FR2771342 au nom de la demanderesse dont la figure 5 est reprise à la figure 4 de la présente demande et qui illustre un 25 échangeur de chaleur 10 et un radiateur électrique 12 propres à être traversé par un flux d'air froid Fl à réchauffer et montés dans un boîtier 14 délimitant un conduit de réchauffage d'air 16 dont ils occupent toute la section transversale. L'échangeur de chaleur 10 comporte un corps 20 monté entre deux boites collectrices 22, 24 situées respectivement sur les 30 deux parois latérales et dont l'une comporte deux tubulures respectivement d'admission 26 et d'évacuation 28 d'un liquide chaud. Le radiateur électrique 12 comporte un corps 30 monté à l'intérieur d'un cadre de maintien 32 fixé aux deux boites collectrices par deux flasques élastiques 34, 36. An example of such a heating device is given by French patent FR2771342 in the name of the applicant, FIG. 5 of which is reproduced in FIG. 4 of the present application and which illustrates a heat exchanger 10 and a clean electric radiator 12 to be traversed by a flow of cold air F1 to be heated and mounted in a housing 14 delimiting an air heating duct 16 of which they occupy the entire cross section. The heat exchanger 10 comprises a body 20 mounted between two manifolds 22, 24 located respectively on the two side walls and one of which has two pipes 26 respectively for inlet 26 and outlet 28 for a hot liquid. The electric radiator 12 comprises a body 30 mounted inside a holding frame 32 fixed to the two manifolds by two elastic flanges 34, 36.

Comme on le voit sur cette figure, le flux d'air froid Fl entrant en amont du dispositif est réchauffé tout d'abord une première fois en traversant l'échangeur de chaleur 10 pour produire un premier flux d'air réchauffé F2 puis une seconde fois en traversant le radiateur électrique 12 pour produire un second flux d'air réchauffé F3 qui sera ensuite distribué de manière connue en soi en aval du dispositif, dans l'habitacle du 5 véhicule automobile. Toutefois, le premier flux réchauffé F2 sortant de l'échangeur de chaleur 10 est en partie obstrué par le cadre de maintien 32 du radiateur électrique 12 diminuant sensiblement l'efficacité d'échange radiateur électrique/air. As can be seen in this figure, the cold air flow F1 entering upstream of the device is firstly heated a first time by passing through the heat exchanger 10 to produce a first heated air flow F2 then a second times by passing through the electric radiator 12 to produce a second flow of heated air F3 which will then be distributed in a manner known per se downstream of the device, in the passenger compartment of the motor vehicle. However, the first heated flow F2 leaving the heat exchanger 10 is partly obstructed by the holding frame 32 of the electric radiator 12 substantially reducing the efficiency of the electric radiator / air exchange.

Objet et résumé de l'invention L'invention a notamment pour but de surmonter cet inconvénient en proposant une fixation du radiateur électrique mieux adaptée et permettant de maximiser l'échange chaleur/air. Elle vise également à réaliser un dispositif de chauffage présentant une structure 15 de boîtier simplifiée, compacte, et de montage facile. OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is in particular to overcome this drawback by proposing a fixing of the electric radiator which is better suited and which makes it possible to maximize the heat / air exchange. It also aims to produce a heating device having a simplified, compact housing structure, and of easy assembly.

Ces buts sont atteints par un dispositif de chauffage d'un habitacle de véhicule automobile du type comprenant un conduit de réchauffage d'air à l'intérieur duquel sont logés successivement et espacés l'un de l'autre un échangeur de chaleur et un radiateur électrique propres 20 à être traversés par un flux d'air froid à réchauffer, ledit radiateur électrique étant monté dans le conduit par l'intermédiaire d'un cadre support, caractérisé en ce que ledit cadre support est agencé de façon à ce que le radiateur électrique soit traversé par la totalité du flux d'air réchauffé sortant de l'échangeur de chaleur. Le cadre support présente 25 une forme de convergent avec une section transversale rectangulaire amont correspondant à une section transversale de passage du flux d'air dans l'échangeur de chaleur et une section transversale rectangulaire aval correspondant à une section transversale de passage du flux d'air dans le radiateur électrique. These objects are achieved by a device for heating a passenger compartment of a motor vehicle of the type comprising an air reheating duct inside which are successively housed and spaced from each other a heat exchanger and a radiator. electric clean 20 to be traversed by a flow of cold air to be heated, said electric radiator being mounted in the duct by means of a support frame, characterized in that said support frame is arranged so that the radiator the entire flow of heated air leaving the heat exchanger. The support frame has a convergent shape with an upstream rectangular cross section corresponding to a cross section for the passage of the air flow in the heat exchanger and a downstream rectangular cross section corresponding to a cross section for the passage of the air flow. air in the electric heater.

Avec cette configuration, le convergent guide la totalité du flux d'air sortant de l'échangeur de chaleur et présentant un déficit calorifique vers le radiateur électrique permettant d'optimiser l'efficacité d'échange de chaleur. With this configuration, the convergent guides the entire flow of air leaving the heat exchanger and having a calorific deficit towards the electric radiator making it possible to optimize the efficiency of heat exchange.

Le cadre support comporte au moins un bord à face interne 35 convergente et de préférence deux bords latéraux à face interne convergente. Avantageusement, il comporte un module électronique de commande du radiateur électrique. The support frame comprises at least one edge with a converging internal face and preferably two lateral edges with a converging internal face. Advantageously, it includes an electronic module for controlling the electric heater.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ciaprès, à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif de chauffage pour véhicule automobile selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de chauffage pour véhicule automobile de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective d'un élément du dispositif de chauffage pour véhicule automobile des figures 1 et 2, et - la figure 4 est une vue schématique en coupe d'un dispositif 15 de chauffage pour véhicule automobile de l'art antérieur. The invention will be better understood on reading the description given below, by way of illustration but not limitation, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic sectional view of a heating device for a motor vehicle according to the invention, - Figure 2 is a perspective view of the heating device for a motor vehicle of Figure 1, - Figure 3 is a perspective view of an element of the heating device for a motor vehicle of Figures 1 and 2 , and - Figure 4 is a schematic sectional view of a heating device 15 for a motor vehicle of the prior art.

Description détaillée de modes de réalisation Detailed description of embodiments

Un mode de réalisation préférentiel de l'invention sera décrit ciaprès dans le cadre de l'application à un dispositif de chauffage (ou 20 ventilation et/ou climatisation) de l'habitacle d'un véhicule automobile dont les figures 1 et 2 montrent respectivement en coupe et en perspective une vue schématique. Les éléments identiques à ceux décrits précédemment en regard de l'art antérieur illustré à la figure 4 portent les mêmes références. A preferred embodiment of the invention will be described below in the context of the application to a heating (or ventilation and / or air conditioning) device of the passenger compartment of a motor vehicle of which FIGS. 1 and 2 respectively show in section and in perspective a schematic view. Elements identical to those described above with respect to the prior art illustrated in FIG. 4 bear the same references.

Le dispositif de chauffage comprend un boîtier 14 délimitant un conduit de réchauffage d'air 16 à l'intérieur duquel sont logés successivement un échangeur de chaleur (appelé aussi radiateur de chauffage 10) et un radiateur électrique 12 propres à être traversés, dans cet ordre, par un flux d'air froid envoyé par un pulseur (non représenté) 30 disposé dans le conduit en amont de l'échangeur de chaleur. The heating device comprises a housing 14 delimiting an air heating duct 16 inside which are successively accommodated a heat exchanger (also called heating radiator 10) and an electric radiator 12 suitable for being traversed, in this order , by a flow of cold air sent by a blower (not shown) 30 disposed in the duct upstream of the heat exchanger.

Cet échangeur de chaleur 10 occupant toute la section rectangulaire transversale du conduit 16 comprend un corps 20 (typiquement formé par un faisceau de tubes à ailettes) dont la face amont 20a (dans le sens d'écoulement de l'air) reçoit le flux d'air froid Fl 35 et la face aval 20b rejette un premier flux d'air réchauffé F2. Le corps 20 est monté entre deux boites collectrices 22, 24 qui s'étendent avantageusement à l'extérieur de ce conduit et qui comportent deux tubulures 26, 28 servant respectivement à l'admission et à l'évacuation d'un fluide chaud, par exemple le fluide refroidissement du moteur du véhicule automobile, qui parcourt le corps 20 de l'échangeur de chaleur 5 pour réchauffer le flux d'air froid Fl et générer le premier flux d'air réchauffé F2. This heat exchanger 10 occupying the entire rectangular cross section of the duct 16 comprises a body 20 (typically formed by a bundle of finned tubes) whose upstream face 20a (in the direction of air flow) receives the flow d cold air Fl 35 and the downstream face 20b rejects a first flow of heated air F2. The body 20 is mounted between two manifolds 22, 24 which advantageously extend outside of this conduit and which comprise two pipes 26, 28 respectively serving for the admission and evacuation of a hot fluid, by example the cooling fluid of the motor vehicle engine, which flows through the body 20 of the heat exchanger 5 to heat the cold air flow F1 and generate the first heated air flow F2.

Le radiateur électrique 12, disposé en aval de l'échangeur de chaleur et espacé de celui-ci de quelques millimètres, comporte un corps 30, formé classiquement de une ou plusieurs résistances électriques à 10 coefficient de température positif (CTP), et dont la face amont 30a reçoit le premier flux d'air réchauffé F2 et la face aval 30b rejette un second flux d'air réchauffé F3. Le radiateur électrique occupe également toute la section transversale rectangulaire du conduit. Toutefois, en aval du dispositif, le conduit de réchauffage d'air présente une section moindre 15 que celle existant en amont du dispositif du fait des dimensions du radiateur électrique qui sont moins importantes (les résistances CTP sont en effet d'un cot très élevé proportionnel à leur taille) que celles de l'échangeur de chaleur. En effet, le corps 30 du radiateur électrique comporte, pour le flux d'air à réchauffer, une section transversale 20 rectangulaire de passage plus petite que la section transversale rectangulaire de passage du corps 20 de l'échangeur de chaleur. The electric radiator 12, disposed downstream of the heat exchanger and spaced from it a few millimeters, comprises a body 30, conventionally formed of one or more electrical resistors with a positive temperature coefficient (PTC), and the upstream face 30a receives the first flow of heated air F2 and the downstream face 30b rejects a second flow of heated air F3. The electric radiator also occupies the entire rectangular cross section of the duct. However, downstream of the device, the air reheating duct has a smaller section than that existing upstream of the device due to the dimensions of the electric radiator which are smaller (the PTC resistors are indeed very expensive. proportional to their size) than those of the heat exchanger. Indeed, the body 30 of the electric radiator comprises, for the air flow to be heated, a rectangular cross section 20 of passage smaller than the rectangular cross section of passage of the body 20 of the heat exchanger.

Selon l'invention, le corps du radiateur électrique est monté à l'intérieur d'un cadre support 40 agencé de façon à ce que le radiateur électrique (plus précisément son corps 30) soit traversé par la totalité du 25 flux d'air réchauffé F2 sortant de l'échangeur de chaleur (c'est à dire ayant traversé préalablement le corps 20 de cet échangeur). Pour cela, il présente une forme de convergent avec une section transversale rectangulaire amont correspondant précisément à la section transversale de passage de l'air au travers de l'échangeur de chaleur et une section 30 transversale rectangulaire aval correspondant précisément à la section transversale de passage de l'air au travers du radiateur électrique. According to the invention, the body of the electric radiator is mounted inside a support frame 40 arranged so that the electric radiator (more precisely its body 30) is traversed by the entire flow of heated air. F2 leaving the heat exchanger (ie having previously passed through the body 20 of this exchanger). For this, it has a convergent shape with an upstream rectangular cross section corresponding precisely to the cross section of passage of air through the heat exchanger and a downstream rectangular cross section corresponding precisely to the cross section of passage air through the electric heater.

Selon les dimensions respectives de l'échangeur de chaleur et du radiateur électrique, ce cadre support formant convergent peut comporter un ou plusieurs bords à face interne convergente et de 35 préférence deux bords opposés. Dans l'exemple illustré, le cadre support comporte deux bords latéraux 40a, 40b à face interne convergente, ses deux bords longitudinaux 40c, 40d restant droits, car les bords supérieur et inférieur du corps du radiateur électrique concident avec les bords correspondant du corps de l'échangeur de chaleur alors que les bords latéraux du corps du radiateur sont relativement éloignés de ceux du 5 corps de l'échangeur. Bien entendu, cette configuration géométrique ne saurait être limitative, et il peut être envisagé que ce soient les deux bords longitudinaux opposés qui soient munis d'une face interne convergente, comme il peut être envisagé que les quatre bords 40a à 40c du cadre support comporte chacun une face interne convergente. Depending on the respective dimensions of the heat exchanger and of the electric radiator, this converging support frame may include one or more edges with converging internal faces and preferably two opposite edges. In the example illustrated, the support frame has two lateral edges 40a, 40b with converging internal face, its two longitudinal edges 40c, 40d remaining straight, because the upper and lower edges of the body of the electric radiator coincide with the corresponding edges of the body of the heat exchanger while the lateral edges of the body of the radiator are relatively distant from those of the body of the exchanger. Of course, this geometric configuration cannot be limiting, and it can be envisaged that it is the two opposite longitudinal edges which are provided with a converging internal face, as it can be envisaged that the four edges 40a to 40c of the support frame comprise each with a converging internal face.

Comme l'illustre la figure 3, le corps 30 de radiateur électrique est enchâssé dans le cadre support qui est ensuite monté et ajusté sur le corps 20 de l'échangeur de chaleur au moyen par exemple de pattes de positionnement latérales 42. Ce cadre support comporte en outre, sur un de ces bords longitudinaux, par exemple le bord 40d, des languettes de 15 fixation 44a, 44b pour coopérer avec des guides 46 et des ergots de blocage 48 d'un module électronique 50 de commande du radiateur électrique. Ces moyens de fixation permettent de mettre en place facilement le module sur le cadre support et de verrouiller le montage du radiateur électrique. L'ensemble ainsi formé par le radiateur électrique, 20 son cadre support et le module de commande constitue un ensemble compact qui, monté et clipsé à son tour sur l'échangeur de chaleur, peut ensuite être introduit très simplement dans le conduit de réchauffage d'air 16 par une ouverture 14a pratiquée à cet effet dans le boîtier 14 de délimitation de ce conduit. As illustrated in FIG. 3, the body of an electric radiator is embedded in the support frame which is then mounted and adjusted on the body 20 of the heat exchanger by means, for example, of lateral positioning lugs 42. This support frame further comprises, on one of these longitudinal edges, for example the edge 40d, fixing tabs 44a, 44b for cooperating with guides 46 and locking lugs 48 of an electronic module 50 for controlling the electric heater. These fixing means make it possible to easily place the module on the support frame and to lock the mounting of the electric heater. The assembly thus formed by the electric radiator, its support frame and the control module constitutes a compact assembly which, mounted and clipped in turn to the heat exchanger, can then be very simply introduced into the heating duct d 'air 16 through an opening 14a made for this purpose in the housing 14 for delimiting this duct.

Claims

1. Heating device for a passenger compartment of a motor vehicle of the type comprising an air heating duct (16) inside which are successively housed and spaced from each other a heat exchanger (10) and an electric radiator (12) capable of being traversed by a flow of cold air to be heated, said electric radiator being mounted in the duct by means of a support frame (40), characterized in that said support frame is arranged so that the electric radiator 10 is traversed by the entire flow of heated air leaving the heat exchanger.

2. Device according to claim 1, characterized in that said support frame has a convergent shape (40) with an upstream rectangular cross section corresponding to a cross section for passage of the air flow in the heat exchanger (10 ) and a downstream rectangular cross section corresponding to a cross section for the passage of the air flow in the electric radiator (12).

3. Device according to claim 2, characterized in that said support frame comprises at least one edge with converging internal face.

4. Device according to claim 3, characterized in that said support frame comprises two lateral edges (40a, 40b) with converging internal face.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said support frame comprises an electronic module (50) for controlling the electric heater.

6. Heating installation comprising a device according to one

any of claims 1 to 5.