FR2860285A1 - Condenseur de sous-refroidissement. - Google Patents
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Abstract
Dans un condenseur de sous-refroidissement (1), et plus particulièrement un condenseur de sous refroidissement adapté à une utilisation dans un système d'air conditionné pour les véhicules, dans lequel une pluralité de tuyaux de transfert thermique (4) relie une paire de colonnes (2, 3), le noyau d'échangeur thermique (6) est divisé en un noyau de condensation de réfrigérant (7) et un noyau de sous-refroidissement (8), les tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant (7) ont la forme de tuyaux qui intègrent des ailettes internes et les tuyaux de transfert thermique du noyau de sous-refroidissement (8) ont la forme de tuyaux dont l'intérieur est divisé en une pluralité de passages d'écoulement par des cloisons, différemment les uns des autres. Bien que des performances souhaitables de rayonnement thermique soient obtenues, la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condenseur (1) peut être réduite.
Description
2860285 1
CONDENSEUR DE SOUS-REFROIDISSEMENT
La présente invention concerne un condenseur de sous-refroidissement, ciaprès appelé indifféramment condenseur ou condensateur, et plus particulièrement un condenseur de sous-refroidissement adapté à une utilisation dans un système d'air conditionné pour les véhicules, etc., qui peut réduire la résistance à l'écoulement totale de l'ensemble du condenseur tout en conservant les avantages du sous-refroidissement.
Un condensateur de sous-refroidissement est connu, dans lequel une pluralité de tuyaux de transfert de chaleur qui s'étendent 1 o parallèlement les uns aux autres relient une paire de colonnes, un noyau d'échangeur de chaleur du condensateur est divisé en noyau de condensation de réfrigérant pour condenser le réfrigérant et en noyau de sous-refroidissement pour super-réfrigérer le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant, et qui peut présenter une excellente capacité de condensation de réfrigérant tout en réduisant la taille et limitant le prix de l'ensemble du système de réfrigération en lui donnant la forme d'un condensateur comprenant un récepteur de liquide (voir par exemple le document JP A 2002 31436). Dans un tel condensateur de sous-refroidissement, en donnant au noyau de 2 0 condensation de réfrigérant la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, la structure du condensateur peut être simplifiée et le condensateur peut être réduit en taille (voir par exemple le document JP A 2002 31436).
Cependant, même si le noyau de condensation de réfrigérant a la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, de façon à maintenir une fonction ciblée de condensation de réfrigérant du noyau de condensation de réfrigérant et une fonction ciblée de super-réfrigération de réfrigérant du noyau de sous-refroidissement, il est considéré nécessaire de contrôler une relation en résistance entre les colonnes et les tuyaux de transfert thermique dans une plage spécifiée (par exemple, le document JP A 2000 111274). Pour satisfaire une telle relation en résistance, dans les documents JP A 2002 31436 ou JP A 2000 111274, la même structure que celle des tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant est utilisée comme structure des tuyaux de transfert thermique du noyau de sous-refroidissement, et en particulier, un tuyau de transfert thermique est utilisé, dans lequel une ailette interne est intégrée pour former un flux 2860285 2 tridimensionnel compliqué dans le tuyau. Par exemple, dans le condensateur de sous- refroidissement 101 illustré sur la figure 11, une paire de colonnes 102 et 103 sont reliées par une pluralité de tuyaux de transfert thermique 104 qui s'étendent parallèlement les uns aux autres, des ailettes ondulées 105 sont placées entre les tuyaux 104 adjacents, un noyau d'échangeur thermique 106 est divisé en un noyau de condensation de réfrigérant 107 qui condense le réfrigérant introduit à partir d'une entrée de réfrigérant 109 dans la colonne 102 et en noyau de sous- refroidissement 108 qui super-réfrigère encore le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant 107 et introduit à partir de la partie inférieure de la colonne 103, le réfrigérant super-réfrigéré est évacué par une sortie 110 de telle sorte que le noyau de condensation de réfrigérant 107 a la forme d'une structure d'un chemin de réfrigérant dans un sens d'écoulement de l'air A, et dans un tel condensateur de sous- refroidissement 101, la même structure, qui intègre une ailette interne 111 qui forme un flux tridimensionnel de réfrigérant dans le tuyau, est utilisée pour les tuyaux de transfert thermique 104 du noyau de condensation de réfrigérant 107 et les tuyaux de transfert thermique 104 du noyau de sous-refroidissement 108.
Cependant, quand un tel tuyau de transfert thermique formant un flux tridimensionnel dans un tuyau est utilisé, étant donné en particulier que le noyau de sous-refroidissement est dans une région liquide pour faire passer le réfrigérant liquide condensé, sa résistance à l'écoulement devient importante, et la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur de sous-refroidissement augmente. Si la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur augmente, la charge de l'ensemble du système de réfrigération qui intègre le condensateur augmente, et en particulier, la consommation énergétique d'un compresseur augmente. Par exemple, dans un système de réfrigération dans un système d'air conditionné pour les véhicules, étant donné que la puissance de consommation d'un compresseur doit être réduite autant que cela est possible, il peut être nécessaire de supprimer au maximum la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur décrite ci-dessus.
Dans le but commun de réduire la résistance à l'écoulement du noyau de sous-refroidissement, le document JP A 109 714 présente une 2860285 3 structure dans laquelle, dans un condensateur de refroidissement par air de type à ailette qui utilise un mélange réfrigérant HFC de R404A, R507, R407C et analogue (condensateur de refroidissement par air de type à ailette qui utilise un tuyau en U comme tuyau de transfert thermique pour faire passer l'agent d'échange thermique), le diamètre du tuyau de transfert thermique de la partie de super-réfrigération est plus important que le diamètre du tuyau de transfert thermique de la partie de condensation. Cependant, ce condensateur est un condensateur de type totalement différent, et une seule sorte de réfrigérant n'est pas utilisée, et par conséquent, cette structure n'est pas appliquée à l'objet qui doit être atteint par la présente invention telle qu'elle se présente.
Par conséquent, un but de la présente invention est d'offrir une structure améliorée de condensateur de sous-refroidissement qui, dans un condensateur de sous-refroidissement dans lequel une pluralité de tuyaux de transfert thermique qui s'étendent parallèlement les uns aux autres raccordent une paire de colonnes, un noyau d'échangeur thermique du condensateur est divisé en noyau de condensation de réfrigérant pour condenser le réfrigérant et en noyau de sous- 2 0 refroidissement pour super-réfrigérer le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant et le noyau de condensation de réfrigérant revêt la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, peut fortement réduire la résistance à l'écoulement dans son ensemble du condensateur sans nuire aux avantages offerts par la structure de passage unique du noyau de condensation de réfrigérant. Ainsi, un objet de la présente invention peut être atteint, dans lequel la puissance de consommation d'un compresseur dans le cas d'une application à un système d'air conditionné pour les véhicules peut être réduite et l'efficacité de l'ensemble du système peut être améliorée, tout en conservant les avantages dus à la structure de passage unique, tels que la liberté de la disposition du tuyau d'entrée du réfrigérant quand il est monté sur un véhicule.
Pour atteindre le but décrit ci-dessus, un condensateur de sousrefroidissement selon la présente invention qui comprend une paire de colonnes et une pluralité de tuyaux de transfert thermique qui relient la paire de colonnes et qui s'étendent parallèlement les uns aux autres, un noyau d'échangeur thermique du condensateur étant divisé en noyau de condensation de réfrigérant pour condenser le réfrigérant et en noyau de sous-refroidissement pour super-réfrigérer le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant, le noyau de condensation de réfrigérant étant en forme de structure de passage unique de réfrigérant, est caractérisé en ce que les tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant et les tuyaux de transfert thermique du noyau de sous-refroidissement ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres de telle sorte qu'un tuyau de transfert thermique pour le noyau de condensation de réfrigérant a la forme d'un tuyau de transfert thermique qui intègre une ailette interne qui forme un flux tridimensionnel de réfrigérant dans le tuyau et un tuyau de transfert thermique pour le noyau de sous-refroidissement a la forme d'un tuyau de transfert thermique dont la partie interne est séparée en une pluralité de chemins d'écoulement dans le sens de l'écoulement de l'air par des cloisons formées intégralement avec le tuyau (premier aspect de la présente invention).
En outre, un condensateur de sous-refroidissement selon la présente invention comprenant une paire de colonnes et une pluralité de tuyaux de transfert thermique qui relient la paire de colonnes et qui s'étendent parallèlement les uns aux autres, un noyau d'échangeur thermique du condensateur étant divisé en noyau de condensation de réfrigérant pour condenser le réfrigérant et en noyau de sous-refroidissement pour superréfrigérer le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant, le noyau de condensation de réfrigérant ayant la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, est caractérisé en ce que les tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant et les tuyaux de transfert thermique du noyau de sous-refroidissement ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres de telle sorte qu'un tuyau de transfert thermique pour le noyau de condensation de réfrigérant a la forme d'un tuyau de transfert thermique qui intègre une ailette intérieure qui forme un flux tridimensionnel de réfrigérant dans le tuyau et un tuyau de transfert thermique dans le noyau de sous- 3 5 refroidissement a la forme d'un tuyau de transfert thermique dont l'intérieur est séparé en une pluralité de chemins d'écoulement dans le sens d'écoulement de l'air par une ailette intérieure intégrée dans le tuyau (second aspect de la présente invention).
En outre, un condensateur de sous-refroidissement selon la présente invention comprenant une paire de colonnes et une pluralité de tuyaux de transfert thermique qui relient la paire de colonnes et qui s'étendent parallèlement les uns aux autres, un noyau d'échangeur thermique du condensateur étant divisé en noyau de condensation de réfrigérant pour condenser le réfrigérant et en noyau de sous-refroidissement pour superréfrigérer le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant, le noyau de condensation de réfrigérant ayant la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, est caractérisé en ce que les tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant et les tuyaux de transfert thermique du noyau de sous-refroidissement ont tous une forme dans laquelle l'intérieur de chaque tuyau est séparé en une pluralité de chemins d'écoulement dans le sens d'écoulement de l'air, et les tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant et les tuyaux de transfert thermique du noyau de sous- refroidissement ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres de telle sorte qu'une perte de pression par un tuyau de transfert thermique dans un tuyau de transfert thermique, pour le noyau de sous-refroidissement est inférieure à celle dans un tuyau de transfert thermique pour le noyau de condensation de réfrigérant avec la même condition de passage de fluide (troisième aspect de la présente invention).
Dans ce troisième aspect de la présente invention, une structure peut être utilisée, dans laquelle au moins l'un parmi le tuyau de transfert thermique pour le noyau de condensation de réfrigérant et le tuyau de transfert thermique pour le noyau de sous-refroidissement a la forme d'un tuyau de transfert thermique dont l'intérieur est séparé en une pluralité de chemins d'écoulement dans le sens d'écoulement de l'air par des cloisons formées intégralement avec le tuyau, ou dans laquelle au moins l'un parmi le tuyau de transfert thermique pour le noyau de condensation de réfrigérant et le tuyau pour le noyau de sous- 3 5 refroidissement a la forme d'un tuyau de transfert thermique dont l'intérieur est séparé en une pluralité de chemins d'écoulement dans le sens d'écoulement de l'air par une ailette interne intégrée dans le tuyau.
2860285 6 En outre, un condensateur de sous-refroidissement selon la présente invention comprenant une paire de colonnes et une pluralité de tuyaux de transfert thermique qui relient la paire de colonnes et qui s'étendent parallèlement les uns aux autres, un noyau d'échangeur thermique du condensateur étant divisé en noyau de condensation de réfrigérant pour condenser le réfrigérant et en noyau de sousrefroidissement pour super-réfrigérer le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant, le noyau de condensation de réfrigérant ayant la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, est caractérisé en ce que la résistance d'écoulement du noyau de sous-refroidissement est fixée à la moitié ou moins de la résistance totale d'écoulement de l'ensemble du condensateur (quatrième aspect de la présente invention). Ce quatrième aspect peut être utilisé avec les premier, second et troisième aspects de la présente invention décrits ci-dessus.
Dans les condensateurs de sous-refroidissement selon la présente invention, les structures des tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant et les tuyaux de transfert thermique du noyau de sous-refroidissement qui ont été utilisés comme une même structure dans la technologie traditionnelle, ont la forme de structures de tuyaux de transfert thermique différentes les unes des autres, et la perte de pression pour un tuyau de transfert thermique dans un tuyau de transfert thermique pour le noyau de sous-refroidissement est inférieure à celle dans un tuyau de transfert thermique pour le noyau 2 5 de condensation de réfrigérant. Alors, la résistance à l'écoulement du noyau de sous-refroidissement est fixée de telle sorte qu'elle soit bien plus basse que celle d'un noyau de sous-refroidissement dans un condensateur de sous-refroidissement traditionnel, réduisant ainsi fortement la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur.
L'objectif de la réduction de la résistance à l'écoulement est de réduire la résistance à l'écoulement traditionnelle, qui est de deux tiers ou plus de la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur, à la moitié ou moins. Dans un tel condensateur de sous-refroidissement la réduction de la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur, en réduisant en particulier la résistance à l'écoulement du noyau de sousrefroidissement, tout en conservant les avantages de la structure intégrale avec le noyau de sous-refroidissement, permet de 2860285 7 réduire la puissance de consommation d'un compresseur quand le condensateur est intégré dans un système de réfrigération.
Par conséquent, dans un condensateur de sous-refroidissement selon la présente invention, tout en conservant les avantages dus à la structure de passage unique du noyau de condensation de réfrigérant tels que les avantages liés à la simplification et à la réduction de la taille du condensateur et à l'accroissement de la liberté de disposition du tuyau d'entrée du réfrigérant quand le condensateur est monté sur un véhicule, la puissance de consommation d'un compresseur quand le condensateur est utilisé dans un système à air conditionné pour les véhicules peut être réduite, et l'efficacité de l'ensemble du système peut être accrue.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention peuvent être compris grâce à la description détaillée qui suit des modes de réalisation préférés de la présente invention en référence aux dessins joints.
Les modes de réalisation de l'invention sont maintenant décrits en référence aux dessins joints, qui sont donnés uniquement à titre d'exemple, et ne sont pas conçus pour limiter la présente invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'un condensateur de sousrefroidissement selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective partielle agrandie d'un tuyau de transfert thermique d'un noyau de condensation de réfrigérant dans le condensateur de sous-refroidissement illustré sur la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective partielle agrandie d'un tuyau de transfert thermique d'un noyau de sous-refroidissement dans le condensateur de sous-refroidissement illustré sur la figure 1; la figure 4 est un graphique qui présente une relation entre la quantité du contenant de réfrigérant et la résistance à l'écoulement d'un condensateur de sous-refroidissement traditionnel illustré sur la figure 11; la figure 5 est un graphique qui illustre une relation entre la quantité du contenant de réfrigérant et la résistance à l'écoulement du condensateur de sous-refroidissement illustré sur la figure 1; la figure 6 est un graphique qui illustre la relation entre la vitesse du vent frontale et les performances de rayonnement thermique dans 2860285 8 un produit selon la présente invention et un produit selon une technologie traditionnelle la figure 7 est un graphique qui illustre la relation entre la quantité de circulation du réfrigérant et la résistance à l'écoulement dans un produit selon la présente invention et un produit selon une technologie traditionnelle; la figure 8 est une vue en perspective partielle d'un tuyau de transfert thermique d'un noyau de sous-refroidissement dans un condensateur de sous-refroidissement selon un second mode de réalisation de la présente invention; la figure 9 est une vue en perspective partielle d'un tuyau de transfert thermique d'un noyau de condensation de réfrigérant dans un condensateur de sous- refroidissement selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 10 est une vue en perspective partielle d'un tuyau de transfert thermique d'un noyau de sous-refroidissement dans le condensateur de sous-refroidissement selon le troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 11 est une vue en perspective d'un condensateur de sous-refroidissement traditionnel.
Les figures 1 à 3 présentent un condensateur de sous-refroidissement selon un premier mode de réalisation de la présente invention, et elles correspondent au premier aspect susmentionné de la présente invention. Sur la figure 1, un condensateur de sous- 2 5 refroidissement 1 comprend une paire de colonnes 2 et 3, une pluralité de tuyaux de transfert thermique 4 reliant la paire de colonnes 2 et 3 et s'étendant parallèlement les uns aux autres, et des ailettes ondulées 5 placées entre les tuyaux de transfert thermique 4 adjacents respectifs. Un noyau d'échangeur thermique 6 est divisé en noyau de condensation de réfrigérant 7 pour condenser le réfrigérant introduit à partir du tuyau d'entrée de réfrigérant 9 dans la colonne 2 et un noyau de sous-refroidissement 8 pour super-réfrigérer encore le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant 7 et introduit à partir de la partie inférieure de la colonne 3, et le réfrigérant super- réfrigéré est évacué à partir d'un tuyau de sortie de réfrigérant 10. C'est à dire que le noyau de condensation de réfrigérant 7 a la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, la colonne 2 est séparée en une partie 2860285 9 supérieure et une partie inférieure 11, et les parties supérieure et inférieure de l'intérieur de la colonne 3 sont en communication l'une avec l'autre de telle sorte qu'un réfrigérant liquide peut y être conservé. Dans la colonne 3, une plaque de maintien 12 avec une partie de communication centrale est placée, et elle peut maintenir un élément inséré dans la colonne 3 tel qu'un élément structurel pour contenir une matière de dessiccation ou une crépine (non présentée) tout en maintenant la structure de communication verticale.
Dans un tel condensateur de sous-refroidissement 1 selon ce mode de réalisation, ainsi que cela est illustré sur la figure 2, le tuyau de transfert thermique 4 pour le noyau de condensation de réfrigérant 7 a la forme d'un tuyau de transfert thermique 4a avec substantiellement la même structure que celle qui est décrite sur la figure 11, c'est à dire une structure dans laquelle une ailette intérieure 14 est insérée dans un corps de tuyau 13 pour former un flux tridimensionnel de réfrigérant dans le corps du tuyau 13. Ainsi que cela est illustré sur la figure 3, le tuyau de transfert thermique 4 pour le noyau de sous-refroidissement 8 a la forme d'un tuyau de transfert thermique 4b dans lequel l'intérieur du tuyau est séparé en une pluralité de petits passages d'écoulement 16 dans le sens d'écoulement de l'air A par des cloisons 15 formées intégralement avec le corps du tuyau. Ainsi, les tuyaux de transfert thermique 4a du noyau de condensation de réfrigérant 7 et les tuyaux de transfert thermique 4b du noyau de sous-refroidissement 8 ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres dans la structure intérieure.
Dans le condensateur de sous-refroidissement 1 décrit ci-dessus, bien que l'intérieur du tuyau de transfert thermique 4b soit divisé en une pluralité de petits passages d'écoulement 16, étant donné que les passages d'écoulement 16 respectifs ont la forme de passages d'écoulement qui s'étendent en ligne droite dans le même sens d'extension du tuyau, la résistance à l'écoulement (perte de pression) pour un tuyau devient très faible, en comparaison avec le tuyau de transfert thermique 4a du noyau de condensation de réfrigérant 7 dans lequel l'ailette intérieure 14 qui forme un flux tridimensionnel est insérée. Il en résulte que la résistance à l'écoulement de l'ensemble du noyau de sous-refroidissement 8 est fortement réduite, et la résistance 2860285 10 à l'écoulement de l'ensemble du condensateur de sous-refroidissement 1 est également fortement réduite.
Les figures 4 et 5 présentent des comparaisons de résistance à l'écoulement (différence de pression entre l'entrée et la sortie d'un condensateur) entre un produit traditionnel et le condensateur selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus de la présente invention. Par exemple, dans le condensateur traditionnel illustré sur la figure 11, ainsi que cela est illustré sur la figure 4, quand la quantité du contenant de réfrigérant se réduit, bien que le rapport varie légèrement, la résistance à l'écoulement du noyau de sous-refroidissement est de deux tiers ou plus de la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur, et la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur est relativement grande. D'autre part, dans le condensateur de sous-refroidissement 1 selon le premier mode de réalisation décrit cidessus de la présente invention, ainsi que cela est illustré sur la figure 5, même si la quantité du contenant de réfrigérant varie, la résistance à l'écoulement du noyau de sous-refroidissement est supprimée pour être la moitié ou moins de la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur, et la résistance à l'écoulement de 2 0 l'ensemble du condensateur est réduite en comparaison avec celle qui est présentée sur la figure 4.
En outre, la figure 6 présente les performances de rayonnement thermique par rapport à la vitesse de l'air qui traverse le condensateur de sousrefroidissement, c'est à dire par rapport à la vitesse frontale du 2 5 vent du condensateur de sous-refroidissement. Ainsi que cela est illustré sur la figure 6, il n'y a presque pas de différence dans les performances de rayonnement thermique entre le produit présenté sur la figure 1 selon la présente invention et le produit traditionnel présenté sur la figure 11.
En outre, la figure 7 montre la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur par rapport à la quantité de réfrigérant en circulation. Comme le montre la figure 7, la résistance à l'écoulement du produit décrit sur la figure 1 selon la présente invention est très réduite comparée à la résistance à l'écoulement du produit traditionnel décrit sur la figure 11.
De fait, dans le condensateur de sous-refroidissement 1 selon la présente invention présenté sur la figure 1, bien que des performances 2860285 11 souhaitables d'échange thermique, c'est à dire des performances de rayonnement thermique désirables, puissent être maintenues et que les avantages dus à la structure de passage unique du noyau de condensation de réfrigérant 7 tels que les avantages capables de simplifier et de réduire la taille du condensateur et d'augmenter la liberté de disposition du côté du tuyau d'entrée de réfrigérant quand le condensateur est monté sur un véhicule puissent être assurés, par la grande réduction de la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur, la puissance de consommation d'un compresseur, quand le condensateur de sous-refroidissement 1 est intégré dans un système de réfrigération d'un système d'air conditionné pour les véhicules, peut être fortement réduite, et l'efficacité de l'ensemble du système peut être accrue.
La figure 8 présente un tuyau de transfert thermique d'un noyau de sousrefroidissement dans un condensateur de sous-refroidissement selon un second mode de réalisation de la présente invention. Les structures des autres parties, en particulier la structure du tuyau de transfert thermique 4a du noyau de condensation de réfrigérant 7, sont substantiellement les mêmes que celles qui sont illustrées sur les figures 1 et 2. Ce mode de réalisation correspond au second aspect susmentionné de la présente invention; dans ce mode de réalisation, le tuyau de transfert thermique 21 pour le condensateur de sous- refroidissement 8 a la forme d'un tuyau de transfert thermique dont l'intérieur est séparé en une pluralité de passages d'écoulement dans le sens d'écoulement de l'air A par une ailette interne 22 intégrée dans le tuyau 21, et les passages d'écoulement 23 réduits respectifs divisés par l'ailette intérieure 22 s'étendent parallèlement les uns aux autres en ligne droite dans le sens d'extension du tuyau.
De même, dans un tel condensateur de sous-refroidissement, les tuyaux de transfert thermique 4a du noyau de condensation de réfrigérant 7 et les tuyaux de transfert thermique 21 du noyau de sous-refroidissement 8 ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres, et la résistance à l'écoulement du tuyau de transfert thermique 21 pour le noyau de sous-refroidissement 8, dont l'intérieur est divisé en une pluralité de petits passages d'écoulement 23 qui s'étendent en ligne droite, devient très petite pour un tuyau (perte de pression), en comparaison avec le tuyau de transfert thermique 4a pour le noyau de condensation de réfrigérant 7 qui est inséré avec l'ailette intérieure 14 pour former un écoulement tridimensionnel. Il en résulte que la résistance à l'écoulement de l'ensemble du noyau de sous-refroidissement 8 est fortement réduite, et la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur de sous-refroidissement 1 est également fortement réduite. Par conséquent, des performances similaires à celles illustrées sur les figures 5 à 7 peuvent être obtenues.
Les figures 9 et 10 présentent des tuyaux de transfert thermique d'un condensateur de sous-refroidissement selon un troisième mode de réalisation de la présente invention. La figure 9 présente un tuyau de transfert thermique 31 de noyau de condensation de réfrigérant 7 et la figure 10 illustre un tuyau de transfert thermique 32 d'un noyau de sousrefroidissement, respectivement. Les structures des autres parties sontsubstantiellement les mêmes que celles qui sont illustrées sur la figure 1. Ce mode de réalisation correspond au troisième aspect susmentionné de la présente invention, le tuyau de transfert thermique 31 du noyau de condensation de réfrigérant 7 et le tuyau de transfert thermique 32 du noyau de sous-refroidissement 8 ont tous les deux une forme dans laquelle l'intérieur du tuyau est séparé en une pluralité de passages d'écoulement dans le sens d'écoulement de l'air A, et les tuyaux de transfert thermique 31 et 32 respectifs ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres de telle sorte que la perte de pression pour un tuyau des tuyaux de transfert thermique 32 du noyau de sous-refroidissement 8 devienne inférieure à celle des tuyaux de transfert thermique 31 du noyau de condensation de réfrigérant 7. En outre, au moins l'un des tuyaux de transfert thermique 31 et 32, dans ce mode de réalisation, à la fois les tuyaux de transfert thermique 31 et 32, ont la forme de tuyaux de transfert thermique dans lesquels l'intérieur des tuyaux respectifs est séparé en une pluralité de petits passages d'écoulement 35 et 36 dans le sens d'écoulement de l'air A, et les petits passages d'écoulement 35 et 36 respectifs s'étendent parallèlement les uns aux autres en ligne droite dans les sens d'extension des tuyaux respectifs. Dans ce mode de réalisation, bien que les numéros des petits passages d'écoulement 35 et 36 pour un tuyau soient les mêmes, le petit passage d'écoulement 36 est formé pour être plus grand en section que le petit passage 2860285 13 d'écoulement 35 de telle sorte que la résistance à l'écoulement pour un tuyau de tuyau de transfert thermique 32 du noyau de sous-refroidissement 8 soit inférieure à celle du tuyau de transfert thermique 31 du noyau de condensation de réfrigérant 7.
De même, dans un tel condensateur de sous-refroidissement, les tuyaux de transfert thermique 31 du noyau de condensation de réfrigérant 7 et les tuyaux de transfert thermique 32 du noyau de sous-refroidissement 8 ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres, et la résistance à l'écoulement (perte de pression) pour un tuyau de transfert thermique 32 pour le noyau de sous-refroidissement 8, dont la zone d'écoulement est supérieure, devient très faible, en comparaison avec le tuyau de transfert thermique 31 pour le noyau de condensation de réfrigérant 7 dont la zone d'écoulement est plus petite. Il en résulte que la résistance à l'écoulement de l'ensemble du noyau de sousrefroidissement 8 est fortement réduite, et la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur de sous-refroidissement 1 est également fortement réduite. Par conséquent, des performances similaires à celles présentées sur les figures 5 à 7 peuvent être obtenues.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, bien qu'une structure soit utilisée, dans laquelle l'intérieur des deux tuyaux de transfert thermique 31 et 32 est divisé en une pluralité de petits passages d'écoulement 35 et 36 par des cloisons 33 et 34 formées intégralement avec les corps des tuyaux, au moins un tuyau de 2 5 transfert thermique peut avoir la forme d'une structure telle que celle qui est illustrée sur la figure 8 dans laquelle l'intérieur du tuyau est séparé en une pluralité de passages d'écoulement dans le sens d'écoulement de l'air par une ailette intérieure intégrée dans le tuyau.
En outre, dans les modes de réalisation respectifs décrits ci- dessus, il est préférable de fixer la résistance à l'écoulement du noyau de sous-refroidissement 8 à la moitié ou moins de la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur. Il est souhaitable de satisfaire une telle relation de résistance à l'écoulement quelles que soient les structures des tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant 7 et les tuyaux de transfert thermique du noyau de sous-refroidissement 8, et ainsi, il devient possible de réduire fortement la résistance à l'écoulement de l'ensemble du condensateur 2860285 14 de sous-refroidissement 1, c'est à dire, bien que cela ne soit pas illustré, qu'en satisfaisant une telle relation de résistance à l'écoulement, le quatrième aspect susmentionné de la présente invention peut être obtenu.
La présente invention peut être appliquée à tout type de condensateur de sous-refroidissement dans lequel une pluralité de tuyaux de transfert thermique qui s'étendent parallèlement les uns aux autres relient une paire de colonnes, le noyau d'échangeur thermique est divisé en un noyau de condensation de réfrigérant et un noyau de sous-refroidissement, et le noyau de condensation de réfrigérant a la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, et en particulier, il est adapté comme condensateur intégré dans un système de réfrigération d'un système d'air conditionné pour les véhicules.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
2860285 15
Claims (9)
1. Condenseur de sous-refroidissement (1) comprenant une paire de colonnes (2, 3) et une pluralité de tuyaux de transfert thermique (4) qui relient ladite paire de colonnes (2, 3) et s'étendent parallèlement les uns aux autres, le noyau d'échangeur thermique (6) dudit condenseur (1) étant divisé en un noyau de condensation de réfrigérant (7) pour condenser le réfrigérant et un noyau de sous-refroidissement (8) pour super-réfrigérer le réfrigérant condensé par ledit noyau de condensation de réfrigérant (7), ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) ayant la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, caractérisé en ce que les tuyaux de transfert thermique (4a) dudit noyau de condensation de réfrigérant (7) et les tuyaux de transfert thermique (4b) dudit noyau de sous-refroidissement (8) ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres de telle sorte qu'un tuyau de transfert thermique (4a) pour ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) ait la forme d'un tuyau de transfert thermique (4a) qui intègre une ailette interne (14) qui forme un écoulement tridimensionnel de réfrigérant dans le tuyau et un tuyau de transfert thermique (4b) pour ledit noyau de sousrefroidissement (8) a la forme d'un tuyau de transfert thermique (4b) dont l'intérieur est séparé en une pluralité de passages d'écoulement (16) dans le sens d'écoulement de l'air par des parois (15) formées intégralement avec le tuyau.
2. Condenseur de sous-refroidissement (1) selon la revendication 1, dans lequel la résistance à l'écoulement dudit noyau de sous- refroidissement (8) est fixée à la moitié ou moins de la résistance à l'écoulement totale de l'ensemble dudit condenseur (1).
3. Condenseur de sous-refroidissement (1) comprenant une paire de colonnes (2, 3) et une pluralité de tuyaux de transfert thermique (4) qui relient ladite paire de colonnes (2, 3) et s'étendent parallèlement les uns aux autres, le noyau d'échangeur thermique (6) dudit condenseur (1) étant divisé en un noyau de condensation de réfrigérant (7) pour condenser le réfrigérant et un noyau de sous-refroidissement (8) pour super-réfrigérer le réfrigérant condensé par ledit noyau de condensation de réfrigérant (7), ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) ayant la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, caractérisé en ce que les tuyaux de transfert thermique (4a) dudit noyau de condensation de réfrigérant (7) et les tuyaux de transfert thermique (21) dudit noyau de sous-refroidissement (8) ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres de telle sorte qu'un tuyau de transfert thermique (4a) pour ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) ait la forme d'un tuyau de transfert thermique (4a) qui intègre une ailette interne (14) qui forme un écoulement tridimensionnel de réfrigérant dans le tuyau et un tuyau de transfert thermique (21) pour ledit noyau de sousrefroidissement (8) a la forme d'un tuyau de transfert thermique (21) dont l'intérieur est séparé en une pluralité de passages d'écoulement (23) dans le sens d'écoulement de l'air par une ailette interne (22) intégrée dans le tuyau (21).
4. Condenseur de sous-refroidissement (1) selon la revendication 3, dans lequel une résistance à l'écoulement dudit noyau de sous-refroidissement (8) est fixée à la moitié ou moins de la résistance à l'écoulement totale de l'ensemble dudit condenseur (1).
5. Condenseur de sous-refroidissement (1) comprenant une paire de colonnes (2, 3) et une pluralité de tuyaux de transfert thermique (4) qui relient ladite paire de colonnes (2, 3) et s'étendent parallèlement les uns aux autres, le noyau d'échangeur thermique (6) dudit condenseur (1) étant divisé en un noyau de condensation de réfrigérant (7) pour condenser le réfrigérant et un noyau de sous-refroidissement (8) pour super-réfrigérer le réfrigérant condensé par ledit noyau de condensation de réfrigérant (7), ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) ayant la forme d'une structure de passage unique de réfrigérant, caractérisé en ce que les tuyaux de transfert thermique (31) dudit noyau de condensation de réfrigérant (7) et les tuyaux de transfert thermique (32) dudit noyau de sous-refroidissement (8) ont une forme dans laquelle l'intérieur de chaque tuyau est séparé en une pluralité de passages d'écoulement dans le sens d'écoulement de l'air, et lesdits tuyaux de transfert thermique (31) dudit noyau de condensation de réfrigérant (7) et lesdits tuyaux de transfert thermique (32) dudit noyau de sous-refroidissement (8) ont la forme de tuyaux de transfert thermique différents les uns des autres de telle sorte qu'une perte de pression pour un tuyau de transfert thermique dans un tuyau de transfert thermique (32) pour ledit noyau de sousrefroidissement (8) soit inférieure à celle dans un tuyau de transfert thermique (31) pour ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) avec une même condition de passage de fluide.
2860285 17
6. Condenseur de sous-refroidissement (1) selon la revendication 5, dans lequel au moins l'un desdits tuyaux de transfert thermique (31) pour ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) et desdits tuyaux de transfert thermique (32) pour ledit noyau de sous-refroidissement (8) a la forme d'un tuyau de transfert thermique dont l'intérieur est séparé en une pluralité de passages d'écoulement dans le sens de l'écoulement de l'air par des cloisons (33, 34) formées intégralement avec le tuyau.
7. Condenseur de sous-refroidissement (1) selon la revendication 5, dans lequel au moins l'un desdits tuyaux de transfert thermique (31) pour ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) et desdits tuyaux de transfert thermique (32) pour ledit noyau de sous-refroidissement (8) a la forme d'un tuyau de transfert thermique -dont l'intérieur est séparé en une pluralité de passages d'écoulement dans le sens de l'écoulement de l'air par une ailette interne intégrée dans le tuyau.
8. Condenseur de sous-refroidissement (1) selon la revendication 5, dans lequel la résistance à l'écoulement dudit noyau de sous-refroidissement (8) est fixée à la moitié ou moins de la résistance à l'écoulement totale de l'ensemble dudit condenseur (1).
9. Condenseur de sous-refroidissement (1) comprenant une paire de colonnes (2, 3) et une pluralité de tuyaux de transfert thermique (4) qui relient ladite paire de colonnes (2, 3) et qui s'étendent parallèlement les uns aux autres, un noyau d'échangeur thermique (6) du condenseur (1) étant divisé en noyau de condensation de réfrigérant (7) pour condenser le réfrigérant et en noyau de sous-refroidissement (8) pour super- réfrigérer le réfrigérant condensé par le noyau de condensation de réfrigérant (7), ledit noyau de condensation de réfrigérant (7) étant en forme de structure de passage unique de réfrigérant, caractérisé en ce que les structures des tuyaux de transfert thermique du noyau de condensation de réfrigérant et des tuyaux de transfert thermique du noyau de sous-refroidissement, ont la forme de structures de tuyaux de transfert thermique différentes les unes des autres, et la perte de pression pour un tuyau de transfert thermique dans un tuyau de transfert thermique pour le noyau de sous-refroidissement est inférieure à celle dans un tuyau de transfert thermique pour le noyau de condensation de réfrigérant et en ce que la résistance à l'écoulement dudit noyau de sous- refroidissement (8) est fixée à la moitié ou moins de la résistance à l'écoulement totale de l'ensemble dudit condenseur (1).
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