FR2967248A1 - Echangeur de chaleur fluide/fluide - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un échangeur de chaleur (100) assurant un transfert thermique entre un premier fluide et un deuxième fluide, l'échangeur de chaleur (100) comprenant un empilement de plaques (124) comportant une dernière plaque (124) et une avant-dernière plaque (124) délimitant conjointement une chambre d'extrémité (126c), la dernière plaque (124) étant pourvue d'au moins une entrée du deuxième fluide (121) et une sortie du deuxième fluide (122), l'empilement de plaques (124) définissant un passage d'entrée du deuxième fluide (130) et un passage de sortie du deuxième fluide (131). La chambre d'extrémité (126c) loge un moyen de canalisation (127) comportant un canal de circulation d'entrée (128a) permettant de canaliser le deuxième fluide entre l'entrée du deuxième fluide (121) et le passage d'entrée du deuxième fluide (130) et un canal de circulation de sortie (128b) permettant de canaliser le deuxième fluide entre la sortie du deuxième fluide (122) et le passage de sortie du deuxième fluide (131).
Description
1 Echangeur de chaleur fluide/fluide.
L'invention est du domaine des systèmes de chauffage, ventilation et/ou climatisation équipant un véhicule automobile. Elle a pour objet un échangeur de chaleur intégré à une boucle de climatisation et/ou à une boucle secondaire d'un tel système de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Elle a aussi pour objet une boucle de climatisation équipée d'un tel échangeur de chaleur.
Un échangeur de chaleur comprend un faisceau de tubes formé par un empilement de premiers tubes pour la circulation d'un premier fluide. Entre deux premiers tubes adjacents, est créé un passage pour la circulation d'un second fluide.
Un tel échangeur de chaleur est pourvu d'orifices d'entrée et de sortie du premier fluide afin d'assurer une circulation du premier fluide dans l'échangeur de chaleur. De plus, l'échangeur de chaleur est également pourvu d'orifices d'entrée et de sortie du deuxième fluide afin d'assurer une circulation du deuxième fluide dans l'échangeur de chaleur.
II est connu d'employer un tel échangeur de chaleur afin de permettre un échange de chaleur entre un fluide réfrigérant dans deux états thermodynamiques différents. II est également connu d'employer un tel échangeur de chaleur afin de permettre un échange de chaleur entre un fluide réfrigérant et/ou un fluide caloporteur et/ou un flux d'air.
Plus particulièrement, les orifices d'entrée et de sortie du premier fluide et du deuxième fluide sont agencés sur une face d'extrémité de l'échangeur de chaleur. Elles sont généralement agencées à proximité de coins respectifs de la face d'extrémité. Un tel échangeur de chaleur est notamment connu du document FR 2 891 615.
Ainsi agencées, l'entrée et la sortie d'un même fluide sont espacées l'une de l'autre. II est donc nécessaire d'agencer un ensemble de tubulures permettant de relier l'échangeur de chaleur à la boucle de climatisation et/ou à la boucle secondaire du système de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Ceci augmente l'encombrement général et nuit à une compacité du système de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
De plus, pour améliorer l'efficacité du transfert thermique de l'échangeur de chaleur, il est nécessaire d'augmenter les surfaces d'échange entre le premier fluide et le deuxième fluide. Ceci requiert, notamment, des dimensions particulières adaptées de l'échangeur de chaleur. En conséquence, les échangeurs de chaleur de l'art antérieur présentent des orifices d'entrée et de sortie d'un même fluide qui sont espacées l'une de l'autre d'une distance importante.
Un tel positionnement des orifices d'entrée et de sortie des fluides constitue une contrainte pour l'intégration de l'échangeur de chaleur dans un système de climatisation équipant un véhicule automobile, en particulier dans une boucle de climatisation, à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant, tel que ceux connus sous l'appellation R744, R134a ou analogue, ou dans une boucle secondaire à l'intérieur de laquelle circule un fluide caloporteur, tel qu'un mélange d'eau et de glycol ou analogue.
Plus particulièrement, le raccordement d'un tel échangeur de chaleur dans la boucle de climatisation et/ou dans la boucle secondaire nécessite fréquemment des tubulures présentant une configuration complexe qui sont sources de pertes de charge.
De plus, le raccordement d'un composant additionnel à l'échangeur de chaleur est difficile. Notamment, un tel composant additionnel, en particulier un organe de détente ou analogue, comporte les orifices d'entrée et de sortie présentant un entraxe réduit. Il est donc nécessaire de définir un parcours compliqué des tubulures pour relier les orifices d'entrée et de sortie de l'échangeur de chaleur et les orifices d'entrée et de sortie du composant additionnel. Alternativement, il est nécessaire de disposer une pièce de raccordement complémentaire. L'ensemble de ces solutions augmente les coûts de fabrication, l'encombrement et le poids d'un système de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
Le but de la présente invention est de proposer un échangeur de chaleur assurant un transfert thermique efficace entre un premier fluide et un deuxième fluide, l'échangeur de chaleur offrant des modalités de raccordement à une boucle de climatisation et/ou une boucle secondaire d'un système de chauffage, ventilation et/ou climatisation équipant un véhicule automobile, qui soient simples, aisées, flexibles et optimisées pour notamment permettre un raccordement d'un composant additionnel comportant un entraxe relativement quelconque.
Un tel échangeur de chaleur assurant un transfert thermique entre un premier fluide et un deuxième fluide comporte un empilement de plaques comprenant une dernière plaque et une avant-dernière plaque délimitant conjointement une chambre d'extrémité, la dernière plaque étant pourvue d'au moins une entrée du deuxième fluide et une sortie du deuxième fluide, l'empilement de plaques définissant un passage d'entrée du deuxième fluide et un passage de sortie du deuxième fluide.
Plus particulièrement, la chambre d'extrémité loge un moyen de canalisation comportant un canal de circulation d'entrée permettant de canaliser le deuxième fluide entre l'entrée du deuxième fluide et le passage d'entrée du deuxième fluide et un canal de circulation de sortie permettant de canaliser le deuxième fluide entre la sortie du deuxième fluide et le passage de sortie du deuxième fluide.
Selon un premier mode de réalisation, le moyen de canalisation est constitué par 30 au moins un bossage ménagé sur la dernière plaque et/ou l'avant-dernière plaque de l'empilement de plaques.
Selon un deuxième mode de réalisation, le moyen de canalisation est constitué par un insert logé dans la chambre d'extrémité. Selon une alternative, l'insert est formée par au moins une lame. Avantageusement, la lame comporte une paroi de fond et un contour reliés entre eux par une paroi latérale.
Préférentiellement, la paroi de fond est en contact avec l'avant-dernière plaque de l'empilement de plaques et le contour est en contact avec la dernière plaque de l'empilement de plaques. Ainsi, le canal de circulation d'entrée et le canal de circulation de sortie du deuxième fluide sont délimités par l'insert et la dernière plaque.
Selon une autre alternative, l'insert est formé par deux lames assemblées entre elles. Selon cet agencement, la paroi de fond d'une des lames est en contact avec l'avant-dernière plaque de l'empilement de plaques, la paroi de fond de l'autre des lames est en contact avec la dernière plaque de l'empilement de plaques et les contours respectifs des lames est en contact mutuel.
En particulier, selon les diverses alternatives de réalisation, l'insert est constitué deux compartiments de distribution disjoints. Avantageusement, les deux 20 compartiments de distribution sont identiques.
D'autre part, l'insert est constitué d'un dispositif de distribution, formé d'une pièce unique, comprenant deux chambres de distribution. Préférentiellement, les deux chambres de distribution sont agencées selon une symétrie ponctuelle l'une par 25 rapport à l'autre.
De plus, selon la présente invention, le canal de circulation d'entrée et le canal de circulation de sortie du deuxième fluide sont orthogonaux au passage d'entrée du deuxième fluide et au passage de sortie du deuxième fluide. 30 Par ailleurs, l'entrée du deuxième fluide et la sortie du deuxième fluide sont agencées dans une zone centrale de la dernière plaque de l'empilement de plaques.
Une boucle de climatisation selon la présente invention comprend un échangeur de chaleur tel que précédemment défini. A cet effet, la boucle de climatisation comprend un élément de raccordement comportant une ouverture d'admission et une ouverture d'évacuation du deuxième fluide et un grand axe passant par les centres de l'ouverture d'admission et de l'ouverture d'évacuation. De plus, le grand axe forme un angle compris entre 0° et 90° avec un premier axe médian de la dernière plaque l'empilement de plaques.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description qui va suivre en regard des figures annexées, données à titre d'exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l'exposé de sa réalisation, mais aussi, le cas échéant, contribuer à sa définition sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques de systèmes de chauffage, ventilation et/ou climatisation intégrant un échangeur de chaleur selon la présente invention, - la figure 3 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon la présente invention, - la figure 4 est une vue partiellement éclatée de l'échangeur de chaleur de la figure 3, - la figure 5 est une vue éclatée de l'échangeur de chaleur des figures 3 et 4, - les figures 6 et 7 sont des vues schématiques partielles de variantes respectives de réalisation de l'échangeur de chaleur représenté sur la figure 3, - les figures 8a et 8b sont des vues schématiques de deux modes de réalisation d'un insert selon la présente invention, et - les figures 9a à 9c sont des vues schématiques d'une dernière plaque de l'échangeur de chaleur selon des variantes d'intégration respectives dans une boucle de climatisation selon la présente invention.
Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques d'un système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 intégrant un échangeur de chaleur selon la présente invention. Le système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1, présenté sur les figures 1 et 2, est prévu pour équiper un véhicule automobile en vue de modifier les paramètres aérothermiques d'un flux d'air intérieur 8 destiné à être distribué à l'intérieur d'un habitacle du véhicule automobile.
A cet effet, le système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 comprend une boucle de climatisation 2 à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant, tel que l'un de ceux connus sous l'appellation R744, R134a ou analogue.
La boucle de climatisation 2 comprend un compresseur 3, apte à comprimer le fluide réfrigérant, un premier échangeur de chaleur 4, notamment un échangeur de chaleur air / fluide réfrigérant 4, apte à fonctionner en tant que condenseur 4 et traversé par un flux d'air extérieur, un organe de détente 5, apte à détendre le fluide réfrigérant, et un accumulateur 6, apte à créer une zone de stockage du fluide réfrigérant et empêcher une admission de fluide réfrigérant à l'état liquide à l'intérieur du compresseur 3.
La figure 1 illustre une première variante de réalisation du système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1. Selon la première variante de réalisation, la boucle de climatisation 2 comprend un deuxième échangeur de chaleur 7, apte à fonctionner en tant qu'évaporateur 7, traversé par le flux d'air intérieur 8. A la traversée du deuxième échangeur de chaleur 7, le flux d'air intérieur 8 est apte à se refroidir et/ou à se déshumidifier, préalablement à sa diffusion à l'intérieur de l'habitacle.
De plus, la boucle de climatisation 2 comprend également un échangeur de chaleur interne 9 prévu pour permettre un transfert thermique entre le fluide réfrigérant présent à l'intérieur d'un canal de circulation haute pression 10 de l'échangeur de chaleur interne 9 et le fluide réfrigérant présent à l'intérieur d'un canal de circulation basse pression 11 de l'échangeur de chaleur interne 9.
Le canal de circulation haute pression 10 s'étend entre une entrée haute pression 12 et une sortie haute pression 13 de l'échangeur de chaleur interne 9. Le canal de circulation basse pression 11 s'étend entre une entrée basse pression 14 et une sortie basse pression 15 de l'échangeur de chaleur interne 9.
Ainsi, selon un sens de circulation 16 du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boucle de climatisation 2, le fluide réfrigérant circule successivement dans le compresseur 3, le premier échangeur de chaleur 4, le canal de circulation haute pression 10 de l'échangeur de chaleur interne 9, l'organe de détente 5, le deuxième échangeur de chaleur 7, l'accumulateur 6, le canal de circulation basse pression 11 de l'échangeur de chaleur interne 9 et le compresseur 3.
La figure 2 illustre une deuxième variante de réalisation du système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1. Selon la deuxième variante de réalisation, le système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 comprend un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 17 prévu pour permettre un transfert thermique entre le fluide réfrigérant circulant à l'intérieur de la boucle de climatisation 2 et un fluide caloporteur circulant à l'intérieur d'une boucle secondaire 18. Le fluide caloporteur est, par exemple, constitué d'un mélange d'eau et de glycol.
A cet effet, l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 17 est agencé dans la boucle de climatisation 2 et dans la boucle secondaire 18. L'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 17 comprend un canal de circulation de fluide réfrigérant 19 qui s'étend entre une entrée de fluide30 réfrigérant 20 et une sortie de fluide réfrigérant 21. L'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 17 comprend également un canal de circulation de fluide caloporteur 22 qui s'étend entre une entrée de fluide caloporteur 23 et une sortie de fluide caloporteur 24. De plus, la boucle secondaire 18 comprend une pompe 25, destinée à mettre en circulation le fluide caloporteur, et un troisième échangeur de chaleur 26, ou aérotherme 26, traversé par le flux d'air intérieur 8 préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle du véhicule automobile. 10 Ainsi, selon un sens d'écoulement 27 du fluide caloporteur à l'intérieur de la boucle secondaire 18, le fluide caloporteur circule successivement dans la pompe 25, l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 17, le canal de circulation de fluide caloporteur 22, puis à travers le troisième échangeur de 15 chaleur 26 et la pompe 25.
Indépendamment, le fluide réfrigérant circule, à l'intérieur de la boucle de climatisation 2 selon le sens de circulation 16 du fluide réfrigérant, successivement dans le compresseur 3, le premier échangeur de chaleur 4, 20 l'organe de détente 5, le canal de circulation de fluide réfrigérant 19, l'accumulateur 6 et le compresseur 3.
Selon d'autres variantes non représentées, l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 17 est susceptible d'être agencé en d'autres 25 positions dans la boucle de climatisation 2.
De plus, selon un autre mode de réalisation non représenté, le système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 comprend un échangeur de chaleur interne 9, selon une configuration telle que décrite à la figure 1, et un échangeur 30 de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 17, selon une configuration telle que décrite à la figure 2.5 La figure 3 est une vue en perspective de l'échangeur d'un échangeur chaleur 110 selon la présente invention. L'échangeur de chaleur 100 est apte à assurer indifféremment la fonction d'échangeur de chaleur interne 9, dans la configuration illustrée sur la figure 1, ou d'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / fluide caloporteur 17, dans la configuration illustrée sur la figure 2.
Autrement dit, l'échangeur de chaleur 100 est à même de permettre un transfert thermique entre un premier fluide, tel qu'un fluide réfrigérant à basse ou haute pression, et un deuxième fluide, tel que le fluide réfrigérant à basse ou haute pression, ou le fluide caloporteur.
L'échangeur de chaleur 100 comprend un canal de circulation du premier fluide 110 qui s'étend entre une entrée du premier fluide 111 et une sortie du premier fluide 112. L'échangeur de chaleur 100 comprend également un canal de circulation du deuxième fluide 120 qui s'étend entre une entrée du deuxième fluide 121 et une sortie du deuxième fluide 122.
Selon la première variante de réalisation du système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 illustrée sur la figure 1, le premier fluide est constitué du fluide réfrigérant à haute pression et le deuxième fluide est constitué du fluide réfrigérant à basse pression.
Dans ce cas, le canal de circulation du premier fluide 110 est constitué du canal de circulation haute pression 10, l'entrée du premier fluide 111 correspondant à l'entrée haute pression 12 et la sortie du premier fluide 112 correspondant à la sortie haute pression 13. De même, le canal de circulation du deuxième fluide 120 est constitué du canal de circulation basse pression 11, l'entrée du deuxième fluide 121 correspondant à l'entrée basse pression 14 et la sortie du deuxième fluide 122 correspondant à la sortie basse pression 15.30 Selon une autre variante, le premier fluide est constitué du fluide réfrigérant à basse pression et le deuxième fluide est constitué du fluide réfrigérant à haute pression. Les dispositions citées précédemment sont alors inversées.
Par ailleurs, selon la deuxième variante de réalisation du système de chauffage, ventilation et/ou climatisation 1 illustrée sur la figure 2, le premier fluide est constitué du fluide réfrigérant et le deuxième fluide est constitué du fluide caloporteur.
Dans ce cas, le canal de circulation du premier fluide 110 est constitué du canal de circulation de fluide réfrigérant 19, l'entrée du premier fluide 111 correspondant à l'entrée de fluide réfrigérant 20 et la sortie du premier fluide 112 correspondant à la sortie de fluide réfrigérant 21. De même, le canal de circulation du deuxième fluide 120 est constitué du canal de circulation de fluide caloporteur 22, l'entrée du deuxième fluide 121 correspondant à l'entrée de fluide caloporteur 23 et la sortie du deuxième fluide 122 correspondant à la sortie de fluide caloporteur 24.
Selon une autre variante, le premier fluide est constitué du fluide caloporteur et le deuxième fluide est constitué du fluide réfrigérant. Les dispositions citées 20 précédemment sont inversées.
L'échangeur de chaleur 100 comporte une face d'extrémité 123 sur laquelle sont agencées l'entrée du premier fluide 111, la sortie du premier fluide 112, l'entrée du deuxième fluide 121 et la sortie du deuxième fluide 122. Le premier fluide et le 25 deuxième fluide pénètrent dans l'échangeur de chaleur 100 et sont évacués hors de l'échangeur de chaleur 100 au niveau de la face d'extrémité 123.
Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, la face d'extrémité 123 est susceptible d'être pourvue uniquement de l'entrée du premier fluide 111 et de 30 la sortie du premier fluide 112, ou alternativement de l'entrée du deuxième fluide 121 et de la sortie du deuxième fluide 122.
Ainsi agencé, l'échangeur de chaleur 100 selon la présente invention est un échangeur de chaleur comportant un canal de circulation du premier fluide 110 et/ou un canal de circulation du deuxième fluide 120 qui est indifféremment agencé en « 1 », en « U » ou tout autre agencement, étant considéré que l'échangeur de chaleur 100 selon la présente invention comporte conjointement une entrée et une sortie d'au moins un même fluide sur la face d'extrémité 123.
Selon l'exemple présenté, l'échangeur de chaleur 100 est de forme globalement parallélépipédique. Toutefois, l'échangeur de chaleur 100 est susceptible de prendre d'autres formes.
L'échangeur de chaleur 100 est, préférentiellement, un échangeur de chaleur à plaques principalement constitué d'un empilement de plaques 124. Selon l'exemple de réalisation, les plaques 124 sont de conformations sensiblement planes et rectangulaires et présentent une profondeur P, selon une première direction, et une largeur L, selon une deuxième direction. Avantageusement, la première direction est perpendiculaire à la deuxième direction. Les plaques 124 présentent de plus des parties de profondeurs différentes, notamment obtenues par emboutissage.
Les figures 4 et 5 sont, respectivement, une vue partiellement éclatée et une vue éclatée de l'échangeur de chaleur 110 de la figure 3. L'échangeur de chaleur 110 est constitué par un empilement de plaques 124.
Deux plaques 124 contigües sont solidarisées l'une à l'autre par l'intermédiaire de leur bord périphérique 125 afin de former les tubes de circulation du premier fluide et du deuxième fluide.
Par empilement de plusieurs tubes formés de deux plaques 124 assemblées, il est défini une première chambre de circulation 126a du premier fluide et une deuxième chambre de circulation 126b du deuxième fluide, telles que présentées sur la figure 5. Ainsi agencé, l'échangeur de chaleur 100 comprend une pluralité de premières chambres de circulation du premier fluide 126a et une pluralité de deuxièmes chambres de circulation du deuxième fluide 126b, ménagées en alternance les unes aux autres.
Un tel agencement en alternance des premières chambres de circulation du premier fluide 126a et des deuxièmes chambres de circulation du deuxième fluide 126b permet d'optimiser le transfert thermique entre le premier fluide et le deuxième fluide.
Une des plaques 124 de l'échangeur de chaleur 100, dite dernière plaque 124, comporte la face d'extrémité 123. De plus, l'échangeur de chaleur 100 comprend une chambre d'extrémité 126c.délimitées par la dernière plaque 124 et une avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124 constituant l'échangeur de chaleur 100. L'avant-dernière plaque 124 est contiguë à la dernière plaque 124.
La chambre d'extrémité 126c est indifféremment une première chambre de circulation 126a du premier fluide ou une deuxième chambre de circulation 126b du deuxième fluide, selon diverses modalités de réalisation de l'échangeur de chaleur 100. Sur l'exemple illustré, la chambre d'extrémité 126c est une deuxième chambre de circulation 126b du deuxième fluide.
La présente invention propose avantageusement que la chambre d'extrémité 126c loge au moins un moyen de canalisation 127, notamment un insert 127, permettant de canaliser le deuxième fluide, d'une part, depuis l'entrée du deuxième fluide 121 vers un passage d'entrée de circulation 130 du deuxième fluide ménagée dans l'ensemble de plaques 124, et d'autre part, depuis un passage de sortie de circulation 131 du deuxième fluide ménagé dans l'ensemble de plaques 124 vers la sortie du deuxième fluide 122.
En particulier, le moyen de canalisation 127, notamment l'insert 127, comprend un canal de circulation d'entrée 128a permettant de canaliser le deuxième fluide entre l'entrée du deuxième fluide 121 et le passage d'entrée de circulation 130 du deuxième fluide et un canal de circulation d'entrée 128b permettant de canaliser le deuxième fluide entre la sortie du deuxième fluide 122 le passage de sortie de circulation 131 du deuxième fluide.
Autrement dit, sur l'exemple illustré, la chambre d'extrémité 126c loge les deux canaux de circulation 128a et 128b du deuxième fluide.
Grâce à l'insert 127, l'entrée du deuxième fluide 121 et la sortie du deuxième fluide 122 sont susceptibles d'être ménagées en une zone relativement quelconque de la face d'extrémité 123 de l'échangeur de chaleur 100. Notamment, l'entrée du deuxième fluide 121 et la sortie du deuxième fluide 122 peuvent être agencées dans une zone centrale 129 de la dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124.
La zone centrale 129 est définie comme une zone de la face externe 123 de la dernière plaque 124 agencée de part et autre d'un premier axe médian x, selon la première direction, et un deuxième axe médian y, selon la deuxième direction, de la dernière plaque 124. En particulier, la zone centrale 129 est inférieure à 30% de la profondeur P et/ou de la largeur L de la dernière plaque 124.
La présence du canal de circulation d'entrée 128a et du canal de circulation d'entrée 128b du deuxième fluide à l'intérieur de la chambre d'extrémité 126c offre une flexibilité importante pour le positionnement de l'entrée du deuxième fluide 121 et la sortie du deuxième fluide 122 à travers la dernière plaque 124.
Ainsi, le canal de circulation d'entrée 128a du deuxième fluide relie l'entrée du deuxième fluide 121 au passage d'entrée de circulation 130 du deuxième fluide qui s'étend à travers l'ensemble des plaques 124, excepté la dernière plaque 124. Le passage d'entrée de circulation 130 du deuxième fluide relie entre elles les deuxièmes chambres de circulation 126b du deuxième fluide. De même, le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide relie le passage de sortie de circulation 131 du deuxième fluide, qui s'étend à travers l'ensemble des plaques 124 excepté la dernière plaque 124, à la sortie du deuxième fluide 122. Le passage de sortie de circulation 131 du deuxième fluide relie entre elles les deuxièmes chambres de circulation 126b du deuxième fluide.
De façon préférentielle, le canal de circulation d'entrée 128a du deuxième fluide est orthogonal au passage d'entrée de circulation 130 du deuxième fluide et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide est orthogonal au passage de sortie de circulation 131 du deuxième fluide.
Alternativement, selon un autre mode de réalisation, l'insert 127 est logé dans la chambre d'extrémité 126c dans laquelle circule le premier fluide, l'insert 127 permettant de canaliser le deuxième fluide. Ainsi, l'insert 127 comporte le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide, disposés dans la chambre d'extrémité 126c permettant la circulation du premier fluide.
Selon une forme de réalisation illustrée sur la figure 5, le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide sont réalisés sous la forme d'une pièce additionnelle constituée par l'insert 127. Ainsi, afin de former le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide, l'insert 127 est disposé dans la chambre d'extrémité 126c, entre la dernière plaque 124 et l'avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124 constituant l'échangeur de chaleur 100.
Alternativement, le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide sont réalisés à partir d'au moins un bossage ménagé sur la dernière plaque 124 et/ou l'avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124.
Les figures 6 et 7 sont des vues schématiques partielles de variantes respectives de réalisation de l'échangeur de chaleur 100 selon la présente invention. Selon une première alternative de réalisation illustrée sur la figure 6, le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide sont réalisés par l'intermédiaire de l'insert 127 logé à l'intérieur de la chambre d'extrémité 126c, entre la dernière plaque 124 et l'avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124 constituant l'échangeur de chaleur 100.
Selon l'exemple de la figure 6, l'insert 127 est formé d'une lame 132 unique.
La lame 132 est réalisée à partir d'un feuillard, pax exemple métallique, embouti. La lame 132 comporte une paroi de fond 132a et un contour 132b. La paroi de fond 132a et le contour 132b sont reliés entre eux par une paroi latérale 132c.
Afin de définir le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide, la paroi de fond 132a est en contact avec l'avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124 et le contour 132b est en contact avec la dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124.
L'insert 127 est assemblé à la dernière plaque 124 et l'avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124, préférentiellement, par brasage ou analogue.
Ainsi, le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b 20 du deuxième fluide sont délimités par l'insert 127 et la dernière plaque 124.
Selon une alternative de réalisation illustrée sur la figure 7, le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide sont réalisés par l'intermédiaire de l'insert 127 logé à l'intérieur de la chambre 25 d'extrémité 126c, entre la dernière plaque 124 et l'avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124 constituant l'échangeur de chaleur 100. Selon l'exemple de la figure 7, l'insert 127 est formé par un assemblage entre elles de deux lames 133.
30 Chaque lame 133 est réalisée à partir d'un feuillard, pax exemple métallique, embouti. De plus, chaque lame 133 comporte une paroi de fond 133a et un contour 133b reliés entre eux par une paroi latérale 133c. 15 Afin de définir le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide, les deux lames 133 sont assemblées entre elles de sorte que leurs contours 133b respectifs soient en contact. De plus, la paroi de fond 133a d'une des lames 133 est en contact avec l'avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124 alors que la paroi de fond 133a de l'autre des lames 133 est en contact avec la dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124..
L'insert 127 est assemblé à la dernière plaque 124 et l'avant-dernière plaque 124 de l'empilement de plaques 124, préférentiellement, par brasage ou analogue.
Ainsi, le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b du deuxième fluide sont délimités par l'insert 127, dans un espace intérieur 15 compris entre les deux lames 133.
De plus, afin d'assurer une communication de l'intérieur de l'insert 127 avec l'entrée du deuxième fluide 121 et la sortie du deuxième fluide 122, la lame 133 en contact avec la dernière plaque 124 comporte des ouvertures de circulation 20 134, coopérant respectivement avec l'entrée du deuxième fluide 121 et la sortie du deuxième fluide 122.
Selon ce mode de réalisation, chaque lame 133 est formée d'un feuillard, par exemple métallique, assemblé, notamment par brasage ou analogue, sur la 25 dernière plaque 124 et l'avant-dernière plaque 124.
On se réfère dorénavant aux figures 8a et 8b qui sont des vues schématiques de deux modes de réalisation de l'insert 127 selon la présente invention.
30 Selon une première variante de réalisation présentée en figure 8a, l'insert 127 est constitué de deux compartiments de distribution 135a et 135b disjoints. Avantageusement, les deux compartiments de distribution 135a et 135b sont identiques. Selon l'exemple présenté sur la figure 8a, les deux compartiments de distribution 135a et 135b sont agencés selon une symétrie ponctuelle l'un par rapport à l'autre. En conséquence, les deux compartiments de distribution 135a et 135b définissent respectivement le canal de circulation d'entrée 128a et le canal de circulation de sortie 128b.
Selon une deuxième variante de réalisation présentée en figure 8b, l'insert 127 est constitué d'un dispositif de distribution 136, constitué d'une pièce unique, comprenant deux chambres de distribution 136a et 136b. Avantageusement, les deux chambres de distribution 136a et 136b sont identiques. Selon l'exemple présenté sur la figure 8b, les deux chambres de distribution 136a et 136b sont agencées selon une symétrie ponctuelle l'un par rapport à l'autre.
De plus, les parois constitutives de l'insert 127 s'étendent avantageusement, respectivement, selon la première direction et la deuxième direction, tel que présenté sur la figure 8a. Alternativement, au moins une des parois constitutives de l'insert 127 peut former un angle avec la première direction et/ou la deuxième direction, tel que présenté sur la figure 8b. De tels agencements particuliers permettent de localiser l'entrée du deuxième fluide 121 et la sortie du deuxième fluide 122 selon une configuration optimale.
Les figures 9a à 9c sont des vues schématiques de la dernière plaque 24 de l'échangeur de chaleur 100 selon des variantes d'intégration respectives dans la boucle de climatisation 2 du système de climatisation 1. Plus particulièrement, sur les figure 9a à 9c, la dernière plaque 124 est pourvue d'un élément de raccordement 140 permettant de relier l'échangeur de chaleur 100 aux autres composants de la boucle de climatisation 2 et/ou de la boucle secondaire 18 du système de climatisation 1. 30 En particulier, l'élément de raccordement 140 est l'organe de détente 5 de la boucle de climatisation 2 ou tout autre composant constitutif de la boucle de climatisation 2 et/ou de la boucle secondaire 18.
L'élément de raccordement 140 comporte une ouverture d'admission 141 et une ouverture d'évacuation 142 du deuxième fluide qui sont, respectivement, en relation fluidique avec l'entrée du deuxième fluide 121 et la sortie du deuxième fluide 122.
L'élément de raccordement 140 comporte un grand axe A passant par les centres de l'ouverture d'admission 141 et de l'ouverture d'évacuation 142.
Selon les diverses variantes d'intégration des figure 9a à 9c, l'élément de raccordement 140 est positionné de telle que sorte le grand axe A forme un angle donné avec le premier axe médian x, compris entre 0° et 90°, par exemple de l'ordre de 45°.
Plus particulièrement, sur la figure 9a, l'angle est égal à 0°, sur la figure 9b, l'angle est égal à 90° et, sur la figure 9c, l'angle est égal à 45°.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment.
Claims (1)
- REVENDICATIONS1.- Echangeur de chaleur (100) assurant un transfert thermique entre un premier fluide et un deuxième fluide, l'échangeur de chaleur (100) comportant un empilement de plaques (124) comprenant une dernière plaque (124) et une avant-dernière plaque (124) délimitant conjointement une chambre d'extrémité (126c), la dernière plaque (124) étant pourvue d'au moins une entrée du deuxième fluide (121) et une sortie du deuxième fluide (122), l'empilement de plaques (124) définissant un passage d'entrée du deuxième fluide (130) et un passage de sortie du deuxième fluide (131), caractérisé en ce que la chambre d'extrémité (126c) loge un moyen de canalisation (127) comportant un canal de circulation d'entrée (128a) permettant de canaliser le deuxième fluide entre l'entrée du deuxième fluide (121) et le passage d'entrée du deuxième fluide (130) et un canal de circulation de sortie (128b) permettant de canaliser le deuxième fluide entre la sortie du deuxième fluide (122) et le passage de sortie du deuxième fluide (131).2.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de canalisation (127) est constitué par au moins un bossage ménagé sur la dernière plaque (124) et/ou l'avant-dernière plaque (124) de l'empilement de plaques (124).3.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de canalisation (127) est constitué par un insert (127) logé dans la chambre d'extrémité (126c).4.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'insert (127) est formé par au moins une lame (132, 133). 19305.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lame (132, 133) comporte une paroi de fond (132a, 133a) et un contour (132b, 133b) reliés entre eux par une paroi latérale (132c, 133c).6.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi de fond (132a) est en contact avec l'avant-dernière plaque (124) de l'empilement de plaques (124) et en ce que le contour (132b) est en contact avec la dernière plaque (124) de l'empilement de plaques (124).7.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le canal de circulation d'entrée (128a) et le canal de circulation de sortie (128b) du deuxième fluide sont délimités par l'insert (127) et la dernière plaque (124).8.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'insert (127) est formée par deux lames (133) assemblées, la paroi de fond (133a) d'une des lames (133) étant en contact avec l'avant-dernière plaque (124) de l'empilement de plaques (124), la paroi de fond (133a) de l'autre des lames (133) étant en contact avec la dernière plaque (124) de l'empilement de plaques (124) et les contours (133b) respectifs des lames (133) étant en contact mutuel.9.- Echangeur de chaleur (100) selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'insert (127) est constitué deux compartiments de distribution (135a, 135b) disjoints.10.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux compartiments de distribution (135a, 135b) sont identiques.11.- Echangeur de chaleur (100) selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'insert (127) est constitué d'un dispositif de distribution (136) comprenant deux chambres de distribution (136a, 136b).12.- Echangeur de chaleur (100) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux chambres de distribution (136a, 136b) sont agencées selon une symétrie ponctuelle l'une par rapport à l'autre.13.- Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal de circulation d'entrée (128a) et le canal de circulation de sortie (128b) du deuxième fluide sont orthogonaux au passage d'entrée du deuxième fluide (130) et au passage de sortie du deuxième fluide (131).14.- Echangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entrée du deuxième fluide (121) et la sortie du deuxième fluide (122) sont agencées dans une zone centrale (129) de la dernière plaque (124) de l'empilement de plaques (124).15.- Boucle de climatisation (2) et/ou boucle secondaire (18) comprenant un échangeur de chaleur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes.16.- Boucle de climatisation (2) et/ou boucle secondaire (18) selon la revendication 15, caractérisé en ce que la boucle de climatisation (2) et/ou la boucle secondaire (18) comprend un élément de raccordement (140) comportant une ouverture d'admission (141) et une ouverture d'évacuation (142) du deuxième fluide et un grand axe (A) passant par les centres de l'ouverture d'admission (141) et de l'ouverture d'évacuation (142), et en ce que le grand axe (A) forme un angle compris entre 0° et 90° avec un premier axe médian de la dernière plaque (124) l'empilement de plaques (124).30
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