FR2978817A1 - Desorbeur pour dispositif de climatisation par absorption comprenant un carter a couvercle - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un désorbeur (100) pour un dispositif de climatisation par absorption, notamment pour véhicule automobile, comprenant un carter (110) et un échangeur de chaleur logé dans le carter (110), une pluralité de conduits (14, 15, 20, 71, 72) permettant l'entrée et la sortie de fluides dans le carter (110) et dans l'échangeur de chaleur. Selon l'invention, le carter (110) présente une ouverture qui est obturée par un couvercle (111) traversé par lesdits conduits (14, 15, 20, 71, 72), qui sont solidaires du couvercle (111).

Description

"DESORBEUR POUR DISPOSITIF DE CLIMATISATION PAR ABSORPTION COMPRENANT UN CARTER A COUVERCLE"

La présente invention concerne désorbeur pour 5 dispositif de climatisation par absorption. Elle concerne également un dispositif de climatisation par absorption, notamment pour véhicule automobile, comprenant un tel désorbeur, et un véhicule automobile équipé de ce dispositif de climatisation par 10 absorption. Parmi les dispositifs de climatisation existants, on connaît des dispositifs de climatisation par absorption, reposant sur le principe de l'absorption d'un fluide réfrigérant, sous forme gazeuse, par un fluide 15 absorbant. Contrairement aux dispositifs de climatisation classiques à compression mécanique, ces dispositifs de climatisation à absorption ne comportant pas de compression mécanique ont donc peu de pièces en mouvement, ce qui limite le bruit et les vibrations, 20 simplifie la maintenance, et améliore la fiabilité et la durée de vie du dispositif. On a déjà cherché à améliorer les performances des dispositifs de climatisation par absorption pour pouvoir les implanter facilement et de façon fiable dans les 25 véhicules. De tels dispositifs de climatisation doivent encore être améliorés pour être mis en oeuvre efficacement dans les véhicules automobiles. Ainsi, le volume des dispositifs de climatisation à absorption existants reste relativement important, et il 30 est nécessaire de le réduire pour adapter efficacement un tel système dans l'espace réduit d'un véhicule. Par ailleurs, il est nécessaire de réduire au maximum le cout de revient des éléments de ces dispositifs de climatisation. Pour cela, il est 35 nécessaire de simplifier ces éléments au maximum. Le but de la présente invention est par conséquent de fournir un dispositif de climatisation par absorption adapté aux véhicules automobiles, qui soit perfectionné dans son fonctionnement par rapport aux dispositifs connus de climatisation ou de refroidissement par absorption de l'art antérieur.

En particulier, le but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de climatisation par absorption qui permette d'offrir les mêmes performances avec un volume réduit par rapport aux dispositifs de l'art antérieur.

Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de climatisation par absorption, qui soit de conception simple et dont la réalisation nécessite des moyens technologiques peu coûteux.

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints par un désorbeur pour un dispositif de climatisation par absorption, notamment pour véhicule automobile, comprenant un carter et un échangeur de chaleur logé dans le carter, une pluralité de conduits permettant l'entrée et la sortie de fluides dans le carter et dans l'échangeur de chaleur, le carter présentant, selon l'invention, une ouverture qui est obturée par un couvercle traversé par lesdits conduits, qui sont solidaires du couvercle. Avantageusement, le couvercle et les conduits d'entrée et de sortie de fluides sont fabriqués dans le même matériau. Selon un mode de réalisation préférentiel de 30 l'invention, le couvercle et les conduits d'entrée et de sortie de fluides sont fabriqués en aluminium. De façon avantageuse, au moins un des conduits est fixé au couvercle par soudage. De façon avantageuse, l'échangeur de chaleur est 35 solidaire du couvercle. Préférentiellement, les conduits font saillie sur la face externe du couvercle Selon un mode de réalisation avantageux, le couvercle et l'échangeur de chaleur sont fabriquées dans le même type de matériau, et l'échangeur de chaleur est fixé par soudage à la face intérieure du couvercle.

Avantageusement, le couvercle est conformé pour assurer la distribution de fluide caloporteur dans l'échangeur. De façon avantageuse, le carter est fabriqué en matériau plastique.

Selon un mode de réalisation préférentiel, le couvercle est fixé au carter par vissage. Ainsi, il peut être démontable pour des opérations de maintenance. Selon un autre mode de réalisation possible, le couvercle (111) est fixé au carter (100) par un sertissage. Cette fermeture est alors définitive. De préférence, les conduits comprennent au moins : - des conduits d'entrée et de sortie de fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur ; - un conduit d'entrée de mélange de solution 20 absorbante et de solution réfrigérante ; - un conduit de sortie de vapeur de solution réfrigérante ; - un conduit de sortie de solution absorbante. La présente invention a également pour objet un 25 dispositif de climatisation par absorption, notamment pour véhicule automobile, comportant un désorbeur tel que décrit ci-dessus. La présente invention a également pour objet un véhicule automobile comportant un tel dispositif de 30 climatisation par absorption. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, 35 accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, le principe de fonctionnement d'un dispositif de climatisation par absorption ; - la figure 2 représente, de manière schématique, 5 le circuit fonctionnel d'un dispositif de climatisation par absorption ; - la figure 3 représente, de manière schématique, le désorbeur d'un dispositif de climatisation par absorption ; 10 - la figure 4 est une vue en perspective d'un désorbeur selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue en perspective du carter du désorbeur de la figure 4 - la figure 6 est une vue en perspective des 15 éléments du désorbeur de la figure 4 sans le carter. Un dispositif de climatisation par absorption met en oeuvre un double circuit de fluides, l'un transportant un fluide réfrigérant, par exemple de l'eau, et l'autre un fluide absorbant, par exemple une solution saline de 20 bromure de lithium (LiBr). Ces deux fluides sont miscibles, et une partie des circuits est commune aux deux circuits et transporte un mélange des fluides réfrigérant et absorbant. La figure 1 représente, de manière schématique, les 25 éléments constitutifs et le principe de fonctionnement d'un dispositif de climatisation par absorption. Il comprend un élément dans lequel s'effectue la désorption, désigné « désorbeur » 100 dans la suite du texte, un condenseur 200, un évaporateur 300 et un absorbeur 400. 30 Le désorbeur 100 et l'absorbeur 400 sont remplis d'un mélange d'au moins deux substances miscibles formé par le fluide réfrigérant et le fluide absorbant. Ce mélange est combiné dans l'absorbeur 400, dans lequel le fluide absorbant absorbe le fluide réfrigérant sous phase 35 vapeur. Le fluide réfrigérant et le fluide absorbant ont des pressions d'évaporation suffisamment différentes pour que, lorsque le mélange est chauffé dans le désorbeur 100, le fluide réfrigérant, plus volatil, s'évapore, permettant la séparation des deux fluides. La chaleur nécessaire à cette séparation (apport illustré schématiquement par la flèche A) peut avantageusement être apportée au désorbeur par le liquide de refroidissement moteur du véhicule. Le fluide réfrigérant sous forme de vapeur est alors amené par la canalisation 20 dans le condenseur 200 pour être condensé par l'action de refroidissement de l'air extérieur (apport de refroidissement schématiquement illustré par la flèche B). Le fluide réfrigérant en phase liquide est ensuite amené par la canalisation 10 vers l'évaporateur 300. Le froid produit lors de l'évaporation de ce fluide réfrigérant est transmis à l'habitacle du véhicule (non représenté), comme schématiquement illustré par la flèche C. A cette fin, il est prévu une pompe 310 et un aérotherme 320, qui sont reliés à l'évaporateur 300 par les canalisations 11, 12 et 13. La vapeur de fluide réfrigérant qui sort de l'évaporateur 300 est amenée dans l'absorbeur 400 par le conduit 21 qui est formé de fait par l'enveloppe de l'ensemble absorbeur/évaporateur. Le fluide absorbant, qui a été refroidi par de l'air extérieur dans le circuit de solution saline (apport de refroidissement schématiquement illustré par la flèche D), absorbe alors cette vapeur d'eau pour reformer le mélange. Le circuit de solution saline est formé par une pompe 410 et un radiateur 420, qui sont reliés à l'absorbeur 400 par les canalisations 16, 17, 18 et 19. L'absorbeur 400 est relié au désorbeur 100 par les canalisations 14, 15 et 16. La figure 2 représente le circuit fonctionnel d'une climatisation par absorption à laquelle peut être appliquée la présente invention. A titre d'exemple non limitatif, il s'agit d'une machine à absorption qui utilise le couple LiBr-eau (Bromure de Lithium comme fluide absorbant et eau comme fluide réfrigérant). Les éléments du circuit identiques ou similaires à des éléments de la figure 1 sont désignés, le plus souvent, par la même référence numérique. Les références 100 et 200 désignent respectivement le désorbeur et le condenseur du fluide réfrigérant. Les références 320 et 420 désignent respectivement l'aérotherme de fluide réfrigérant et le radiateur du fluide absorbant.

Les références 310 et 410 désignent respectivement la pompe du circuit de fluide réfrigérant et la pompe du circuit de fluide absorbant. Les références 350 et 450 désignent respectivement la réserve de fluide réfrigérant et la réserve de fluide absorbant. Les références 62 et 63 désignent des clapets anti-retour, et la référence 20 désigne la canalisation amenant la vapeur d'eau du désorbeur 100 au condenseur 200. La référence 500 désigne un ensemble qui combine l'absorbeur et l'évaporateur du dispositif de climatisation par absorption. Dans cet ensemble évaporateur / absorbeur, parcouru par un flux de fluide réfrigérant et un flux de fluide absorbant, une partie du fluide réfrigérant est évaporée, et cette réaction d'évaporation, endothermique, a pour effet de refroidir le flux de fluide réfrigérant restant. La vapeur produite est directement absorbée par le flux de fluide absorbant. Par ailleurs, la chaleur produite par la réaction exothermique d'absorption est évacuée par le flux de fluide absorbant qui circule dans le bloc.

La figure 3 représente, de manière schématique, le désorbeur 100. Ce désorbeur 100 est constitué d'un carter 110 dans lequel sont ouvertes une entrée 14 pour le mélange de fluide absorbant et de fluide réfrigérant, une sortie 15 pour le fluide absorbant, et une canalisation 20 d'évacuation du fluide réfrigérant sous forme de vapeur, menant vers le condenseur 200.

Un échangeur de chaleur 7 parcouru par un fluide chaud, par exemple le liquide de refroidissement venant du moteur du véhicule, apporte de la chaleur au désorbeur 100. Ainsi, le mélange de réfrigérant arrivant par contact de l'échangeur 7, fluide réfrigérant. Après absorbant est récupéré au fluide absorbant et de fluide l'entrée 14 se réchauffe au ce qui cause l'évaporation du cette évaporation, le fluide fond du carter 110 et sort du désorbeur 100 par la la désorption. Le carter 110, sortie 15. Cette opération constitue qui doit être étanche vis-à vis de l'extérieur, peut être réalisé en matériau plastique pour des raisons de coût et de masse. Il entoure l'échangeur de chaleur fabriqué en aluminium qui peut être peint ou protégé contre la corrosion, et est traversé par plusieurs conduits en aluminium permettant l'entrée et la sortie de fluides dans le carter et dans l'échangeur de chaleur. Du fait de la différence de matériau entre ce carter d'une part et les conduits et l'échangeur de chaleur d'autre part, la fixation de l'échangeur dans le carter et l'étanchéité du carter au niveau des perçages permettant le passage des conduits est rendu difficile. Pour éviter cette difficulté, il est prévu, selon l'invention, de regrouper sur un couvercle du carter le passage des différents conduits. Les figures 4 à 6 représentent un désorbeur selon un mode de réalisation de l'invention. Ce désorbeur comporte un carter 110 présentant une de ses faces ouverte, ce qui permet d'y insérer les différents éléments du désorbeur représentés par la figure 6. Ce carter 110, montré par la figure 5, présente une forme simple et n'est traversée par aucun conduit. Il peut donc sans difficultés être fabriqué en matériau plastique moulé sans que des reprises soient nécessaires, et son coût de revient est faible pour une application en grande série.

L'ouverture de ce carter 110 est obturée, pour l'utilisation du désorbeur, par un couvercle 111. Ce couvercle 11 présente à sa périphérie des perçages 112 permettant sa fixation par vis sur l'ouverture du carter 110, qui présente des perçages correspondant. Un joint placé entre le carter 110 et le couvercle 111 peut, de façon classique et fiable, assurer l'étanchéité de l'assemblage. Ce couvercle 110 est traversé par tous les conduits permettant l'entrée et la sortie de fluides dans le carter et dans l'échangeur de chaleur. Ainsi, il est traversé par un conduit 14 d'alimentation en mélange de solution réfrigérante et de solution absorbante, qui est reliée au système 141 de distribution de ce mélange sur l'échangeur 7, par un conduit 15 d'évacuation de la solution absorbante, par un conduit 20 d'évacuation du gaz formé par l'évaporation de la solution réfrigérante. Il est également traversé par deux conduits 71 et 72 d'entrée et de sortie du liquide caloporteur circulant dans l'échangeur de chaleur 7, par exemple du liquide de refroidissement du moteur. Ces deux conduits 71 et 72 sont reliés à une boîte de distribution assurant la circulation du liquide caloporteur circulant dans les tubes de l'échangeur de chaleur 7.

Sur la face externe du couvercle 111, les conduits 14, 15, 71 et 72 se présentent comme des portions de tube formant des embouts de connexion en aluminium. Le conduit 20, en revanche, se présente comme une portion cylindrique monobloc avec le couvercle 111, formant embout de connexion. Le regroupement des passages de conduits sur le couvercle 111 permet de favoriser une bonne compacité du système de climatisation. De façon avantageuse, le couvercle est fabriqué en aluminium, comme les conduits qui le traversent. Ainsi, il est possible de souder les conduits 14, 15, 71 et 72 au couvercle 111, ce qui permet d'assurer une bonne étanchéité de celui-ci. L'invention évite ainsi la mise en oeuvre délicate d'une étanchéité entre les conduits métalliques et le carter en matière plastique. Le risque de fuite est ainsi réduit, et la fiabilité du désorbeur est augmentée.

L'utilisation de l'aluminium pour la fabrication du couvercle 11 est rendue possible pour un cout raisonnable par le regroupement des conduits sur une même face du carter. Ce regroupement permet en effet de limiter l'utilisation de l'aluminium à une seule des faces du carter, et donc de limiter les couts liés à la matière et à l'usinage nécessaire de celle-ci. Le couvercle 11 pouvant être usiné ou moulé puis repris en usinage, il peut facilement être adapté pour recevoir les différents capteurs, notamment de pression, de température et de niveau, qui doivent être rapportés sur le carter par clippage ou par vissage. De même, il peut supporter facilement des vannes, par exemple pour la vidange, le remplissage ou la mise sous vide du désorbeur.

De plus, l'échangeur de chaleur 7 peut également être fixé facilement et efficacement, par soudage, sur la face interne du couvercle 111. Cet échangeur de chaleur 7 et le couvercle 111 forment ainsi l'ensemble représenté par la figure 6, qui peut facilement être inséré dans le carter 110 et fixé à celui-ci. De façon avantageuse, la face intérieure de ce couvercle peut être conformée de façon à remplir les fonctions de boîte de distribution de l'échangeur, pour assurer la distribution de fluide caloporteur dans l'échangeur 7. Cette configuration permet d'éviter l'utilisation d'une boîte de distribution distincte, et génère donc une économie et un gain de masse du système. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Désorbeur (100) pour un dispositif de climatisation par absorption, notamment pour véhicule automobile, comprenant un carter (110) et un échangeur de chaleur (7) logé dans le carter (110), une pluralité de conduits (14, 15, 20, 71, 72) permettant l'entrée et la sortie de fluides dans le carter (110) et dans l'échangeur de chaleur (7), caractérisé en ce que le carter (110) présente une ouverture qui est obturée par un couvercle (111) traversé par lesdits conduits (14, 15, 20, 71, 72), qui sont solidaires du couvercle (111).
2. 2. Désorbeur selon la revendication 1, caractérisé 15 en ce que le couvercle (111) et les conduits (14, 15, 20, 71, 72) sont fabriqués dans le même matériau.
3. 3. Désorbeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le couvercle (111) et les conduits (14, 15, 20, 71, 72) sont fabriqués en aluminium. 20
4. 4. Désorbeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un des conduits (14, 15, 20, 71, 72) est fixé au couvercle (111) par soudage.
5. 5. Désorbeur selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (7) est solidaire du couvercle (111).
6. 6. Désorbeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le couvercle (111) et l'échangeur de chaleur (7) sont fabriquées dans le même matériau, et que 30 l'échangeur de chaleur (7) est fixé par soudage à la face intérieure du couvercle (111).
7. 7. Désorbeur selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le couvercle (111) est conformé pour assurer la distribution de fluide 35 caloporteur dans l'échangeur de chaleur(7).
8. 8. Désorbeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le carter (100) est fabriqué en matériau plastique.
9. 9. Désorbeur selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le couvercle (111) est fixé au carter (100) par vissage.
10. 10. Désorbeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le couvercle (111) est fixé au carter (100) par un sertissage. 10
11. 11. Désorbeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les conduits comprennent au moins . - des conduits d'entrée et de sortie de fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur (71, 72); 15 - un conduit d'entrée de mélange de solution absorbante et de solution réfrigérante (14); - un conduit de sortie de vapeur de solution réfrigérante (20); - un conduit de sortie de solution absorbante (15). 20
12. 12. Dispositif de climatisation par absorption, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un désorbeur (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13. 13. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il 25 comporte un dispositif de climatisation par absorption selon la revendication 12.