FR3064811A1 - Element chauffant et dispositif de chauffage electrique comportant un tel element chauffant - Google Patents
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Abstract
Elément chauffant (4) pour dispositif de chauffage électrique additionnel pour le chauffage d'un flux d'air traversant un conduit d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que l'élément chauffant (4) est constitué d'un ruban flexible chauffant autorégulant à effet coefficient de température positif (6).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 064 811 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 52735
COURBEVOIE © IntCI8
H01 C 7/02 (2017.01), B 60 H 1/22
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| ©) Date de dépôt : 31.03.17. | © Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES |
| (© Priorité : | Société par actions simplifiée — FR. |
| @ Inventeur(s) : DE VAULX CEDRIC et AILLOUD | |
| FABRICE. | |
| (43) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 05.10.18 Bulletin 18/40. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
| présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux | ® Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES |
| apparentés : | Société par actions simplifiée. |
| ©) Demande(s) d’extension : | © Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES. |
ELEMENT CHAUFFANT ET DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE COMPORTANT UN TEL ELEMENT CHAUFFANT.
ty/) Elément chauffant (4) pour dispositif de chauffage électrique additionnel pour le chauffage d'un flux d'air traversant un conduit d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que l'élément chauffant (4) est constitué d'un ruban flexible chauffant autorégulant à effet coefficient de température positif (6).
FR 3 064 811 - A1
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La présente invention se rapporte au domaine de la ventilation, du chauffage et/ou climatisation d’un véhicule automobile et elle concerne plus particulièrement les dispositifs de chauffage électrique pour le chauffage d’un flux d’air traversant un conduit d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’un véhicule automobile.
Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif de chauffage électrique additionnel muni d’au moins un élément chauffant à résistance électrique à coefficient de température positif (CTP) apte à produire rapidement un apport de chaleur, notamment au démarrage du véhicule par temps froid, pour un flux d’air traversant un conduit d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation et amené à pénétrer dans l’habitacle du véhicule. Un tel dispositif de chauffage électrique additionnel est apte à transformer l’énergie électrique prélevée sur le véhicule en énergie thermique restituée dans le flux d’air .
On connaît de tels dispositifs de chauffage additionnels sous forme d’un cadre apte à porter des éléments chauffants susceptibles de chauffer l’air passant à travers le dispositif par diffusion de chaleur sous l’effet d’un potentiel électrique. Le cadre comporte un carter de réception d’éléments chauffants et au moins une interface de connexion qui permet de relier électriquement les éléments chauffants à une alimentation électrique du véhicule. Les éléments chauffants prennent la forme de barrettes insérées dans ce cadre et constituées d’électrodes aptes à conduire le courant électrique vers des plaquettes en matériaux céramiques à effet CTP ainsi que des dissipateurs thermiques ayant pour fonction d’augmenter la surface d’échange de chaleur avec le flux d’air qui traverse le dispositif de chauffage. Les dissipateurs thermiques peuvent prendre la forme d’ailettes ou d’intercalaires de formes et dimensions variées, et par exemple de bandes métalliques pliées sous forme de sinusoïde. Une structure d’élément chauffant peut ainsi comporter un ensemble CTP formé de deux électrodes, parallèles entre elles, qui s’étendent longitudinalement dans le cadre du dispositif de chauffage en enserrant une rangée de pierres à effet CTP, et deux dissipateurs thermiques agencés de part et d’autre de cet ensemble CTP. Dans un tel agencement, chaque dissipateur thermique s’étend sur toute la longueur du cadre et a la forme d’un ruban métallique replié sur lui-même à intervalle régulier.
Dans l’art antérieur, les ensembles CTP, du fait du caractère non flexible et non conformable des pierres à effet CTP, présentent l’inconvénient de n’être disponibles en grande série que sous forme de plaquettes fines de différentes dimensions, de sorte que la présence des dissipateurs thermiques ou intercalaires est indispensable pour augmenter la surface d’échange entre le flux d’air et les pierres à effet CTP.
Il est connu de relier les dissipateurs thermiques aux ensembles CTP par contact sec. Ce type d’accostage crée une résrstance de contact importante et empêche d’optimiser la performance thermique du dispositif de chauffage.
L’invention a pour objectif d’apporter une solution à ce problème en proposant une structure alternative d’éléments chauffants permettant de supprimer les ensembles à pierres CTP sous forme de plaquettes et d’éliminer ainsi la résrstance de contact avec les dissipateurs thermiques.
L’invention a pour objet un élément chauffant pour dispositif de chauffage électrique additionnel pour le chauffage d’un flux d’air le traversant dans un conduit d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’un véhicule automobile, caractérisé en ce que l’élément chauffant est constitué d’un ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP, c’est-à-dire à coefficient de température positif.
De la sorte, il est possible de proposer un dispositif de chauffage électrique additionnel au sein duquel l’élément chauffant est constitué d’un ruban flexible chauffant autorégulant. La structure simplifiée de l’élément chauffant selon l’invention permet de l’agencer diversement dans le volume délimité par le carter de réception qui le reçoit, de manière à améliorer et optimiser la performance thermique du dispositif de chauffage additionnel.
Un ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP sera décrit plus en détails ciaprès, mais il convient de noter qu’il présente une forme souple et qu’il est composé de deux conducteurs métalliques parallèles noyés dans une matrice de polymère semicristallin dopée avec des particules conductrices, de préférence du noir de carbone, de manière à constituer une thermistance à coefficient de température positif (CTP).
Selon l’invention, l’enveloppe extérieure du ruban flexible forme les dissipateurs thermiques connus dans l’art antérieur, de sorte que l’invention permet d’intégrer les éléments à effet CTP dans les dissipateurs thermiques.
L’élément chauffant selon l’invention comporte avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le ruban flexible chauffant autorégulant présente la forme d’une bande ;
- le ruban flexible chauffant autorégulant présente l’une parmi les formes suivantes : sinusoïdale, et notamment de période et d’amplitude crête à crête régulières, rectiligne, ou encore spiralée.
L’invention a pour autre objet un dispositif de chauffage électrique additionnel pour le chauffage d’un flux d’air traversant un conduit d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’un véhicule automobile comprenant au moins un carter de réception d’au moins un élément chauffant et au moins une interface de connexion destinée à relier électriquement ledit au moins élément chauffant à une alimentation électrique en provenance du véhicule, caractérisé en ce que l’élément chauffant est constitué d’un ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP selon l’invention apte à produire de la chaleur lorsqu’il est relié à ladite alimentation électrique.
Le ruban flexible chauffant autorégulant peut être agencé dans le dispositif de chauffage électrique additionnel de sorte que la bande s’étend au moins dans une direction parallèle à la direction du flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique additionnel.
Le carter de réception de l’au moins un élément chauffant présente une forme sensiblement parallélépipédique et est constitué de deux parois principales longitudinales qui définissent une direction longitudinale du carter et de deux parois latérales parallèles entre elles, ces quatre parois étant perpendiculaires à l’au moins une interface de connexion.
Le dispositif de chauffage électrique additionnel comporte avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP repose sur une grille de soutien sensiblement plane ;
- le ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP s’étend dans le carter de réception principalement selon la direction longitudinale dudit carter, perpendiculairement à la direction du flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique ;
- le ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP repose sur une grille de soutien sensiblement plane, et le ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP s’étend dans le carter principalement selon une direction verticale, perpendiculaire à la direction longitudinale dudit carter, perpendiculairement à la direction du flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique ;
- le ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP est agencé sur une grille de soutien de manière à avoir une forme sinusoïdale de période et d’amplitude crête à crête régulières ;
- le ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP est agencé sur une grille de soutien de manière rectiligne ;
- le ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP est agencé sur une grille de soutien en forme de spirale dans le carter de réception.
Le dispositif de chauffage peut comporter une pluralité d’éléments chauffants qui est agencée dans le carter, selon la direction longitudinale dudit carter, de manière à former un premier ensemble constitué d’un empilement de rubans flexibles chauffants autorégulants à effet CTP, pouvant reposer chacun sur une grille de soutien.
Le dispositif peut comporter en outre une pluralité d’éléments chauffants formant un second ensemble constitué d’un empilement de rubans flexibles, ledit empilement étant décalé transversalement de l’empilement de rubans flexibles constituant le premier ensemble d’éléments chauffants.
Les premier et second ensembles d’éléments chauffants peuvent être agencés de sorte que les éléments chauffants constituant le second élément chauffant s’étendent principalement selon une direction perpendiculaire à la direction selon laquelle s’étendent principalement les éléments chauffants constituant le premier élément chauffant.
Alternativement, les premier et second ensembles d’éléments chauffants peuvent être agencés de sorte que l’ensemble des éléments chauffants les constituant s’étendent principalement selon des directions parallèles les uns par rapport aux autres. De la sorte, à chaque étage de l’empilement, on obtient un double rang de rubans flexibles parallèles.
Dans ce contexte, les rubans flexibles peuvent être disposés en phase selon la direction d’extension principale. Par « en phase », on comprend que les rubans flexibles disposés à un même étage d’empilement et traversés successivement selon la direction transversale par un flux d’air sont superposés. De la sorte, dans la direction transversale selon laquelle le flux d’air est amené à traverser le dispositif de chauffage électrique additionnel, les éléments chauffants successifs sont les uns derrières les autres, de manière à former une surface continue dans cette direction transversale sur toute la dimension du dispositif de chauffage
Les rubans flexibles peuvent alternativement être disposés en décalage de phase selon la direction d’extension principale. De la sorte, dans la direction transversale selon laquelle le flux d’air est amené à traverser le dispositif de chauffage électrique additionnel, les éléments chauffants successifs sont décalés les uns par rapport aux autres, de sorte que les éléments chauffants du second ensemble sont en travers du trajet du flux d’air lorsque l’air est passé au-delà des éléments chauffants du premier ensemble.
L’invention a aussi pour autre objet une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d’un véhicule automobile comportant au moins un dispositif de chauffage selon l’un quelconque des aspects précédents.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l’invention, donnée ciaprès à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs et s’appuyant sur les figures annexées, dans lesquelles on a illustré l’élément chauffant selon l’invention destiné à être assemblé dans un dispositif de chauffage électrique additionnel pour le chauffage d’un flux d’air traversant un conduit d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’un véhicule automobile, et parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective d’un dispositif de chauffage électrique additionnel apte à être logé en travers d’un conduit de circulation de flux d’air et dans lequel est inséré un élément de chauffage selon l’invention ;
- les figures 2a et 2b sont des vues de face et en coupe d’un ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP selon un aspect de l’invention ;
- la figure 3 est une vue en perspective d’un agencement des éléments chauffants dans un dispositif de chauffage électrique additionnel selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 4 illustre, de côté une face principale d’un carter de réception d’éléments chauffants agencés selon le premier mode de réalisation de l’invention, de manière à constituer un double rang de rubans flexibles chauffants autorégulants à effet CTP de forme sinusoïdale, lesdits rangs étant parallèles les uns aux autres ;
- la figure 5 illustre, de façon similaire à la figure 4, une face principale longitudinale d’un carter de réception d’éléments chauffants agencés selon une variante du premier mode de réalisation de l’invention, de manière à constituer là aussi un double rang de rubans flexibles chauffants autorégulants à effet CTP de forme sinusoïdale, lesdits rangs étant cette fois alignés perpendiculairement les uns aux autres ;
- les figures 6a et 6b illustrent, de côté, une face principale longitudinale d’un carter de réception d’éléments chauffants agencés selon un second mode de réalisation de l’invention, de manière à constituer un double rang de rubans flexibles chauffants autorégulants à effet CTP de forme rectiligne, lesdits rangs étant respectivement alignés parallèlement (figure 6a) et perpendiculaires (figure 6b) ;
- les figures 7a et 7b illustrent, de côté, une face principale longitudinale d’un carter de réception d’éléments chauffants agencés selon un troisième mode de réalisation de l’invention, de manière à constituer un double rang de rubans flexibles chauffants autorégulants à effet CTP de forme spiralée, lesdits rangs étant respectivement alignés parallèlement (figure 7a) et décalés longitudinalement (figure 7b).
H est nécessaire de noter que si les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent également servir à mieux définir l'invention le cas échéant. On comprendra également que les modes de réalisation de l’invention illustrés par les figures sont données à titre d’exemple non limitatif. Par conséquent, d’autres configurations du dispositif de chauffage additionnel selon l’invention peuvent être réalisées, notamment par variations de l’agencement des éléments chauffants dans le carter de réception, en particulier de la forme, du dimensionnement et de la direction conférés aux rubans flexibles chauffants autorégulants à effet CTP.
Dans la description qui va suivre, on se référera à une orientation fonction des axes Longitudinaux, Verticaux et Transversaux tels que définis arbitrairement par le trièdre L, V, T représenté notamment sur les figures 1 et 3.
La figure 1 illustre un dispositif de chauffage additionnel 1 ou radiateur de type électrique destiné à réchauffer un flux d’air de manière à produire rapidement un appoint de chaleur dans l’habitacle d’un véhicule, notamment au démarrage du véhicule par temps froid. Le dispositif de chauffage additionnel 1, habituellement placé transversalement à un conduit de flux d’air principal de l’installation de chauffage du véhicule, est constitué d’un carter de réception 2 d’au moins un élément chauffant 4 et d’une interface de connexion 3 destinée à relier électriquement ledit au moins élément chauffant 4 à une alimentation électrique en provenance du véhicule. Le carter de réception 2 présente deux faces principales 20 définies dans un plan longitudinal et vertical, et espacées Tune de l’autre dans la direction transversale T, l’interface de connexion étant disposée à une extrémité longitudinale 21 du carter de réception.
La représentation simplifiée du dispositif de chauffage additionnel 1 a pour but de détailler un élément chauffant 4 constitué d’un ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP 6 reposant sur une grille de soutien 5 sensiblement plane. La grille de soutien 5 présente ici la forme d’une échelle, avec des barres transversales 50 sur lesquelles sont fixées, par soudage ou collage par exemple, des portions du ruban flexible 6.
L’élément chauffant 4 s’étend principalement selon la direction longitudinale L du carter 2, la bande formée par le ruban flexible s’étendant par ailleurs selon la direction transversale T du carter 2, selon une direction parallèle à la direction du flux d’air F (visible sur les figures 1 et 3) amené à traverser transversalement le dispositif de chauffage additionnel 1. Dans cet exemple d’agencement, le ruban flexible chauffant autorégulant 6 est replié sur lui-même à intervalle régulier de façon à avoir une forme sinusoïdale de période et de hauteur, ou d’amplitude crête à crête, régulières.
Les figures 2a et 2b illustrent un exemple de ruban flexible chauffant autorégulant à effet CTP 6 tel qu’il est avantageusement utilisé pour former un élément chauffant dans les dispositifs de chauffage électrique additionnel faisant l’objet d’un aspect de l’invention.
Le ruban flexible chauffant autorégulant 6 est composé de deux conducteurs métalliques 60 parallèles noyés dans une matrice 61 de polymère semi-cristallin dopée avec des particules conductrices, de préférence du noir de carbone, de manière à constituer une thermistance à coefficient de température positif (CTP). L’ensemble est également pourvu d’une isolation électrique 62 et d’une gaine de protection 63, que l’on a illustré découpées sur la figure 2a pour laisser apparaître une partie de la matrice 61 de polymère et l’extrémité des fils chauffants, par exemple des fils cuivre-nickel, formant les conducteurs métalliques 60.
Lorsque le ruban flexible 6 est soumis à une température basse, la matrice de polymère se rétracte et les particules de carbone conductrices qu’elle contient sont proches les unes des autres et favorisent le passage du courant ayant pour effet de diminuer la résistance et d’augmenter la puissance de sortie. Ce processus est inversé lorsque la température augmente. La matrice polymère 61 s’étire grâce à l’expansion moléculaire et la distance entre les particules de carbone augmente. Le nombre de chemins électriques diminue, la résistance augmente et la puissance dissipée par le ruban diminue. De la sorte, le ruban flexible est autorégulant en ce qu’il est susceptible d’augmenter la puissance de sortie lorsque l’air passant à travers le dispositif de chauffage électrique additionnel est froid, et en ce qu’il est susceptible de diminuer la puissance de sortie si l’air passant est suffisamment chaud et ne nécessite pas un échange thermique important.
Il est connu dans l’art antérieur des dispositifs de chauffage électrique additionnels qui peuvent délivrer une puissance de l’ordre de 1000 Watts pour un volume actif proche de 200 mm*20 mm* 80 mm.
Les figures 3 et suivantes illustrent des modes de réalisation dans lesquels les éléments chauffants sont agencés pour permettre la délivrance d’une puissance de l’ordre de 1000 Watts pour un volume actif proche de 200 mm*20 mm*80 mm.
Pour atteindre les performances thermiques d’un tel volume en utilisant un ruban flexible 6 selon l’invention, et notamment un ruban flexible standard de 10 mm de large et de moins de 1 mm d’épaisseur apte à dissiper une puissance thermique de 60 Watts par mètre de ruban, il est nécessaire de conférer au ruban flexible 6 une forme particulière de manière à augmenter la longueur dudit ruban par étage ou bien d’ajuster le nombre d’étages 7 d’éléments chauffants 4 dans le volume délimité par le carter 2 . Ainsi, pour générer une puissance proche de 1000 Watts, on cherche à agencer, dans le volume considéré, 16.5 mètres de ruban. Une solution, notamment visible sur les figures 3 et 4, consiste à intégrer dix étages 7 de double rang de rubans flexibles 6 de forme sinusoïdale de période 4 mm et d’amplitude crête à crête, ou hauteur, de 8 mm.
La figure 3 illustre un premier mode de réalisation de l’invention selon lequel les éléments chauffants 4 sont tous agencés parallèlement suivant la direction longitudinale L dans le carter 2, dans une disposition régulière dans laquelle deux ensembles d’éléments chauffants sont positionnés l’un à côté de l’autre transversalement. Chaque ensemble est constitué d’un empilement vertical de rubans flexibles 6 chauffants autorégulants à effet CTP. Par empilement vertical, on entend une superposition de rubans flexibles le long de l’axe vertical V, ces rubans étant alignés les uns au-dessus des autres sans décalage transversal.
La présence côte à côté de ces deux ensembles génère, à chaque étage 7 de rubans flexibles, un double rang de rubans flexibles 6 de forme sinusoïdale reposant chacun sur une grille de soutien 5. Les ensembles de rubans sont agencés parallèlement l’un par rapport à l’autre, de telle sorte que, pour un étage donné, on constate que le ruban flexible du deuxième ensemble d’éléments chauffants est une projection du ruban flexible du premier ensemble d’éléments chauffants dans la direction transversale. En vue de face, telle qu’illustrée sur la figure 4, il n’est dès lors visible qu’un seul ensemble des éléments ίο chauffants, le deuxième ensemble d’éléments chauffants étant caché derrière le premier ensemble.
Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, les rubans flexibles présentent une forme sinusoïdale. A chaque étage 7, les rubans flexibles 6 sont alignés pour que les crêtes de chaque sinusoïde soient en phase et se superposent suivant une direction transversale T du carter de réception 2.
Dans une variante ici non représentée, et afin d’augmenter la surface d’échange avec le flux d’air qui traverse le dispositif de chauffage 1 suivant la direction transversale T du carter 2, on peut prévoir de décaler longitudinalement les rubans flexibles 6 du premier ensemble d’éléments chauffants et du deuxième ensemble d’éléments chauffants présents sur un même étage 7 pour que leurs crêtes soient en déphasage, voire en opposition de phase. On comprend que l’une des limites aux combinaisons d’agencement des rubans flexibles 6 d’un étage à l’autre est en rapport avec l’éventuelle perte de charge du flux d’air.
La figure 5 illustre une variante du premier mode de réalisation, dans laquelle les éléments chauffants 4 sont agencés dans le carter 2 de manière à former un quadrillage orthogonal comportant d’une part un premier ensemble de dix éléments chauffants disposés selon la direction longitudinale L du carter, chaque élément chauffant de ce premier ensemble étant formé d’un ruban flexible 6 chauffant autorégulant de forme sinusoïdale soutenu par une grille de soutien 5 et d’autre part un second ensemble de dix éléments chauffants disposés selon la direction verticale V, perpendiculairement audit premier ensemble, chaque élément chauffant étant formé d’un ruban flexible 6 de forme sinusoïde chacun soutenu par une grille de soutien 5 et disposé verticalement . On comprend que le nombre d’éléments chauffants des premier et second ensembles ainsi que les caractéristiques (période et amplitude crête à crête) des sinusoïdes dépendent des dimensions du carter de réception 2 et de la puissance thermique recherchée.
Les figures 6a et 6b illustrent un carter de réception 2 d’éléments chauffants 4 agencés selon un second mode de réalisation de l’invention où les rubans flexibles 6 présente une forme rectiligne. Dans cette configuration, on comprend que, pour se conformer au mode de calcul explicité précédemment pour la puissance thermique à dissiper par le dispositif de chauffage électrique additionnel en référence au premier mode de réalisation des figures 3 à 5, il est nécessaire d’augmenter, au minimum à quarante, le nombre d’étages 7 comportant un double rang de rubans flexibles 6 reposant chacun sur une grille de soutien 5 en vue d’obtenir l’équivalent de 16,5 mètres de rubans agencés dans le volume actif tel que précédemment défini.
La figure 6a illustre une configuration similaire à celle illustrée par la figure 4 où deux premiers ensembles sont intégrés selon la direction longitudinale L dudit carter 2 et positionnés parallèlement l’un par rapport à l’autre de façon à obtenir, à chaque étage 7 de l’empilement, un double rang de rubans flexibles 6 parallèles de forme rectiligne et reposant sur des grilles de soutien 5.
La figure 6b illustre une configuration similaire à celle illustrée par la figure 5 où les éléments chauffants 4 sont agencés dans le carter 2 de manière à former un quadrillage orthogonal comportant un premier ensemble constitué d’au moins quarante éléments chauffants agencés selon la direction longitudinale L et un second ensemble constitué d’au moins quarante éléments chauffants agencés, perpendiculairement audit premier ensemble, selon la direction verticale V. Là encore, le nombre d’étages 7 d’éléments chauffants 4 des premier et second ensembles dépend des dimensions du carter de réception 2 et de la puissance thermique recherchée.
Les figures 7a et 7b illustrent un carter de réception 2 d’éléments chauffants 4 agencés selon un troisième mode de réalisation de l’invention où les rubans flexibles 6, insérés dans la direction longitudinale L dudit carter 2, présentent une forme spiralée. Dans cette configuration, on comprend que, pour se conformer au mode de calcul explicité précédemment pour la puissance thermique à dissiper par le dispositif de chauffage électrique additionnel en référence au premier mode de réalisation des figures 3 à 5, il convient de constituer un empilement transversal de deux rubans flexibles 6 atteignant une longueur de l’ordre de 8 mètres, chaque ruban étant enroulé sur lui-même.
La figure 7a illustre une configuration où les rubans flexibles 6 spiralés sont alignés transversalement l’un par rapport à l’autre de manière à se superposer dans une direction transversale T du carter de réception 2.
La figure 7b illustre une configuration apte à augmenter la surface d’échange des rubans flexibles avec le flux d’air qui traverse le dispositif de chauffage suivant la direction transversale du carter 2, dans laquelle les deux rubans flexibles 6 sont décalés, l’un par rapport à l’autre, dans la direction longitudinale du carter 2, d’une distance de décalage d, de manière à ne plus se superposer dans la direction transversale T du carter de réception 2.
Quel que soit le mode de réalisation choisi, on peut associer au dispositif de chauffage additionnel 1 selon l’invention, comportant au moins un élément chauffant 4 constitué d’un ruban flexible 6 chauffant autorégulant à effet CTP, une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation (non représentée) d’un véhicule automobile comportant ledit dispositif de chauffage 1.
La description qui précède explique clairement comment l’invention permet d’atteindre les objectifs qu’elle s’est fixée et notamment d’optimiser la performance thermique des dispositifs de chauffage additionnels pour véhicules automobiles en proposant d’y intégrer des éléments chauffants CTP polymères. Le caractère flexible et conformable des éléments chauffants selon l’invention permet de les agencer diversement dans le volume utile délimité par le carter de réception et d’optimiser ainsi la surface d’échange entre les éléments chauffants et le flux d’air traversant. L’ajustement de la forme, des dimensions et du positionnement des éléments chauffant dans le carter permet d’adapter aisément la densité en éléments chauffants et d’atteindre la performance thermique recherchée dans le dispositif de chauffage additionnel.
L’invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement donnés dans ce document à titre d’exemples non limitatifs, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Elément chauffant (4) pour dispositif de chauffage électrique additionnel (1) pour le chauffage d’un flux d’air le traversant dans un conduit d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’un véhicule automobile, caractérisé en ce que l’élément chauffant (4) est constitué d’un ruban flexible (6) chauffant autorégulant à effet CTP.
- 2. Dispositif de chauffage électrique additionnel (1) pour le chauffage d’un flux d’air traversant un conduit d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’un véhicule automobile comprenant au moins un carter de réception (2) d’au moins un élément chauffant (4) et au moins une interface de connexion (3) destinée à relier électriquement ledit au moins élément chauffant (4) à une alimentation électrique en provenance du véhicule, caractérisé en ce que l’élément chauffant (4) est constitué d’un ruban flexible (6) chauffant autorégulant à effet CTP selon la revendication 1.
- 3. Dispositif de chauffage électrique additionnel (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ruban flexible (6) chauffant autorégulant présente la forme d’une bande, le ruban flexible (6) chauffant autorégulant étant agencé dans le dispositif de chauffage électrique additionnel (1) de sorte que la bande s’étend au moins dans une direction parallèle à la direction du flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique additionnel.
- 4. Dispositif de chauffage électrique additionnel (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité d’éléments chauffants formant un premier ensemble constitué d’un empilement de rubans flexibles (6).
- 5. Dispositif de chauffage électrique additionnel (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité d’éléments chauffants formant un second ensemble constitué d’un empilement de rubans flexibles (6), ledit empilement étant décalé transversalement de l’empilement de rubans flexibles constituant le premier ensemble d’éléments chauffants.
- 6. Dispositif de chauffage électrique additionnel (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premier et second ensembles d’éléments chauffants sont5 agencés de sorte que les éléments chauffants constituant le second élément chauffant s’étendent principalement selon une direction perpendiculaire à la direction selon laquelle s’étendent principalement les éléments chauffants constituant le premier élément chauffant.
- 7. Dispositif de chauffage électrique additionnel (1) selon la revendication 5,10 caractérisé en ce que les premier et second ensembles d’éléments chauffants sont agencés de sorte que l’ensemble des éléments chauffants les constituant s’étendent principalement selon des directions parallèles les uns par rapport aux autres.
- 8. Dispositif de chauffage électrique additionnel (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les rubans flexibles (6) sont disposés en phase selon la15 direction d’extension principale.
- 9. Dispositif de chauffage électrique additionnel (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les rubans flexibles (6) sont disposés en décalage de phase selon la direction d’extension principale.
- 10. Installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d’un véhicule automobile20 comportant au moins un dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 2 à 9._________3/3 β
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| DE102011051605A1 (de) * | 2011-07-06 | 2013-01-24 | Dbk David + Baader Gmbh | Heizeinrichtung |
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