FR3072450B1 - BOTTLE FOR CONDENSER OF MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une bouteille pour condenseur de véhicule automobile comprenant un circuit de circulation d'un fluide frigorigène, la bouteille (2) comprenant un réservoir (5) du fluide frigorigène muni d'une enveloppe (6), ladite enveloppe (6) comprenant une première et une deuxième parois (8, 9) espacées l'une de l'autre de sorte à délimiter entre elles une enceinte, la bouteille (2) comprenant dans enceinte un élément isolant thermique dont une conductivité thermique est comprise entre 0,004 W/mK et 0,04 W/mK et une densité volumique de masse comprise entre 50 kg/m3 et 300 kg/m3.The invention relates to a bottle for a motor vehicle condenser comprising a circulation circuit for a refrigerant, the bottle (2) comprising a reservoir (5) for the refrigerant provided with an envelope (6), said casing (6) comprising a first and a second wall (8, 9) spaced from one another so as to delimit between them an enclosure, the bottle (2) comprising in enclosure a thermal insulating element whose thermal conductivity is between 0.004 W / mK and 0.04 W / mK and a mass density of between 50 kg / m3 and 300 kg / m3.
Description
L’invention a pour objet une bouteille pour un condenseur de véhicule automobile.The subject of the invention is a bottle for a motor vehicle condenser.
De façon connue, un tel condenseur fait partie d’une boucle de climatisation du véhicule automobile.In known manner, such a condenser is part of an air conditioning loop of the motor vehicle.
Dans cette boucle, circule un fluide frigorigène qui est mis en mouvement et comprimé dans le compresseur, puis subit une condensation dans le condenseur avant d’être détendu dans un détendeur et enfin subit une évaporation dans un évaporateur.In this loop, a refrigerant circulates which is set in motion and compressed in the compressor, then undergoes condensation in the condenser before being expanded in an expansion valve and finally undergoes evaporation in an evaporator.
L’évaporateur et le condenseur sont des échangeurs de chaleur, dans chacun desquels le fluide frigorigène échange partiellement son énergie thermique avec un autre fluide (tel que l’eau dans un condenseur à eau).The evaporator and the condenser are heat exchangers, in each of which the refrigerant partially exchanges its thermal energy with another fluid (such as water in a water condenser).
Pour se faire, le condenseur comprend un circuit de refroidissement dudit fluide frigorigène.To do this, the condenser includes a cooling circuit for said refrigerant.
De façon connue, la bouteille a plusieurs fonctions au sein de la boucle de climatisation.In known manner, the bottle has several functions within the air conditioning loop.
En particulier, la bouteille sert de réservoir de fluide frigorigène en phase liquide.In particular, the bottle serves as a reservoir for refrigerant in the liquid phase.
De préférence, la bouteille sert également à réduire l’humidité dans la boucle de climatisation, par exemple via l’usage d’un dessicant.Preferably, the bottle also serves to reduce the humidity in the air conditioning loop, for example through the use of a desiccant.
Avantageusement, la bouteille joue aussi un rôle de purification de la boucle de climatisation, par filtration de particules qui présentent des dimensions supérieures à une valeur donnée, par exemple des particules d’un diamètre supérieur à 60 pm.Advantageously, the bottle also plays a role in purifying the air conditioning loop, by filtration of particles which have dimensions greater than a given value, for example particles with a diameter greater than 60 μm.
La bouteille est souvent à proximité voire au contact du circuit de refroidissement du condenseur ou encore à proximité d’une source de chaleur externe (telle qu’un échangeur de chaleur ou autre), ce qui peut provoquer en fonctionnement un réchauffement du fluide frigorigène contenu dans la bouteille, et réduire de ce fait le coefficient de performance de la boucle de climatisation.The bottle is often close to or even in contact with the condenser cooling circuit or even near an external heat source (such as a heat exchanger or other), which can cause the refrigerant contained in it to heat up in the bottle, and thereby reduce the coefficient of performance of the air conditioning loop.
Un but de l’invention est de remédier au moins partiellement à cet inconvénient.An object of the invention is to at least partially remedy this drawback.
A cet effet, l’invention a pour objet une bouteille pour condenseur de véhicule automobile comprenant un circuit de circulation d’un fluide frigorigène, la bouteille comprenant un réservoir dudit fluide frigorigène muni d’une enveloppe, ladite enveloppe comprenant une première et une deuxième parois espacées l’une de l’autre de sorte à délimiter entre elles une enceinte, la bouteille comprenant dans l’enceinte un élément isolant thermique dont une conductivité thermique est comprise entre 0,004 W/mK et 0,04 W/mK et une densité volumique de masse comprise entre 50 kg/m3 et 300 kg/m3.To this end, the subject of the invention is a bottle for a motor vehicle condenser comprising a circuit for circulating a refrigerant, the bottle comprising a reservoir of said refrigerant provided with a casing, said casing comprising a first and a second walls spaced from each other so as to delimit an enclosure therebetween, the bottle comprising in the enclosure a thermal insulating element whose thermal conductivity is between 0.004 W / mK and 0.04 W / mK and a density mass density between 50 kg / m 3 and 300 kg / m 3 .
Ainsi, grâce à la présente invention, le fluide frigorigène contenu dans la bouteille est maintenu à une température souhaitée, ce qui permet d’améliorer le coefficient de performance d’une boucle de climatisation incluant ladite bouteille.Thus, thanks to the present invention, the refrigerant contained in the bottle is maintained at a desired temperature, which improves the performance coefficient of an air conditioning loop including said bottle.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’élément isolant thermique comprend un aérogel.According to another characteristic of the invention, the thermal insulating element comprises an airgel.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’aérogel présente une conductivité thermique entre 0,01 W/mK et 0,03 W/mK et une densité volumique de masse entre 50 kg/m3 et 150 kg/m3.According to another characteristic of the invention, the airgel has a thermal conductivity between 0.01 W / mK and 0.03 W / mK and a density by mass between 50 kg / m 3 and 150 kg / m 3 .
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’aérogel présente une conductivité thermique de 0,015 W/mK et une densité volumique de masse de 100 kg/m3.According to another characteristic of the invention, the airgel has a thermal conductivity of 0.015 W / mK and a mass density of 100 kg / m 3 .
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’élément isolant thermique comprend un gaz contenu entre les deux parois, par exemple de l’azote ou de l’air.According to another characteristic of the invention, the thermal insulating element comprises a gas contained between the two walls, for example nitrogen or air.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’enceinte est mise en dépression à une pression inférieure ou égale à 4 mbar. En cas de présence d’un gaz et/ou d’un aérogel dans l’enceinte, le gaz et/ou l’aérogel sont alors à une pression qui est celle de l’enceinte.According to another characteristic of the invention, the enclosure is placed under vacuum at a pressure less than or equal to 4 mbar. If there is a gas and / or an airgel in the enclosure, the gas and / or the airgel are then at a pressure which is that of the enclosure.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’élément isolant thermique comprend au moins un panneau isolant sous vide.According to another characteristic of the invention, the thermal insulating element comprises at least one vacuum insulating panel.
Selon une autre caractéristique de l’invention, ledit au moins un panneau isolant sous vide présente une conductivité thermique entre 0,002 W/mK et 0,007 W/mK et une densité volumique de masse entre 150 kg/m3 et 250 kg/m3.According to another characteristic of the invention, said at least one vacuum insulating panel has a thermal conductivity between 0.002 W / mK and 0.007 W / mK and a density by mass between 150 kg / m 3 and 250 kg / m 3 .
Selon une autre caractéristique de l’invention, ledit au moins un panneau isolant sous vide présente une conductivité thermique de 0,005 W/mK et une densité volumique de masse de 200 kg/m3.According to another characteristic of the invention, said at least one vacuum insulating panel has a thermal conductivity of 0.005 W / mK and a mass density of 200 kg / m 3 .
L’invention a également pour objet un condenseur de véhicule automobile, comprenant une bouteille telle que décrite précédemment.The invention also relates to a motor vehicle condenser, comprising a bottle as described above.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description which follows. This is purely illustrative and should be read in conjunction with the accompanying drawings in which:
- la figure 1 illustre une vue schématique en perspective d’un condenseur à eau équipé d’une bouteille selon un mode de réalisation de la présente invention ; et- Figure 1 illustrates a schematic perspective view of a water condenser equipped with a bottle according to an embodiment of the present invention; and
- la figure 2 illustre une vue en coupe transversale de la bouteille de la figure 1.- Figure 2 illustrates a cross-sectional view of the bottle of Figure 1.
L’invention a pour objet un condenseur pour véhicule automobile, référencé 1 sur les figures.The invention relates to a condenser for a motor vehicle, referenced 1 in the figures.
L’invention a également pour objet une bouteille, référencée 2, pour le condenseur 1.The invention also relates to a bottle, referenced 2, for the condenser 1.
Le condenseur 1 est muni d’un faisceau 3 délimitant un circuit de refroidissement d’un fluide frigorigène de la boucle de climatisation du véhicule automobile par l’eau.The condenser 1 is provided with a bundle 3 delimiting a circuit for cooling a refrigerant of the air conditioning loop of the motor vehicle by water.
Avantageusement, le faisceau 3 est constitué de plaques embouties pour l’écoulement du fluide réfrigérant et d’un fluide caloporteur, tel que de l’eau glycolée, les fluides circulant en alternance entre les plaques. Le condenseur est alors typiquement relié à un radiateur basse température pour refroidir le fluide caloporteur par échange avec de l’air provenant de l’extérieur du véhicule.Advantageously, the bundle 3 consists of stamped plates for the flow of the refrigerant fluid and of a heat transfer fluid, such as glycol water, the fluids circulating alternately between the plates. The condenser is then typically connected to a low temperature radiator to cool the heat transfer fluid by exchange with air from outside the vehicle.
Selon une autre variante, le faisceau 3 comprend des tubes d’écoulement du fluide réfrigérant, pour un échange de chaleur, à travers les parois des tubes et éventuels intercalaires, avec de l’air provenant de l’extérieur du véhicule.According to another variant, the bundle 3 comprises coolant flow tubes, for heat exchange, through the walls of the tubes and possible spacers, with air coming from outside the vehicle.
Comme visible sur la figure 2, la bouteille 2 comprend un circuit de circulation 4 du fluide réfrigérant, lequel circuit de circulation est relié au circuit de refroidissement du faisceau.As visible in FIG. 2, the bottle 2 comprises a circulation circuit 4 for the refrigerant, which circulation circuit is connected to the cooling circuit of the bundle.
BouteilleBottle
La bouteille 2 est disposée en sortie du condenseur relativement à l’écoulement du fluide frigorigène, ou à une position intermédiaire dans le circuit de refroidissement si le condenseur comprend une partie de sousrefroidissement en aval de la bouteille.The bottle 2 is disposed at the outlet of the condenser relative to the flow of the refrigerant, or at an intermediate position in the cooling circuit if the condenser comprises a sub-cooling part downstream of the bottle.
Comme particulièrement visible sur la figure 2, la bouteille 2 comprend un réservoir 5 de fluide frigorigène en phase liquide.As particularly visible in FIG. 2, the bottle 2 comprises a reservoir 5 of refrigerant in the liquid phase.
Le réservoir 5 est délimité par une enveloppe 6.The reservoir 5 is delimited by an envelope 6.
Sur le mode de réalisation illustré, l’enveloppe 6 présente une forme générale oblongue.In the illustrated embodiment, the envelope 6 has a generally oblong shape.
Cette forme assure un plus grand volume utile pour un encombrement donné dans le véhicule automobile.This shape provides a larger useful volume for a given bulk in the motor vehicle.
Comme visible sur la figure 2, l’enveloppe 6 est une enveloppe à double paroi.As shown in Figure 2, the envelope 6 is a double-walled envelope.
L’enveloppe à double paroi 6 est constituée par une première paroi 8 et une deuxième paroi 9.The double-walled envelope 6 is constituted by a first wall 8 and a second wall 9.
Les parois 8 et 9 sont espacées l’une de l’autre en délimitant entre elles une enceinte E, distincte du réservoir 5.The walls 8 and 9 are spaced from one another by delimiting between them an enclosure E, distinct from the reservoir 5.
La paroi 9 est dite paroi externe de la bouteille 2.The wall 9 is called the external wall of the bottle 2.
La paroi 8 est dite paroi interne de la bouteille 2.The wall 8 is called the internal wall of the bottle 2.
Sur la coupe de la figure 3, les parois 8 et 9 sont sensiblement cylindriques et de section circulaire. Plus généralement, les parois ont une forme de tout type adapté et délimitent de préférence une enceinte d’épaisseur sensiblement constante. Lorsque les parois sont cylindriques, les parois 8 et 9 ont alors des génératrices sensiblement parallèles entre elles.In the section of Figure 3, the walls 8 and 9 are substantially cylindrical and of circular section. More generally, the walls have a shape of any suitable type and preferably delimit an enclosure of substantially constant thickness. When the walls are cylindrical, the walls 8 and 9 then have generatrices which are substantially parallel to one another.
Les parois 8 et 9 s’étendent le long d’un même axe Z, de préférence vertical. Plus généralement, les parois sont selon un axe incliné par rapport à une référence horizontale du véhicule sur lequel le condenseur sera installé.The walls 8 and 9 extend along the same axis Z, preferably vertical. More generally, the walls are along an axis inclined with respect to a horizontal reference of the vehicle on which the condenser will be installed.
Chacune des parois 8 et 9 présente une épaisseur donnée. En d’autres termes, chacune des parois 8 et 9 est délimitée par une première et une deuxième surfaces, dites surfaces externe et surface interne, 10 et 11.Each of the walls 8 and 9 has a given thickness. In other words, each of the walls 8 and 9 is delimited by a first and a second surface, called the external surface and the internal surface, 10 and 11.
Les surfaces externe et interne 10 et 11 de chacune des parois 8 et 9 sont avantageusement concentriques.The external and internal surfaces 10 and 11 of each of the walls 8 and 9 are advantageously concentric.
La surface externe 10 de la paroi externe 9 est conformée pour être en contact avec l’air ambiant.The outer surface 10 of the outer wall 9 is shaped to be in contact with the ambient air.
La surface interne 11 de la paroi interne 8 délimite le réservoir 5.The internal surface 11 of the internal wall 8 defines the reservoir 5.
Un diamètre interne D1 de la bouteille 2 est délimité par le diamètre de la surface interne 11 de la paroi 8.An internal diameter D1 of the bottle 2 is delimited by the diameter of the internal surface 11 of the wall 8.
Le diamètre D1 correspond au diamètre du réservoir 5 de fluide réfrigérant.The diameter D1 corresponds to the diameter of the coolant reservoir 5.
Un diamètre externe D2 de la bouteille 2 est délimité par le diamètre de la surface interne 11 de la paroi 9.An external diameter D2 of the bottle 2 is delimited by the diameter of the internal surface 11 of the wall 9.
L’épaisseur de la paroi interne 8 est aussi réduite que rendue possible par le procédé de fabrication, et avantageusement entre 1 mm et 3 mm.The thickness of the internal wall 8 is as reduced as possible by the manufacturing process, and advantageously between 1 mm and 3 mm.
L’épaisseur de la paroi 9 est avantageusement de l’ordre de 0,5 mm à 2 mm.The thickness of the wall 9 is advantageously of the order of 0.5 mm to 2 mm.
De préférence, comme visible sur les figures, des parois d’entretoise s’étendent radialement entre les parois 8 et 9, de façon à renforcer la structure de la bouteille. Dans l’exemple illustré, il s’agit de quatre parois agencées à 90° entre elles. En variante, le nombre et l’agencement des parois radiales de renfort est de tout type adapté.Preferably, as visible in the figures, spacer walls extend radially between the walls 8 and 9, so as to reinforce the structure of the bottle. In the example illustrated, these are four walls arranged at 90 ° between them. Alternatively, the number and arrangement of the reinforcing radial walls is of any suitable type.
L’enceinte E est remplie au moins partiellement par un élément thermiquement isolant dont une conductivité thermique est comprise entre 0,004 W/mK et 0,04 W/mK et une densité volumique de masse comprise entre 50 kg/m3 et 300 kg/m3.The enclosure E is filled at least partially with a thermally insulating element whose thermal conductivity is between 0.004 W / mK and 0.04 W / mK and a density density of mass between 50 kg / m 3 and 300 kg / m 3 .
Selon un premier mode de réalisation, l’élément isolant thermique comprend un aérogel.According to a first embodiment, the thermal insulating element comprises an airgel.
Avantageusement, l’aérogel présente une conductivité thermique entre 0,01 W/mK et 0,03 W/mK et une densité volumique de masse entre 50 kg/m3 et 150 kg/m3.Advantageously, the airgel has a thermal conductivity between 0.01 W / mK and 0.03 W / mK and a density by mass between 50 kg / m 3 and 150 kg / m 3 .
De préférence, l’aérogel présente une conductivité thermique de 0,015 W/mK et une densité volumique de masse de 100 kg/m3.Preferably, the airgel has a thermal conductivity of 0.015 W / mK and a mass density of 100 kg / m 3 .
Avantageusement, l’enceinte contenant l’aérogel est mise en dépression.Advantageously, the enclosure containing the airgel is placed under vacuum.
Selon un deuxième mode de réalisation, l’élément isolant thermique comprend au moins un panneau isolant sous vide.According to a second embodiment, the thermal insulating element comprises at least one vacuum insulating panel.
Un panneau isolant sous vide comprend un noyau poreux, à l’intérieur duquel se trouve du vide.A vacuum insulating panel has a porous core, inside which there is a vacuum.
Le noyau poreux est constitué à base d’un matériau inerte peu conducteur, par exemple de l’acide silicique.The porous core is made from an inert, low-conductive material, for example silicic acid.
Le noyau est enveloppé d’un film étanche, avantageusement réfléchissant, par exemple en aluminium.The core is wrapped in a waterproof, advantageously reflective film, for example aluminum.
Avantageusement, ledit au moins un panneau isolant sous vide présente une conductivité thermique entre 0,002 W/mK et 0,007 W/mK et une densité volumique de masse entre 150 kg/m3 et 250 kg/m3.Advantageously, said at least one vacuum insulating panel has a thermal conductivity between 0.002 W / mK and 0.007 W / mK and a density by mass between 150 kg / m 3 and 250 kg / m 3 .
De préférence, ledit au moins un panneau isolant sous vide présente une conductivité thermique de 0,005 W/mK et une densité volumique de masse de 200 kg/m3.Preferably, said at least one vacuum insulating panel has a thermal conductivity of 0.005 W / mK and a mass density of 200 kg / m 3 .
Selon un troisième mode de réalisation, correspondant au mode de réalisation préférentiel, l’enceinte est mise en dépression à une pression inférieure ou égale à 4 mbar.According to a third embodiment, corresponding to the preferred embodiment, the enclosure is placed under vacuum at a pressure less than or equal to 4 mbar.
Selon ce mode de réalisation, la bouteille est munie d’un orifice de mise sous vide, non illustré, par exemple équipé d’une vanne à sens unique permettant la mise en dépression par connexion à une pompe de mise en dépression.According to this embodiment, the bottle is provided with a vacuum orifice, not illustrated, for example equipped with a one-way valve allowing the vacuum by connection to a vacuum pump.
On note que les modes de réalisation illustrés sont éventuellement combinables.It should be noted that the illustrated embodiments are possibly combinable.
On note que sur les figures illustrent un condenseur à eau mais l’invention s’applique également à un condenseur à air.Note that in the figures illustrate a water condenser but the invention also applies to an air condenser.
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