FR3075334A1 - Echangeur de chaleur pour vehicule a dispositif de dissipation electriquement chauffant - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un échangeur de chaleur (1) destiné à être traversé par un flux d'air (FA) et comprenant un faisceau (8) de tubes (6) délimitant au moins des canaux et des passages, les canaux étant internes aux tubes (6) et sont destinés à être parcourus par un fluide tandis que les passages sont externes aux tubes (6) et sont destinés à être parcourus par le flux d'air (FA), caractérisé en que le faisceau (8) comprend au moins un dispositif de dissipation thermique (9) en contact thermique avec les tubes (6) et configuré pour transférer des calories entre le flux d'air (FA) et le fluide, le dispositif de dissipation thermique (9) comprenant au moins une âme (31) formant élément électriquement chauffant. Application aux véhicules automobiles.

Description

ECHANGEUR DE CHALEUR POUR VEHICULE A DISPOSITIF DE DISSIPATION
ELECTRIQUEMENT CHAUFFANT
Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur pour véhicule, notamment pour véhicule automobile.
Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation dont la fonction est d’assurer le traitement thermique d’un habitacle du véhicule. Il est connu de trouver dans cette installation un premier échangeur de chaleur utilisé en tant qu’évaporateur en vue d’assurer une fonction de refroidissement de rhabitacle. Cette installation loge également un radiateur de chauffage dont le rôle est de chauffer l’air envoyé dans l’habitacle. Un tel radiateur de chauffage peut être un échangeur de chaleur air/liquide de refroidissement d’un moteur thermique, mais il peut également s’agir d’un radiateur électrique où les calories sont générées par un dispositif de chauffage électrique. Il est enfin connu de trouver dans cette installation à la fois un échangeur de chaleur air/liquide de refroidissement d’un moteur thermique et un radiateur électrique.
L’électrification du système de propulsion des véhicules amène une situation où le moteur thermique est absent, ou ne produit pas assez de calories pour chauffer un habitacle. Une telle tendance conduit les concepteurs de systèmes de traitement thermique de l’habitacle à revoir fondamentalement les moyens de chauffer ou de refroidir un habitacle de véhicule. Par ailleurs, cette tendance à l’électrification s’accompagne d’un besoin de réduction du poids et de l’encombrement des différents composants du véhicule.
L’invention s’inscrit dans ce contexte et propose une solution technique qui concoure à l’atteinte des objectifs mentionnés ci-dessus, c’est-à-dire la prise en compte de nouvelles contraintes liées au véhicule à propulsion électrique, notamment en ce qui concerne l’encombrement de l’échangeur thermique charger de traiter thermiquement l’habitacle d’un tel véhicule.
L'invention a donc pour objet un échangeur de chaleur destiné à être traversé par un flux d’air et comprenant un faisceau de tubes délimitant au moins des canaux et des passages, les canaux étant internes aux tubes et sont destinés à être parcourus par un fluide tandis que les passages sont externes aux tubes et sont destinés à être parcourus par le flux d’air, caractérisé en que le faisceau comprend au moins un dispositif de dissipation thermique en contact thermique avec les tubes et configuré pour transférer des calories entre le flux d’air et le fluide, le dispositif de dissipation thermique comprenant au moins une âme formant élément électriquement chauffant.
L’âme est un élément générateur de calories par effet joule. L’âme est parcourue par un courant électrique, et ce faisant, elle s’échauffe. Comme le dispositif de dissipation thermique est exposé au flux d’air, l’âme transfert ses calories à ce flux d’air, de manière à chauffer l’habitacle.
L’âme est le cœur du dispositif de dissipation thermique. Ce dernier peut n’être constitué que de l’âme, et dans ce cas dispositif de dissipation thermique et âme ne forment qu’une seule et même pièce.
Un tel dispositif de dissipation thermique augmente la surface d’échange entre les tubes et le flux d’air, soit pour dissiper les calories générées par l’âme dans ce flux d’air, soit pour collecter ces calories et les transporter vers le fluide réfrigérant, soit pour transférer des calories présentes dans un fluide caloporteur qui circule dans le tube vers le flux d’air.
Les tubes peuvent être alignés en une ou plusieurs rangées, et ces tubes combinés à un ou plusieurs dispositifs de dissipation thermique forment le faisceau de l’échangeur de chaleur.
Selon un aspect de l’invention, l’âme est agencée pour transférer des calories au flux d’air. C’est notamment le cas quand l’âme du dispositif de dissipation thermique est alimentée et parcourue par un courant électrique, de manière à ce qu’elle s’échauffe. Le dispositif de dissipation thermique est également agencé pour transférer des calories du flux d’air vers les tubes. Dans un tel cas, l’échangeur de chaleur est utilisé comme évaporateur. Enfin, le dispositif de dissipation thermique est agencé pour transférer les calories depuis les tubes vers le flux d’air.
De manière avantageuse, l’échangeur de chaleur comprend un dispositif d’isolement électrique entre les tubes et le dispositif de dissipation électrique. Le dispositif d’isolement électrique est une couche électriquement isolante disposée sur les tubes. Selon un autre exemple de réalisation, le dispositif d’isolement électrique est une anodisation du dispositif de dissipation thermique et/ou des tubes du faisceau de tubes. C’est ainsi que le dispositif d’isolement électrique peut être porté par le tube ou porté par le dispositif de dissipation thermique.
On notera que l’âme est métallique, par exemple réalisée en aluminium ou un de ses alliages, ou encore en cuivre.
Selon un exemple de l’invention, au moins une électrode d’alimentation électrique est reliée à une pluralité de dispositifs de dissipation thermique que comprend le faisceau de tubes.
Selon le premier mode de réalisation, l’électrode d’alimentation électrique s’étend dans un plan parallèle à un plan dans lequel s’étend au moins un tube du faisceau de tubes. L’électrode d’alimentation électrique est alors disposée sur un coté du faisceau. Selon le deuxième mode de réalisation, l’électrode d’alimentation électrique s’étend dans un plan transversal à un plan dans lequel s’étend au moins un tube du faisceau de tubes. Il existe ainsi une intersection entre l’électrode d’alimentation électrique et un plan d’extension des tubes le long desquels le flux d’air est apte à passer.
De manière avantageuse, le dispositif de dissipation thermique est pourvu d’au moins une ouverture dans laquelle est disposé au moins le tube. Dans une telle situation, le dispositif de dissipation thermique, notamment un ruban ou une ailette, comprend une ou plusieurs ouvertures dans lesquelles sont disposés les tubes du faisceau de tubes. Les tubes sont ainsi enfilés dans le dispositif de dissipation thermique, en passant par ces ouvertures.
Selon un autre exemple, le faisceau de tubes est définie par son épaisseur, l’âme du dispositif de dissipation thermique étant contenue dans cette épaisseur. Le dispositif de dissipation thermique, qu’il soit réalisé soit sous la forme de l’ailette traversée par les tubes ou sous la forme d’une pluralité d’intercalaires logés entre les tubes, est incorporé à l’intérieur du faisceau de tubes.
Selon le premier mode de réalisation, le dispositif de dissipation thermique s’étend majoritairement dans un plan transversal à un plan dans lequel s’étend au moins un tube du faisceau de tubes. Le dispositif de dissipation thermique est alors formé par des rubans ou des ailettes qui sont traversés par les tubes du faisceau de tubes.
Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif de dissipation thermique s’étend majoritairement dans un plan parallèle à un plan dans lequel s’étend au moins un tube du faisceau de tubes. Dans un tel cas, tubes et dispositifs de dissipation thermique sont parallèles, et les intercalaires, qui forment un exemple de dispositif de chauffage, sont logés dans les espaces qui séparent les tubes.
L’échangeur de chaleur ainsi formé peut fonctionner comme radiateur de chauffage, quand l’âme des dispositifs de dissipation thermique s’échauffe par le parcours d’un courant électrique. Il peut également fonctionner comme aérotherme de chauffage, quand les tubes sont parcourus par un fluide chaud, notamment un fluide caloporteur tel qu’un liquide glycolé. Il peut enfin fonctionner comme évaporateur, quand les tubes sont parcourus par un fluide froid, par exemple un fluide réfrigérant.
Le fluide est un fluide réfrigérant sous-critique ou super-critique, ou un fluide caloporteur liquide, alors que l’autre fluide est un flux d’air qui est apte à traverser de part en part l’échangeur de chaleur, en entrant dans celui par sa première face et en ressortant via sa deuxième face.
On notera que l’échangeur de chaleur peut être configuré pour mettre en œuvre une circulation en « U » du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant entre ainsi dans une première boîte collectrice, descend par une première série de tubes du faisceau de tubes, passe dans une deuxième boîte collectrice, puis remonte vers la première boîte collectrice via une seconde série de tubes du faisceau de tubes.
De manière avantageuse, le dispositif de dissipation thermique comprend au moins un élément perturbant un écoulement du flux d’air. Selon un exemple de réalisation, l’élément visé ici prend la forme d’une ou plusieurs persiennes ménagées au travers du dispositif de dissipation thermique, par exemple de part et d’autre des ouvertures ménagées dans le dispositif de dissipation thermique.
On notera que le dispositif de dissipation thermique peut être solidaire du tube par collage.
Alternativement, le moyen de dissipation thermique peut être solidaire du tube par un sertissage.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon un premier mode de réalisation de l’invention,
- la figure 2 est une vue en éclaté en perspective de l’échangeur de chaleur illustré à la figure 1,
- la figure 3 est une vue de face de plusieurs dispositifs de chauffage exploités dans l’échangeur de chaleur selon le premier mode de réalisation,
- la figure 4 est un agrandissement montrant un coin de l’échangeur de chaleur selon le premier mode de réalisation,
- la figure 5 est un agrandissement montrant la liaison électrique entre plusieurs dispositifs de chauffage et une électrode d’alimentation électrique de ces dispositifs de dissipation thermique,
- la figure 6 et la figure 7 sont des vues illustrant un tube exploité dans l’échangeur de chaleur selon l’invention,
- la figure 8 est une vue en éclaté en perspective d’un échangeur de chaleur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
- la figure 9 est une vue en perspective de plusieurs dispositifs de chauffage exploités dans l’échangeur de chaleur selon le deuxième mode de réalisation,
- la figure 10 est un agrandissement en perspective d’une partie inférieure de l’échangeur de chaleur selon le deuxième mode de réalisation, et
- la figure 11 est une vue en perspective d’un dispositif de dissipation thermique exploité avec l’échangeur de chaleur selon le deuxième mode de réalisation.
Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention, le cas échéant.
L’échangeur de chaleur 1 illustré au figures 1, 2 et 8 est un échangeur thermique destiné à être installé dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d’un véhicule, par exemple un véhicule automobile dont le mouvement est opéré au moins par un moteur électrique. Cet échangeur de chaleur 1 est configuré pour canaliser un fluide, par exemple un fluide caloporteur ou un fluide réfrigérant. Cette canalisation de ce fluide intervient entre une entrée 2 de l’échangeur de chaleur 1 et une sortie 3 de ce même échangeur de chaleur 1. Selon l’exemple illustré sur ces figures, l’entrée 2 de fluide et la sortie 3 de fluide sont toutes deux ménagées sur une même boîte collectrice 19 de l’échangeur de chaleur 1, impliquant ainsi une circulation en « U » du fluide au sein de l’échangeur de chaleur 1. De manière alternative, l’entrée 2 de fluide peut déboucher dans une première boîte collectrice 19, tandis que la sortie 3 débouche sur une deuxième boîte collectrice 20 dont est pourvu l’échangeur de chaleur 1. Dans ce dernier cas, la circulation du fluide est considérée en « I ».
Entre la première boîte collectrice 19 et la deuxième boîte collectrice 20, on trouve un faisceau 8 de tubes 6 et de dispositifs de dissipation thermique 9. Un tel échangeur de chaleur 1 est configuré pour être traversé de part en part par un flux d’air FA. Ce flux d’air FA traverse l’échangeur de chaleur 1 en entrant dans celui-ci par une première face 4 et en sortant par une deuxième face 5, ces deux faces formant des frontières délimitant des passages, par rapport à l’environnement entourant l’échangeur de chaleur 1. Ces passages formés dans l’échangeur de chaleur sont destinés à être empruntés par le flux d’air FA, selon une circulation sensiblement rectiligne.
L’échangeur de chaleur 1 illustré sur ces figures comprend une pluralité de tubes 6. Chaque tube 6 délimite un volume interne qui est destiné à canaliser le fluide. On comprend donc que, dans l’échangeur de chaleur selon l’invention, les tubes 6 sont léchés à l’extérieur du tube par le flux d’air FA, et à l’intérieur du tube par le fluide. Les tubes 6 du faisceau 8 participent à la délimitation des passages où circule le flux d’air FA. En effet, la paroi externe de chaque tube délimite ce passage dans lequel le flux d’air FA est guidé. C’est ainsi que l’échange de chaleur peut prendre place entre le fluide qui circule dans les tubes 6 et le flux d’air FA qui lèche l’extérieur de ces mêmes tubes 6.
Les tubes 6 sont rectilignes entre la première boîte collectrice 19 et la deuxième boîte collectrice 20, constitutives de l’échangeur de chaleur 1. Quand les tubes 6 présentent une section oblongue ou sensiblement rectangulaire, comme c’est le cas de la figure 6, le faisceau 8 de tubes 6 est constitué dès qu’un même plan passe par une arête de chaque tubes 6, ou au moins d’une majorité de tubes 6. Ce plan correspond à la face d’entrée 4 ou à la face de sortie 5 du faisceau de tubes 6. Quand les tubes 6 présentent une section circulaire, comme c’est le cas de la figure 7, le faisceau 8 de tubes 6 est constitué dès qu’un même plan tangente chaque tubes 6, ou au moins une majorité de tubes 6. Dans l’un ou l’autre de ces cas, ce plan est parallèle au plan dans lequel s’inscrit la face d’entrée 4 ou la face de sortie 5 du faisceau de tubes 6.
Selon l’invention, l’échangeur de chaleur 1 comprend un ou plusieurs dispositifs de dissipation thermique 9. Ce dispositif de dissipation thermique 9 est en interaction thermique avec le ou les tubes 6 du faisceau 8. Dispositif de dissipation thermique 9 et tube 6 sont agencés l’un par rapport à l’autre de sorte à soit transférer des calories du tube 6 vers le dispositif de dissipation thermique 9, puis vers le flux d’air FA, soit capter les colories présentes dans le flux d’air via le dispositif de dissipation thermique 9 pour les transférer aux tubes 6. Pour ce faire, le dispositif de dissipation thermique 9 et le ou les tubes 6 sont en contact physique l’un avec l’autre.
Quand le fluide est un fluide réfrigérant, l’échangeur de chaleur 1 est utilisé en tant qu’évaporateur. Quand le fluide est un fluide caloporteur, l’échangeur de chaleur 1 peut être utilisé comme radiateur de chauffage du flux d’air FA.
Un tel dispositif de dissipation thermique 9 a au moins deux fonctions : augmenter la surface d’échange entre le tube 6 et le flux d’air FA et générer les calories à dissiper dans le flux d’air FA. Le dispositif de dissipation thermique 9 est ainsi formé par une âme 31 qui est le composant traversé par le courant électrique et qui s’échauffe en réponse à cette excitation électrique. L’âme 31 est ainsi dimensionnée, à un courant et une tension déterminée, pour s’échauffer, sans néanmoins fondre ou se disloquer.
L’âme 31 est un moyen générateur de calories par effet joule. Elle est conçue pour apporter les calories nécessaires au flux d’air FA en vue de chauffer l’habitacle du véhicule. Comme illustré sur la figure 2, cette âme 31 est contenue dans l’épaisseur e des tubes 6, une telle épaisseur étant mesurée le long d’une droite perpendiculaire à la face formée par une rangée de tubes 6.
Le dispositif de dissipation thermique 9 est au moins une ailette pour l’échangeur de chaleur 1 selon le premier mode de réalisation. Ce dispositif de dissipation thermique 9 est par ailleurs au moins un intercalaire, dans le cas de l’échangeur de chaleur 1 selon le deuxième mode de réalisation.
La figure 2 est un éclaté de l’échangeur de chaleur 1 selon le premier mode de réalisation. Au moins un tube 6, et avantageusement tous les tubes 6 du faisceau 8, s’étendent dans un plan I perpendiculaire à un plan A de la face d’entrée 4, ou de sortie 5, en fonction du sens de circulation du flux d’air FA. Le dispositif de dissipation thermique 9 s’étend quant à lui dans un plan B qui, à l’état monté avec les tubes 6, est transversal, avantageusement perpendiculaire, au plan I dans lequel s’étend un tube 6.
Sur la figure 1 et la figure 2, on constate que le dispositif de dissipation thermique 9 prend la forme d’un ruban au travers duquel plusieurs tubes 6 passent. Ce dispositif de dissipation thermique 9 peut également comprendre au moins un élément perturbant un écoulement du flux d’air FA. Il peut par exemple s’agir de persiennes 22 réalisées dans chaque ailette 21 formant le dispositif de dissipation thermique 9, dans la matière de ce dispositif et entre deux tubes 6 immédiatement adjacents. Une persienne 22 permet au flux d’air FA de circuler d’un côté vers l’autre d’une même ailette 21. Pour éviter de surcharger les figures 1 et 2, celles-ci montrent des persiennes 22 seulement sur le dispositif de dissipation thermique 9 le plus proche de la première boîte collectrice 19, mais il va de soi que tous les dispositifs de dissipation thermique 9 peuvent être pourvus de telles persiennes 22.
Sur les figures 1, 2, 4 et 5, on constate que ce dispositif de dissipation thermique 9 est formé par le ruban parcouru par un courant électrique, ce dernier étant amené par une première électrode de connexion électrique 11 disposée à une première extrémité de l’échangeur de chaleur 1, et par une deuxième électrode de connexion électrique 12 disposée à une seconde extrémité de l’échangeur de chaleur 1. Bien entendu, l’échangeur de chaleur 1 selon l’invention peut comporter plusieurs rubans chauffants empilés les uns au-dessus des autres. Cette pluralité de dispositifs de dissipation thermique 9, par exemple sous forme de ruban chauffant, forme un radiateur électrique qui s’étend sensiblement sur toute la surface du faisceau 8 de tubes 6.
Les deux électrodes de connexion électrique 11, 12 sont des bandes formées d’un conducteur électrique recouvert d’un isolant électrique, ce dernier étant absent au niveau de zones de connexion électrique 41 entre la bande et le ou les rubans chauffants. La première électrode de connexion électrique 11 et/ou la deuxième électrode de connexion électrique 12 comprennent chacune un connecteur 13 formé d’une embase synthétique 14 de forme tubulaire et à l’intérieur de laquelle s’étant une cosse 15 de liaison électrique.
Chaque électrode de connexion électrique 11, 12 s’inscrit dans un plan J qui, dans ce mode de réalisation de l’échangeur de chaleur 1, est parallèle au plan I dans lequel s’inscrit au moins un tube 6 du faisceau 8 de tubes 6. Ces deux électrodes de connexion électrique 11, 12 sont disposées de part et d’autre du faisceau 8 et bordent sur deux côtés la pluralité de dispositifs de dissipation thermique 9.
La figure 3 montre en vue de face la constitution détaillée des dispositifs de dissipation thermique 9. Selon cet exemple et en fonction de la puissance de chauffage souhaitée, le dispositif de dissipation thermique 9 peut comprendre un empilement de vingt-et-un rubans chauffants 16, chaque ruban chauffant comprenant une première spire 17, une troisième spire 24 et une deuxième spire 23 reliant la première spire 17 à la troisième spire 24. Une extrémité de la première spire 17 et de la troisième spire 24 dépasse de la deuxième spire 23, de manière à offrir une zone de raccordement électrique destinée à être reliée aux électrodes de connexion électrique, notamment au niveau d’une zone de connexion électrique 41, comme expliqué plus haut. Chaque ruban chauffant 16 comprend une pluralité d’ouvertures 18 dans lesquelles les tubes peuvent passer. Les ouvertures 18 de chaque ruban chauffant 16 sont alignées les unes par rapport aux autres le long de l’axe d’extension des tubes.
La figure 4 montre des rubans chauffants 16 qui forment un exemple de réalisation du dispositif de dissipation thermique 9. Chaque ruban chauffant 16 est constitué des trois spires dont l’extrémité d’une première spire 17 est reliée électriquement à la première électrode de connexion électrique 11, au niveau de la zone de connexion électrique 41 visible sur la figure 1. Ce dispositif de dissipation thermique 9 s’étend ainsi dans le plan B et suit un parcours comprenant deux allers et un retour entre les deux électrodes de connexion électrique. Les tubes 6 s’étendent chacun dans le plan I et on constate que le plan B du dispositif de dissipation thermique 9 et le plan I d’un tube 6 sont transversaux l’un à l’autre, et avantageusement perpendiculaire l’un par rapport à l’autre.
Selon le premier mode de réalisation de l’échangeur de chaleur 1 illustré aux figures 1 à 7, le dispositif de dissipation thermique 9 comprend au moins l’ouverture 18 dans laquelle est disposé au moins un tube 6 du faisceau 8 de tubes 6. La section de ces ouvertures 18 est complémentaire, ou sensiblement complémentaire, à la section des tubes 6. Dans le cas illustré ici, il existe une pluralité d’ouvertures 18 parallèles les unes aux autres et réparties entre les deux électrodes de connexion électrique. Ces ouvertures 18 sont à périphérie fermée, en ce sens que la matière du dispositif de dissipation thermique 9 entoure l’ensemble de l’ouverture 18. Un procédé de gonflage des tubes permet de relier mécaniquement les tubes 6 au dispositif de dissipation thermique 9.
La figure 5 montre la circulation du courant électrique dans l’une des électrodes de connexion électrique 11, 12, et la répartition de ce courant électrique dans les rubans 16. Les flèches référencées 25 montrent une telle répartition et on constate que les rubans 16 sont électriquement en parallèle les uns vis-à-vis des autres. Cette figure 5 montre également une boucle 26 qui relie la deuxième spire 23 à la troisième spire 24 du ruban 16. Bien que non visible sur cette figure, il en va de même pour la liaison entre la première spire 17 et la deuxième spire 23 du ruban 16.
Selon l’exemple de réalisation illustré aux figures 1 à 5, le dispositif de dissipation thermique 9 assure la génération des calories lorsque le ruban 16 est alimenté à chacune de ses extrémités et la dissipation de ces calories dans le flux d’air FA, en mode chauffage. Cette même pièce assure également le captage des calories présentes dans ce flux d’air FA quand l’échangeur de chaleur 1 est utilisé en tant qu’évaporateur, par exemple.
Les figures 6 et 7 montrent en perspective des exemples de forme que le tube 6 peut prendre. Le tubes 6 illustré ici est allongé le long d’une direction longitudinale. Sur la figure 6, le tube 6 présente une section rectangulaire, ou sensiblement rectangulaire, où les deux grands côtés comportent une ondulation. La figure 7 montre un tube 6 de section circulaire.
L’échangeur de chaleur 1 selon l’invention peut comporter un dispositif d’isolement électrique 42 disposé entre au moins un tube 6 et le dispositif de dissipation thermique 9 traversé par ce tube. On évite ainsi que le tube devienne un conducteur électrique susceptible de créer des courts-circuits au sein du faisceau de tubes, ou entre plusieurs dispositifs de dissipation thermique. Les tubes illustrés aux figures 6 et 7 comporte un corps 27 réalisé dans un matériau thermiquement conducteur, par exemple un aluminium ou un alliage d’aluminium. Selon un exemple de réalisation du dispositif d’isolement électrique 42, ce corps 27 est recouvert par une couche 28 qui est électriquement isolante. Une telle couche 28 est avantageusement également thermiquement conductrice, de manière à ne pas limiter le déplacement des calories depuis ou vers le tube, en fonction de rutilisation de l’échangeur de chaleur selon l’invention. A titre d’exemple, la couche 28 qui forme un exemple du dispositif d’isolement électrique 42 est une anodisation réalisée sur le corps 27. On notera qu’un tel dispositif d’isolement électrique 42 peut également être porté par le dispositif de dissipation thermique 9, en étant par exemple déposé à la périphérie des ouvertures.
Selon un deuxième mode de réalisation de l’échangeur de chaleur 1 illustré aux figures 8 à 11, le dispositif de dissipation thermique 9 comprend une pluralité d’intercalaires 36 qui chacun se loge dans un espace ménagé entre deux tubes 6 immédiatement adjacents.
La figure 8 montre l’échangeur de chaleur 1 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention. La partie de cet échangeur de chaleur 1 constituée par les deux boîtes collectrices
19, 20 entre lesquelles s’étendent les tubes 6 est identique à celle qui a été décrite en rapport avec les figures précédentes, et on se reportera à cette description pour mettre en œuvre une telle partie de l’échangeur de chaleur 1.
Le dispositif de dissipation thermique 9, par exemple un intercalaire 36, s’étend majoritairement dans un plan B parallèle à un plan I dans lequel s’étend au moins un tube 6 du faisceau 8 de tubes 6. L’intercalaire 36 n’est ici pas plan, mais son extension générale permet de considérer qu’il s’étend dans le plan B. En d’autres termes, le plan général d’extension d’un intercalaire 36 est parallèle, ou sensiblement parallèle, au plan dans lequel s’étend les tubes 6 qui bordent cet intercalaire 36. On notera que le flux d’air FA circule dans l’échangeur de chaleur 1 sensiblement dans le long du plan B du dispositif de dissipation thermique 9 ou I du tube, tels que définis ci-dessus.
Les intercalaires 36 sont alimentés électriquement par les deux électrodes de connexion électrique 11, 12 qui s’étendent chacune dans le plan J transversal au plan B du dispositif de dissipation thermique 9. La première électrode de connexion électrique 11 longe la première boîte collectrice 19, tandis que la deuxième électrode de connexion électrique 12 longe la deuxième boîte collectrice 20.
La figure 9 montre une pluralité de dispositifs de dissipation thermique 9 selon le deuxième mode de réalisation. Ceux-ci sont constitués de plusieurs intercalaires 36 disposés côte-à-côte. Chaque intercalaire 36 suit un profil ondulé et chaque extrémité longitudinale de rintercalaire 36 porte une barre de liaison électrique 37 qui relie rintercalaire à l’électrode de connexion électrique 11, 12. Chacun de ces intercalaires 36 se loge entre deux tubes adjacents du faisceau de tubes.
La figure 10 montre plus en détails l’ondulation des intercalaires 36. Cette ondulation génère des sommets référencés 38 et 39 de l’intercalaire 36 qui sont en appui contre les grandes faces des tubes 6. Chacun de ces sommets 38, 39 peut par exemple être collés contre les tubes, au moyen d’une colle électriquement isolante et thermiquement conductrice. Chaque intercalaire 36 comporte à son extrémité longitudinale la barre de liaison 37 reliant électriquement la partie ondulée de rintercalaire 36 à l’électrode de connexion électrique 11 ou
12. Cette dernière est alors pourvue de trous qui sont comblés par une portion terminale de la barre de liaison 37, en vue de leur sertissage sur l’électrode de connexion électrique 11 ou 12. Un cache 40 peut être disposé devant et contre l’électrode de connexion électrique 11, 12, et ce cache 40 se poursuit pour s’étendre devant la première boîte collectrice ou devant la deuxième boîte collectrice 20. Sur la figure 10, l’électrode de connexion électrique 11 et le cache 40 ont été volontairement raccourcis pour bien illustrer la présence des barres de liaison électrique 37.
La figure 11 montre en détail le dispositif de dissipation thermique 9, en particulier son âme 31. Un seul intercalaire 36 est représenté, mais on comprendra que l’ensemble des intercalaires 36 peut être formé ainsi. Cette figure 11 montre un intercalaire 36 ondulé et pourvu de sommets 38, 39 destinés à venir en appui contre des tubes adjacents du faisceau de tubes.
Selon ce mode de réalisation, l’âme 31 et le dispositif de dissipation thermique 9 forme une seule et unique pièce. Il s’agit par exemple d’une bande métallique nue, c’est-à-dire dépourvue de peinture ou de couche annexe, à l’exception d’une éventuelle couche électriquement isolante.
Le dispositif de dissipation thermique 9 porte également au moins deux plots de contact 32 chacun disposé à une extrémité longitudinale du dispositif de dissipation thermique 9. Ces plots de contact 32 sont en contact électrique avec les électrodes de connexion électrique 11,12 au niveau des zones de connexion électrique, via les barres de liaison électrique 37.
On comprend de ce qui précède que la présente invention permet ainsi d’assurer simplement, à moindre coût et dans un encombrement contenu, une fonction de refroidissement ou de chauffage d’un flux d’air, par échange de chaleur avec un ou plusieurs dispositifs de dissipation thermique, à partir d’un fluide qui circule dans les tubes, et une fonction de chauffage de ce flux d’air au moyen d’un dispositif de chauffage électrique formé par le ou les mêmes dispositifs de dissipation thermique.
L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tous moyens ou configurations équivalentes et à toute combinaison techniquement opérant de tels moyens. En particulier, la constitution du dispositif de chauffage peut être modifiée sans nuire à l’invention dans la mesure où elle remplit les fonctionnalités décrites dans le présent document.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Echangeur de chaleur (1) destiné à être traversé par un flux d’air (FA) et comprenant un faisceau (8) de tubes (6) délimitant au moins des canaux et des passages, les canaux étant internes aux tubes (6) et sont destinés à être parcourus par un fluide tandis que les passages sont externes aux tubes (6) et sont destinés à être parcourus par le flux d’air (FA), caractérisé en que le faisceau (8) comprend au moins un dispositif de dissipation thermique (9) en contact thermique avec les tubes (6) et configuré pour transférer des calories entre le flux d’air (FA) et le fluide, le dispositif de dissipation thermique (9) comprenant au moins une âme (31) formant élément électriquement chauffant.
  2. 2. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, dans lequel l’âme (31) est agencée pour transférer des calories au flux d’air (FA).
  3. 3. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’âme (31) est agencée pour transférer des calories du flux d’air (FA) vers les tubes (6).
  4. 4. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif d’isolement électrique (42) entre les tubes (6) et le dispositif de dissipation thermique (9).
  5. 5. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une électrode d’alimentation électrique (11, 12) reliée à une pluralité de dispositifs de dissipation thermique (9) que comprend le faisceau (8) de tubes (6).
  6. 6. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’électrode d’alimentation électrique (11, 12) s’étend dans un plan (J) parallèle à un plan (C) dans lequel s’étend au moins un tube (6) du faisceau (8) de tubes (6).
  7. 7. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 5, dans lequel l’électrode d’alimentation électrique (11, 12) s’étend dans un plan (J) transversal à un plan (C) dans lequel s’étend au moins un tube (6) du faisceau (8) de tubes (6).
  8. 8.
    Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications lequel le dispositif de dissipation thermique (9) est pourvu d’au moins une ouverture (18) dans laquelle est disposé au moins le tube (6).
  9. 9. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de dissipation thermique (9) s’étend majoritairement dans un plan (C)
    5 transversal à un plan (I) dans lequel s’étend au moins un tube (6) du faisceau (8) de tubes (6).
  10. 10. Echangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif de dissipation thermique (9) s’étend majoritairement dans un plan (C) parallèle à un plan (I) dans lequel s’étend au moins un tube (6) du faisceau (8) de tubes (6).
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